香港中文大學（中大）與深圳大學聯合研究團隊宣布，成功研發創新加工型馬鈴薯主食「土豆米」（Potato Turned Rice, PTR），並首次揭示其透過腸道菌群介導的代謝調控軸發揮結腸炎緩解作用。這項研究不僅破解了馬鈴薯口感偏軟與儲存穩定性差的兩大長期技術難題，更為中國馬鈴薯主糧化戰略提供了堅實的科學基礎，標誌著馬鈴薯正式邁向兼具營養價值與健康功能的新興主糧地位。
馬鈴薯主糧化的歷史背景與技術瓶頸
中國於 2015 年正式啟動馬鈴薯主糧化戰略，旨在推動馬鈴薯成為繼水稻、小麥、玉米之後的第四大主糧作物，作為國家糧食安全的核心支柱之一。然而，儘管政策推動力度巨大，馬鈴薯長期以來仍被歸類為蔬菜而非主流主食，主要受制於兩大核心瓶頸。首先是口感問題，馬鈴薯煮熟後質地偏軟，不符合華人對於傳統主食必須具備嚼勁的口感偏好；其次是儲存問題，鮮薯在長期存放過程中穩定性差，極易發芽，導致供應鏈成本高昂且浪費嚴重。這些技術障礙使得馬鈴薯難以真正進入日常主食的消費場景，限制了其作為戰略儲備糧食的潛力。
「分子編織」技術如何重塑澱粉結構？
為克服上述限制，中國科學院院士、深圳大學食品科學與加工研究中心主任吳奇教授首創「分子編織」加工技術。該技術的核心在於將帶皮鮮馬鈴薯脫水後，與穀物粉一同置入雙螺桿「分子編織設備」中。透過可控的結構修飾，設備精準重塑澱粉分子鏈，最終得到形似米粒、口感耐嚼且耐儲存的「土豆米」。這一創新直接解決了阻礙馬鈴薯主糧化的口感與儲存兩大長期技術難題。煮熟後的土豆米可保持穩定的 5 型抗性澱粉（RS5）V 型晶體結構，這有別於普通煮熟米飯，是土豆米發揮生物學活性的重要理化基礎。這種獨特的結構不僅改善了食用體驗，更為後續的健康功效研究提供了物質基礎。
腸道菌群在緩解結腸炎中扮演何種角色？
中大生命科學學院黃永德教授領銜的研究團隊，聯同吳奇教授，對土豆米的腸道健康功效及其作用機制展開了系統化研究。實驗結果顯示，實驗小鼠長期攝入土豆米後，其腸道微生物 α 多樣性顯著提升，有益共生菌的豐度亦增加。在葡聚糖硫酸鈉（DSS）誘導的急性結腸炎模型中，土豆米有效減輕了結腸炎症狀，維持了腸道上皮屏障完整性，並提升了腸道短鏈脂肪酸（SCFA）水平。研究進一步透過上調法尼醇 X 受體（FXR）相關通路，恢復了膽汁酸穩態。為了證實腸道菌群的核心作用，團隊進行了菌群清除實驗與糞菌移植（FMT）實驗。結果表明，以抗生素清除腸道菌群後，土豆米原有的結腸炎保護作用隨之消失；而當團隊將曾餵食土豆米的小鼠的糞菌移植至其他小鼠，受體小鼠對結腸炎的抵抗能力有所提升。這證實了土豆米完全透過「腸道菌群－短鏈脂肪酸－膽汁酸」調控軸發揮抗結腸炎作用。
對糧食安全與功能型主食研發的啟示
吳奇教授表示，土豆米的研發初衷是希望透過分子層面的食品加工技術，釋放馬鈴薯作為主食的潛力。本研究證實，土豆米不僅破解了口感與保質期的產業瓶頸，更具備傳統主食無法實現的腸道健康益處，為推進馬鈴薯主糧化提供了堅實的科學基礎，也開闢了開發功能型主食的新路徑。黃永德教授則指出，本研究首次清晰闡明了土豆米抗結腸炎活性的作用機制，並顯示腸道菌群發揮了核心作用。作為日常主食，土豆米為腸道炎症相關病患者提供了極具潛力的飲食干預方案，也構建了食品加工技術與腸道微生物生態交叉研究的新模式。目前土豆米已實現量產，研究團隊正全力推動其廣泛應用，期望提升糧食安全、促進主糧供應多元化，為大眾提供更多兼具營養價值的主食選擇。相關研究已成為美國化學學會旗下農業與食品科學領域旗艦期刊《農業與食品化學雜誌》封面文章，進一步提升了該領域的國際學術影響力。