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菊粉
菊粉是植物中儲(chǔ)備性多糖,主要來源于植物,已發(fā)現(xiàn)有36000多種,包括雙子葉植物中的菊科、桔梗科、龍膽科等11個(gè)科及單子葉植物中的百合科、禾木科。例如,在菊芋、菊苣的塊莖、天竺牡丹(大理菊)的塊根、薊的根中都含有豐富的菊粉,其中菊芋的菊粉含量是最高的。
菊粉分子約由31個(gè)β-D-呋喃果糖和1~2個(gè)吡喃菊糖殘基聚合而成,果糖殘基之間能通過β-2,1-鍵連接。是由D-果糖經(jīng)β(1→2)糖苷鍵鏈接而成的線性直鏈多糖,末端常帶有一個(gè)葡萄糖殘基,聚合度(DP)為2~60,其中平均聚合度DP≤9的菊粉又稱為短鏈菊粉,從天然植物中提取的菊粉同時(shí)含有長鏈與短鏈 。菊粉的分子式表示為GFn,其中G代表終端葡萄糖單位,F(xiàn)代表果糖分子,n代表果糖的單位數(shù)。
中文名:菊粉
英文名:Inulin、Synanthrin
別 稱:菊糖或天然果聚糖、低聚果糖
化學(xué)式:C228H382O191
分子量:6179.35808000012
CAS登錄號:9005-80-5
EINECS登錄號:232-684-3膠體形態(tài)
水溶性:水溶性膳食纖維
外 觀:白色粉末
存在形式:膠體形態(tài)
存在物質(zhì):細(xì)胞的原生質(zhì)中
拼 音:jufen
簡介
中文名稱:菊粉
中文別名:菊糖或天然果聚糖
英文名稱:Inulin
英文別名:Synanthrin
CAS號:9005-80-5
EINECS號:232-684-3
分子式:C228H382O191
分子量:6179.35808000012
菊粉是以膠體形態(tài)含于細(xì)胞的原生質(zhì)中,與淀粉不同,其易溶于熱水中,加乙醇便從水中析出,與碘不發(fā)生反應(yīng)。而且在稀酸下菊粉極易水解成果糖,這是所有果聚糖的特性。也可被菊粉酶(inulase)水解成果糖。人和動(dòng)物體內(nèi)都缺乏分解菊粉的酶類。
菊粉除淀粉外植物的另一種能量儲(chǔ)存的形式是十分理想的功能性食品配料、同時(shí)也是生產(chǎn)低聚果糖、多聚果糖、高果糖漿、結(jié)晶果糖等產(chǎn)品的良好原料。
菊粉的理化性質(zhì)
干燥的菊粉為白色無定形粉末。通常短鏈菊粉比長鏈菊粉易溶于水,菊粉的溶解度會(huì)隨著溫度的升高而明顯加大,普通菊粉在10℃的溶解度約為6%,在90℃時(shí)約為33%。
短鏈菊粉含有較多的單糖和雙糖,甜度大約相當(dāng)于蔗糖的30%~50%,普通菊粉略帶甜味,約為蔗糖甜度的10%,長鏈菊粉幾乎沒有甜味。
當(dāng)菊粉溶液濃度達(dá)到10%-30%時(shí),開始形成凝膠,濃度達(dá)到40%-50%即可以形成十分堅(jiān)實(shí)的凝膠。凝膠粘度隨溫度的升高而降低。長鏈的菊粉溶解度相對較小,在水中形成不易察覺的微晶體,這些微晶體之間相互作用可形成一種平滑的乳脂狀的結(jié)構(gòu),口感類似與脂肪。
菊粉吸濕性強(qiáng),具有結(jié)合自由水的能力,可以降低水分活度。這一點(diǎn)可充分利用到食品加工中延緩水分的蒸發(fā),防止產(chǎn)品變味,延長食品貨架期和保質(zhì)期。
來源
菊粉在自然界中的分布十分廣泛,某些真菌和細(xì)菌中也含有菊粉,但其主要來源是植物。人們?nèi)粘J秤玫闹参锶纾貉笫[、大蒜、香蕉、小麥等都含有菊粉。然而,菊粉在自然界主要存在于菊科植物中,菊芋(俗稱洋姜,國產(chǎn)菊粉的主要原料)含量為15%-20%,菊苣(歐洲菊粉主要原料)含量為13%-20%,幾種常見的可食用植物中的菊粉含量見表1:
表1 常見可食用植物中的菊粉含量[2](鮮重/%)
植物名稱
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菊粉含量/%
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植物名稱
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菊粉含量/%
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小麥
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1~4
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菊芋
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15~20
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洋蔥
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2~6
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耶路撒冷洋薊
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15~20
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韭蔥
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10~15
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婆羅門參
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15~20
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天冬
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10~15
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大麗花塊莖
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15~20
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菊苣
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13~20
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大蒜
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15~20
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工藝
國外以菊苣根為原料,去除蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)后, 經(jīng)噴霧干燥等步驟獲得菊粉。
國內(nèi)以菊芋(洋姜)根狀莖為原料,去除蛋白,膠質(zhì),粗纖維和礦物質(zhì),經(jīng)水提取,離子交換,膜過濾,噴霧干燥等生產(chǎn)工藝得到菊粉。
功 效
1、控制血脂
攝入菊粉可有效降低血清總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C),提高高密度脂蛋白/低密度脂蛋白比率,改善血脂狀況。Hidaka 等人報(bào)道,50—90歲的老年病人,每日攝食8g 短鏈的膳食纖維,兩周后血液中甘油三酸脂和總膽固醇的水平降低。 Yamashita 等人給18名糖尿病人進(jìn)食8g菊粉兩周,總膽固醇減少 7.9%,但HDL—膽固醇沒變。而攝食食糧的對照組,上述參數(shù)沒有變化。Brighenti 等人觀察到,12名健康年輕的男子,在每日的谷物早餐中加入9g菊粉共4周,總膽固醇減少 8.2%,甘油三酸酯則大幅降低26.5%。
許多膳食纖維通過吸收腸內(nèi)脂肪,形成脂肪——纖維復(fù)合物隨糞便徘出,從而降低血脂水平。而且,菊粉在腸道末端前,自身就發(fā)酵成短鏈脂肪酸和乳酸鹽,乳酸鹽是肝臟代謝的調(diào)節(jié)劑。短鏈脂肪酸(醋酸鹽和丙酸鹽)在血液里可作燃料,丙酸鹽抑制膽固醇的合成。
2、降低血糖
菊粉是一種不會(huì)導(dǎo)致尿中葡萄糖升高的碳水化合物。它在腸道的上部不會(huì)被水解成單糖,因而不會(huì)升高血糖水平和胰島素含量。如今研究表明,空腹血糖的降低是低聚果糖在結(jié)腸發(fā)酵所產(chǎn)生的短鏈脂肪酸的結(jié)果。
3、促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收
菊粉能大大提高Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、 Fe2+”等礦物質(zhì)的吸收。據(jù)報(bào)道,青少年食用8 g/d(長和短鏈菊粉型果聚糖)分別8周和1年,結(jié)果發(fā)現(xiàn),都顯著提高Ca吸收,而且身體的骨骼礦物質(zhì)含量和密度也顯著增加。
菊粉促進(jìn)礦物質(zhì)元素吸收的主要機(jī)制是:1)菊粉在結(jié)腸發(fā)酵生成的短鏈脂肪使其黏膜上的隱窩變淺,隱窩細(xì)胞增多從而增大了吸收面積,盲腸靜脈更發(fā)達(dá)。2)發(fā)酵所產(chǎn)生的酸降低結(jié)腸pH,使得許多礦物質(zhì)的溶解度、生物有效性得以提高,特別是短鏈脂肪酸可以刺激結(jié)腸粘膜細(xì)胞的生長,提高腸黏膜的吸收能力;3)菊粉能促進(jìn)一些微生物分泌植酸酶,植酸酶能使與植酸螯合的金屬離子釋放出來,促進(jìn)其吸收。4)發(fā)酵生成的某些有機(jī)酸可與金屬離子螯合,促進(jìn)金屬離子吸收。
4.調(diào)節(jié)腸道微生物菌群,改善腸道健康,防止便秘
菊粉是一種天然的水溶性膳食纖維,幾乎不能被胃酸水解和消化,只有在結(jié)腸被有益微生物利用,從而改善腸道環(huán)境。有研究表明,雙歧桿菌的增殖程度取決于人體大腸中初始雙歧桿菌的數(shù)量,當(dāng)初始雙歧桿菌數(shù)量減少時(shí),使用菊粉后增殖效果明顯,當(dāng)初始雙歧桿菌的數(shù)量多時(shí),使用菊粉后效果并不明顯。其次,攝入菊粉后能增強(qiáng)胃腸道蠕動(dòng),提高腸胃功能,增加消化和食欲,提高機(jī)體免疫力。
5. 抑制有毒發(fā)酵產(chǎn)物的生成,保護(hù)肝臟,預(yù)防結(jié)腸癌
食物經(jīng)消化吸收后到達(dá)結(jié)腸,在腸道腐生菌(大腸桿菌、擬桿菌等)的作用下,可產(chǎn)生許多有毒的代謝產(chǎn)物(如氨、亞硝胺、苯酚與甲苯酚、次級膽汁酸等),而菊粉在結(jié)腸被發(fā)酵產(chǎn)生的短鏈脂肪酸能夠降低結(jié)腸pH,抑制腐生菌的生長,減少有毒產(chǎn)物的生成,減少其對腸壁的刺激。由于菊粉一系列代謝活動(dòng)能抑制有毒物質(zhì)產(chǎn)生,增加排便次數(shù)和重量,增加糞便酸度,加速致癌物的排泄,產(chǎn)生有抗癌作用的短鏈脂肪酸,有利于預(yù)防結(jié)腸癌。
6.防便秘及治療肥胖癥膳食纖維減少食物在胃腸的停留時(shí)間,以及增加糞便量,有效地治療便秘。其減肥作用是提高內(nèi)容物的黏度,降低食物從胃進(jìn)入小腸的速度,從而降低饑餓感,減少食物的攝食量。
7. 菊粉中有少量的2-9低聚果糖,研究表明,低聚果糖可使大腦神經(jīng)細(xì)胞營養(yǎng)因子表達(dá)升高,對皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的神經(jīng)元損作有很好的保護(hù)作用,具有良好的抗抑郁作用。
保健
一、菊粉能降低血糖值、淡化血糖的濃度
1、 血糖值下降
空腹時(shí)吃菊粉或者喝菊粉的濃縮液能馬上降低血糖值。很多人在很短的時(shí)間內(nèi)明顯感覺到血糖降低。以下是連續(xù)10天吃菊粉或者喝菊粉濃縮液的6名患者的報(bào)告:
(注:血糖的單位是mg/dl,是指每分升里的葡萄糖含量。正常人空腹時(shí)每分升含葡萄糖是80-100毫克,低于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是低血糖,高于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是高血糖。)
2、 減輕糖尿病的癥狀
以前人們生活吃菊粉粉的時(shí)候并沒有發(fā)現(xiàn)菊粉在治療糖尿病方面有著特殊的功效。有關(guān)人士調(diào)查后發(fā)現(xiàn),長期用菊粉粉的反應(yīng)“渾身無力的現(xiàn)象沒有了”“口渴的感覺沒有了”“夜里上廁所的次數(shù)減少了”“眼睛變得明亮了”等。
二、消化和排便功能增強(qiáng) ,對治療便秘有奇效
很多吃了菊粉的人明顯感到腸胃功能增強(qiáng)了,大便開始暢通。同時(shí)服用菊粉后,可以增強(qiáng)腸的蠕動(dòng)能力,排出臭味氣體,從而恢復(fù)腸的健康,尤其是對一些習(xí)慣性便秘,頑固性便秘都有很好的防治效果。
三、新陳代謝功能增強(qiáng),快速恢復(fù)燙傷和其它受傷傷口
新陳代謝功能增強(qiáng),全身感到熱乎有勁。特別是手腳變暖和。空腹時(shí)服用菊粉在30分鐘內(nèi),即使是冬天也能明顯感覺到身體變暖和。還有就是持續(xù)吃菊粉明顯感覺到皮膚變的光滑,臉上的痘痘和身上的傷口消失得很快。菊粉對皮膚炎有很好的功效。
四、美膚
由日本菊粉研究會(huì)提供的“美膚”表明:食用菊粉對皮膚有很好的功效。菊粉研究的先驅(qū)者中山先生曾經(jīng)說,菊粉能減少皮膚的色素沉淀,有美白和美化皮膚的功效,使皮膚變得光華細(xì)嫩有光澤。
沒有糖尿病的人每天喝50-100毫升的菊粉溶液,3個(gè)月后,皮膚明顯變白。而且原有的色素和臉上的小疙瘩也消失得干干凈凈。 例如;吉川樣子小姐吃菊粉后說:“我沒有糖尿病,只是覺得自己太胖了,為了健康我開始吃菊粉。菊粉讓我的肌膚變好了。我的皮膚以前很粗糙,每次用肥皂洗完后再抹上護(hù)膚霜還是覺得皮膚很粗糙。吃了菊粉后,我的皮膚明顯有改善,現(xiàn)在覺得自己的皮膚又光滑又白凈,不化妝都覺得很漂亮。”
五、 對大腸癌有特效
據(jù)美國報(bào)道說,菊粉對大腸癌的治療有特效。美國在2003年就有專門的機(jī)構(gòu)研究菊粉。日本有一個(gè)癌癥末期患者服用菊粉粉,體力恢復(fù)很快的案例。
六、改善血管障礙
菊粉對改善血管障礙功效非常顯著。有很多關(guān)于菊粉降血脂,降低膽固醇的報(bào)告。
七、減肥功效
菊粉主要是通過調(diào)整腸胃的運(yùn)動(dòng),促進(jìn)對維他命以及微量元素的吸收,從而身體健康,體力充沛,這樣反過來促進(jìn)體內(nèi)能量的消耗,達(dá)到減肥的目的。另一方面,攝取菊粉后血糖下降,血糖不會(huì)上升,胰島的胰島素就不會(huì)分泌,胰島素不分泌,葡萄糖等就不會(huì)貯存在細(xì)胞里,所以身體也就不會(huì)發(fā)胖。在此基礎(chǔ)上,適當(dāng)?shù)淖鲆恍┻\(yùn)動(dòng)會(huì)燃燒部分脂肪,達(dá)到瘦身的目的。
八、保護(hù)肝功能
試驗(yàn)表明,讓一個(gè)69歲患有肝硬化的老年病人每天攝入菊粉低聚糖10克,大約5天后其肝昏迷和便秘癥狀都有所緩解。
九、低能量或無能量
菊粉低聚糖很難或不被人體消化吸收,所提供的能量值很低或根本沒有,故可在低能量食品中發(fā)揮作用,最大限度的滿足了那些喜愛甜品又擔(dān)心發(fā)胖者的要求,還可供糖尿病人、肥胖病人和低血糖病人食用。
十、快速增進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌數(shù)量
促進(jìn)結(jié)腸內(nèi)雙歧桿菌以40倍遞增的速度增殖。成年人每天攝入10g菊粉低聚糖,一周后每克糞便中的雙歧桿菌數(shù)增加20%。每天攝入10g菊粉低聚糖,3周之內(nèi)即可減少44.6%有毒發(fā)酵產(chǎn)物和40.9%有害細(xì)菌酶的產(chǎn)生。
十一、和糖尿病人有關(guān)的皮膚瘙癢改善作用
據(jù)消費(fèi)者反映,和日本的中山先生觀察到的一樣,在大陸也有因使用菊粉導(dǎo)致的皮膚明顯改善的例子.較明顯的是糖尿病人的皮膚瘙癢有改善和消失的變化,尤其是老年人和女性.而其食用菊粉的時(shí)間在10天左右,幾乎是一種藥到病除的奇效,但并不是所有人都有此反映,如今無系統(tǒng)科學(xué)有效的實(shí)驗(yàn)開展此項(xiàng)研究和統(tǒng)計(jì).F.
十二、對輕中度抑郁、焦慮的改善作用
菊粉中的2-9低聚果糖可使大腦神經(jīng)細(xì)胞營養(yǎng)因子表達(dá)升高,對皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的神經(jīng)元損作有很好的保護(hù)用,對輕、中度的抑郁有較好的作用;因此類低聚果糖可影響中樞的NE、5-HT的濃度,故對輕中度的抑郁癥、焦慮癥有較好的影響作用。
食品應(yīng)用
1、加工低脂食品(如奶油、涂抹食品)
菊粉是一種優(yōu)良的脂肪替代品,當(dāng)與水完全混合后會(huì)形成一種奶油狀結(jié)構(gòu),這使其容易在食品中替代脂肪,并提供光滑的口感、良好平衡及圓滿的風(fēng)味。可把脂肪替代成纖維,增加產(chǎn)品緊密及口感并能穩(wěn)定提高乳化的分散性,在奶油、涂抹食品加工可代替30~60%的脂肪。
2、配置高纖維膳食
菊粉在水中有較好的溶解性,這使它能與水性系統(tǒng)相結(jié)合,含豐富的水溶性膳食纖維,而不像其他纖維產(chǎn)生沉淀問題,使用菊粉作為纖維配料十分方便,并能夠使感官特性有所改善,它們能幫助人體獲得更平衡的飲食,因此可做高纖維食品配料。
3、可作為雙歧桿菌增殖因子,屬于益生元食品配料
菊粉在人的腸道能被有益菌利用,特別是能使雙歧桿菌增殖5~10倍,同時(shí)有害菌會(huì)顯著減少,改善人體菌群分布,促進(jìn)健康,菊粉已被列為重要的雙歧桿菌增殖因子。
4、用于乳飲料、酸牛奶、液態(tài)奶中
在乳飲料、酸牛奶、液態(tài)奶中添加菊粉2~5%,使產(chǎn)品具有膳食纖維和低聚糖的功能之外,還可以增加稠度,賦予產(chǎn)品更濃的奶油口感、更好的平衡結(jié)構(gòu)和更飽滿的風(fēng)味。
5、用于焙烤制品
在焙烤制品中加入菊粉,用于發(fā)展新概念面包,如益生源面包、多纖維白面包甚至多纖維無谷蛋白面包。菊粉能夠增加面團(tuán)穩(wěn)定性、調(diào)整水的吸收、增加面包體積、提高面包瓤的均勻性及成片能力。
6、用于果汁類飲料、功能性水飲料、運(yùn)動(dòng)飲料,果露、果凍中
在果汁類飲料、功能性水飲料、運(yùn)動(dòng)飲料,果露、果凍中添加菊粉0.8~3%,能使飲料風(fēng)味為更濃,質(zhì)地更好。
7、用于奶粉、鮮奶干吃片、奶酪、冷凍甜點(diǎn)中
在奶粉、鮮奶干吃片、奶酪、冷凍甜點(diǎn)中添加8~10%的菊粉,能使產(chǎn)品功能更強(qiáng),風(fēng)味更濃,質(zhì)地更好。
安全性及用量
2003年美國FDA已確認(rèn)菊粉為GRAS(公認(rèn)安全物質(zhì)),日有效攝入量為5克,推薦最大日攝入量為15~20克。
2009年我國發(fā)布了2009第5號公告:根據(jù)《中華人民共和國衛(wèi)生法》與《新資源食品安全管理辦法》的規(guī)定,正式批準(zhǔn)菊粉為新資源食品,可用于各類食品,但不包括嬰幼兒食品。
2015 年12月12日,歐盟發(fā)布法規(guī)(EU)2015/2314,批準(zhǔn)菊苣菊粉(Chicory inulin)有助維持正常腸道功能的健康聲稱。根據(jù)最新條例,菊苣菊粉的使用條件為:消費(fèi)者每日攝入12g才能獲得有效功能。該聲明僅用于可以提供每日攝入12g菊苣菊粉、單糖(< 10 %)、雙糖、菊粉型果聚糖、聚合度均值≥ 9。
前景
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