菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用

高健銘

天津食品集團(tuán)有限公司，天津 300000

0 引言

凝固型發(fā)酵乳，又稱酸奶，是一種以乳為原料，以乳酸菌為發(fā)酵菌的乳制品。它具有營(yíng)養(yǎng)成分豐富、易消化吸收、對(duì)人體有益等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于食品工業(yè)和生活中。

菊粉是一種常見的低聚果糖，廣泛應(yīng)用在食品工藝中。菊粉被添加在凝固型發(fā)酵乳中，具有促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)的作用，可調(diào)節(jié)菌群平衡，使乳酸發(fā)酵過程更穩(wěn)定和均衡。同時(shí)，菊粉可與乳酸菌產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，使酸度更適宜，從而使終端產(chǎn)品的酸度控制更精確。在凝固型發(fā)酵乳中添加適量菊粉，還可增強(qiáng)口感，使產(chǎn)品更細(xì)膩，不會(huì)有粉狀感，同時(shí)讓酸奶味道更醇厚[1]。菊粉還可調(diào)節(jié)產(chǎn)品黏度，增強(qiáng)延展性，使質(zhì)地更好。

目前，菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用研究較少，主要側(cè)重理化性質(zhì)、分離提純、酶法合成、生理功能等。國(guó)外學(xué)者研究菊粉與不同乳酸菌的作用機(jī)制，認(rèn)為菊粉可增強(qiáng)乳酸菌菌體附著性和發(fā)酵效率，提高凝固型發(fā)酵乳質(zhì)量。國(guó)內(nèi)學(xué)者主要研究菊粉添加量對(duì)凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響，表明適量添加菊粉可提高質(zhì)量，但超過一定限度會(huì)導(dǎo)致品質(zhì)下降。本文主要闡述菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用及其對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，對(duì)推廣菊粉在發(fā)酵乳制品中的應(yīng)用具有實(shí)踐意義。

1 菊粉的基本性質(zhì)及其生理功能

1.1 菊粉的基本性質(zhì)

1.1.1 菊粉的化學(xué)性質(zhì)

菊粉是一種低聚果糖，分子式為C228H382O191，相對(duì)分子質(zhì)量為6179.36Da，存在于植物和昆蟲中，具有廣泛應(yīng)用價(jià)值。菊粉不被人體消化酶分解，會(huì)到達(dá)結(jié)腸并被益生菌利用，具有益生效果。菊粉與其他低聚糖（如西洋參多糖、靈芝多糖等）具有相似化學(xué)性質(zhì)，主要表現(xiàn)為不易水解和酶解、不易吸收、易溶于水等[2，3]。

1.1.2 菊粉的物理性質(zhì)

菊粉的物理性質(zhì)主要包括溶解性、熱穩(wěn)定性、保水性等。菊粉在水中易溶解，溶液呈淡黃色。在高溫條件下，菊粉不易降解和失活，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性[4]。菊粉可用于制備菊粉糖漿，還可制成顆粒、粉末等多種形態(tài)，采用煮沸、蒸汽、干燥等工藝，可吸水膨脹為膠狀物。此外，菊粉對(duì)干細(xì)胞的活性保持較高，在小鼠的影響研究中得到切實(shí)證明。

1.2 菊粉的生理功能

1.2.1 菊粉對(duì)腸道功能的影響

菊粉的營(yíng)養(yǎng)成分逐漸被人們關(guān)注。菊粉含人體所必需的多種營(yíng)養(yǎng)成分，如纖維素、維生素、礦物質(zhì)等。菊粉具有促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、增強(qiáng)腸道免疫力、調(diào)節(jié)腸道菌群平衡等功能。由于菊粉不被人體吸收，可在腸道內(nèi)變成益生元，由腸道菌群提供營(yíng)養(yǎng)，調(diào)節(jié)腸道菌群平衡。

1.2.2 菊粉對(duì)血糖的影響

研究表明，菊粉在體內(nèi)代謝率很低，不會(huì)引起血糖急劇升高，可作為低血糖食品的天然甜味劑，在糖尿病患者飲食中被廣泛應(yīng)用[5]。

2 菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用

2.1 菊粉對(duì)凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

菊粉作為凝固型發(fā)酵乳的新型輔助凝固劑，可改善產(chǎn)品質(zhì)量。研究表明，添加菊粉后可明顯增加凝固型發(fā)酵乳的黏度、口感和穩(wěn)定性等指標(biāo)。同時(shí)，適量添加菊粉可使凝固型發(fā)酵乳的酸度增加，pH值降低，從而增加產(chǎn)品保存期。下面將分別從菊粉影響乳酸菌生長(zhǎng)和微生物代謝，以及凝固性、流變性和口感等方面進(jìn)行綜述。

2.1.1 菊粉影響乳酸菌生長(zhǎng)和微生物代謝

菊粉可為某些乳酸菌提供能量和營(yíng)養(yǎng)，并且促進(jìn)它們的生長(zhǎng)。這種作用主要是由于菊粉可為乳酸菌提供低聚糖和短鏈脂肪酸等可利用物質(zhì)[6]。此外，菊粉還具有抗菌作用，可抑制某些不良菌群的生長(zhǎng)和代謝[7]。

2.1.2 菊粉影響凝固型發(fā)酵乳的凝固性、流變性和口感

菊粉可顯著改善凝固型發(fā)酵乳的凝固性和流變性，這是因?yàn)榫辗劭筛淖內(nèi)橹邪腚装彼岷亢湍富钚?，從而促進(jìn)凝膠形成和穩(wěn)定性。另外，菊粉還可提高凝固型發(fā)酵乳質(zhì)量，使凝固型發(fā)酵乳具有更好口感和咀嚼性。

2.2 菊粉添加量對(duì)凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響

菊粉影響凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的關(guān)鍵因素是添加量和發(fā)酵時(shí)間。添加量太少，不會(huì)明顯改善產(chǎn)品質(zhì)量；添加量過多，會(huì)影響產(chǎn)品口感和質(zhì)地，超過一定限度還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)固液分離等質(zhì)量缺陷[8]。應(yīng)用菊粉作為凝固型發(fā)酵乳的輔助凝固劑時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況調(diào)整添加量和發(fā)酵時(shí)間。

2.2.1 菊粉對(duì)發(fā)酵乳凝固程度和流變特性的影響

從物理學(xué)角度分析，菊粉添加量會(huì)影響凝固型發(fā)酵乳的凝固程度和流變特性。菊粉添加量適宜時(shí)，可促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)和繁殖，增加乳酸含量，從而提高凝固型發(fā)酵乳的凝固度。菊粉添加量過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致凝固型發(fā)酵乳的凝固度降低。因此，確定適宜的菊粉添加量是保證凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)穩(wěn)定的關(guān)鍵。

2.2.2 菊粉對(duì)發(fā)酵乳口感和營(yíng)養(yǎng)成分的影響

從化學(xué)角度分析，菊粉添加量會(huì)影響凝固型發(fā)酵乳的口感和營(yíng)養(yǎng)成分。適宜的菊粉添加量有助于促進(jìn)發(fā)酵乳中乳酸菌生長(zhǎng)，增加乳酸含量，從而提高發(fā)酵乳口感和質(zhì)感。在生產(chǎn)過程中，可通過控制菊粉添加量和乳酸發(fā)酵時(shí)間等參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)酵乳酸度和風(fēng)味[9]。此外，菊粉是一種水溶性膳食纖維，適量添加菊粉還可增加凝固型發(fā)酵乳的膳食纖維含量，提高乳品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2.2.3 菊粉對(duì)發(fā)酵乳中乳酸菌群落的影響

從生物學(xué)角度分析，菊粉添加量對(duì)凝固型發(fā)酵乳中乳酸菌群落的影響非常顯著。研究表明，適宜的菊粉添加量可促進(jìn)乳酸桿菌生長(zhǎng)，提高乳品的存儲(chǔ)穩(wěn)定性，防止腐敗。此外，菊粉可增加細(xì)菌群落多樣性，這對(duì)于乳品中有益菌生長(zhǎng)和定殖非常重要[10]。

因此，菊粉添加量對(duì)凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)的影響需在生產(chǎn)實(shí)踐中探究，通過調(diào)節(jié)菊粉添加量，提高凝固型發(fā)酵乳的品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)保健功能。

2.3 菊粉與乳酸菌作用機(jī)制的研究

菊粉和乳酸菌是日常生活中常見食品成分，有廣泛應(yīng)用前景和消費(fèi)市場(chǎng)。

2.3.1 菊粉的特殊結(jié)構(gòu)可刺激腸道中益生菌生長(zhǎng)

菊粉是一種未被分解的多糖，在腸道中不被消化，直接作為膳食纖維進(jìn)入腸道。菊粉的特殊結(jié)構(gòu)可刺激腸道中益生菌生長(zhǎng)，促進(jìn)有益菌得到營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，增強(qiáng)腸道對(duì)有害物質(zhì)的排出。同時(shí)，菊粉對(duì)體內(nèi)脂肪吸收有一定作用，可幫助機(jī)體減少脂肪積累[11]。

2.3.2 乳酸菌可加強(qiáng)腸道免疫系統(tǒng)的抵抗能力

乳酸菌是一類常見益生菌，生長(zhǎng)在腸道中，主要起維護(hù)腸道菌群平衡作用。乳酸菌另一重要功能是合成乳酸，這種有機(jī)酸可降低腸道pH值，從而抑制有害菌和真菌生長(zhǎng)。同時(shí)，乳酸菌還能產(chǎn)生抗菌物質(zhì)，加強(qiáng)腸道免疫系統(tǒng)的抵抗能力[12]。

2.3.3 菊粉和乳酸菌具有相互增強(qiáng)、協(xié)同作用

菊粉和乳酸菌組合時(shí)，作用機(jī)制會(huì)相互增強(qiáng)，具有更好協(xié)同作用。菊粉作為一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可提供乳酸菌必需的碳水化合物和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，幫助乳酸菌更好存活和生長(zhǎng)。而乳酸菌可通過合成乳酸和其他有機(jī)酸，增強(qiáng)菊粉有益作用的發(fā)揮，抑制腸道中有害細(xì)菌和真菌生長(zhǎng)，保護(hù)腸道健康。

研究表明，菊粉可提高乳酸菌菌體對(duì)乳中氮的利用效率，促進(jìn)其生長(zhǎng)和發(fā)酵代謝，改善凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)。同時(shí)，菊粉還可降低凝固型發(fā)酵乳的酸度，增強(qiáng)其抗氧化能力，提高產(chǎn)品保鮮期[13]。

2.4 菊粉添加量的影響

2.4.1 菊粉添加量對(duì)乳酸含量的影響

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)菊粉含量為8%時(shí)，凝固型發(fā)酵乳的乳酸含量最高，且隨著菊粉含量增加，乳酸含量不斷升高[14]。這說明菊粉能促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)和繁殖，從而使凝固型發(fā)酵乳的口感更濃郁、更順滑。

菊粉含量對(duì)乳酸產(chǎn)生影響，是科研經(jīng)常研究的領(lǐng)域。研究發(fā)現(xiàn)，高含量菊粉可通過其他元素輔助參與，增加腸道內(nèi)產(chǎn)酸菌數(shù)量，提高乳酸含量。研究表明，成年人每天食用一定量菊粉，腸道中乳酸含量可大幅提高。此外，供給體內(nèi)菊粉的濃度和類型會(huì)影響腸道中乳酸含量。菊粉通常分為寡糖和多糖，其分子量的4 個(gè)不同區(qū)間、不同類型有不同吸收效果和生物利用度[2]。有人認(rèn)為，短鏈寡糖對(duì)乳酸桿菌生長(zhǎng)促進(jìn)作用更顯著，而長(zhǎng)鏈多糖可被菌群直接吸收，無(wú)法達(dá)到維持生態(tài)平衡效果[15]。科學(xué)家們不斷尋找如何正確使用菊粉促進(jìn)腸道中菌群平衡方法[16]。在腸道微生態(tài)方面，菊粉益處不容忽視，它成為維持腸道和機(jī)體健康的重要營(yíng)養(yǎng)素。

2.4.2 菊粉添加量與凝膠強(qiáng)度的影響

菊粉是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的高分子化合物，常用于各種食品、醫(yī)藥和化妝品。其中，菊粉的凝膠強(qiáng)度是其應(yīng)用性質(zhì)的重要指標(biāo)之一。菊粉添加量與凝膠強(qiáng)度之間存在密切關(guān)聯(lián)。

據(jù)研究，當(dāng)菊粉添加量為8%時(shí)，凝固型發(fā)酵乳的凝膠強(qiáng)度最高，且隨著菊粉含量增加，凝膠強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。這說明菊粉具有良好的凝膠形成能力，能提高凝固型發(fā)酵乳的質(zhì)地。一般隨菊粉含量增加，凝膠強(qiáng)度也會(huì)增加。這種增加趨勢(shì)與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。因?yàn)榫辗鄣拈L(zhǎng)鏈分子結(jié)構(gòu)可形成更多交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而使菊粉水溶液形成更緊密的凝膠結(jié)構(gòu)，凝膠強(qiáng)度也相應(yīng)提高。

但菊粉含量過高時(shí)，卻可能導(dǎo)致凝膠強(qiáng)度降低。這是因?yàn)椋辗酆砍^一定范圍時(shí)，菊粉之間的相互排斥作用增強(qiáng)，減小分子間相互作用和連接，使凝膠強(qiáng)度下降[16]。此外，菊粉在加工過程中也會(huì)對(duì)凝膠強(qiáng)度產(chǎn)生影響。例如制作果凍等食品時(shí)，一定要適當(dāng)加熱，這是因?yàn)楦邷貢?huì)使菊粉分子中的部分連接鍵斷裂，降低分子的平均鏈長(zhǎng)，導(dǎo)致菊粉的凝膠強(qiáng)度降低。菊粉含量和凝膠強(qiáng)度之間存在相互影響，不同含量和加工工藝會(huì)對(duì)凝膠強(qiáng)度產(chǎn)生不同影響。因此，應(yīng)用菊粉時(shí)，需仔細(xì)控制其含量和制作工藝，以獲得最佳凝膠強(qiáng)度和使用效果。

3 菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用前景

菊粉是一種安全、環(huán)保、高效的食品添加劑，具有廣泛應(yīng)用前景。隨著生活水平提高，消費(fèi)者對(duì)高品質(zhì)、高營(yíng)養(yǎng)、低熱量、低脂肪、低糖等功能性食品需求逐漸增加。菊粉作為一種新型天然甜味劑，在不影響凝固型發(fā)酵乳品質(zhì)和安全性前提下，可滿足消費(fèi)者的這些需求。因此，菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用前景非常廣闊。

菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用還面臨一些問題和挑戰(zhàn)，例如菊粉添加量的把握、菊粉與乳酸菌混合作用機(jī)制、新型菊粉凝固體系等[17]。未來(lái)研究方向主要包括以下3 方面。

（1）研究新型菊粉凝固體系，探究菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的特點(diǎn)和作用機(jī)制。

（2）繼續(xù)研究菊粉與乳酸菌混合作用機(jī)制，提高菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用效果。

（3）進(jìn)一步研究適宜的菊粉添加量和發(fā)酵時(shí)間，提高凝固型發(fā)酵乳的品質(zhì)和保鮮性。

4 結(jié)論

本文對(duì)菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。結(jié)果表明，適當(dāng)添加菊粉可明顯改善凝固型發(fā)酵乳的品質(zhì)、保鮮性和安全性。菊粉在凝固型發(fā)酵乳中的應(yīng)用研究取得許多成功，能增強(qiáng)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能性，為消費(fèi)者提供更好消費(fèi)體驗(yàn)和健康價(jià)值。作為一種新型天然甜味劑，在凝固型發(fā)酵乳生產(chǎn)中具有廣闊應(yīng)用前景。