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菊粉
菊粉是植物中储备性多糖，主要来源于植物，已发现有36000多种，包括双子叶植物中的菊科、桔梗科、龙胆科等11个科及单子叶植物中的百合科、禾木科。例如，在菊芋、菊苣的块茎、天竺牡丹（大理菊）的块根、蓟的根中都含有丰富的菊粉，其中菊芋的菊粉含量是最高的。
菊粉分子约由31个β-D-呋喃果糖和1~2个吡喃菊糖残基聚合而成，果糖残基之间能通过β-2，1-键连接。是由D-果糖经β（1→2）糖苷键链接而成的线性直链多糖，末端常带有一个葡萄糖残基，聚合度（DP）为2~60，其中平均聚合度DP≤9的菊粉又称为短链菊粉，从天然植物中提取的菊粉同时含有长链与短链 。菊粉的分子式表示为GFn，其中G代表终端葡萄糖单位，F代表果糖分子，n代表果糖的单位数。
中文名：菊粉
英文名：Inulin、Synanthrin
别 称：菊糖或天然果聚糖、低聚果糖
化学式：C228H382O191
分子量：6179.35808000012
CAS登录号：9005-80-5
EINECS登录号：232-684-3胶体形态
水溶性：水溶性膳食纤维
外 观：白色粉末
存在形式：胶体形态
存在物质：细胞的原生质中
拼 音：jufen
简介
中文名称：菊粉
中文别名：菊糖或天然果聚糖
英文名称：Inulin
英文别名：Synanthrin
CAS号：9005-80-5
EINECS号：232-684-3
分子式：C228H382O191
分子量：6179.35808000012
菊粉是以胶体形态含于细胞的原生质中，与淀粉不同，其易溶于热水中，加乙醇便从水中析出，与碘不发生反应。而且在稀酸下菊粉极易水解成果糖，这是所有果聚糖的特性。也可被菊粉酶（inulase）水解成果糖。人和动物体内都缺乏分解菊粉的酶类。
菊粉除淀粉外植物的另一种能量储存的形式是十分理想的功能性食品配料、同时也是生产低聚果糖、多聚果糖、高果糖浆、结晶果糖等产品的良好原料。
菊粉的理化性质
干燥的菊粉为白色无定形粉末。通常短链菊粉比长链菊粉易溶于水，菊粉的溶解度会随着温度的升高而明显加大，普通菊粉在10℃的溶解度约为6%，在90℃时约为33%。
短链菊粉含有较多的单糖和双糖，甜度大约相当于蔗糖的30%~50%，普通菊粉略带甜味，约为蔗糖甜度的10%，长链菊粉几乎没有甜味。
当菊粉溶液浓度达到10%-30%时，开始形成凝胶，浓度达到40%-50%即可以形成十分坚实的凝胶。凝胶粘度随温度的升高而降低。长链的菊粉溶解度相对较小，在水中形成不易察觉的微晶体，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，口感类似与脂肪。
菊粉吸湿性强，具有结合自由水的能力，可以降低水分活度。这一点可充分利用到食品加工中延缓水分的蒸发，防止产品变味，延长食品货架期和保质期。
来源
菊粉在自然界中的分布十分广泛，某些真菌和细菌中也含有菊粉，但其主要来源是植物。人们日常食用的植物如：洋葱、大蒜、香蕉、小麦等都含有菊粉。然而，菊粉在自然界主要存在于菊科植物中，菊芋（俗称洋姜，国产菊粉的主要原料）含量为15%-20%，菊苣（欧洲菊粉主要原料）含量为13%-20%，几种常见的可食用植物中的菊粉含量见表1：
表1 常见可食用植物中的菊粉含量[2]（鲜重/%）
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植物名称
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菊粉含量/%
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植物名称
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菊粉含量/%
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小麦
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1~4
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菊芋
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15~20
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洋葱
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2~6
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耶路撒冷洋蓟
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15~20
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韭葱
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10~15
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婆罗门参
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15~20
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天冬
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10~15
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大丽花块茎
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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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工艺
国外以菊苣根为原料，去除蛋白质和矿物质后， 经喷雾干燥等步骤获得菊粉。
国内以菊芋（洋姜）根状茎为原料，去除蛋白，胶质，粗纤维和矿物质，经水提取，离子交换，膜过滤，喷雾干燥等生产工艺得到菊粉。
功 效
1、控制血脂
摄入菊粉可有效降低血清总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)，提高高密度脂蛋白/低密度脂蛋白比率，改善血脂状况。Hidaka 等人报道，50—90岁的老年病人，每日摄食8g 短链的膳食纤维，两周后血液中甘油三酸脂和总胆固醇的水平降低。 Yamashita 等人给18名糖尿病人进食8g菊粉两周，总胆固醇减少 7.9%，但HDL—胆固醇没变。而摄食食粮的对照组，上述参数没有变化。Brighenti 等人观察到，12名健康年轻的男子，在每日的谷物早餐中加入9g菊粉共4周，总胆固醇减少 8.2%，甘油三酸酯则大幅降低26.5%。
许多膳食纤维通过吸收肠内脂肪，形成脂肪——纤维复合物随粪便徘出，从而降低血脂水平。而且，菊粉在肠道末端前，自身就发酵成短链脂肪酸和乳酸盐，乳酸盐是肝脏代谢的调节剂。短链脂肪酸(醋酸盐和丙酸盐)在血液里可作燃料，丙酸盐抑制胆固醇的合成。
2、降低血糖
菊粉是一种不会导致尿中葡萄糖升高的碳水化合物。它在肠道的上部不会被水解成单糖，因而不会升高血糖水平和胰岛素含量。如今研究表明，空腹血糖的降低是低聚果糖在结肠发酵所产生的短链脂肪酸的结果。
3、促进矿物质的吸收
菊粉能大大提高Ca2+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、 Fe2+”等矿物质的吸收。据报道，青少年食用8 g/d(长和短链菊粉型果聚糖)分别8周和1年，结果发现，都显著提高Ca吸收，而且身体的骨骼矿物质含量和密度也显著增加。
菊粉促进矿物质元素吸收的主要机制是：1)菊粉在结肠发酵生成的短链脂肪使其黏膜上的隐窝变浅，隐窝细胞增多从而增大了吸收面积，盲肠静脉更发达。2)发酵所产生的酸降低结肠pH，使得许多矿物质的溶解度、生物有效性得以提高，特别是短链脂肪酸可以刺激结肠粘膜细胞的生长，提高肠黏膜的吸收能力；3)菊粉能促进一些微生物分泌植酸酶，植酸酶能使与植酸螯合的金属离子释放出来，促进其吸收。4)发酵生成的某些有机酸可与金属离子螯合，促进金属离子吸收。
4．调节肠道微生物菌群，改善肠道健康，防止便秘
菊粉是一种天然的水溶性膳食纤维，几乎不能被胃酸水解和消化，只有在结肠被有益微生物利用，从而改善肠道环境。有研究表明，双歧杆菌的增殖程度取决于人体大肠中初始双歧杆菌的数量，当初始双歧杆菌数量减少时，使用菊粉后增殖效果明显，当初始双歧杆菌的数量多时，使用菊粉后效果并不明显。其次，摄入菊粉后能增强胃肠道蠕动，提高肠胃功能，增加消化和食欲，提高机体免疫力。
5. 抑制有毒发酵产物的生成，保护肝脏，预防结肠癌
食物经消化吸收后到达结肠，在肠道腐生菌(大肠杆菌、拟杆菌等)的作用下，可产生许多有毒的代谢产物（如氨、亚硝胺、苯酚与甲苯酚、次级胆汁酸等），而菊粉在结肠被发酵产生的短链脂肪酸能够降低结肠pH，抑制腐生菌的生长，减少有毒产物的生成，减少其对肠壁的刺激。由于菊粉一系列代谢活动能抑制有毒物质产生，增加排便次数和重量，增加粪便酸度，加速致癌物的排泄，产生有抗癌作用的短链脂肪酸，有利于预防结肠癌。
6．防便秘及治疗肥胖症膳食纤维减少食物在胃肠的停留时间，以及增加粪便量，有效地治疗便秘。其减肥作用是提高内容物的黏度，降低食物从胃进入小肠的速度，从而降低饥饿感，减少食物的摄食量。
7. 菊粉中有少量的2-9低聚果糖，研究表明，低聚果糖可使大脑神经细胞营养因子表达升高，对皮质酮诱导的神经元损作有很好的保护作用，具有良好的抗抑郁作用。
保健
一、菊粉能降低血糖值、淡化血糖的浓度
1、 血糖值下降
空腹时吃菊粉或者喝菊粉的浓缩液能马上降低血糖值。很多人在很短的时间内明显感觉到血糖降低。以下是连续10天吃菊粉或者喝菊粉浓缩液的6名患者的报告：
(注：血糖的单位是mg/dl,是指每分升里的葡萄糖含量。正常人空腹时每分升含葡萄糖是80-100毫克，低于这个标准是低血糖，高于这个标准是高血糖。)
2、 减轻糖尿病的症状
以前人们生活吃菊粉粉的时候并没有发现菊粉在治疗糖尿病方面有着特殊的功效。有关人士调查后发现，长期用菊粉粉的反应“浑身无力的现象没有了”“口渴的感觉没有了”“夜里上厕所的次数减少了”“眼睛变得明亮了”等。
二、消化和排便功能增强 ，对治疗便秘有奇效
很多吃了菊粉的人明显感到肠胃功能增强了，大便开始畅通。同时服用菊粉后，可以增强肠的蠕动能力，排出臭味气体，从而恢复肠的健康，尤其是对一些习惯性便秘，顽固性便秘都有很好的防治效果。
三、新陈代谢功能增强，快速恢复烫伤和其它受伤伤口
新陈代谢功能增强，全身感到热乎有劲。特别是手脚变暖和。空腹时服用菊粉在30分钟内，即使是冬天也能明显感觉到身体变暖和。还有就是持续吃菊粉明显感觉到皮肤变的光滑，脸上的痘痘和身上的伤口消失得很快。菊粉对皮肤炎有很好的功效。
四、美肤
由日本菊粉研究会提供的“美肤”表明：食用菊粉对皮肤有很好的功效。菊粉研究的先驱者中山先生曾经说，菊粉能减少皮肤的色素沉淀，有美白和美化皮肤的功效，使皮肤变得光华细嫩有光泽。
没有糖尿病的人每天喝50-100毫升的菊粉溶液，3个月后，皮肤明显变白。而且原有的色素和脸上的小疙瘩也消失得干干净净。 例如；吉川样子小姐吃菊粉后说：“我没有糖尿病，只是觉得自己太胖了，为了健康我开始吃菊粉。菊粉让我的肌肤变好了。我的皮肤以前很粗糙，每次用肥皂洗完后再抹上护肤霜还是觉得皮肤很粗糙。吃了菊粉后，我的皮肤明显有改善，现在觉得自己的皮肤又光滑又白净，不化妆都觉得很漂亮。”
五、 对大肠癌有特效
据美国报道说，菊粉对大肠癌的治疗有特效。美国在2003年就有专门的机构研究菊粉。日本有一个癌症末期患者服用菊粉粉，体力恢复很快的案例。
六、改善血管障碍
菊粉对改善血管障碍功效非常显著。有很多关于菊粉降血脂，降低胆固醇的报告。
七、减肥功效
菊粉主要是通过调整肠胃的运动，促进对维他命以及微量元素的吸收，从而身体健康，体力充沛，这样反过来促进体内能量的消耗，达到减肥的目的。另一方面，摄取菊粉后血糖下降，血糖不会上升，胰岛的胰岛素就不会分泌，胰岛素不分泌，葡萄糖等就不会贮存在细胞里，所以身体也就不会发胖。在此基础上，适当的做一些运动会燃烧部分脂肪，达到瘦身的目的。
八、保护肝功能
试验表明，让一个69岁患有肝硬化的老年病人每天摄入菊粉低聚糖10克，大约5天后其肝昏迷和便秘症状都有所缓解。
九、低能量或无能量
菊粉低聚糖很难或不被人体消化吸收，所提供的能量值很低或根本没有，故可在低能量食品中发挥作用，最大限度的满足了那些喜爱甜品又担心发胖者的要求，还可供糖尿病人、肥胖病人和低血糖病人食用。
十、快速增进肠道内双歧杆菌数量
促进结肠内双歧杆菌以40倍递增的速度增殖。成年人每天摄入10g菊粉低聚糖，一周后每克粪便中的双歧杆菌数增加20%。每天摄入10g菊粉低聚糖,3周之内即可减少44.6%有毒发酵产物和40.9%有害细菌酶的产生。
十一、和糖尿病人有关的皮肤瘙痒改善作用
据消费者反映,和日本的中山先生观察到的一样,在大陆也有因使用菊粉导致的皮肤明显改善的例子.较明显的是糖尿病人的皮肤瘙痒有改善和消失的变化,尤其是老年人和女性.而其食用菊粉的时间在10天左右,几乎是一种药到病除的奇效,但并不是所有人都有此反映,如今无系统科学有效的实验开展此项研究和统计.F.
十二、对轻中度抑郁、焦虑的改善作用
菊粉中的2-9低聚果糖可使大脑神经细胞营养因子表达升高，对皮质酮诱导的神经元损作有很好的保护用，对轻、中度的抑郁有较好的作用；因此类低聚果糖可影响中枢的NE、5-HT的浓度，故对轻中度的抑郁症、焦虑症有较好的影响作用。
食品应用
1、加工低脂食品（如奶油、涂抹食品）
菊粉是一种优良的脂肪替代品，当与水完全混合后会形成一种奶油状结构，这使其容易在食品中替代脂肪，并提供光滑的口感、良好平衡及圆满的风味。可把脂肪替代成纤维，增加产品紧密及口感并能稳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、配置高纤维膳食
菊粉在水中有较好的溶解性，这使它能与水性系统相结合，含丰富的水溶性膳食纤维，而不像其他纤维产生沉淀问题，使用菊粉作为纤维配料十分方便，并能够使感官特性有所改善，它们能帮助人体获得更平衡的饮食，因此可做高纤维食品配料。
3、可作为双歧杆菌增殖因子，属于益生元食品配料
菊粉在人的肠道能被有益菌利用，特别是能使双歧杆菌增殖5~10倍，同时有害菌会显著减少，改善人体菌群分布，促进健康，菊粉已被列为重要的双歧杆菌增殖因子。
4、用于乳饮料、酸牛奶、液态奶中
在乳饮料、酸牛奶、液态奶中添加菊粉2~5%，使产品具有膳食纤维和低聚糖的功能之外，还可以增加稠度，赋予产品更浓的奶油口感、更好的平衡结构和更饱满的风味。
5、用于焙烤制品
在焙烤制品中加入菊粉，用于发展新概念面包，如益生源面包、多纤维白面包甚至多纤维无谷蛋白面包。菊粉能够增加面团稳定性、调整水的吸收、增加面包体积、提高面包瓤的均匀性及成片能力。
6、用于果汁类饮料、功能性水饮料、运动饮料，果露、果冻中
在果汁类饮料、功能性水饮料、运动饮料，果露、果冻中添加菊粉0.8~3%，能使饮料风味为更浓，质地更好。
7、用于奶粉、鲜奶干吃片、奶酪、冷冻甜点中
在奶粉、鲜奶干吃片、奶酪、冷冻甜点中添加8~10%的菊粉，能使产品功能更强，风味更浓，质地更好。
安全性及用量
2003年美国FDA已确认菊粉为GRAS（公认安全物质），日有效摄入量为5克，推荐最大日摄入量为15~20克。
2009年我国发布了2009第5号公告：根据《中华人民共和国卫生法》与《新资源食品安全管理办法》的规定，正式批准菊粉为新资源食品，可用于各类食品，但不包括婴幼儿食品。
2015 年12月12日，欧盟发布法规（EU）2015/2314，批准菊苣菊粉（Chicory inulin）有助维持正常肠道功能的健康声称。根据最新条例，菊苣菊粉的使用条件为：消费者每日摄入12g才能获得有效功能。该声明仅用于可以提供每日摄入12g菊苣菊粉、单糖（< 10 %）、双糖、菊粉型果聚糖、聚合度均值≥ 9。
前景
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