菊粉的性質(zhì)、功能及在食品中的應(yīng)用進(jìn)展

李 烜 羅登林,2 向進(jìn)樂(lè),2 徐寶成,2 李佩艷,2 許 威 黃繼紅

(河南科技大學(xué)食品與生物工程學(xué)院1，洛陽(yáng) 471023)(河南省食品原料工程技術(shù)研究中心2，洛陽(yáng) 471023)(信陽(yáng)師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院3，信陽(yáng) 464000)(河南工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院4，鄭州 532927)

菊粉(inulin)，又名菊糖，它作為一種天然的膳食纖維具有許多突出的生理功能，包括促進(jìn)益生菌增殖、抑制腸道腐敗菌生長(zhǎng)、改善腸道微環(huán)境、調(diào)節(jié)血糖水平等[1]。同時(shí)，菊粉還表現(xiàn)出優(yōu)異的食品加工性能，如外表呈潔白的粉末狀，無(wú)不良?xì)馕?，易溶于水，微甜，能形成柔滑而?xì)膩的凝膠等[2]。在2009年，菊粉被我國(guó)原衛(wèi)生部正式批準(zhǔn)為新資源食品，它作為目前全球認(rèn)知度最高、市場(chǎng)份額最大、應(yīng)用領(lǐng)域最廣的膳食纖維，正以突出的健康效應(yīng)和優(yōu)良的應(yīng)用性能引領(lǐng)益生元市場(chǎng)的快速發(fā)展。因此，深入了解菊粉的性質(zhì)、功能和應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)我國(guó)菊粉產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展、提高國(guó)民飲食健康和實(shí)現(xiàn)我國(guó)2017—2030年國(guó)民營(yíng)養(yǎng)計(jì)劃具有重要的意義。

1 菊粉概述

1.1 來(lái)源

菊粉屬于一種天然的儲(chǔ)備性多糖，在自然界中分布十分廣泛，以植物中含量最豐富，其次是一些真菌和細(xì)菌。菊粉主要存在于菊科類植物中，如桔?？?、龍膽科、菊科等(表1)[3]。工業(yè)上菊粉生產(chǎn)的主要原料是菊苣和菊芋，其塊莖中菊粉占比在70%以上(干基)。

表1 常見(jiàn)植物中的菊粉含量

1.2 結(jié)構(gòu)

菊粉分子是由D-呋喃果糖分子以β (2→1)鍵連接而成的線性直鏈多糖，末端常帶一個(gè)葡萄糖殘基。菊粉的分子式表示為GFn，G為終端葡萄糖單元，F(xiàn)為果糖單元，n為果糖單元數(shù)，聚合度(DP)一般在2～60。通常把平均DP≤10的菊粉稱為短鏈菊粉或低聚果糖，平均DP≥23的稱為長(zhǎng)鏈菊粉或多聚果糖，從天然植物(菊芋或菊苣)中提取的菊粉同時(shí)含有短鏈、中鏈和長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，稱為天然菊粉。短鏈菊粉和天然菊粉都含有一定的單糖和雙糖，因此略帶甜味，其甜度大約相當(dāng)于蔗糖的10%～30%；長(zhǎng)鏈菊粉中由于不含單糖和雙糖，則沒(méi)有甜味[4]。

不同植物種類所含菊粉的聚合度也有所差異。小麥、洋蔥和香蕉中所含菊粉的聚合度最低(最大聚合度DPmax<10)，大理花塊根、大蒜和菊芋所含菊粉的聚合度較低(DPmax<40)，球菊芋和菊苣則所含菊粉的聚合度較高(DPmax<100)，百合、朝鮮薊和某些細(xì)菌(如突變鏈球菌)所含菊粉的聚合度最高(DPmax>100)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，可利用人工合成的方法來(lái)調(diào)控菊粉的聚合度，如利用合成酶可生產(chǎn)不同聚合度的短鏈菊粉，利用內(nèi)切酶(EC3. 2. 1. 7)可水解菊苣菊粉獲得DP范圍在2～7、平均DP=4的低聚果糖，利用物理分離技術(shù)(結(jié)晶和膜分離)可生產(chǎn)平均聚合度不小于23的長(zhǎng)鏈菊粉[5]。

1.3 理化性質(zhì)

根據(jù)菊粉在水中的溶解大小，可分為易溶和難溶于水兩類。通常把聚合度為10作為臨界點(diǎn)，DP≤10的菊粉易溶于水，而DP>10的菊粉較難溶于水。

1.3.1 溶解性質(zhì)

菊粉溶解度的差異與其聚合度和環(huán)境溫度有關(guān)(表2)。短鏈菊粉比長(zhǎng)鏈菊粉更易溶于水，隨著溫度的升高，菊粉的溶解度顯著增加。在室溫下天然菊粉和長(zhǎng)鏈菊粉在水中的溶解度分別為4.92 g和0.92 g；當(dāng)溫度升至80 ℃時(shí)，其值分別增大至31.16 g和22.71 g[6]。

表2 不同聚合度菊粉在水中的溶解性

1.3.2 溶液pH

菊粉屬于一種中性多糖，理論上其水溶性顯中性，但由于實(shí)際生產(chǎn)工藝的不同，會(huì)導(dǎo)致不同聚合度菊粉的水溶液呈現(xiàn)不同的酸堿性。室溫下天然菊粉水溶液呈弱酸性，隨著質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大，其酸性增強(qiáng)，2%和20%天然菊粉水溶液的pH分別為6.97和6.35；長(zhǎng)鏈菊粉水溶液則呈弱堿性，2%和20%的長(zhǎng)鏈菊粉水溶液的pH分別為7.04和8.32[6,7]。

1.3.3 溶液黏度

菊粉水溶液的黏度隨其含量和聚合度的增加而增大(表3)。當(dāng)天然菊粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<25%時(shí)，其水溶液的黏度很低，但超過(guò)25%時(shí)黏度顯著增加，這主要是因?yàn)榫辗坶_(kāi)始形成顆粒狀弱凝膠，分子間相互作用改變了溶液的物理狀態(tài)。如對(duì)于5%的菊苣菊粉水溶液，在10 ℃時(shí)溶液黏度為1.65 mPa·s，但在30%時(shí)顯著增加至100 mPa·s[8]。溫度對(duì)菊粉溶液的黏度影響非常明顯，隨溫度的升高溶液黏度顯著降低，這歸因于高溫下菊粉的溶解度顯著增大，難以形成凝膠。另外，菊粉的聚合度也影響明顯，長(zhǎng)鏈菊粉在較低溫度和含量下更易形成凝膠，具有增加食品體系黏度的作用。因此，在食品中長(zhǎng)鏈菊粉通常用于增稠和替代脂肪與糖類，賦予食品特定的質(zhì)構(gòu)和口感；而天然和短鏈菊粉由于溶解性好表現(xiàn)為低黏度，經(jīng)常用作填充劑和功能成分應(yīng)用于食品中，在生產(chǎn)過(guò)程中既方便大量添加又不會(huì)影響生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品品質(zhì)[7]。

表3 不同聚合度菊粉在水中的動(dòng)態(tài)黏度

1.3.4 持水性

菊粉具有較強(qiáng)的持水性，能降低食品中的水分活度，延緩水分蒸發(fā)，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期[7]。溫度和聚合度均會(huì)影響到菊粉的持水性，隨著溫度的升高，天然菊粉和長(zhǎng)鏈菊粉的持水性均呈先升高后降低的趨勢(shì)。天然菊粉的持水力在40 ℃時(shí)達(dá)到最大值(2.85 g/g水)，而長(zhǎng)鏈菊粉在70 ℃時(shí)持水力才達(dá)到最大值(2.92 g/g水)[6]。

1.4 生產(chǎn)工藝

菊粉的生產(chǎn)工藝與蔗糖的制備有相似之處。通常是先將新鮮的菊苣或菊芋經(jīng)清洗、切絲后熱水浸提，浸提液經(jīng)過(guò)脫色、中和、除雜等工序，以去除蛋白、膠質(zhì)、粗纖維和色素，然后經(jīng)過(guò)離子交換膜以除去鹽類成分，再采用納濾技術(shù)對(duì)溶液進(jìn)行濃縮純化，最后經(jīng)過(guò)降膜蒸發(fā)濃縮后噴霧干燥得到較高純度的菊粉[5]。

2 菊粉的生理功能

菊粉作為一種可溶性的膳食纖維，具有相比普通膳食纖維(果蔬類、谷物類、豆類、菌類等)更加突出的生理功能，常作為研究其他益生元功效的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照物，其具體生理功能見(jiàn)表4。

表4 菊粉的生理功能

2.1 促進(jìn)腸道益生菌增殖，改善腸道微生態(tài)

菊粉雖然不能在人體小腸內(nèi)消化吸收，但可以在大腸內(nèi)被各種益生菌發(fā)酵利用，降低腸道內(nèi)的pH值，從而抑制多種腐敗菌增殖，間接地減少了腸道內(nèi)毒素物質(zhì)的產(chǎn)生，有效改善腸道健康水平。研究表明，每日攝入一定量的菊粉能夠使結(jié)腸中的益生菌增加至10倍，顯著減少病原菌和腐敗菌的數(shù)量，如金黃色葡萄球菌、李斯特菌、沙門氏菌和大腸菌群等[2]。菊粉可用于治療成人急性腹瀉，有助于改善急性腹瀉患者的腸道黏膜功能，促進(jìn)腸道菌群的恢復(fù)。不同聚合度的菊粉對(duì)腸道影響不同，低聚合度的菊粉對(duì)腸道菌落結(jié)構(gòu)的影響更明顯，而高聚合度型菊粉對(duì)結(jié)腸微生物區(qū)系有明顯的有益作用[9]。

2.2 調(diào)節(jié)血糖水平

菊粉在小腸內(nèi)不能被水解成單糖，不會(huì)引起體內(nèi)血糖水平的顯著升高，它還能促進(jìn)機(jī)體對(duì)Mg2+的吸收，起到穩(wěn)定血糖的作用[10]。歐洲食品安全局指出，低聚果糖對(duì)于血糖控制起著至關(guān)重要的作用，它與攝入后血糖反應(yīng)改善之間存在顯著的相關(guān)性，此次聲明旨在認(rèn)可低聚果糖具有降低餐后血糖的作用。研究表明，富含菊粉的富硒阿膠-菊粉咀嚼片能夠顯著降低小鼠的血糖水平，與二甲雙胍的作用相當(dāng)[11]。另外，菊粉不僅能降低小鼠血糖水平和胰島素抵抗指數(shù)，還能增強(qiáng)胰島β-細(xì)胞的功能[12]。

2.3 減肥

菊粉能提高胃內(nèi)容物的黏度，減緩食物從胃進(jìn)入小腸的速度，降低饑餓感，從而減少食物的攝入量。菊粉在消化系統(tǒng)內(nèi)不被吸收，而在結(jié)腸中被發(fā)酵，產(chǎn)生的熱能低，其熱值約為4.2～6.3 kJ/g，分別相當(dāng)于葡萄糖和脂肪熱值的26%～39%和11%～16%[13]。研究發(fā)現(xiàn)，短鏈菊粉可有效減少肥胖小鼠肝臟脂肪堆積，增加益生菌群占比，緩解小鼠肥胖[14]。菊粉對(duì)肥胖病患者的總膽固醇水平、甘油三酯水平、高密度脂蛋白水平均有顯著的降低效果，這與服用的劑量、時(shí)長(zhǎng)和病人的自身生理狀態(tài)有關(guān)[15]。

2.4 改善便秘

菊粉能有效增加排便次數(shù)和改善排便質(zhì)量，具有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、縮短糞便在結(jié)腸中的停留時(shí)間、增加糞便質(zhì)量和排泄量等作用。在膳食中每天按推薦劑量補(bǔ)充菊粉，可以顯著增加便秘患者的排便頻率，使大便變得松軟連貫，由便秘引發(fā)的惡心和頭痛也隨之消失。便秘患者若每天食用菊粉15 g，2周后會(huì)感覺(jué)大便通暢，便秘癥狀明顯緩解，臭味也明顯減少[16]。菊粉作為益生元可促使腸道菌群組成朝著雙歧桿菌和/或乳桿菌相對(duì)增加的方向“轉(zhuǎn)移”，改善便秘患者的生活狀態(tài)[17]。

2.5 促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收

菊粉能促進(jìn)結(jié)腸微生物選擇性發(fā)酵，引起短鏈脂肪酸濃度上升和腸道內(nèi)pH值下降，導(dǎo)致礦物質(zhì)復(fù)合物發(fā)生分解，從而促進(jìn)了礦物質(zhì)元素釋放、溶解和吸收[18]。菊粉能明顯提高Ca2+、Mg2+、Fe2+等礦物質(zhì)的吸收率，尤其是Ca2+的吸收率。此外，菊粉還能使腸道隱窩高度及上皮細(xì)胞數(shù)量增殖，礦物質(zhì)運(yùn)輸通道增加，使鈣結(jié)合蛋白D9k的表達(dá)量增加，激活鈣擴(kuò)散通道[19]。

2.6 降血脂

菊粉能加速脂質(zhì)的分解基細(xì)胞質(zhì)基因肽的產(chǎn)生，促進(jìn)雙歧桿菌的增殖和短鏈脂肪酸的生成和糞便中膽汁鹽及膽固醇的排除。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于健康男子，若每日早餐中加入9 g菊粉，4周后發(fā)現(xiàn)他們體內(nèi)總膽固醇和甘油三酯含量分別降低了8.2%和26.5%；對(duì)于老年病人，若每日攝入8 g的短鏈菊粉，2周后他們血液中的總膽固醇和甘油三脂水平顯著降低。對(duì)于糖尿病人，若每日進(jìn)食8 g菊粉，2周后他們體內(nèi)總膽固醇含量降低了7.9%[20]。

2.7 減少患癌風(fēng)險(xiǎn)和提高免疫力

菊粉能與病原菌的外源凝集素發(fā)生特異性結(jié)合，使其不能在腸道壁上黏附。菊粉還可通過(guò)促進(jìn)雙岐桿菌的生長(zhǎng)和增殖，刺激免疫系統(tǒng)，激活吞噬細(xì)胞，產(chǎn)生抗菌素，減少有毒物質(zhì)的產(chǎn)生，平衡腸道菌群[21]。菊粉在大腸中經(jīng)發(fā)酵生成的乳酸和短鏈脂肪酸降低了β-葡萄糖苷酶的活性，有利于腸內(nèi)亞硝基胺、吲哚等致癌物質(zhì)的排放[22]。

3 菊粉的安全性和分析方法

3.1 安全性

菊粉作為一種功能性食品配料在全世界已得到廣泛的應(yīng)用，其安全性問(wèn)題也倍受人們的關(guān)注。許多研究表明，菊粉不存在安全性方面的問(wèn)題，相關(guān)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它可以增加人們發(fā)病率、死亡率或?qū)е掳衅鞴僦卸镜淖C據(jù)，也不具有誘發(fā)突變、致癌或致畸方面的風(fēng)險(xiǎn)，美國(guó)FDA也確認(rèn)菊粉為公認(rèn)安全物質(zhì)。臨床研究表明，每日攝入40～70 g菊粉對(duì)人體健康無(wú)不良影響。菊粉僅有可能引起腹部不適，最常見(jiàn)表現(xiàn)為脹氣，其次是腹鳴和氣鼓，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起輕度腹瀉，但這些胃腸道不適都是劑量依賴性，即攝入量越大，胃腸道不適感越明顯，一旦減少攝入量，這些癥狀就會(huì)立馬減輕或消失。對(duì)于健康人群，每日按0.14 g/kg體重的菊粉補(bǔ)充量是不易引起不良反應(yīng)的，對(duì)于敏感人群或腸易激綜合癥(IBS)患者，為了避免癥狀加重，需要謹(jǐn)慎補(bǔ)充菊粉，最好是從0.5 g/d開(kāi)始，若癥狀穩(wěn)定，每3 d增加1倍。對(duì)于IBS患者，菊粉每次的攝入上限在5 g為宜[23]。

3.2 分析方法

目前菊粉的分析方法并不統(tǒng)一，AOAC999.03的測(cè)定方法為比色法，是將樣液中的蔗糖用蔗糖酶水解，然后利用硼氫化鈉還原成糖醇，再利用果聚糖酶水解樣液中的果聚糖，通過(guò)比色法測(cè)定果聚糖含量。AOAC997.08的測(cè)定方法是離子色譜法，對(duì)樣液進(jìn)行2次水解并進(jìn)行3次糖含量測(cè)定。GB 5009.255—2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中果聚糖的測(cè)定》采用離子色譜法測(cè)定食品中果聚糖含量，適用于絕大多數(shù)食品。

4 菊粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

近些年來(lái)菊粉的開(kāi)發(fā)利用受到國(guó)際食品界的高度重視，已被廣泛應(yīng)用于乳制品、飲料、面制品、肉制品等各類食品中。

4.1 乳制品

菊粉作為一種優(yōu)良的脂肪替代物，當(dāng)與水完全混合后會(huì)形成一種奶油狀結(jié)構(gòu)，可賦予脫脂乳滑爽的口感。菊粉的加入可以促進(jìn)人體對(duì)乳品中鈣的吸收[13]。在酸奶的制作中，添加6%的菊粉會(huì)減少乳清析出率，有助于提高酸奶的品質(zhì)。在羊奶酸奶中添加6%的菊粉所得產(chǎn)品的口感更好[24]。研究表明，在低脂酸奶中加入菊粉，有利于嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌等益生菌的生長(zhǎng)和發(fā)酵，提高酸奶儲(chǔ)藏期中活菌數(shù)量。在利用嗜熱鏈球菌與不同乳桿菌或雙歧桿菌共同發(fā)酵的酸奶中，添加2%～4%的菊粉還能增加酸奶的硬度。菊粉在凝固型酸奶中合適的脂肪替代水平為40%，在脫脂牛奶飲料中短鏈和長(zhǎng)鏈菊粉的合適添加量分別為4%～10%和4%～6%[25]。

利用菊粉特殊的營(yíng)養(yǎng)功能可制成各種功能性乳制品，如在非發(fā)酵乳制品中添加低聚果糖，可解決嬰幼兒和中老年人易上火和便秘等問(wèn)題，也有降低血脂和血糖的作用；在脫脂乳中添加低劑量的菊粉，可顯著提高非脂肪發(fā)酵乳中嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌和乳雙歧桿菌的生長(zhǎng)和壽命；在嬰兒飲食中補(bǔ)充一定量富含低聚果糖的菊粉，可以促進(jìn)體內(nèi)腸道微生物群更接近母乳喂養(yǎng)水平，并且安全有效[26]。

4.2 面制品

菊粉的外觀與小麥粉相似，呈白色粉末狀，具有良好的親水性，吸水后能形成細(xì)膩、爽滑的質(zhì)地。利用菊粉的這些特性可改善面團(tuán)的加工性能、提高產(chǎn)品品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，優(yōu)化產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)。研究表明，菊粉能增加面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)指數(shù)、拉伸阻力、拉伸比和拉伸能量，降低面團(tuán)的弱化度，這與菊粉增加了小麥蛋白質(zhì)的乳化活性和β-折疊含量、降低β-轉(zhuǎn)角含量、與谷蛋白發(fā)生交聯(lián)等作用有關(guān)[27]。菊粉的這種影響與其平均聚合度和添加量密切相關(guān)。若添加過(guò)量的長(zhǎng)鏈菊粉(>5%)則會(huì)對(duì)面團(tuán)及其制品的品質(zhì)產(chǎn)生明顯負(fù)面作用，這可能歸因于長(zhǎng)鏈菊粉分子量較大，疏水性強(qiáng)，在和面過(guò)程中遇水極易形成黏性極強(qiáng)的小顆粒，導(dǎo)致和面不均勻和破壞了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；對(duì)于短鏈和天然菊粉，由于其平均聚合度較低且含有一定量的低聚糖，其親水性好，易于溶解或分散在水中，在和面中易于分散均勻，因此在一定的添加量下(<10%)會(huì)使促進(jìn)面團(tuán)的發(fā)酵過(guò)程，增加面團(tuán)的總產(chǎn)氣量和持氣量，賦予產(chǎn)品內(nèi)部細(xì)小、均勻而致密的氣室和柔軟富有彈性的質(zhì)的，有助于提高產(chǎn)品的得率和品質(zhì)[28]。添加菊粉的酥性餅干口感酥松，質(zhì)地均勻，色澤金黃，體外消化率低于普通餅干[29]。菊粉能增大面包的孔隙率、體積和比容，縮短焙烤時(shí)間，延緩面包老化[30]。

4.3 肉制品

在肉制品中，菊粉經(jīng)常被用于替代其油脂或淀粉類物質(zhì)，以降低產(chǎn)品能量、增加膳食纖維含量和提高產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)功能。菊粉部分取代香腸中的油脂，在一定程度上會(huì)增加其硬度、黏著性和回復(fù)性，降低其彈性、咀嚼性和凝聚性，這主要與脂肪的質(zhì)地比菊粉凝膠柔軟有關(guān)[31]。添加20%菊粉到牛肉丸中可以使其脂肪和反式脂肪酸含量、水分、鹽含量、蒸煮損失和紅度變量值降低，亮度值和灰分含量增加[32]。用0.2%～3.0%的菊粉取代里昂式香腸中的脂肪，香腸中脂肪含量降低了32%～88%，多汁感變好，肉質(zhì)粗糙感和硬度下降[33]。將短鏈菊粉部分取代香腸中的淀粉，則會(huì)降低其硬度、咀嚼性、凝聚性、多汁性和蒸煮損失率，增加其黏著性和回復(fù)性，改善其感官品質(zhì)[34]。菊粉也可作為魚(yú)肉類制品的冷凍保護(hù)劑，研究表明在白鰱魚(yú)魚(yú)糜中添加1.5%的菊粉所制得的產(chǎn)品品質(zhì)最好[35]。菊粉中的羥基部分可與蛋白質(zhì)結(jié)合，抑制了蛋白質(zhì)的聚集，羥基中的氫鍵也可與水分子結(jié)合，降低水分子的移動(dòng)性和可凍結(jié)水的含量，抑制冰晶的形成和生長(zhǎng)，因此菊粉具有一定的抗凍保護(hù)作用。短鏈菊粉的抗凍保護(hù)效果最好，天然菊粉的抗凍保護(hù)效果次之，長(zhǎng)鏈菊粉的抗凍保護(hù)效果最差，這可能歸因于短鏈菊粉中一些低分子的糖類更易暴露游離羥基，與水形成分子間氫鍵，而長(zhǎng)鏈菊粉由于鏈長(zhǎng)，更易發(fā)生分子內(nèi)鍵合[36]。

4.4 飲料

菊粉易溶于水，當(dāng)溶液pH大于4時(shí)對(duì)熱相對(duì)穩(wěn)定，因此可廣泛應(yīng)用于各種飲料中。在果汁飲料、功能性飲料、運(yùn)動(dòng)飲料、固體飲料、植物蛋白飲料等產(chǎn)品中添加菊粉后，除了可以取代脂肪和砂糖、提高產(chǎn)品水結(jié)合能力和增加黏性外，還能賦予產(chǎn)品高膳食纖維含量，提高鈣、鎂、鐵等礦物質(zhì)的吸收率(> 20%)，掩蓋其苦澀味。菊粉的添加能增加飲料稠度，解決植物蛋白飲料口感稀薄的問(wèn)題，使乳脂感更強(qiáng)并給人以柔軟的感覺(jué)，使飲料風(fēng)味更濃，質(zhì)地更好[37]。菊粉促進(jìn)鈣的吸收率可達(dá)70%，因此含有菊粉的飲料不僅具有益生元功能，還可促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育和防止骨質(zhì)疏松。添加菊粉的飲料能明顯促進(jìn)老人的腸道蠕動(dòng)，增加排便次數(shù)13%[38]。

4.5 其他方面

在豆制品中添加菊粉可改善其凝膠性能和質(zhì)構(gòu)特性。菊粉能增加嫩豆腐的黏彈性和凝膠性，這可能與菊粉的持水性和膠凝性有關(guān)[39]。菊粉可作為一種天然抗氧化劑在油脂工業(yè)中使用。研究表明，菊粉對(duì)菜籽油具有一定的抗氧化作用，并與VC、檸檬酸等具有協(xié)同效應(yīng)[40]。在巧克力中，菊粉可以改善其質(zhì)構(gòu)和紋理，增加其白度和延長(zhǎng)保質(zhì)期，用菊粉代替蔗糖制作的無(wú)糖巧克力具有更好的黏度、硬度和顏色[41]。添加菊粉的果凍質(zhì)地更加均勻，風(fēng)味更好，且營(yíng)養(yǎng)健康[42]。鮮切水果若經(jīng)菊粉溶液涂膜處理后，其褐變程度降低，產(chǎn)品的貨架期、力學(xué)性能和保水性能均有所改善[43]。

5 存在問(wèn)題和展望

菊粉作為目前全球應(yīng)用最廣的膳食纖維，具有許多突出的生理功能和優(yōu)良的加工特性，它可作為益生元、脂肪替代品、糖類替代品和質(zhì)地改良劑，用于生產(chǎn)低脂、低糖、低能量、具有促進(jìn)腸道健康和預(yù)防各種慢性疾病的功能食品。目前在其他方面還需進(jìn)一步深入研究：

不同聚合度菊粉的健康效應(yīng)。對(duì)于短鏈、天然和長(zhǎng)鏈菊粉，其分子平均聚合度差異明顯，導(dǎo)致其可溶性膳食纖維與不可溶性膳食纖維的含量顯著不同，其在改善代謝綜合癥、影響腸道菌群多樣性和機(jī)體免疫力、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)等方面的差異性及具體表現(xiàn)，以及與可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維的比例的相關(guān)性有待研究。

不同聚合度菊粉的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。聚合度會(huì)影響菊粉的溶解性、持水性、膨脹性、吸附性、結(jié)晶性、膠凝性、質(zhì)構(gòu)特性和食品加工穩(wěn)定性等方面。因此，需要深入了解不同聚合度菊粉在不同食品體系中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與局限性，例如長(zhǎng)鏈菊粉適合應(yīng)用于取代脂肪、增稠和改善質(zhì)構(gòu)等方面，而短鏈菊粉更適合應(yīng)用于飲料和冷凍甜點(diǎn)類等。

菊粉與食品體系中其他分子如蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪和水間的相互作用。由于食品是一個(gè)非常復(fù)雜的體系，菊粉的加入會(huì)改變?cè)仁称敷w系中各分子間的相互作用，如菊粉會(huì)影響不同性質(zhì)的水分發(fā)生遷移，削弱或增強(qiáng)淀粉的熱力學(xué)穩(wěn)定性，抑制或促進(jìn)不同類型淀粉的老化與結(jié)晶，改變蛋白質(zhì)的乳化性能、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、分子二級(jí)和高級(jí)結(jié)構(gòu)等，從而會(huì)影響食品的加工和貯藏性能，改變其風(fēng)味特征和感官品質(zhì)。