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菊糖是一种天然果聚糖，广泛存在于菊芋、菊苣、婆罗门参、大丽花等36000多种植物体内，同时在一些细菌和真菌体内也被发现，随着对菊糖研究的深入，菊糖的分子结构逐渐清晰，因在食品加工中具有独特的加工特性，常被用作增稠剂、脂肪代替物、保水剂、糖类代替物等。 菊糖是由D-呋喃果糖分子以β-（2，1）糖苷键连接，末端以α-（1，2）糖苷键连接一个葡萄糖残基而成的果聚糖。其聚合度（degreeofpolymerization，DP）通常为2~60，平均聚合度为10，平均分子量在5500U左右。菊糖的聚合度和平均分子量与菊糖的来源、采收季节、处理方式等相关。菊糖是一种直链多聚糖，其骨架是聚乙烯氧化物，骨架上不含任何糖环，与其他糖类相比，菊糖分子中的果糖糖环之间只有一个氧原子进行连接，且呋喃果糖均处于同一平面，因此菊糖分子具有更大的活动自由度，更易翻转和卷曲，因而菊糖的分子结构具有多变的性质。1、亲水特性：菊糖分子中含有大量的羟基，具有良好的亲水性，但其溶解性受链长的限制。菊糖溶于水后，在菊糖分子内、菊糖分子间、菊糖与水分子之间均形成氢键，相互连接成三维网状结构；而部分未溶于水的菊糖，将会以结晶菊糖的形式存在，而结晶菊糖会在分子间形成氢键，将菊糖分子链与链相连接，能强化菊糖的网状结构，形成含有结晶颗粒的凝胶网络结构。2、菊糖可作为增稠剂：在浓度为1%~10%菊糖水溶液中，溶液的黏度会增加，但不会形成凝胶，其中菊糖的DP不明确，通过报告发现，菊糖溶液的黏度与温度、浓度、DP息息相关，在实际应用中，食品的成分对黏度也具有较大影响。长链菊糖在较低的温度和浓度下能够显著增加溶液的黏度，在食品中常利用此特性，将其作为食品增稠剂。3、菊糖可作为脂肪替代物：在菊糖水溶液中，当浓度为10%~20%时，溶液会缓慢形成凝胶，但凝胶状态不稳定；当浓度为20%~50%时，菊糖可与水形成较强的凝胶，此时凝胶具有奶油般的柔滑口感，能改善食品的质地，提供类似脂肪的口感；但当菊糖浓度>50%时，凝胶将会变得坚硬，口感不佳，但其中菊糖的DP不明确。在食品中，常利用菊糖的凝胶特性，将其作为低脂食品中的脂肪替代物。但菊糖在实际应用中不仅限于与水形成凝胶，食品的基质对凝胶形成具有重要影响，比如在低脂酸奶制作中添加6%的长链菊糖，菊糖可与蛋白质形成二次凝胶结构，能赋予酸奶全脂的口感。4、菊糖可作为保水剂：在菊糖水溶液中，菊糖与水分子之间形成的三维立体网状结构能捕获大量水分子，水分子被包裹在菊糖分子中间，形成凝胶颗粒。凝胶颗粒不易被环境破坏，水分子不易流失，因此菊糖具有良好的持水力和保湿性，在食品加工过程中，能有效降低水分损失，可用作保水剂。5、具有水解特性，可作为甜味剂：低浓度的菊糖溶液黏度变化不大，不易形成凝胶态，菊糖分子分散在水中，其末端果糖基容易断裂，产生果糖分子。短链菊糖溶液中因含有较多的单糖和双糖而具有一定甜味，但其甜味远低于蔗糖，仅为蔗糖的40%，长链菊糖是高碳糖，且在低浓度状态下易形成凝胶态，因此在溶液中不易发生水解。6、益生元特性：短链菊糖易水解产生果糖分子，能被大部分微生物作为碳源；除此之外，某些微生物体内含有菊糖酶，能将菊糖降解成单糖和双糖，从而加以利用，因此菊糖可以促进微生物的生长。随着生活水平的提高，肥胖率越来越高，为防止发胖，更多的人更愿意选择低脂、低糖、富含纤维的食物。菊糖不仅是一种水溶性的膳食纤维，而且具有独特的加工特性，能有效改善低脂食品的感官与质构，可被应用于肉制品的食品加工中。菊糖的添加可以部分代替肉制品中的脂肪，得到与全脂肉制品类似的口感，但会导致肉制品颜色加深，硬度增加，纹理改变。Keenan在制作猪肉早餐香肠时用菊糖代替18.7%的背膘，这种低脂香肠具有多汁、润滑的口感，持水力提高，脂肪含量、蒸煮损失降低，并改善了纹理和高脂肪所带来的咸味感，但其黄度降低。Tomaschunas将0.2%~3.0%的菊粉加入脂肪减少的里昂式香肠中（全脂脂肪含量为25%，菊糖香肠为3%~17%），不仅使香肠中的脂肪含量降低了32%~88%，而且改善了由于脂肪减少出现的肉味、多汁感减少，肉质粗糙、变硬的现象；同时，他将0.4%~4.6%的菊糖加入到脂肪减少的肝脏香肠中（全脂脂肪含量为30%，菊糖香肠为3%~20%），不仅将肝脏香肠中的脂肪降低了33%~90%，而且能改善肝脏香肠因为减少脂肪而引起的颗粒感，但硬度增加。两组试验均发现，菊糖会导致香肠色泽加深。Menegas在制作发酵鸡肉肠的过程中加入68.13g/kg菊糖代替80g/kg玉米油，储藏期间发现，鸡肉肠的脂肪含量降低，脂质氧化被抑制，纹理改善，但色泽更暗红。由此可知， 菊糖可有效改善低脂肉制品的口感和质构，但对肉制品的颜色不利。作者：卢玉容，郭秀兰，侯彩云，唐仁勇，罗静，黄仁茂 |
