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菊粉
菊粉是植物中儲備性多糖，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(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 。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存的形式是十分理想的功能性食品配料、同時也是生產(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(jié)構(gòu)，口感類似與脂肪。
菊粉吸濕性強，具有結(jié)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(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/%）
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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(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(jié)腸發(fā)酵所產(chǎn)生的短鏈脂肪酸的結(jié)果。
3、促進礦物質(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。
菊粉促進礦物質(zhì)元素吸收的主要機制是：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(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(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，當初始雙歧桿菌數(shù)量減少時，使用菊粉后增殖效果明顯，當初始雙歧桿菌的數(shù)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. 抑制有毒發(fā)酵產(chǎn)物的生成，保護肝臟，預(yù)防結(jié)腸癌
食物經(jīng)消化吸收后到達結(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)細胞營養(yǎng)因子表達升高，對皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的神經(jīng)元損作有很好的保護作用，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。正常人空腹時每分升含葡萄糖是80-100毫克，低于這個標準是低血糖，高于這個標準是高血糖。)
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 ，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了，大便開始暢通。同時服用菊粉后，可以增強腸的蠕動能力，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，快速恢復(fù)燙傷和其它受傷傷口
新陳代謝功能增強，全身感到熱乎有勁。特別是手腳變暖和。空腹時服用菊粉在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年就有專門的機構(gòu)研究菊粉。日本有一個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，降低膽固醇的報告。
七、減肥功效
菊粉主要是通過調(diào)整腸胃的運動，促進對維他命以及微量元素的吸收，從而身體健康，體力充沛，這樣反過來促進體內(nèi)能量的消耗，達到減肥的目的。另一方面，攝取菊粉后血糖下降，血糖不會上升，胰島的胰島素就不會分泌，胰島素不分泌，葡萄糖等就不會貯存在細胞里，所以身體也就不會發(fā)胖。在此基礎(chǔ)上，適當?shù)淖鲆恍┻\動會燃燒部分脂肪，達到瘦身的目的。
八、保護肝功能
試驗表明，讓一個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、快速增進腸道內(nèi)雙歧桿菌數(shù)量
促進結(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)有效的實驗開展此項研究和統(tǒng)計.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)細胞營養(yǎng)因子表達升高，對皮質(zhì)酮誘導(dǎo)的神經(jīng)元損作有很好的保護用，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，當與水完全混合后會形成一種奶油狀結(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，同時有害菌會顯著減少，改善人體菌群分布，促進健康，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、運動飲料，果露、果凍中
在果汁類飲料、功能性水飲料、運動飲料，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、冷凍甜點中
在奶粉、鮮奶干吃片、奶酪、冷凍甜點中添加8~10%的菊粉，能使產(chǎn)品功能更強，風(fēng)味更濃，質(zhì)地更好。
安全性及用量
2003年美國FDA已確認菊粉為GRAS（公認安全物質(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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