菊粉（二）

物化性质

标准菊粉聚合度为2～60，平均聚合度为10～12，长链菊粉的平均聚合度为25，可以有效用作脂肪替代品。菊粉为白色无定形粉末，吸湿性很强，无味，没有任何不良风味或者后昧。标准菊粉常含有少量单糖和双糖而略带甜味，约为蔗糖甜度的10%，而长链菊粉没有甜味。菊粉的物化特性见表4-2。

表4-2菊粉的物化特性

菊粉微溶于冷水，易溶于热水，溶解度随温度的升高而增加。长链菊粉其在25℃时几乎不溶于水，50℃时溶解度仅为1.2%，当温度达到90℃时溶解度明显增加至35%。由于菊粉吸湿性强，在水中分散时极易结块，加入淀粉或对其进行速溶化处理，可提高菊粉的分散性。菊粉溶液黏度比较低，10℃时，5%和30%菊粉溶液的黏度分别为1.65mPa•s和l00mPa•s。菊粉溶于水时，可使水的冰点下降、沸点升高，15%菊粉溶液可以使水的冰点降低0.5℃。菊粉能够与其他食品添加剂结合使用，在乳制品中增强水果风味。菊粉还能用作低能量填充剂，赋予食品一定形状，改善食品口感。菊粉与阿斯巴甜、安赛蜜、糖精等强力甜味剂具有协同增效作用，5%菊粉（蔗糖甜味8%）与强力甜味剂同时使用，可以替代30%阿斯巴甜、30% A-K糖或者45%糖精，菊粉能够掩盖或去除强力甜味剂的后味，见图4-2。

图4-2菊粉与强力甜味剂的协同增效作用

图4-2菊粉与强力甜味剂的协同增效作用

一般而言，pH值大于4时，菊粉不水解，而pH值小于4时，以及处于适当温度和时间下，菊粉即被缓慢水解为果糖和葡萄糖，因此，菊盼不适合应用于高酸度软饮料中。但是在凝胶状态下，或者菊粉含量超过70%，由于缺乏自由水，即使在酸性或高温的条件下菊粉也十分稳定。并且研究发现，当温度低于10℃，pH值处于3.0～7.5之间，菊粉不发生水解。

菊粉经过酸法水解或酶法水解可以生成含75%以上D-果糖的果糖浆或低聚果糖浆，也可直接发酵生产酒精、葡萄糖酸、山梨糖醇等。酸水解菊粉为果糖容易产生大量副产物，采用微生物菊粉酶（inulinase, EC3.2.1.7）水解菊粉效果很好，这已经成为目前开发果糖产品的一种新途径。另外，利用双功能催化剂Ru/C，能够同时催化菊粉的水解与加氢反应，从而生成高产量的甘露糖醇和葡萄糖醇，成为生产甘露糖醇有效途径，见图4-3；或者催化菊粉先加氢后水解，只有Fm型菊粉能够被还原加氢，然后水解生成甘露糖醇，因为GFn型菊粉没有还原基团，不能发生加氢还原反应。

不同浓度的菊粉溶液，其黏度不同。随着溶液中菊粉含量的提高，黏度逐渐增大。如果菊粉－水混合体系中，标准菊粉含量大于25%或者长链菊粉含量大于15%时，经过高剪切作用或加热－冷却过程，菊粉形成微粒凝胶网络结构，具有脂肪滑润的口感，保持食品风昧平衡，成为有效的模拟脂肪。有报道利用均质机将果聚糖和水混合均匀，形成一种白色奶油状结构的液体，可以添加到食品中替代脂肪，替代率甚至可以达到100%。而且，已经有专利报道，通过特殊喷雾干燥技术生产的菊粉，不需要剪切作用或加热－冷却过程，可以立即形成均一稳定的凝胶结构。

菊粉凝胶具有良好的黏弹性流变学特性，由于菊粉屈服应力低（25℃下30%标准菊粉形成凝胶的屈服应力为1540Pa），因此菊粉凝胶还具有剪切稀释和触变特性。在振荡流变试验中，菊粉凝胶逐渐丧失凝胶固体特性，弹性系数降低，而流体特性与黏度系数逐渐增加。另外，菊粉凝胶还能和大多数凝胶如明胶、海藻酸盐、卡拉胶、树胶和麦芽环糊精等结合使用，具有协同增效作用。

图4-3 Ru/C催化菊粉生产甘露糖醇

图4-3 RuC催化菊粉生产甘露糖醇

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