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菊粉是植物中儲備性多糖,主要來源于植物,已發(fā)現有36000多種,包括雙子葉植物中的菊科、桔梗
科、龍膽科等11個科及單子葉植物中的百合科、禾木科。例如,在菊芋
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。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
菊粉形態(tài)
菊粉是以膠體形態(tài)含于細胞的原生質中,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。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。人和動物體內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存的形式是十分理想的功能性食品配料、同時也是生產低聚果糖、多聚果糖、高果糖漿、結晶果糖等產品的良好原料。
菊粉的理化性質
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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℃時約為33%。
短鏈菊粉含有較多的單糖和雙糖,甜度大約相當于蔗糖的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。
當菊粉溶液濃度達到10%-30%時,開始形成凝膠,濃度達到40%-50%即可以形成十分堅實的凝膠。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構,口感類似與脂肪。
菊粉吸濕性強,具有結合自由水的能力,可以降低水分活度。這一點可充分利用到食品加工中延緩水分的蒸發(fā),防止產品變味,延長食品貨架期和保質期。[2]?
來源
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菊粉在自然界中的分布十分廣泛,某些真菌和細菌中也含有菊粉,但其主要來源是植物。人們日常食用的植物如:洋蔥、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,國產菊粉的主要原料)含量為14%-19%,菊苣(歐洲菊粉主要原料)含量為15%-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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[3]?
工藝
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國外以菊苣根為原料,去除蛋白質和礦物質后, 經噴霧干燥等步驟獲得菊粉。
國內以菊芋(洋姜)根狀莖為原料,去除蛋白,膠質,粗纖維和礦物質,經水提取,離子交換,膜過濾,噴霧干燥等生產工藝得到菊粉。
功 效
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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脂肪,形成脂肪——纖維復合物隨糞便徘出,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
菊粉是一種不會導致尿中葡萄糖升高的碳水化合物。它在腸道的上部不會被水解成單糖,因而不會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腸發(fā)酵所產生的短鏈脂肪酸的結果。
3、促進礦物質的吸收
菊粉能大大提高Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、 Fe2+”等礦物質的吸收。據報道,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,結果發(fā)現,都顯著提高Ca吸收,而且身體的骨骼礦物質含量和密度也顯著增加。[4]?
菊粉促進礦物質元素吸收的主要機制是:1)菊粉在結腸發(fā)酵生成的短鏈脂肪使其黏膜上的隱窩變淺,隱窩細胞增多從而增大了吸收面積,盲腸靜脈更發(fā)達。2)發(fā)酵所產生的酸降低結腸pH,使得許多礦物質的溶解度、生物有效性得以提高,特別是短鏈脂肪酸可以刺激結腸粘膜細胞的生長,提高腸黏膜的吸收能力;3)菊粉能促進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,促進其吸收。4)發(fā)酵生成的某些有機酸可與金屬離子螯合,促進金屬離子吸收。
4.調節(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量,當初始雙歧桿菌數量減少時,使用菊粉后增殖效果明顯,當初始雙歧桿菌的數量多時,使用菊粉后效果并不明顯。其次,攝入菊粉后能增強胃腸道蠕動,提高腸胃功能,增加消化和食欲,提高機體免疫力。[5]?
5. 抑制有毒發(fā)酵產物的生成,保護肝臟,預防結腸癌
食物經消化吸收后到達結腸,在腸道腐生菌(大腸桿菌、擬桿菌等)的作用下,可產生許多有毒的代謝產物(如氨、亞硝胺、苯酚與甲苯酚、次級膽汁酸等),而菊粉在結腸被發(fā)酵產生的短鏈脂肪酸能夠降低結腸pH,抑制腐生菌的生長,減少有毒產物的生成,減少其對腸壁的刺激。由于菊粉一系列代謝活動能抑制有毒物質產生,增加排便次數和重量,增加糞便酸度,加速致癌物的排泄,產生有抗癌作用的短鏈脂肪酸,有利于預防結腸癌。[6-7]?
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間,以及增加糞便量,有效地治療便秘。其減肥作用是提高內容物的黏度,降低食物從胃進入小腸的速度,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細胞營養(yǎng)因子表達升高,對皮質酮誘導的神經元損作有很好的保護作用,具有良好的抗抑郁作用。[8]?
菊粉分子約由31個β-D-呋喃果糖和1~2個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β(1→2)糖苷鍵鏈接而成的線性直鏈多糖,末端常帶有一個葡萄糖殘基,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含有長鏈與短鏈?[1]??。菊粉的分子式表示為GFn,其中G代表終端葡萄糖單位,F代表果糖分子,n代表果糖的單位數。
- 中文名
- 菊粉
- 英文名
- Inulin、Synanthrin
- 別????稱
- 菊糖或天然果聚糖
- 化學式
- 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)
- 外????觀
- 白色粉末
- 存在形式
- 膠體形態(tài)
- 存在物質
- 細胞的原生質中