菊粉研究的回顾与展望

菊粉作为一种天然功能性食品配料,已在欧美国家得到了广泛应用。近几年,中国的菊粉市场逐渐兴起。文中综述了菊粉的来源、理化性质和生理功能;介绍了菊粉在食品工业中的应用情况及其安全性评价;对比分析了菊粉在国内国外的生产加工情况;展望了菊粉的发展前景。     

添加菊粉改善藻源虾青素在机体的生物利用度

该研究在小鼠膳食中添加三种不同的益生元（菊粉、低聚果糖、壳寡糖）,探究其对虾青素消化吸收的影响。结果表明,菊粉、壳寡糖对于藻源虾青素的生物可接受率无显著影响（p>0.05）,低聚果糖显著降低了虾青素的生物可接受率（p<0.01）。膳食中添加菊粉可以适当提高藻源虾青素的生物利用度,与对照组相比,菊粉组小鼠肝脏中的虾青素代谢曲线下面积（Area Under Curve,AUC）显著提高了36.37%。菊粉组小鼠粪便中短链脂肪酸（Short Chain Fatty Acids,SCFAs）的含量显著升高（p<0.05）,其中乙酸的含量升高了139.54%,丙酸的含量升高了40.04%。16S rRNA扩增子测序结果表明,菊粉组的杜氏杆菌属、阿克曼氏菌属的相对丰度分别提高了70.55%和83.33%。综上,膳食中添加菊粉可能通过改变肠道菌群的结构来改善藻源虾青素在机体内的吸收利用。本研究成果为提高虾青素的生物利用度提供了新思路,为虾青素产品的开发提供了科技支撑。     

菊粉的酶法生物转化在食品中应用的研究进展

菊粉是我国分布广泛、含量丰富的重要农副产品,利用菊粉酶对其进行生物深加工可高效实现菊粉在食品领域的低成本、多方向、高附加值利用。本文综述国内外菊粉应用于食品的酶法研究开发现状,对不同类型菊粉酶生物转化产品的性质及食品应用、酶的微生物来源及菊粉酶的最新研究进展进行阐述。     

双酶水解提取牛蒡菊糖的研究

采用双酶水解法提取牛蒡菊糖。首先从8 种酶中选取3 种对牛蒡菊糖提取率最高的酶,分别为木瓜蛋白酶、植物蛋白酶和酸性蛋白酶,对牛蒡菊糖的提取率分别为8.83%、8.67% 和8.21%。然后对每一种酶采用单因素试验方法研究pH 值、固液比、加酶量、温度以及时间对牛蒡菊糖提取率的影响;再通过3 种酶之间的相互组合试验,选出一组最佳组合为：木瓜蛋白酶+ 植物蛋白酶,其提取率为11.43%。最后采用单因素和正交试验设计方法,研究加酶量、固液比、温度、时间以及pH 值对牛蒡菊糖提取率的影响,得到双酶水解提取牛蒡菊糖的最佳条件组合为：在木瓜蛋白酶加酶量10%、温度50℃、pH7、时间4h、固液比1:15(m/V)的条件下进行酶解,4h 后加入植物蛋白酶,加酶量20%、温度45℃、pH8,时间4h、固液比1:15(m/V),提取液经乙醇沉淀、真空浓缩,得到粗菊糖,菊糖提取率为13.41%,产品中菊糖含量为67.86%,蛋白质含量为1.32%。     

Growth and Viability of Commercial Bifidobacterium spp in Skim Milk Containing Oligosaccharides and Inulin

Two commercial strains of Bifidobacterium spp (Bf ‐1 and Bf ‐6) were cultured in 12% (w/w) reconstituted nonfat dry milk (NDM) containing 0, 0.5, 1.0, 3.0, or 5.0% (w/v) fructooligosaccharide (FOS), galactooligosaccharide (GOS), and inulin. Inoculated samples were incubated anaerobically at 37° for 48 h. Growth and activity of the cultures in the presence of FOS, GOS, and inulin were determined. Viability of each strain was assessed after 4 weeks of refrigerated storage at 4°. Growth promotion, enhancement of activity and retention of viability were greatest when Bifidobacterium Bf‐1 and Bf‐6 were grown in the presence of FOS followed in a descending order by GOS and inulin. The effects of oligosaccharides and inulin increased with increasing carbohy drate concentration and was maximal at 5% (w/v).     

超声波辅助复合酶提取菊糖工艺优化

以菊芋块茎为原料,采用超声波辅助复合酶酶解法进行菊糖提取工艺研究。首先通过单因素试验和Plackett-Burman筛选试验确定菊糖提取工艺中影响显著的3 个因素--超声温度、超声时间和加酶量,再利用Box-Behnken试验及响应面分析法优化最佳提取工艺条件。结果表明：最佳提取工艺条件为料液比1∶20（g/mL）、超声温度51 ℃、加酶量120 μg/g（m（果胶酶）∶m（纤维素酶）=1∶4）、超声时间25 min、pH 5.5,优化后菊糖得率为72.2%。     

盐碱滩涂菊芋菊糖的提取纯化及其聚合度分布

对来自江苏盐城盐碱滩涂上生长的菊芋中菊糖的提取纯化与聚合度分布进行研究。经过菊芋成分分析可知,来自盐碱滩涂的菊芋灰分含量较高;通过考察不同提取条件,确定最优提取条件为90℃水浴、料液比(g/mL)1:15、提取时间40min、提取两次后提取率可达89.56%。与传统的磷酸-石灰乳法纯化相比,采用截留分子质量为10kD的有机膜可去除大分子蛋白质及果胶,蛋白质去除率及菊糖得率分别提高了27.12%和13.41%。采用不同截留分子质量的超滤膜对提取液中菊糖的聚合度分布进行分析,其聚合度主要分布在16～60之间,占总菊糖成分的76.1%。确定了活性炭脱色的最佳条件为活性炭用量5g/L、60℃脱色20min,脱色率达92.87%,菊糖得率91.63%。超滤纯化方法简便、快速,大大减少了纯化工序,便于工业化应用。     

牛蒡菊糖酶法提取

采用固定化酶法提取牛蒡菊糖。结果表明酶水解提取牛蒡菊糖的最佳工艺为：13.5g/100mL 中性蛋白酶、pH 7、固液比1:15、50℃、酶水解6h,菊糖提取率为14.57%;固定化酶制备最佳工艺为：以甲醛(40%):NaOH(2mol/L)=2:3 为凝结液、pH7.5、壳聚糖2.5g/100mL、60℃、加酶量7.5mg/mL,固定8h,酶活力回收率可达到39.13%;固定化酶提取牛蒡菊糖最适条件为：pH7、固液比1:15、60℃、固定化酶加入量13. 5 g/100mL、酶解5h,在此条件下菊糖提取率达到12.89%。固定化酶的稳定性与游离酶相比有显著的提高,连续反应10 次后,固定化酶仍然具有良好的使用性能,此时牛蒡菊糖的提取率为9.42%。     

Enzymatic Processing of Rice Husk Autohydrolysis Products for Obtaining Low Molecular Weight Oligosaccharides

Rice husks were enzymatically treated in aqueous media to cause the hydrolytic degradation of xylan. The reaction liquors (raw or refined by nanofiltration and ion exchange) were treated with endoxylanases to reduce the degree of polymerisation (DP) of the reaction products. Operating at the optimal temperature and pH of each enzyme, the effects of enzyme loading and reaction time were assessed. The enzyme Shearzyme 2x led to the highest proportion of oligomers with DP in the range 2-3, whereas the other endoxylanases (Pentopan Mono BG and Pulpzyme HC) gave mainly oligomers with DP in the range 4-5 or 6-7.     

菊糖硫酸化改性研究

采用三氧化硫-吡啶法对菊糖进行硫酸化改性,以取代度为指标,对反应温度、反应时间、物料质量比以及反应溶剂量进行工艺优化,确定了适宜的修饰条件为:反应温度为95℃、反应时间为4h,菊糖与三氧化硫-吡啶的质量比为1:4,吡啶25mL,此时取代度为2.81。对改性菊糖的红外和紫外光谱分析表明,菊糖分子上引入了硫酸酯基团。     

国外益生元膳食来源与摄入量现状

介绍了益生元的概念及其特征,根据不同国家的地区现状对益生元的膳食来源和摄入量进行了探讨,为满足人们对益生元的健康需求结合天然食品、营养强化食品以及营养补充剂给出了膳食建议,讨论了影响国外消费者选择益生元食品的原因。     

菊粉寡糖促进嗜酸乳杆菌生长的研究

对菊粉可促进嗜酸乳杆菌的生长进行了初步研究。结果表明 ,用菊粉代替培养基中部分葡萄糖 ,嗜酸乳杆菌的生长得到明显的促进 ,当MRS培养基中葡萄糖与菊粉的质量比为 1∶1时 ,嗜酸乳杆菌的生物量及酸度得到提高 ,在 3 7℃下培养 48h ,活菌的数量及酸度比对照组分别提高 1 0 10CFU/mL和 1 0°T。     

魔芋葡甘低聚糖毒理学及肠道益生性评价

目的：研究以半干法酶解制备的魔芋葡甘低聚糖（konjac oligosaccharides,KOS）的毒理学特性和肠道益生性。方法：以小鼠急性毒性实验,小鼠骨髓细胞微核实验和小鼠精子畸形实验对KOS急性毒性和遗传毒性进行研究、评价;通过小鼠盲肠内容物体外厌氧发酵评价KOS的肠道益生性。结果：KOS对雌、雄小鼠急性经口半致死量（LD50）均大于21 500 mg/kg,属无毒级;小鼠骨髓细胞微核实验及小鼠精子畸形实验均呈阴性;体外厌氧发酵实验表明KOS可被肠道菌群有效利用,明显增加肠道益生菌（双歧杆菌、乳酸菌）和短链脂肪酸的数量,而对大肠杆菌的增殖效果不明显。结论：KOS的安全性高,是一种功能显著的肠道益生元。     

菊粉酸降解动力学研究

通过考察温度、溶液pH值及水分含量对菊粉酸降解的影响,探索菊粉酸水解规律。结果表明:菊粉水溶液在pH 5.0～7.0、温度低于100℃时具有良好的稳定性;但当pH值低于4.0时,菊粉出现明显的水解反应。菊粉溶液在不同温度和pH值下的酸降解动力学表明,其水解反应遵循一级反应动力学方程。利用菊粉凝胶特性考察水分含量与菊粉酸降解的关系,发现相同pH值(pH=3)条件下,水分含量越高,菊粉降解速率越快,凝胶中菊粉降解速率低于菊粉水溶液降解速率。     

菊粉生理功能研究进展

菊粉系水溶性膳食纤维,具有在肠道改善益生菌平衡、促进钙吸收、降血糖、防肥胖等多种重要生理功能,还能替代脂肪添加于多种食品中,促进人体健康。     

Effect of inulin polymerization degree on various properties of synbiotic fermented milk including Lactobacillus acidophilus La-5 and Bifidobacterium animalis Bb-12

The effects of inulin degree of polymerization (DP) on the viabilities of Lactobacillus acidophilus La-5 and Bifidobacterium animalis Bb-12 and on some parameters of fermented milk, such as microbiological, rheological, biochemical, and sensory properties, were investigated during 30 d of storage. Samples were produced using L. acidophilus La-5 and B. animalis Bb-12, along with inulin having different DP as prebiotic, and the effects of high-DP (DP ≥ 23) and low-DP (DP ≤ 10) inulin on fermented milk, were determined. The viability of both strains increased when they were used with inulin having any DP. The addition of inulin increased the consistency index of all samples. During storage, we observed an increase in lactic and acetic acid contents of samples in which high-DP inulin was used, for both strains of bacteria. Of the combinations we tested, the sample produced with L. acidophilus La-5 and high-DP inulin demonstrated the highest rheological and sensory performance as well as the best viability of probiotics.     

低糖菊粉甜品的研制

绿豆糕是流行于全国各地的传统甜品,试验改进传统绿豆糕的制作工艺,以菊粉部分替代绿豆糕中蔗糖和黄油,筛选出低糖营养和风味俱佳的绿豆糕配方。与传统绿豆糕相比,该产品强化菊粉,具有低糖低能量的特点,迎合消费者对天然健康的追求,同时拓展菊粉在食品工业中的应用领域。     

内切菊粉酶法生产低聚果糖研究进展

菊糖是自然界中广泛存在的碳水化合物,以此为原料生产功能性食品配料是食品发酵领域研究的热点之一,本论述了以菊糖为原料,利用内切菊粉酶生产低聚果糖的方法并将其与呋喃果糖苷酶法进行了比较。     

菊粉在乙醇溶液中成胶行为规律的研究

为探索菊粉在乙醇溶液中成胶行为及凝胶质构变化规律,采用加热/冷藏的方法制配制菊粉凝胶,考察质量分数35%、45%和55%的菊粉溶液在体积分数0-40%乙醇溶液中的成胶行为,利用质构仪分析不同条件下凝胶的质构特性。试验发现随菊粉质量分数的增加其在乙醇溶液中的成胶能力增强;乙醇体积分数对菊粉成胶能力影响显著,当乙醇体积分数低于30%时,随着其体积分数的增加菊粉的成胶能力和持水性显著提高;当乙醇体积分数高于30%时,随着其体积分数的提高菊粉的成胶能力和持水性呈下降的趋势。质构仪分析表明,增加菊粉含量可显著提高凝胶的质构特性,而乙醇对凝胶质构有双向作用,随乙醇体积分数的增加,凝胶质构特性呈现先增大后减少的趋势,对硬度、强度、黏附力及黏着性的影响拐点为20%,而对凝聚性和咀嚼性的影响拐点为10%。