菊粉：一种天然多糖的科学解读

菊粉：一种天然多糖的科学解读

菊粉是一种天然存在的多糖，广泛存在于植物中，具有独特的化学结构和性质。它不仅在植物体内发挥着能量储存的作用，还在食品工业中展现出重要的应用价值。本文将详细介绍菊粉的定义、化学结构、性质以及在食品加工中的具体应用。

菊粉

菊粉是一组天然存在的多糖，由多种植物产生，在工业上最常从菊苣中提取。菊糖属于一类称为果聚糖的膳食纤维。菊粉被一些植物用作储存能量的手段，通常存在于根或根茎中。大多数合成和储存菊糖的植物不储存其他形式的碳水化合物，例如淀粉。使用菊粉测量肾功能是与其他估计肾小球滤过率的方法进行比较的金标准。

起源与历史

菊粉是一种天然储存碳水化合物，存在于 36,000 多种植物中，包括龙舌兰、小麦、洋葱、香蕉、大蒜、芦笋、菊芋和菊苣。对于这些植物，菊糖被用作能量储备和调节抗寒性。因为它溶于水，所以具有渗透活性。某些植物可以通过水解改变菊粉分子的聚合度来改变其细胞的渗透势。通过改变渗透势而不改变碳水化合物的总量，植物可以在冬季抵御寒冷和干旱。

化学结构与性质

菊粉是果糖聚合物的异质集合。它由链终止的葡萄糖基部分和重复的果糖基部分组成，它们通过 β(2,1) 键连接。标准菊粉的聚合度（DP）为2-60，在生产过程中去除DP低于10的馏分后，剩余产品为高性能菊粉。一些文章将DP低于10的部分视为短链低聚果糖，而仅将长链分子称为菊粉。

由于存在 β(2,1) 键，菊粉不会被人体消化系统中的酶消化，这有助于其功能特性：降低卡路里值、膳食纤维和益生元作用。无色无味，对食品感官特性影响小。低聚果糖的甜度是蔗糖的 35%，其甜度与糖相似。标准菊粉略带甜味，而高性能菊粉则没有。其溶解度高于经典纤维。当与液体充分混合时，菊糖会形成凝胶和类似于脂肪的白色奶油状结构。其三维凝胶网络由不溶性亚微米结晶菊粉颗粒组成，可固定大量水，确保其物理稳定性。它还可以提高泡沫和乳液的稳定性。

使用

收获和提取

菊苣根是商业生产菊粉的主要提取来源。菊粉的提取过程类似于从甜菜中提取糖分。收获后，将菊苣根切片洗净，然后浸泡在溶剂中（热水或乙醇）；然后分离、纯化和喷雾干燥菊糖。菊粉也可以由蔗糖合成。

加工食品

菊粉获得美国食品药品监督管理局（FDA）的公认安全（GRAS）无异议状态，其中长链菊粉为GRAS。在 21 世纪初，菊粉在加工食品中的使用部分归功于其对制造的适应性。它被 FDA 批准作为一种成分来提高加工食品的膳食纤维价值。

它的味道从淡淡到微甜（大约是糖/蔗糖甜度的 10%）。它可以用来代替糖、脂肪和面粉。这很有利，因为菊粉含有 25-35% 的碳水化合物（淀粉、糖）的食物能量。除了作为一种多功能成分外，菊粉还通过增加钙吸收和可能的镁吸收来提供营养优势，同时促进肠道细菌的生长。据报道，菊苣菊粉可增加钙吸收较低的年轻女性和年轻男性对钙的吸收。在营养方面，它被认为是可溶性纤维的一种形式，有时被归类为益生元。