菊糖（Inulin）又称为菊粉，它是一种生物多糖。由D-呋喃果糖分子以β-（2，1）糖苷键连接生成，每个菊糖分子末尾以α-（1，2）糖苷键连接一个葡萄糖残基，聚合度通常为2～60，平均聚合度为10。它是一种功能性植物多糖，除含有低聚果糖双岐杆菌及乳酸菌增强因子外，还是目前发现的最易溶解的膳食纤维之一。菊粉首先是增殖双岐杆菌，其次是作为钙的吸收促进剂及非水溶性膳食纤维，热量低于1卡/克，溶解性极好，特别容易分散于饮料、牛奶、酸乳和乳制品中；加入菊粉后的牛奶、酸奶、乳品饮料等低脂食品具有与全脂产品相同的口感。研究表明，每日摄食10克菊粉对控制体重、改善肠道功能、防止一些疾病、肌体失调以及老年病很有帮助，尤其是从耶路撒冷菜蓟中提取出来的菊粉效果最佳。 菊粉在自然界中广泛存在于一些微生物和真菌体内。但是主要还是存在于植物的体内，如菊芋、菊苣、婆罗门参、大丽花块茎等，其中菊芋是菊糖生产的主要原料来源。不同植物来源、收获季节、气候、土壤以及生产加工过程等因素对菊粉的平均分子量和聚合度都有影响。菊芋俗称洋姜、鬼子姜，原产于北美洲，为多年生草本植物，我国各地普遍栽培。其块茎富含菊糖，总菊糖含量一般为14％～17％，还含有氨基酸、维生素等，既可作蔬菜，也可制作淀粉和酒精。其质地白细脆嫩，无异味，可腌制成酱菜或制成洋姜脯。利用现代生物技术进行深加工精制成菊芋粉，是当今保健食品的全新多功能配料。 菊粉（Inulin）
菊粉采用无污染的菊芋(chicory)，经萃取、纳滤纯化，精制而成的高纯产品，其含量≥90%。
菊粉是由呋喃果糖以β-2,1-D-糖苷键连接形成的左旋果糖，同时也是水溶性膳食纤维，具有控制血压，改善脂类代谢，降低血糖，促进Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe2+等离子吸收，增值双歧杆菌等保健功能。
菊粉可作为益生源食品配料应用于高纤维食品加工、低脂食品加工，适宜糖尿病、肠胃功能紊乱、免疫力低下、养颜瘦身、龋齿龄儿童等人食用。
理化指标：菊粉含量≥90%
干物质含量≥95%
果糖+葡萄糖含量 0—4%
PH 5—7 溶解度w/w% 20
热量 Kcal/g ≤15
细菌总数：≤1000
霉菌：≤20
酵母：≤20
大肠杆菌及致病菌：不得检出
菊芋的生物特性：(1)耐寒、耐旱能力特别强。在-40℃可安全过冬，来年春暖照样发芽。具有惊人的耐旱能力，在雨季块茎、根系贮存大量水分，无水分供应时，再释放出来供其生长。
(2)抗风沙。只要覆盖沙土不超过50厘米，就可正常发芽。生长茎高2—3米，枝叶形成了
防护林，加上根系发达。起到了固定沙土的作用。(3)具有良好的水上保持特性。菊芋根系发达，每棵有上百根长达0.5—2米的根系，深深地扎在土中，牢固地保持了地表层的水土。
(4)繁殖力强。一次播种永世不断，并且以每年20倍的速度增长，克服了其它防沙植物由于
采挖而造成地面裸露。相对其它植物，菊芋的产量高、投入的药肥及劳力少，种植农户同项目公司挂钩，收入有保证且高于种植其它作物。
1菊糖的理化特性
1.1 菊糖的物理性质
纯化学分析级的菊糖为球状放射性结晶，平均分子量介于5600～6300d之间，视分子聚合度而异。从菊芋中提取的天然菊糖是由不同聚合度的低聚糖组成的混合物，为白无定形，易
吸湿的粉末。其比重为1.35，相对分子质量约为1600，与水的结合能力约为2∶1。菊粉在水中易分散，吸湿性强，易于结块。由于含有少量单、双糖，故菊粉微带甜味。在菊粉中加入淀粉或砂糖可改善其分散性。在溶液中菊糖可以降低水的冰点，提高水的沸点。
1.2 菊糖的胶凝性
菊糖凝胶属于典型的粒子凝胶结构，具有和奶油极其相似的外观和口感。它与亲水胶体接触后有良好的流动性和粘度，能改善食品组织状态，成为应用于低能量食品生产的有效脂肪替代品。菊糖在水中的溶解度随温度发生变化。在10℃时溶解度为6％，90℃时约为35％。当菊糖浓度增加时，粘度逐渐增大。当浓度到11％～30％时，粘度增加逐渐变稠但未出现凝胶。当菊糖浓度达到30％时，菊糖与水结合开始形成凝胶，在这样的浓度下冷却30～60min 就会形成凝胶。随着菊糖浓度的增加，凝胶形成的时间加快。当溶液中菊糖浓度达到40％～45％时几乎立刻形成凝胶。其凝胶像奶油般柔软，与脂肪相似，可以取代油脂作为代用脂用于低脂食品的生产。当浓度继续增加到50％时，凝胶将十分坚实，但是仍觉有脂肪似感觉。其中各影响因子中，浓度是影响凝胶强度的重要因子。 除了菊糖浓度外，以下因素对凝胶性质也是有影响的：①菊糖粒子大小可能影响凝胶强度。若采用速
融化的产品，形成同样强度的凝胶所需浓度将比标准化喷雾干燥所得的产品低。②菊糖的固体含量、温度影响及制备方法会影响凝胶性质。③链的长度。菊糖形成凝胶的最低浓度与其聚合度(DP)有关，聚合度越大则形成凝胶所需菊糖浓度越低。单体及二聚物的含量对粘度也有影响，单体含量增加则粘度降低。④若加入其他亲水胶体，一价及二价阳离子，菊糖凝胶的功能可能会受到影响。
菊糖溶液在pH较低(3.0以下)，温度很高的情况下保持一定时间可能发生水解，在凝胶状态下，若缺乏自由水，即使在酸性或高温的条件下菊粉也十分稳定。温度低于10℃，pH处于3.0～7.5之间，菊粉不发生水解。因此凝胶状态的菊糖即使在酸性环境或者高温下，如果没有可利用的水将仍是稳定的。
1.3 菊糖的生理特性
菊糖难以被人体消化。菊糖在口腔、胃、小肠中均不会发生消化分解，只能在结肠中被双歧杆菌等部分发酵分解产生少量热量。菊糖及低聚果糖的热值一般在2.0kcal/g，与果糖的能量比值为14／40，是一个大多数人可以接受的数值，由于其热值低，所以可以作为糖尿病患者的甜味剂。
1.3.1 菊糖可以降血脂
实验表明，菊粉可降低血浆（清）中甘油三酯和胆固醇水平，对于脂肪过多的人和患非依赖性糖尿病者也有此作用，但对正常人是否有这种作用还需要进一步证明。目前多数认为菊糖与果寡糖具有降低
血脂、血糖和改善能量代谢的作用。证据显示，降脂的主要原因为菊糖抑制肝脏中脂肪酸和胆固醇的合成。肝脏是合成甘油三酯和胆固醇的主要器官，血浆（清）中VLDL、LDL、HDL能准确反映甘油三酯和胆固醇的体内代谢状况。菊糖能减少动物肝脏合成分泌VLDL，降低血浆中VLDL水平，使肝脏合成甘油三酯能力下降。这可能是通过丙酸抑制肝脏中脂肪合成酶的基因表达，从而降低酶活性，减少肝脏中甘油三酯合成。菊糖能降脂主要是由于肝脏合成甘油三酯和胆固醇能力的下降，其在肠内被分解产生的丙酸在调节中可能起着重要作用。
1.3.2 菊糖有益生素的作用
在消化道上端不能被消化，以完整的形式到达大肠，然后选择性地吸收一种或几种有益菌生长和活动，并抑制有害菌生长，从而有益于宿主健康的一类物质被称为是益生素。菊糖具有这种作用。它在大肠中发酵的过程实际是微生物分泌菊粉酶消化菊糖的过程。菊糖可显著促进人大肠中双歧杆菌、乳酸杆菌等生长，使梭菌、大肠杆菌、拟杆菌等数量减少。但也有研究表明，双歧杆菌增殖程度主要与人大肠中初始双歧杆菌数量有关，与菊糖用量相关
不大。当人大肠中初始双歧杆菌数量减少时，菊糖增殖效果明显。当初始双歧杆菌数量多时，菊糖增殖效果不明显。要获得长期增殖效果则需要长期维持一定的菊糖水平。
1.3.3 菊糖可以促进金属离子的吸收
和一般膳食纤维不同，菊糖摄入后可以促进钙、镁等金属离子的吸收。其机理为：菊糖能够促进双歧杆菌等的生长，其产生的短链脂肪酸降低了肠道内部的pH值，增加了金属离子溶解度并促进了被动扩散使更多金属离子进入肠细胞。菊糖分解的产物短链脂肪酸也有利于金属离子的吸收，其产物还可刺激结肠粘膜生长，从而增大吸收面积。摄入一定量的菊糖能促进矿质元素尤其是磷酸钙的吸收量，促进钙在骨骼的吸收和沉淀，防治骨质疏松。
1.3.4 菊糖可以改善肠道环境
双歧杆菌是人体肠道内典型的有益菌，对保持肠道内菌平衡和人体正常的代谢过程起着十分重要的作用。菊糖可以顺利到达大肠被双歧杆菌利用，产生的有机酸可使肠道pH下降，抑制沙门氏菌等腐败菌的生长，改善肠道环境，减少肠道内腐败物质的产生。能改变大便性状，对便秘、腹泻均有明显作用，而且能增强肠胃蠕动，提高肠胃功能，增加消化和食欲，提高机体免疫功能。
2 菊糖的提取
菊芋的根可制菊糖（菊粉）及低聚糖。新鲜菊芋经前处理粉碎后，加入1倍的水，加热至80～100℃，保持20min，进行压滤或离心分离，滤液脱，浓缩干燥后可制得菊粉。其生产工艺流程如下：
鲜菊芋根→洗净脱皮→切片或切丝→热水浸提→脱盐→脱→过滤→减压浓缩→喷雾干燥
→菊粉。
低聚果糖前处理同菊粉生产工艺，先将菊芋清洗、切丁、热处理，过滤后制得菊粉清液，再用菊粉酶完全水解菊粉，制得低聚果糖。其生产工艺流程为：
菊粉清液→菊粉酶部分水解（或完全水解）→灭酶→脱→离交脱盐→浓缩→调配→低聚果糖。
3 菊糖在食品中的应用
菊糖在许多国家与地区被认为是食品和营养的增补剂而广泛运用于食品工业中。国外证明，菊糖摄入量在40～70g/d时无不良反应，比较保守的观点也认为菊糖的摄入量在40g／d都是安全的。
在食品配料中菊糖可以和脂肪与巧克力替换使用以增加食品的粘性，提高其水结合能力，并使口感滑腻类似冰淇淋。所以菊糖可以作为冰淇淋和其他类似产品的脂肪替代品。菊糖所含的膳食纤维，使加入菊粉后的牛奶、酸奶和乳品饮料等低脂食物具有与全脂产品相同的口感与更高的营养价值和更佳的口味。
菊粉还可以用来制作仿制奶酪。在国外，菊粉已被成功地混合在仿制奶酪中以代替脂肪。国外有研究指出，其使用水平为3.44g／100g奶酪，或每100g奶酪中加入13.75g的25％（w ／w）的胶体或水溶液。在此水平下，菊粉将直接替代63％的总脂肪，而不会产生任何明显的熔化特性的影响。由于力求
使用方便和加工（温度）控制上的原因，推荐增加使用热（80℃）的菊粉溶液而不是冷的菊粉胶体。尽管菊粉的可溶性未受到影响，来自实际研究的证据却显示在较高浓度菊粉存在时，仿制奶酪的硬度在温度上升到55℃时开始增加，这将会对产品有效性产生影响。但是，增加的硬度也可能会被增加的水分含量所抵消一部分［12］。
由菊糖提取的菊糖糖浆具有一定的粘度，热量低，可用于制造人造黄油、咖啡伴侣和沙拉酱等，从而减少热量摄取，有利人体健康。在日本、欧美等国家把菊糖作为一种主要的功能性新糖源应用于保健食品、糖果、巧克力、乳制品冰淇淋系列产品和烘烤食品中，作为糖业生产的第三类糖源进行开发。
菊芋汁作为一种配料多以浓缩汁使用，其结合了菊糖的益生素作用与乳酸菌等益生菌作用，非常适合在饮料中使用。一般不会影响食品的感观品质，还可以使饮料味浓且适于饮用［14］。有时由于添加的菊糖量较大（10％以上），导致菊糖甜味过高而不能用于低脂人造奶油及黄油等无糖产品中时，就需要采用纯菊粉。经过特殊工艺处理后所得的纯菊粉，已被去除所有单、双糖及大部分低聚糖，完全没有甜味。只需普通菊粉的一半用量，就能达到一般油脂替代品的相同功效，且对酸水解的敏感度较低。由于其无甜味，可运用于干酪和涂抹食品中，
也可作为纤维素运用于不含糖的食品中。其高度的耐酸性，为在作料和其他含酸性较高的产品中的运用提供了可能。
4 展望
菊糖作为一种新兴的食品配料，具有安全无毒并能显著改善食品风味品质及促进人体健康的特点，在国外已由Suiker Unie公司与Orafti两家公司开发生产。由于其来源为天然的洋姜，菊糖已经被FDA批准进入美国市场，并且在日本、欧洲、美国、台湾等地被认为是食品和营养的增补剂而非食品添加剂，广泛应用于食品工业中，有些国家已将其标注在食品标签的配料表上，具有十分广阔的开发前景。
二、菊粉的主要功能：
（1）具有增殖人体内双歧杆菌作用，从而可抑制肠内沙门氏菌和腐败菌的生长，促进肠道蠕动外，防治便秘，调节肠胃功能。
（2）有利于维生素合成，促进矿物质吸收，明显提高抗体，增殖细胞及提高NK细胞活性，增强免疫功能，提高免疫力的作用。
（3）排毒养颜功能。人体内的有害物质主要有：氨、硫化氢、胺类、酚等污秽物，这些毒物不仅造成口腔异味、唇舌溃烂、肌肤缺乏弹性、毛发干枯、便秘腹泻、颜面生痘、体弱多病等症状。服用菊粉可排除体内毒素，减轻肝、肾等脏器负担。菊粉协同双歧杆菌作用，形成直肠排便反射，起到排毒作用。安全有效，无任何毒副作用。
（4）特有的膳食纤维能改善脂质代谢，降低血液中高密度脂蛋白，提高低密度脂蛋白，间接降低血脂、胆固醇及脂肪。菊粉不易被人体吸收，不会由糖--脂代谢途径合成脂肪，从而达到减轻体重的效果。
（5）帮助控制血糖，降糖（欧州主要做为糖尿病人服用）；用于配合胰岛素，能够不增加血糖指数，适宜于糖尿病人食用。
（6）防止龋齿。菊粉不易使龋齿病原菌凝集，其在齿轮面上形成的乳酸量比蔗糖低23-50%，龋化率远远低于蔗糖。
三、菊粉的主要性能：
①具有天然植物成份，无毒副作用，服用安全可靠。
②具有水溶特性好的膳食纤维。有低脂肪和能量，可以模拟出油脂润滑、细腻的口感特性。
③菊粉的性状为固体粉末，容易吸潮结块，但成分和保健功能保持不变。
中国菊粉产业进入起步发展阶段分析
近日，国内专业市场研究机构西美信息发布了最新的《中国菊粉市场研究与预测报告》，报告主要研究了菊粉的生产、贸易形势，原材料供应，生产成本、进出口、消费模式、影响菊粉的关键因素以及菊粉在各个领域的应用情况，并对中国菊糖产业未来的供应和需求进行了预测。
报告指出，2001年中国菊粉产业实现了大规模的商业化，然而2008年-2010年期间，由于金融危机的影响和菊粉输出的减少，中国的菊粉行业略有下降，一些菊粉生产商受到冲击，出现利润赤字。
研究表明，到2011年5月，中国有13个菊粉生产商，其中，青海Weda生物科技有限公司，山西益
生菌元生物科技有限责任公司，张掖市云鹏生物技术有限公司是比较大的生产商。
要生产菊粉，世界上主要有两个原材料，即菊芋和菊苣。中国主要是种植菊芋，大多数的国内生产商作为原料使用。
据西美信息最新的调查数据显示：菊粉的出口记录2010年是900吨左右，比2006年有了较快增长。同时的菊粉消费仍然有限，归因于高价和推广的不足。2010年菊粉在中国总消费量超过3,000吨，乳制品和保健品的主要终端用户。在奶制品中成人和儿童的配方奶和奶酪是菊粉三个重要的消费领域，此外，菊粉也用于医药和其他行业，烘焙和饮料。
西美信息研究员刘丹表示：菊粉这种功能性膳食纤维在国内才刚刚起步，卫生部批准菊粉为新资源的
公告奠定了国内菊粉产业的发展。目前首要缩小与进口菊粉的质量差距，增加国内菊粉出口，完善菊粉行业标准，中国在世界菊粉市场的份额会进一步扩大。
菊粉这一功能性果聚糖在国际市场方兴未艾。据统计，2008年益生元在欧洲整体市场的估值达29550万欧元，这意味着菊粉会有很大的需求和很好的市场。有人预测，今后几年，菊粉用量将以14%的平均年增长率。相比之下，国内菊粉的开发应用还刚刚起步。今年3月，卫生部发布批准菊粉为新资源食品的公告，为菊粉产业的发展奠定了基础。8月1日，由中国食品添加剂和配料协会主办、天津科技大学与赛普特环保技术（厦门）有限公司协办的“2009中国菊粉产业发展高峰论坛”在天津科技大学举行，与会代表就菊粉产业原料种植、加工技术、国内外市场状况进行了充分交流，共商菊粉产业大计。
菊粉的生理功能及其分子结构决定其广阔的发展前景。
天津科技大学食品工程与生物技术学院副院长张泽生教授归纳出菊粉的几大生理功能：降血脂，改善肠道环境，促进益生菌增殖，防治便秘，预防结肠癌，促进矿物质吸收，预防肥胖症，不引起血糖波动，可作为糖尿病人食用等六大项。
植物酸奶
张泽生说，菊粉的理化性质就是因为菊粉的化学组成的特异性，使得它具有特殊性。菊粉是由D-呋喃果糖分子以β-（2，1）糖苷键连接生成，在这个链上大部分是果糖，而在它的一端的末端有一个葡糖，
这就给菊粉带来了特殊的性质。相比于高果葡糖浆来说，果糖含量做到55%以上就很困难了，因为它要经过淀粉加工转变成葡萄糖，再异构化形成果葡糖，而菊粉因为其特殊的化学组成，只需要水解这一步就可以达到果糖含量70%以上的高果葡糖浆。另外，人体本身没有消化菊粉的酶，所以不被人体吸收，但它可以被益生菌利用，所以又是益生元，也是说，这种化学结构决定了它将来市场的发展前景。
目前，很多食品生产企业都在寻降低甜度的方法，怎样让冰激凌、糖果、糕点等食品的甜度降低？大家认为，菊粉是一个很好的替代品，它可以降低热量，可以替代脂肪，给冷饮产品比如冰激凌赋予滑腻的口感。再有，它可以赋予好的组织状态，使它可以作为填充物。
在我国目前用于菊粉生产的植物主要是菊芋。菊芋耐旱、耐寒、繁殖快，病虫害少，目前已在北方缺水地区得到了广泛种植。业内人士一致认为，中国的菊粉产业是一个新兴的产业，随着人们生活水平的不断提高，人们对饮食开始向低糖、低脂肪、高膳食纤维转变，而具有丰富多样的益生元功能和广泛低廉的原料来源以及简单生产工艺的菊粉必将拥有更加广阔的发展前景。这也是菊粉诸多的营养特性及其结构特征决定的。
菊粉大市场中国将占几何？
目前，世界上主要有3家企业从事菊粉的加工和销售，其中比利时的ORAFTI公司年处理菊苣40万吨以
上，其次是Cosucra公司、荷兰的Sensus公司。目前国际市场的菊粉98%由这三家公司占据。今年3月，全球最大的菊粉生产企业Beno-Orafti公司宣布，全球30多个国家的350多种食品中添加该公司生产的菊粉和果聚糖。
我国的菊粉产业刚刚起步。2009年3月25日，我国卫生部批准菊粉作为新资源食品。在此之前，甘肃、山西、湖北、宁夏、青海等地已有一些有眼光、有胆略的企业家投资菊粉
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