近些年来菊粉的开发利用受到国际食品界的高度重视,已被广泛应用于乳制品、饮料、面制品、肉制品等各类食品中。

01 乳制品

菊粉作为一种优良的脂肪替代物,当与水完全混合后会形成一种奶油状结构,可赋予脱脂乳滑爽的口感。菊粉的加入可以促进人体对乳品中钙的吸收。在酸奶的制作中,添加6%的菊粉会减少乳清析出率,有助于提高酸奶的品质。在羊奶酸奶中添加6%的菊粉所得产品的口感更好。

研究表明,在低脂酸奶中加入菊粉,有利于嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌等益生菌的生长和发酵,提高酸奶储藏期中活菌数量。在利用嗜热链球菌与不同乳杆菌或双歧杆菌共同发酵的酸奶中,添加2%~4%的菊粉还能增加酸奶的硬度。

菊粉在凝固型酸奶中合适的脂肪替代水平为40%,在脱脂牛奶饮料中短链和长链菊粉的合适添加量分别为4%~10%和4%~6%。

利用菊粉特殊的营养功能可制成各种功能性乳制品,如在非发酵乳制品中添加低聚果糖,可解决婴幼儿和中老年人易上火和便秘等问题,也有降低血脂和血糖的作用;在脱脂乳中添加低剂量的菊粉,可显著提高非脂肪发酵乳中嗜酸乳杆菌、鼠李糖乳杆菌和乳双歧杆菌的生长和寿命;在婴儿饮食中补充一定量富含低聚果糖的菊粉,可以促进体内肠道微生物群更接近母乳喂养水平,并且安全有效。

菊粉

菊粉

02 面制品

菊粉的外观与小麦粉相似,呈白色粉末状,具有良好的亲水性,吸水后能形成细腻、爽滑的质地。利用菊粉的这些特性可改善面团的加工性能、提高产品品质和营养价值,优化产品的营养结构。

研究表明,菊粉能增加面团的形成时间、稳定时间、粉质指数、拉伸阻力、拉伸比和拉伸能量,降低面团的弱化度,这与菊粉增加了小麦蛋白质的乳化活性β-折叠含量、降低β-转角含量、与谷蛋白发生交联等作用有关。

菊粉的这种影响与其平均聚合度和添加量密切相关。若添加过量的长链菊粉(>5%)则会对面团及其制品的品质产生明显负面作用,这可能归因于长链菊粉分子量较大,疏水性强,在和面过程中遇水极易形成黏性极强的小颗粒,导致和面不均匀和破坏了面筋网络结构;

对于短链和天然菊粉,由于其平均聚合度较低且含有一定量的低聚糖,其亲水性好,易于溶解或分散在水中,在和面中易于分散均匀,因此在一定的添加量下(<10%)会使促进面团的发酵过程,增加面团的总产气量和持气量,赋予产品内部细小、均匀而致密的气室和柔软富有弹性的质的,有助于提高产品的得率和品质。

添加菊粉的酥性饼干口感酥松,质地均匀,色泽金黄,体外消化率低于普通饼干。菊粉能增大面包的孔隙率、体积和比容,缩短焙烤时间,延缓面包老化。

03 肉制品

在肉制品中,菊粉经常被用于替代其油脂或淀粉类物质,以降低产品能量、增加膳食纤维含量和提高产品的营养功能。菊粉部分取代香肠中的油脂,在一定程度上会增加其硬度、黏着性和回复性,降低其弹性、咀嚼性和凝聚性,这主要与脂肪的质地比菊粉凝胶柔软有关。

添加20%菊粉到牛肉丸中可以使其脂肪和反式脂肪酸含量、水分、盐含量、蒸煮损失和红度变量值降低,亮度值和灰分含量增加。用0.2%-3.0%的菊粉取代里昂式香肠中的脂肪,香肠中脂肪含量降低了32%~88%,多汁感变好,肉质粗糙感和硬度下降。

牛肉丸

牛肉丸

菊粉也可作为鱼肉类制品的冷冻保护剂,研究表明在白鲢鱼鱼糜中添加1.5%的菊粉所制得的产品品质最好,菊粉中的羟基部分可与蛋白质结合,抑制了蛋白质的聚集,羟基中的氢键也可与水分子结合,降低水分子的移动性和可冻结水的含量,抑制冰晶的形成和生长,因此菊粉具有一定的抗冻保护作用。

短链菊粉的抗冻保护效果最好,天然菊粉的抗冻保护效果次之,长链菊粉的抗冻保护效果最差,这可能归因于短链菊粉中一些低分子的糖类更易暴露游离羟基,与水形成分子间氢键,而长链菊粉由于链长,更易发生分子内键合。

04 饮料

菊粉易溶于水,当溶液pH大于4时对热相对稳定,因此可广泛应用于各种饮料中。在果汁饮料、功能性饮料、运动饮料、固体饮料、植物蛋白饮料等产品中添加菊粉后,除了可以取代脂肪和砂糖、提高产品水结合能力和增加黏性外,还能赋予产品高膳食纤维含量,提高钙、镁、铁等矿物质的吸收率(>20%),掩盖其苦涩味。

菊粉的添加能增加饮料稠度,解决植物蛋白饮料口感稀薄的问题,使乳脂感更强并给人以柔软的感觉,使饮料风味更浓,质地更好,菊粉促进钙的吸收率可达70%,因此含有菊粉的饮料不仅具有益生元功能,还可促进生长发育和防止骨质疏松。添加菊粉的饮料能明显促进老人的肠道蠕动,增加排便次数13%。

05 其他方面

在豆制品中添加菊粉可改善其凝胶性能和质构特性。菊粉能增加嫩豆腐的黏弹性和凝胶性,这可能与菊粉的持水性和胶凝性有关。菊粉可作为一种天然抗氧化剂在油脂工业中使用。

研究表明,菊粉对菜籽油具有一定的抗氧化作用,并与VC、柠檬酸等具有协同效应)。在巧克力中,菊粉可以改善其质构和纹理,增加其白度和延长保质期,用菊粉代替蔗糖制作的无糖巧克力具有更好的黏度、硬度和颜色。

添加菊粉的果冻质地更加均匀,风味更好,且营养健康,鲜切水果若经菊粉溶液涂膜处理后,其褐变程度降低,产品的货架期、力学性能和保水性能均有所改善。

06 总结

不同聚合度菊粉的应用领域和范围。聚合度会影响菊粉的溶解性、持水性、膨胀性、吸附性、结晶性、胶凝性、质构特性和食品加工稳定性等方面。因此,需要深入了解不同聚合度菊粉在不同食品体系中的应用优势与局限性,例如长链菊粉适合应用于取代脂肪、增稠和改善质构等方面,而短链菊粉更适合应用于饮料和冷冻甜点类等。

菊粉与食品体系中其他分子如蛋白质、淀粉、脂肪和水间的相互作用。由于食品是一个非常复杂的体系,菊粉的加入会改变原先食品体系中各分子间的相互作用,如菊粉会影响不同性质的水分发生迁移,削弱或增强淀粉的热力学稳定性,抑制或促进不同类型淀粉的老化与结晶,改变蛋白质的乳化性能、网络结构、分子二级和高级结构等,从而会影响食品的加工和贮藏性能,改变其风味特征和感官品质。

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