01、在乳制品中的應用
菊粉作為一種優良的脂肪替代物,當與水完全混合后會形成一種奶油狀結構,可賦予脫脂乳滑爽的口感。菊粉的加入可以促進人體對乳品中鈣的吸收。在酸奶的制作中,添加6%的菊粉會減少乳清析出率,有助于提高酸奶的品質。在羊奶酸奶中添加6%的菊粉所得產品的口感更好。
研究表明,在低脂酸奶中加入菊粉,有利于嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌等益生菌的生長和發酵,提高酸奶儲藏期中活菌數量。在利用嗜熱鏈球菌與不同乳桿菌或雙歧桿菌共同發酵的酸奶中,添加2%~4%的菊粉還能增加酸奶的硬度。
菊粉在凝固型酸奶中合適的脂肪替代水平為40%,在脫脂牛奶飲料中短鏈和長鏈菊粉的合適添加量分別為4%~10%和4%~6%。

有研究表明,在利用嗜熱鏈球菌與不同的乳桿菌或雙歧桿菌共同發酵的酸奶中,添加2%~4%的菊粉能增加酸奶的硬度[1] 。采用評分法和質地測試儀分析法對菊糖添加量不同的酸奶品質進行分析,結果表明,菊糖在凝固型酸奶中的最佳脂肪替代率應為40%,即菊糖的最佳添加量為2.208%,此時得出的酸奶品質及口感相對最佳[2] 。
于偉[3] 以菊粉為原料,以木糖醇為甜味劑,制得的功能性酸奶的最佳配方為菊粉6%、甜味劑6%、發酵劑2.0%、發酵時間2h。祖新[4] 等將菊粉添加到鮮乳中制作功能性發酵乳,產品最佳配比為黑番茄4%,菊粉5%,白砂糖7%和0.3%的混合菌種。
利用菊粉特殊的營養功能可制成各種功能性乳制品,如在非發酵乳制品中添加低聚果糖,可解決嬰幼兒和中老年人易上火和便秘等問題,也有降低血脂和血糖的作用;在脫脂乳中添加低劑量的菊粉,可顯著提高非脂肪發酵乳中嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌和乳雙歧桿菌的生長和壽命;在嬰兒飲食中補充一定量富含低聚果糖的菊粉,可以促進體內腸道微生物群更接近母乳喂養水平,并且安全有效。
02、在面制品中的應用
菊粉的外觀與小麥粉相似,呈白色粉末狀,具有良好的親水性,吸水后能形成細膩、爽滑的質地。利用菊粉的這些特性可改善面團的加工性能、提高產品品質和營養價值,優化產品的營養結構。
面條品質評判標準明顯不同于面包類發酵制品,人們更關注面條的煮制性、拉伸強度、延伸率和黏性。菊粉對面條品質的影響可能主要通過改變面筋蛋白的網絡結構和淀粉的糊化與水合程度而起作用的。菊粉的加入能縮短面條的煮制時間,對面條的黏性和膨脹大小無影響;當菊粉添加量不大(<7.5%)時,面條的煮制損失率變化不明顯,但短鏈菊粉會引起面條吸水性和膨脹度的下降[5] 。

菊粉(長鏈)的加入能夠縮短意大利面的煮制時間,且不影響面條的煮制損失率、吸水性和膨脹度,有利于提高意大利面的品質[6] 。中筋面粉混入菊粉制成面條的干物質吸水率、彈性和咀嚼性幾乎不受影響,可制作高膳食纖維面條食品[7] 。
與常見的膳食纖維相比,菊粉的分子質量較小,決定了其具有良好的吸濕性,有利于其參與面筋蛋白網絡結構的形成,從而對面包的含水率、瓤硬度、體積和貯存期產生作用。通常菊粉的加入會減小面包的體積,增加面包的含水量和硬度,延長面包的保存期,這也受到菊粉種類與添加量及面粉品質的影響。
菊粉聚合度不高,特別是短鏈類菊粉,常含有較高比例的低聚果糖和少量的單糖和雙糖,在面包的高溫焙烤過程中,這些低聚果糖易于發生水解,生成一定數量的還原糖,從而促進了還原糖與氨基酸或蛋白質之間的美拉德反應,引起面包在焙烤時間、外觀顏色和風味物質等的變化,最終對產品的感官評價得分和可接受性產生明顯影響[8] 。
面團的吸水性、流變特性和發酵特性很大程度上取決于其蛋白質和淀粉的種類與含量,菊粉的加入一方面會降低它們的含量,尤其是蛋白質,這會影響面筋蛋白的網絡結構;另一方面菊粉良好的親水性,特別是短鏈菊粉吸濕性更強,它們同蛋白質和淀粉存在與水分子的競爭,從而影響蛋白質和淀粉與水分子之間的鍵合作用以及蛋白質-淀粉之間的作用,部分菊粉分子甚至可能還參與了面筋蛋白的網絡結構。因此,不同鏈長的菊粉及其添加量多少對不同筋度的面團性質影響存在顯著區別。
通常隨菊粉添加量的增加,面團的吸水性下降,當菊粉添加量不超過3%時,這種下降不明顯。菊粉的加入會明顯延長面團的形成時間和提高其穩定性,增加面團的抗延伸阻力和黏彈性,但對延伸性、黏著性和黏附力影響不明顯,對不同聚合度的菊粉這種影響存在差異。在一定的條件下菊粉可能會提高面團的品質,而在其他條件下菊粉可能會對面團的品質產生惡化作用[5] 。
03、在肉制品中的應用
在肉制品中,菊粉經常被用于替代其油脂或淀粉類物質,以降低產品能量、增加膳食纖維含量和提高產品的營養功能。菊粉部分取代香腸中的油脂,在一定程度上會增加其硬度、黏著性和回復性,降低其彈性、咀嚼性和凝聚性,這主要與脂肪的質地比菊粉凝膠柔軟有關。
添加20%菊粉到牛肉丸中可以使其脂肪和反式脂肪酸含量、水分、鹽含量、蒸煮損失和紅度變量值降低,亮度值和灰分含量增加。用0.2%-3.0%的菊粉取代里昂式香腸中的脂肪,香腸中脂肪含量降低了32%~88%,多汁感變好,肉質粗糙感和硬度下降。
Yilmaz 等[18] 發現牛肉丸中添加5%菊粉可增加肉丸的亮度、硬度、蛋白及膳食纖維含量,增強其香味,同時能降低肉丸的反式脂肪酸含量和蒸煮損失率,但基本不影響其整體口感。

菊粉也可作為魚肉類制品的冷凍保護劑,研究表明在白鰱魚魚糜中添加1.5%的菊粉所制得的產品品質最好,菊粉中的羥基部分可與蛋白質結合,抑制了蛋白質的聚集,羥基中的氫鍵也可與水分子結合,降低水分子的移動性和可凍結水的含量,抑制冰晶的形成和生長,因此菊粉具有一定的抗凍保護作用。
DOS 等[9] 使用菜籽油、竹纖維和菊粉制成的豬皮乳液凝膠用于雞肉香腸中可以代替其中50%的豬背脂肪,由于菊粉對肉糜成分的粘結作用和竹纖維的保水能力,處理組產生更加均勻和緊密的蛋白質網絡,香腸孔隙比對照組更小。由此可見菊粉有助于在乳化肉制品中產生更致密的微觀結構。
GLISIC 等人[10] 發現在干發酵香腸中用菊粉凝膠懸浮液取代16%的豬肉背脂,降低了香腸的彈性、咀嚼性和硬度,增加了香腸的粘附性。
SOUZA 等[11] 論證了菊粉基乙二醇作為脂肪替代品在減脂降鹽肉制品中的潛在用途,研究結果發現用含有菊粉的高纖維乳膠替代豬背脂肪后可以得到纖維含量更高、脂肪酸組成較好和不飽和脂肪酸含量較高的產品,新配方產品的脂肪和鈉含量分別降低了11%~34%和35%~45%。由此可見菊粉是一種良好的潛在脂肪替代品,可用于開發更健康低脂的肉制品。
Mendoza等[13] 研究發現菊粉的加入可使低脂發酵香腸的硬度變小,彈性增加,質地更為柔軟;與傳統高脂香腸相比,其多汁感變弱,但嫩度、彈性、黏附性、咀嚼性相近,卻有效降低了香腸的脂肪含量及熱量值,提高了其營養特性(膳食纖維含量)。
GLISIC 等[10] 研究發現菊粉能顯著提高干發酵香腸的可滴定酸度,香腸發酵過程中對照組的乳酸菌數量增加了1.59 log CFU/g,而處理組的乳酸菌數量增加了1.85 log CFU/g,可能是由于菊粉能夠促使乳酸發酵而使pH 降低。
ZER 等[14] 研究了菊粉對發酵香腸品質特性變化的影響,研究表明在低脂發酵香腸生產中添加25%的菊粉可降低牛肉脂肪和能量值,豐富膳食纖維,提高香腸貨架期?! ?/div>
ZHU 等[15] 研究了菊粉對哈爾濱干香腸彈性口感的影響,通過掃描電鏡發現含有高菊粉含量的香腸中形成了致密均勻的凝膠網絡,且低場核磁共振結果表明改良香腸的保水能力有所提高,感官評價中改良香腸的咀嚼感也更好。
FERJANI 等[16] 研究發現在雞肉臘腸中以3%菊粉和3%燕麥纖維復配添加量感官最佳,菊粉含量增加時產品的口感下降,咀嚼性降低。聚合度也是影響產品感官特性的重要因素。
ALAEI 等[17] 使用聚合度較高的長鏈菊粉配制的雞肉香腸在顏色、外觀和質地等感官特性方面均獲得了更高的分數,而菊粉的聚合度降低會對產品的感官參數產生不利的影響,且當菊粉添加量超過25%時,產品的硬度和粘聚性均降低。
ZENY 等[12] 發現添加菊粉的低脂牛肉漢堡的含水量為75%,顯著高于對照組的漢堡,這可能歸因于菊粉的長鏈分子結構在烹飪過程中會與水結合會發生凝膠作用而鎖住水分。
短鏈菊粉的抗凍保護效果最好,天然菊粉的抗凍保護效果次之,長鏈菊粉的抗凍保護效果最差,這可能歸因于短鏈菊粉中一些低分子的糖類更易暴露游離羥基,與水形成分子間氫鍵,而長鏈菊粉由于鏈長,更易發生分子內鍵合。
04、在飲料中的應用
菊粉易溶于水,當溶液pH大于4時對熱相對穩定,因此可廣泛應用于各種飲料中。在果汁飲料、功能性飲料、運動飲料、固體飲料、植物蛋白飲料等產品中添加菊粉后,除了可以取代脂肪和砂糖、提高產品水結合能力和增加黏性外,還能賦予產品高膳食纖維含量,提高鈣、鎂、鐵等礦物質的吸收率(>20%),掩蓋其苦澀味。
菊粉的添加能增加飲料稠度,解決植物蛋白飲料口感稀薄的問題,使乳脂感更強并給人以柔軟的感覺,使飲料風味更濃,質地更好,菊粉促進鈣的吸收率可達70%,因此含有菊粉的飲料不僅具有益生元功能,還可促進生長發育和防止骨質疏松。添加菊粉的飲料能明顯促進老人的腸道蠕動,增加排便次數13%。

高纖維果汁飲料、功能性飲料、運動飲料、固體飲料、植物蛋白飲料等添加菊粉后,除了可以替換脂肪和砂糖、提高產品的水結合能力、增加黏性之外,還可以增加制品膳食纖維和低聚糖功能,提高鈣、鎂、鐵等礦物質的吸收率20% 以上,并可掩蓋苦澀,給人柔軟的感覺,使飲料風味更濃、質地更好[19] 。
有研究表明,在脫脂牛奶飲料中添加4% ~10%的短鏈菊粉或4%~6%長鏈菊粉,其粘度與全脂牛奶香草飲料的粘度接近[20] 。仝瑛[21] 研制的菊糖復合飲料,其最佳配方為菊花和山楂提取液比為3∶2,蜂蜜4%,白砂糖3%,菊芋菊糖2%,CMC-Na0.1%和海藻酸鈉0.05%。
05、在特殊醫學用途配方食品上的應用[22]
根據國家標準GB 29922—2013《特殊醫學用途配方食品通則》的規定,特殊醫學用途配方食品中可以添加一些膳食纖維類的營養強化劑,如低聚糖、多聚糖等。膳食纖維作為可選擇性成分指標,上限為0.7 g/100 kJ。特殊醫學用途配方食品中常用原料包括:
?。?)阿拉伯膠、抗性淀粉、大豆多糖和燕麥纖維等水溶性膳食纖維。該類膳食纖維遇水膨脹,可延長食物在胃內停留時間,減緩葡萄糖在小腸內的吸收;為腸道益生菌提供養分;為結腸粘膜提供能量物質,避免腸粘膜萎縮;吸附有毒物質如膽酸及膽固醇等。
?。?)大豆纖維等不溶性膳食纖維,可以軟化糞便、增加糞便體積,具有刺激腸蠕動、縮短食糜在腸道內的通過時間,從而起到改善便秘的作用。這些原料都具有膳食纖維的一般功效,但在其他功效方面的特點不太明顯。
隨著人們對健康的重視,我國對菊粉的開發利用也廣泛重視起來,菊粉是非常適合中老年人的一種膳食纖維,尤其對于咀嚼能力有限,腸道功能減退的老年人。無論是針對中老年人群的全營養配方食品、糖尿病全營養配方食品還是腫瘤全營養配方食品等都是運用菊粉的一個理想系統。因此,菊粉在特殊醫學用途配方食品中有著良好的應用前景。
06、在其他方面的應用
在豆制品中添加菊粉可改善其凝膠性能和質構特性。將菊粉分別以0%、1%、2%、3%和4%( m/v) 添加到煮熟的濃縮大豆分離蛋白豆漿中,用0.4% GDL 做凝固劑,混合豆漿以恒速( 1℃ /min) 從20℃加熱到90℃,或在90℃加熱30min 進行凝固。結果表明添加菊粉提高了嫩豆腐的粘彈性,凝膠性 。
研究表明,菊粉對菜籽油具有一定的抗氧化作用,并與VC、檸檬酸等具有協同效應)。在巧克力中,菊粉可以改善其質構和紋理,增加其白度和延長保質期,用菊粉代替蔗糖制作的無糖巧克力具有更好的黏度、硬度和顏色。
添加菊粉的果凍質地更加均勻,風味更好,且營養健康,鮮切水果若經菊粉溶液涂膜處理后,其褐變程度降低,產品的貨架期、力學性能和保水性能均有所改善。
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文章來源:食品研發與生產,圖來源于:創客貼會員
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