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≤60),聚合度为2-60。
菊粉(INULIN),由于是从菊芋中结晶纯化中获得而得名。又称菊糖吲酮旋复花粉阿兰粉,土木香一类D-呋喃果糖以β-1,2-糖苷键连接形成的直链多糖,是植物中含有的一种特殊的天然果聚糖类碳水化合物,同时也是除淀粉外的一种能量储备物质存在于许多植物中
菊粉有两类结构,一类由果糖残基(F)之间以β-1,2-糖苷键连接且末端连有一个葡萄糖残基(G),结构式为:G-1,(2-F-1)n-1,2-F,简写为GFn绝大部分的菊粉属此类结构。
此外,Erns1995年,发现菊粉还含有少量的另一类果聚糖,其末端没有连葡萄糖残基(G),结构式为:F-1,(2-F-1)n-1,2-F, 简写为Fm。其中G为终端葡萄糖单位,F代表果糖分子,n/m则代表果糖单位数。
菊糖的结构特征:Phelps报道菊糖分子三维结构参数1.2nm*0.35nm*0.3nm.而Middleton的报道结果1nm*0.9nm*0.5nm,通过X射线和电子衍射证明菊糖结晶为B-2,1-0-呋喃果糖,5个螺旋环,一个为54左旋,其他为51右旋,每隔0.216nm一个螺旋环,利用小角度激光扫描和排阻色谱和动态光束扫描技术研究了具体分子结构,分析螺旋半径发现菊糖晶体为杆状体,其最小结果单元的长*平均直径5.9nm*1.6nm。通过计算机NHMAP程序研究了菊糖B-D-呋喃果糖线状结构,认为菊糖分子结构理论上为右手螺旋分子,实际存在形式可以为左手或右手螺旋。
菊粉的聚合度DP(degree of polymerization)为2-60,分子量344-10320之间平均分子量是5500左右其中较低的菊粉又可称为低聚果糖。商品化菊粉的平均聚合度为10-30。从菊芋植物中提取并精制得到菊粉产品,是聚合度从260多种果聚糖的混合物
1菊粉的性质
中文名称: 菊粉
分子式:(C6H10O5)n
英文名称: Inulin
名: 吲酮;菊糖;菊粉/旋复花粉
CAS: 9005-80-5
分子量:344-10320,平均分子量5500左右
密度;1.35g/cm3
熔点: 158-165℃ 178℃分解
比旋光度: -36°(c=10,0.012N氨水)
溶解性: 溶于热水,极微溶于乙醇
外观: 白色或类白色粉末
水中溶解性10℃时水中的溶解度为60g/L,90℃时水中的溶解度为330g/L
热值1.5kcal/g4KJ/g相当于脂肪的10%,以及糖和淀粉的25%
2,菊粉的理化性质
、水溶性
菊粉聚合度的差异对其溶解度影响较大。通常短链菊粉比长链菊粉易溶于水。菊粉的溶解度随着温度的升高而明显增大。比利时Beneo-ORAFTI公司生产的长链菊粉在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%。
菊粉的分子构象也会影响到它的溶解度。菊粉的分子构象A—、B—、Y—三种形式,组分都相同,但理化特性和生物学活性不同。最明显不同的是水溶性,在不同条件下溶解度不一样,在40℃、B-菊粉溶解度Y-菊粉高8倍,1996年Bobrovnik等认为这种水溶性差异是由分子内和分子间氢键数量不同引起的,Y-菊粉溶解度低可能是由于含有较多分子内氢键(Bobrovnik,Grekhov,Groushetsky,et al,1996)
、甜度
菊粉的甜度与它的聚合度有关。短链菊粉含有较多单糖和双糖,甜度大约相当于蔗糖的30%-50%,甜味纯正,较蔗糖清爽;普通菊粉略带甜味,约为蔗糖甜度的10%;长链菊粉基本没有甜味。人体使用菊粉后,只产生很小的热量(约1.5kcal/g),很少转化为脂肪,利于减肥。菊粉不适合口腔内微生物的生长,故对牙齿无不良影响。
溶液粘度
菊粉溶液粘度随其含量增加而增大,当浓度达10%-30%时,开始形成凝胶,浓度达40%-50%即形成十分坚实凝胶。菊粉粘度随温度升高而降低。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。长链菊粉溶解度相对较小,在水中能形成不易觉察的微晶体。这些微晶体之间相互作用可形成一种平滑的乳脂状的结构,口感类似脂肪。
稳定性及保温性
菊粉有较强热稳定性,100℃加热也不分解,在PH4且高温时可水解,但凝胶态菊粉因为缺乏“自由水”相当稳定,不易水解。
菊粉吸湿性强,具有结合自由水的能力,可降低水分活度。这一点可充分利用到食品加工中去延缓水分蒸发,防止产品变味,延长食品货架期和保持期。菊粉及其降解物
★水解性
一般情况下,当PH值大于4时,菊粉不水解,而PH值小于4时及处于适当温度和时间的情况下,菊粉即被缓慢水解为果糖和葡萄糖,因此,菊粉不适合应用于高硬度软饮料中,但在凝胶状态下或含量超过70%,由于缺乏自由水,即使在酸性或高温条件下菊粉也十分稳定,当高温低于10℃,PH3.0-3.5之间菊粉不发生水解
3,菊粉的存在
目前,已经在36000多种植物组织中发现了菊粉的存在,数量约为植物种类总数的1/3。包括双子叶植物中的菊科、橘梗科、龙胆科等11个科以及单子叶植物中的百合科、禾本科,都含有丰富的菊粉人们日常食用的植物如洋葱、大蒜、朝鲜蓟、香蕉、小麦都含有菊粉,然而,菊粉主要存在于菊科植物当中,如菊芋(Jerusalem artichoke)、菊苣(chicory)、波罗门参(salaify)、蒲公英(Dandelion)、大丽花(Dahlia)等
常见可食性植物中的菊粉含量(鲜重)
来源
可食部分
固形物含量
菊粉含量%
菊芋
块茎
19-25
16-20
菊苣

20-25
15-20
雪莲果

13-31
3-19
大蒜
球茎
40-45
9-16
韭菜
球茎
15-20
3-10
卡马夏
球茎
31-50
12-22
朝鲜蓟
叶心
14-16
3-10
牛蒡

21-25
3.5-4.0
香蕉
果实
24-26
0.3-0.7
黑麦
谷粒
88-90
0.5-1
植物组织中,不同植物及同一植物在不同生育期菊糖聚合度不同收获季节、气候、土壤以及生产加工过程也会对菊粉平均分子量和聚合度产生重要影响。菊粉中75%-85%果糖,15%-25%葡萄糖。菊苣块根和菊芋块茎菊糖含量分别为15%-20%和16%-20%。纯菊粉(糖)无味,商品菊粉含有少量果糖或双糖而略带甜味,具有低热量,非胰岛素依赖性,非龄齿性等性质。

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