菊粉在凝固型發酵乳中的應用

高健銘

天津食品集團有限公司，天津 300000

0 引言

凝固型發酵乳，又稱酸奶，是一種以乳為原料，以乳酸菌為發酵菌的乳制品。它具有營養成分豐富、易消化吸收、對人體有益等優點，被廣泛用于食品工業和生活中。

菊粉是一種常見的低聚果糖，廣泛應用在食品工藝中。菊粉被添加在凝固型發酵乳中，具有促進乳酸菌生長的作用，可調節菌群平衡，使乳酸發酵過程更穩定和均衡。同時，菊粉可與乳酸菌產生代謝產物，使酸度更適宜，從而使終端產品的酸度控制更精確。在凝固型發酵乳中添加適量菊粉，還可增強口感，使產品更細膩，不會有粉狀感，同時讓酸奶味道更醇厚[1]。菊粉還可調節產品黏度，增強延展性，使質地更好。

目前，菊粉在凝固型發酵乳中的應用研究較少，主要側重理化性質、分離提純、酶法合成、生理功能等。國外學者研究菊粉與不同乳酸菌的作用機制，認為菊粉可增強乳酸菌菌體附著性和發酵效率，提高凝固型發酵乳質量。國內學者主要研究菊粉添加量對凝固型發酵乳品質的影響，表明適量添加菊粉可提高質量，但超過一定限度會導致品質下降。本文主要闡述菊粉在凝固型發酵乳中的應用及其對產品品質的影響，對推廣菊粉在發酵乳制品中的應用具有實踐意義。

1 菊粉的基本性質及其生理功能

1.1 菊粉的基本性質

1.1.1 菊粉的化學性質

菊粉是一種低聚果糖，分子式為C228H382O191，相對分子質量為6179.36Da，存在于植物和昆蟲中，具有廣泛應用價值。菊粉不被人體消化酶分解，會到達結腸并被益生菌利用，具有益生效果。菊粉與其他低聚糖（如西洋參多糖、靈芝多糖等）具有相似化學性質，主要表現為不易水解和酶解、不易吸收、易溶于水等[2，3]。

1.1.2 菊粉的物理性質

菊粉的物理性質主要包括溶解性、熱穩定性、保水性等。菊粉在水中易溶解，溶液呈淡黃色。在高溫條件下，菊粉不易降解和失活，具有優良的熱穩定性[4]。菊粉可用于制備菊粉糖漿，還可制成顆粒、粉末等多種形態，采用煮沸、蒸汽、干燥等工藝，可吸水膨脹為膠狀物。此外，菊粉對干細胞的活性保持較高，在小鼠的影響研究中得到切實證明。

1.2 菊粉的生理功能

1.2.1 菊粉對腸道功能的影響

菊粉的營養成分逐漸被人們關注。菊粉含人體所必需的多種營養成分，如纖維素、維生素、礦物質等。菊粉具有促進腸道蠕動、增強腸道免疫力、調節腸道菌群平衡等功能。由于菊粉不被人體吸收，可在腸道內變成益生元，由腸道菌群提供營養，調節腸道菌群平衡。

1.2.2 菊粉對血糖的影響

研究表明，菊粉在體內代謝率很低，不會引起血糖急劇升高，可作為低血糖食品的天然甜味劑，在糖尿病患者飲食中被廣泛應用[5]。

2 菊粉在凝固型發酵乳中的應用

2.1 菊粉對凝固型發酵乳品質的影響

菊粉作為凝固型發酵乳的新型輔助凝固劑，可改善產品質量。研究表明，添加菊粉后可明顯增加凝固型發酵乳的黏度、口感和穩定性等指標。同時，適量添加菊粉可使凝固型發酵乳的酸度增加，pH值降低，從而增加產品保存期。下面將分別從菊粉影響乳酸菌生長和微生物代謝，以及凝固性、流變性和口感等方面進行綜述。

2.1.1 菊粉影響乳酸菌生長和微生物代謝

菊粉可為某些乳酸菌提供能量和營養，并且促進它們的生長。這種作用主要是由于菊粉可為乳酸菌提供低聚糖和短鏈脂肪酸等可利用物質[6]。此外，菊粉還具有抗菌作用，可抑制某些不良菌群的生長和代謝[7]。

2.1.2 菊粉影響凝固型發酵乳的凝固性、流變性和口感

菊粉可顯著改善凝固型發酵乳的凝固性和流變性，這是因為菊粉可改變乳中半胱氨酸含量和凝血酶活性，從而促進凝膠形成和穩定性。另外，菊粉還可提高凝固型發酵乳質量，使凝固型發酵乳具有更好口感和咀嚼性。

2.2 菊粉添加量對凝固型發酵乳品質的影響

菊粉影響凝固型發酵乳品質的關鍵因素是添加量和發酵時間。添加量太少，不會明顯改善產品質量；添加量過多，會影響產品口感和質地，超過一定限度還會導致產品出現固液分離等質量缺陷[8]。應用菊粉作為凝固型發酵乳的輔助凝固劑時，應根據具體情況調整添加量和發酵時間。

2.2.1 菊粉對發酵乳凝固程度和流變特性的影響

從物理學角度分析，菊粉添加量會影響凝固型發酵乳的凝固程度和流變特性。菊粉添加量適宜時，可促進乳酸菌生長和繁殖，增加乳酸含量，從而提高凝固型發酵乳的凝固度。菊粉添加量過高時，會導致凝固型發酵乳的凝固度降低。因此，確定適宜的菊粉添加量是保證凝固型發酵乳品質穩定的關鍵。

2.2.2 菊粉對發酵乳口感和營養成分的影響

從化學角度分析，菊粉添加量會影響凝固型發酵乳的口感和營養成分。適宜的菊粉添加量有助于促進發酵乳中乳酸菌生長，增加乳酸含量，從而提高發酵乳口感和質感。在生產過程中，可通過控制菊粉添加量和乳酸發酵時間等參數來調節發酵乳酸度和風味[9]。此外，菊粉是一種水溶性膳食纖維，適量添加菊粉還可增加凝固型發酵乳的膳食纖維含量，提高乳品營養價值。

2.2.3 菊粉對發酵乳中乳酸菌群落的影響

從生物學角度分析，菊粉添加量對凝固型發酵乳中乳酸菌群落的影響非常顯著。研究表明，適宜的菊粉添加量可促進乳酸桿菌生長，提高乳品的存儲穩定性，防止腐敗。此外，菊粉可增加細菌群落多樣性，這對于乳品中有益菌生長和定殖非常重要[10]。

因此，菊粉添加量對凝固型發酵乳品質的影響需在生產實踐中探究，通過調節菊粉添加量，提高凝固型發酵乳的品質和營養保健功能。

2.3 菊粉與乳酸菌作用機制的研究

菊粉和乳酸菌是日常生活中常見食品成分，有廣泛應用前景和消費市場。

2.3.1 菊粉的特殊結構可刺激腸道中益生菌生長

菊粉是一種未被分解的多糖，在腸道中不被消化，直接作為膳食纖維進入腸道。菊粉的特殊結構可刺激腸道中益生菌生長，促進有益菌得到營養供應，增強腸道對有害物質的排出。同時，菊粉對體內脂肪吸收有一定作用，可幫助機體減少脂肪積累[11]。

2.3.2 乳酸菌可加強腸道免疫系統的抵抗能力

乳酸菌是一類常見益生菌，生長在腸道中，主要起維護腸道菌群平衡作用。乳酸菌另一重要功能是合成乳酸，這種有機酸可降低腸道pH值，從而抑制有害菌和真菌生長。同時，乳酸菌還能產生抗菌物質，加強腸道免疫系統的抵抗能力[12]。

2.3.3 菊粉和乳酸菌具有相互增強、協同作用

菊粉和乳酸菌組合時，作用機制會相互增強，具有更好協同作用。菊粉作為一種營養物質，可提供乳酸菌必需的碳水化合物和其他營養物質，幫助乳酸菌更好存活和生長。而乳酸菌可通過合成乳酸和其他有機酸，增強菊粉有益作用的發揮，抑制腸道中有害細菌和真菌生長，保護腸道健康。

研究表明，菊粉可提高乳酸菌菌體對乳中氮的利用效率，促進其生長和發酵代謝，改善凝固型發酵乳品質。同時，菊粉還可降低凝固型發酵乳的酸度，增強其抗氧化能力，提高產品保鮮期[13]。

2.4 菊粉添加量的影響

2.4.1 菊粉添加量對乳酸含量的影響

研究發現，當菊粉含量為8%時，凝固型發酵乳的乳酸含量最高，且隨著菊粉含量增加，乳酸含量不斷升高[14]。這說明菊粉能促進乳酸菌生長和繁殖，從而使凝固型發酵乳的口感更濃郁、更順滑。

菊粉含量對乳酸產生影響，是科研經常研究的領域。研究發現，高含量菊粉可通過其他元素輔助參與，增加腸道內產酸菌數量，提高乳酸含量。研究表明，成年人每天食用一定量菊粉，腸道中乳酸含量可大幅提高。此外，供給體內菊粉的濃度和類型會影響腸道中乳酸含量。菊粉通常分為寡糖和多糖，其分子量的4 個不同區間、不同類型有不同吸收效果和生物利用度[2]。有人認為，短鏈寡糖對乳酸桿菌生長促進作用更顯著，而長鏈多糖可被菌群直接吸收，無法達到維持生態平衡效果[15]。科學家們不斷尋找如何正確使用菊粉促進腸道中菌群平衡方法[16]。在腸道微生態方面，菊粉益處不容忽視，它成為維持腸道和機體健康的重要營養素。

2.4.2 菊粉添加量與凝膠強度的影響

菊粉是一種經濟實用的高分子化合物，常用于各種食品、醫藥和化妝品。其中，菊粉的凝膠強度是其應用性質的重要指標之一。菊粉添加量與凝膠強度之間存在密切關聯。

據研究，當菊粉添加量為8%時，凝固型發酵乳的凝膠強度最高，且隨著菊粉含量增加，凝膠強度不斷增強。這說明菊粉具有良好的凝膠形成能力，能提高凝固型發酵乳的質地。一般隨菊粉含量增加，凝膠強度也會增加。這種增加趨勢與其分子結構有關。因為菊粉的長鏈分子結構可形成更多交聯結構，從而使菊粉水溶液形成更緊密的凝膠結構，凝膠強度也相應提高。

但菊粉含量過高時，卻可能導致凝膠強度降低。這是因為，菊粉含量超過一定范圍時，菊粉之間的相互排斥作用增強，減小分子間相互作用和連接，使凝膠強度下降[16]。此外，菊粉在加工過程中也會對凝膠強度產生影響。例如制作果凍等食品時，一定要適當加熱，這是因為高溫會使菊粉分子中的部分連接鍵斷裂，降低分子的平均鏈長，導致菊粉的凝膠強度降低。菊粉含量和凝膠強度之間存在相互影響，不同含量和加工工藝會對凝膠強度產生不同影響。因此，應用菊粉時，需仔細控制其含量和制作工藝，以獲得最佳凝膠強度和使用效果。

3 菊粉在凝固型發酵乳中的應用前景

菊粉是一種安全、環保、高效的食品添加劑，具有廣泛應用前景。隨著生活水平提高，消費者對高品質、高營養、低熱量、低脂肪、低糖等功能性食品需求逐漸增加。菊粉作為一種新型天然甜味劑，在不影響凝固型發酵乳品質和安全性前提下，可滿足消費者的這些需求。因此，菊粉在凝固型發酵乳中的應用前景非常廣闊。

菊粉在凝固型發酵乳中的應用還面臨一些問題和挑戰，例如菊粉添加量的把握、菊粉與乳酸菌混合作用機制、新型菊粉凝固體系等[17]。未來研究方向主要包括以下3 方面。

（1）研究新型菊粉凝固體系，探究菊粉在凝固型發酵乳中的特點和作用機制。

（2）繼續研究菊粉與乳酸菌混合作用機制，提高菊粉在凝固型發酵乳中的應用效果。

（3）進一步研究適宜的菊粉添加量和發酵時間，提高凝固型發酵乳的品質和保鮮性。

4 結論

本文對菊粉在凝固型發酵乳中的應用進行綜述。結果表明，適當添加菊粉可明顯改善凝固型發酵乳的品質、保鮮性和安全性。菊粉在凝固型發酵乳中的應用研究取得許多成功，能增強產品營養價值和功能性，為消費者提供更好消費體驗和健康價值。作為一種新型天然甜味劑，在凝固型發酵乳生產中具有廣闊應用前景。