2.3　菊粉的理化性質

2.3.1　菊粉的溶解性

菊粉在水中的溶解度與其聚合度和溫度有密切的關系。通常菊粉的平均聚合度越低越易溶于水，短鏈菊粉比天然菊粉和長鏈菊粉更易溶于水。菊粉的溶解度隨著溫度的升高而明顯增大。天然菊粉的溶解度在室溫下約為4%～6%，而在90℃時可達33%。菊粉的分子構象也會影響到它的溶解度。菊粉的分子構象有α、β和γ三種形式，它們組成相同，但一些物理化學特性和生物學活性不同，其中最明顯不同的是水溶性，即在不同條件溶解度不一樣。在40℃下β-菊粉溶解度是γ-菊粉的9倍，這種水溶性差異可能是由分子內和分子間氫鍵引起的，γ-菊粉溶解度低可能是由于含有較多分子內氫鍵。隨著溫度的升高，天然和長鏈菊粉在水中的溶解度均呈增大趨勢。當溫度較低時，天然菊粉（≤40℃）和長鏈菊粉（≤50℃）在水中的溶解度均較低（<5.6%）；隨著溫度的升高，兩種菊粉的溶解度顯著增加，當溫度升到80℃時，天然菊粉和長鏈菊粉的溶解度分別達到31.16g和22.71g。

2.3.2　菊粉的旋光性

天然菊粉具有左旋特性。隨著菊粉在水溶液中含量的增大，其比旋光度也逐漸增大。當菊粉含量分別為0.2%、0.5%、1.0%時，菊粉水溶液的比旋光度分別為-69°、-38°和-31.2°。

2.3.3　菊粉溶液的pH值

菊粉屬于一種中性多糖，理論上其水溶液顯中性，但由于實際生產工藝的不同，會導致不同聚合度菊粉的水溶液呈現不同的pH值。天然菊粉溶液顯弱酸性，隨著質量分數的增大，其酸性增強，2%和20%的天然菊粉水溶液的pH值分別為6.97和6.35；長鏈菊粉水溶液則顯弱堿性，并隨著其質量分數的增大，其堿性增強，2%和20%的長鏈菊粉水溶液的pH值分別為7.04和8.32。因此，在食品加工中，特別是在飲料的生產過程中，添加不同聚合度的菊粉可能會對溶液的pH值產生影響，這點需要引起注意。

2.3.4　菊粉溶液的黏度

當菊粉質量分數低于25%時，其水溶液黏度很低，并且隨著質量分數的增加變化不明顯；但當質量分數高于25%時，隨著質量分數的增加其溶液黏度增加顯著。這主要是因為質量分數增加時，菊粉水溶液開始形成弱凝膠，分子間相互作用改變了溶液的物理狀態。當質量分數達到35%時，天然菊粉黏度變化達最大值，這時菊粉分子相互纏繞并形成網狀結構，網狀之間填充著分散的液體形成黏度較高的固體態凝膠。短-長鏈混合菊粉對低脂羧甲基纖維素鈉流變行為的影響結果表明，菊粉混合物與λ-卡拉膠具有相同的流變特性，這說明菊粉與卡拉膠功能相似，可作為質構改良劑應用于食品中。

2.3.5　菊粉的持水性和膨脹度

菊粉的持水性與溫度和平均聚合度有關。隨溫度的升高，菊粉的持水力呈先增大后減小的趨勢，但平均聚合度不同其變化有所差異。天然菊粉的持水力在40℃時達到最大值（2.85g/g），而長鏈菊粉在70℃時持水力才達到最大值（2.92g/g），這主要與菊粉分子的鏈長有關。

菊粉的膨脹度也表現出與溫度和平均聚合度相關。天然菊粉在溫度低于40℃時，隨溫度升高，其膨脹度增大；當溫度達40℃時，膨脹度達到最大值（9.99mL/g）；而當溫度高于40℃時，隨著溫度的升高，膨脹度隨之降低。長鏈菊粉在溫度低于60℃時，膨脹度隨溫度的變化不顯著（p>0.05）；在60℃時，膨脹度達到最大值（7.32mL/g）；而高于60℃時，膨脹度隨溫度的升高迅速下降。這與菊粉分子在膨脹過程中經過的兩個階段有關，第一階段是水分子滲入菊粉團粒，使其體積膨脹；第二階段是菊粉分子逐漸擴散，均勻地分散在水相中，而溫度升高導致溶解度迅速增大，引起膨脹度減小。在溫度較低時（<40℃），天然菊粉的膨脹度大于長鏈菊粉的膨脹度。這是因為長鏈菊粉平均聚合度高于天然菊粉的平均聚合度，分子鏈內與鏈間氫鍵作用力比較強，分子鏈排列整齊緊湊，形成結晶狀的緊密結構，在低溫時水分子易于浸入平均聚合度較低的天然菊粉分子中，使其更易吸水膨脹；隨著溫度的升高（>40℃），聚合度較高的菊粉分子間和分子內氫鍵發生斷裂，分子鏈逐漸吸水伸展開來，膨脹度增大。

2.3.6　菊粉的吸附性

（1）菊粉對油脂的吸附性

不同聚合度的菊粉對動植物油脂均有一定的吸附作用。對于植物油脂，天然菊粉的吸油量隨溫度的升高逐漸降低。在30℃時，吸油量最大（1.17g/g）；當溫度在40～60℃時，隨溫度升高吸油量變化趨于平緩；當溫度超過60℃時，隨溫度升高吸油量則呈顯著下降趨勢。長鏈菊粉的吸油量隨溫度的升高變化不顯著（p>0.05），溫度在30～90℃內時，吸油量變化范圍僅為1.01～1.17g/g。對于動物油脂，天然菊粉的吸油量在較低溫度下（<50℃）隨溫度升高而增大，但當溫度高于50℃時，隨溫度升高吸油量顯著下降，這可能與豬油具有較高的熔點（28～48℃）有關，低溫下固態狀的豬油阻礙了菊粉的吸收；而長鏈菊粉吸油量隨溫度的升高總體呈增加趨勢，30℃的吸油量為0.74g/g，90℃的吸油量達1.21g/g。

總的來說，低溫有利于菊粉對植物油脂的吸附，而高溫有利于菊粉對動物油脂的吸附。長鏈菊粉的吸油能力要高于天然菊粉的吸油能力，且在高溫下（>60℃）這種差異更明顯，這主要歸因于兩個方面：一方面長鏈菊粉的疏水性（或親油性）比天然菊粉強，而油脂為弱極性分子，所以吸附油脂能力強；另一方面，隨著溫度的升高，原本結構規則、堆積緊密的天然菊粉的分子結構遭到破壞，導致更多的親水基團（—OH）暴露在外面，引起吸油能力的顯著下降。研究表明，玉米磷酸酯淀粉在40℃時的吸油量在0.9g/g左右，豌豆面在60℃時的吸油量在0.9g/g左右，苦蕎粉在37℃時吸附油量在1.0g/g左右。與這些物質相比，菊粉具有相對較高的吸油性。

（2）菊粉對的吸附

在吸附亞硝酸鹽方面，菊粉對亞硝酸根離子具有良好的吸附作用，且隨著吸附時間的延長而增大。菊粉中含有的大量還原性醇羥基能與亞硝酸根離子結合，從而阻斷胃液中亞硝酸根離子合成亞硝胺類物質。菊粉對膽固醇也有一定吸附作用，因為菊粉分子表面有很多活性基團，可以通過分子間的吸引力螯合吸附膽固醇等有機分子，但該過程屬物理吸附，結合力較弱，是一種可逆過程。

天然菊粉對的吸附量變化范圍在（10.55±0.027）μg/g，但吸附時間對其吸附量影響不顯著。也有研究表明，菊粉在中性條件下對有較弱的吸附作用，而在pH=2.0（正常胃液的pH值）時有較強的吸附能力，吸附量為7.16mg/g。菊粉的吸附能力與其聚合度有關，聚合度越高，吸附能力越強。

2.3.7　菊粉的吸濕性

菊粉吸濕性強，具有結合自由水的能力，可以降低水分活度。這一點可充分應用到食品加工中延緩水分的蒸發，防止食品變味，延長食品貨架期和保質期。

（1）菊粉的吸濕率

采用靜態吸附法分別測得不同聚合度的菊粉在不同溫度（25℃、30℃、45℃）和不同相對濕度（RH）條件下的吸濕率，研究發現在溫度和濕度相同的條件下，天然菊粉的吸濕能力比長鏈菊粉強。當溫度為25℃和RH為12%條件下達到吸濕平衡時，天然菊粉的最大吸濕率為1.33%，而長鏈菊粉的最大吸濕率為0.29%。溫度對菊粉的吸濕性也有一定的影響。例如，當RH為4.7%時，天然菊粉在30℃時的最大吸濕率為0.34%，45℃的最大吸濕率為0.5%。當濕度較低時（RH<57%），天然菊粉在25℃、30℃和45℃三個溫度下的吸濕速率變化不顯著（p>0.05）；當濕度較高時（RH>70%），隨著溫度的升高，吸濕速率增大，達到吸濕平衡的時間縮短；當RH達90%以上時，天然菊粉在25℃、30℃和45℃時達到吸濕平衡的時間分別為20h、20h和25h。這種變化趨勢可能是由兩方面的原因引起：一是由于溫度引起菊粉內部的物化性質發生了變化，升高溫度增加了聚合物鏈段的活性，使菊粉溶脹吸濕能力升高；二是因為升高溫度，水分子活性增強，在菊粉中的擴散速度增加，吸濕速率也相應增加，達到吸濕平衡的時間減少。

RH對菊粉的吸濕性也有影響。RH越大，達到平衡時的吸濕率越大。當溫度為45℃、RH為4.7%時，長鏈菊粉的最大吸濕率為0.82%，RH為98%時，長鏈菊粉最大吸濕率為19.07%。這主要是因為RH越大，在一定量空氣中含有的水蒸氣越多，菊粉接觸和吸收水分子的概率就越大，水分子從表層菊粉分子向內部分子移動直到菊粉達到吸濕平衡。RH對達到平衡的時間也有一定的影響。RH較低時（<90%），天然菊粉可以在20h內達到吸濕平衡。在溫度為25℃時，當RH為12%～53%時，天然菊粉達到平衡僅需5～10h；當RH為69%～85%時，達到吸濕平衡需要10～15h；當RH為90%時，達到吸濕平衡需要15～20h。當溫度為30℃、RH為98%時，天然菊粉達到平衡需要20h。菊粉在前5h吸濕速率較大，5h以后變化稍緩，這是因為在吸水初期，表面結合的水分子隨吸附物質向內部轉移較快，維持了表面較低的水蒸氣分壓，吸濕速率較快。隨著吸濕率增加，內外壓強相差減小，吸濕速率變慢。整體來看，長鏈菊粉達到吸濕平衡的時間都要比天然菊粉的時間短。這是由兩種菊粉不同的晶體結構引起的，長鏈菊粉的聚合度高，晶體結構致密而高度有序，更加不容易吸濕。

天然菊粉和長鏈菊粉達到吸濕平衡時外觀狀態也發生了變化，天然菊粉隨RH的增加，菊粉慢慢結塊，RH達到80%時，菊粉開始慢慢溶化；當RH低于45%時，長鏈菊粉在25℃、30℃、45℃下達到吸濕平衡時，菊粉仍為粉末狀，具有一定的流動性，隨RH升高，長鏈菊粉開始結塊，不具有流動性。

菊粉在不同吸濕條件下，其外觀狀態也發生了變化。菊粉原料處理前具有粉狀物質特性，且具有一定的流動性。當天然菊粉吸收一定水分后，菊粉逐漸失去粉狀外觀而結塊，這主要是因為菊粉在較高濕度條件下不穩定，通過熱焓變化或晶體轉變而形成更加穩定的物理狀態，即形成凝膠狀態。

（2）菊粉吸附等溫線和臨界相對濕度（critical relative humidity，CRH）

菊粉的水分吸附等溫線呈J形，屬于Bruanuer劃分的第Ⅲ型等溫線。第Ⅲ型等溫線的特征是在低水分活度區間內，水分吸附量較小，在高水分活度區間（RH>85%）內，水分吸附量急劇增加。

天然菊粉在25℃、30℃、45℃的CRH分別為78.2%、87.7%、87.0%，說明降低儲藏溫度可以有效降低菊粉的臨界相對濕度，從而延長菊粉的儲藏時間。長鏈菊粉的CRH在不同的溫度下為84.6%、84.7%、84.5%，這說明溫度低于45℃時，溫度對長鏈菊粉的臨界相對濕度影響不顯著（p>0.05）。CRH值為菊粉在生產、運輸、貯藏的環境提供參考，在這些過程中環境的相對濕度應控制在CRH值以下，這樣防止菊粉吸潮。

（3）吸濕多項式擬合

以水分活度a_w為自變量，吸濕率為因變量，進行三級多項式擬合，擬合結果如表2-3所示。由表2-3可知，對天然菊粉吸濕平衡曲線進行三級多項式擬合效果較好，溫度為25℃和30℃時相關系數R2分別達到0.97和0.92，只有45℃時，擬合效果較差（R2=0.87）。

（4）結晶

不同吸濕率的菊粉具有不同的結晶狀態，這說明菊粉的水合作用是導致菊粉晶體轉變的重要因素。當吸濕率不同時，菊粉分別呈現無定形態、半晶體態、晶體態等狀態。菊粉無吸濕時為無定形態結構，吸濕率在6.5%～11.25%時，菊粉開始由無定形態結構向半晶體形態轉變，并在吸濕后已存在部分晶體狀態。Mazeau等采用斜方晶系空間群研究這兩物態時，發現水合和半水合的菊粉分子狀態沒有任何差異，只是單位菊粉分子結合的水分子數目不同。水合狀態的半晶體菊粉具有一個共同的衍射峰，即2θ=9.1°，這是由于晶格中形成新的氫鍵而產生的。

不像晶體結構，無定形態具有非平衡的動力學結構。無定形態一般是物質熔化到一定溫度后快速冷卻，以致分子沒有足夠的時間重新排列并冷凍在原來的位置。這種物理狀態也可以通過快速干燥溶液得到，比如冷凍干燥等，所形成的無定形態固體，可以認為是具有固體態狀態的液體結構。天然菊粉的生產通常采用噴霧干燥方式進行工業生產，所以菊粉在未發生任何變化時為無定形態。菊粉在一定濕度下穩定性較差，根據濕度及貯藏溫度的改變，無定形態可以改變物理狀態達到更加穩定的形態，比如說結晶化、降低熱焓值等。Ronkart等發現菊粉在75%相對濕度貯藏時就會轉變成晶體態，并且導致晶種的形成。

采用P₂O₅控制菊粉的吸濕量來研究其結構變化也得出相似的變化規律，只是當菊粉在含水量為15.7%（以干菊粉計）時還處于無定形態，只在吸濕率達到15.7%～16.3%（以干菊粉計）時，菊粉才發生晶體轉變現象。通過對兩種長鏈菊粉TEX和HPX在水環境下晶體狀態的變化和其水合動態進行顯微觀察的結果發現，TEX粉末具有無定形的光譜特點；20℃條件下形成的菊粉凝膠具有半晶體衍射峰特征，這種差異是水分的存在導致的，它能夠使菊粉從無定形態向半晶體態轉變，這與菊粉在高濕度條件下狀態轉變的原理相同；72℃形成的凝膠晶體結構進一步減少；HPX粉末狀具有較好的結晶結構衍射峰，在20℃和72℃形成的菊粉凝膠具有半晶體衍射峰特征，但具有晶體狀態的結構隨著溫度升高而減少。用顯微鏡觀察菊粉分子水合過程，可以發現當菊粉顆粒剛接觸到水的時候，HPX菊粉顆粒開始膨脹并且解體成不規律的小顆粒，變成無定形態的結構；TEX菊粉剛開始時顆粒很小，大小在0.6～0.8μm，排列很規律，無定形態促使水基團進入菊粉分子內部并形成穩定的晶體結構。菊粉在水環境下形成晶體可能是菊粉凝膠成膠的根本原因，這與菊粉在不同濕度下晶體轉變相似，但仍缺乏相關有力的證據。

2.3.8　菊粉的熱穩定性

菊粉在中性條件下對熱非常穩定。當溫度低于80℃時，菊粉的熱穩定性非常好，可經受大多數食品加工過程。當溫度達到100℃時，菊粉會發生輕微降解，但降解不明顯，長鏈菊粉的熱穩定性比天然菊粉的熱穩定性好。在食品的熱處理過程中，菊粉這種良好的熱加工穩定性，不會因高溫而影響食品的加工性質和產品品質。菊粉可以應用到烘焙食品中，尤其是長鏈菊粉，在200℃以下仍具有較好的穩定性。菊粉不僅能夠縮短烘焙食品的發酵時間，為企業提高生產效率，而且使食品表皮更加金黃，內部組織更加均勻細膩，具有特有的焙烤香味，貨架期更長。更重要的是，菊粉屬于益生元，具有改善腸道微環境、促進益生菌增殖、調節血糖水平、促進礦物質吸收、降血脂和預防肥胖癥等生理功能。短鏈菊粉的熱穩定性雖然不如天然菊粉和長鏈菊粉，但在溫度低于100℃的熱處理中也能保持良好的穩定性。

2.3.9　菊粉的酸穩定性

（1）溫度和pH值對菊粉穩定性的影響

溫度和pH值對菊粉的水解影響明顯。在pH≤3時，即使在室溫下菊粉也能發生水解。隨著溫度的升高，菊粉的水解程度增大。在pH=4時，只有溫度達到80℃以上時菊粉才發生水解。在pH為5～7范圍內，即使溫度升高到100℃，菊粉也基本不發生水解。

深入了解菊粉的酸熱穩定性有助于為菊粉在食品中的應用提供指導，以保證其益生元功效。在酸奶中加入菊粉，能提高酸奶的營養價值，不僅能使酸奶的脂肪含量和熱量值降低，而且能充分發揮酸奶中益生菌的生理功能，具有促進雙歧桿菌增殖、改善腸道內環境、控制血糖和血脂水平的作用，還能促進牛奶中鈣離子的吸收，特別適用于腸道菌群失調、肥胖癥、高血脂和糖尿病人的食用。在酸奶的制作過程中，熱處理的溫度低于100℃，酸奶的pH在4.2～4.5之間，因此加工條件對菊粉的水解影響有限。在三種菊粉中，長鏈菊粉更適合添加到酸奶中，這是因為長鏈菊粉在pH=4時較天然菊粉和短鏈菊粉具有更好的酸熱穩定性，并且在較低添加水平時其質構改良作用更好。經研究表明，菊粉只有到達人體結腸時，結腸中的有益菌才能將菊粉降解，長鏈菊粉能夠更有效地抑制結腸的損傷作用，這種效果可能使長鏈菊粉分子的酵解緩慢，促進了末梢結腸的細菌活性。

（2）菊粉的酸降解動力學

有研究表明，水解速率常數與酸的種類無關，只取決溶液中氫離子含量。在工業的實際生產中，考慮到成本問題，一般都用硫酸。溫度和pH值對菊粉溶液的水解速率常數影響顯著，溫度越高或pH值越低，菊粉的水解速率越大（表2-4和表2-5）。對于天然菊粉，當pH為2和3時，在90℃時的水解速率分別是50℃時的81.08倍和24.30倍；而當pH為4時，該值減小到4.59倍。在溫度為50℃條件下，當pH=2時天然菊粉的水解速率是pH=4時的1.74倍，而在溫度為90℃條件下，該值增加到93.55倍。由此可以看出，高溫和低pH值均對菊粉的水解速率影響非常顯著，尤其是當pH=2和溫度為80℃時，菊粉的水解速率常數陡然增大。

在不同的pH值條件下，菊粉含量的對數值與時間之間具有良好的線性關系，說明菊粉溶液的酸降解符合一級反應動力學規律。當pH相同時，溫度升高，菊粉降解速率增大；當溫度相同時，菊粉的降解速率隨pH的降低而增大。

在pH分別為2、3和4時，天然菊粉水解的活化能依次為11.5190kJ、74.7021kJ和117.0029kJ，長鏈菊粉水解的活化能為43.8896kJ、80.2234kJ和120.6445kJ。兩種菊粉活化能均隨pH的下降而降低，長鏈菊粉的活化能比天然菊粉稍微大一些，這可能是因為長鏈的分子量較大，水解反應較天然菊粉更難進行。

2.3.10　菊粉凝膠的性質

（1）菊粉含量對凝膠的影響

菊粉的含量決定了其凝膠指數（VGI）及凝膠形成時間，且對凝膠VGI的影響顯著（表2-6）。當溶解的菊粉從水中析出并在溶液中相互纏繞形成半固態結構時，即形成凝膠。當天然菊粉含量低于35%時，菊粉不能夠形成堅固的網狀結構，這時凝膠VGI低于100%，具有流動性和液體特性；菊粉含量越高，菊粉越易析出，分子之間相互作用也就越強烈，液體黏度也越高；當天然菊粉含量超過35%時，菊粉水溶液可以完全形成凝膠（VGI=100%），此時形成的凝膠沒有流動性，具有固體的特性，呈現乳白色的外觀和特殊的乳脂般香味。菊粉VGI還與其平均聚合度密切相關。Kim等發現長鏈菊粉在25%時VGI達到100%。

（2）菊粉平均聚合度對凝膠的影響

菊粉的平均聚合度對其形成凝膠的條件有明顯的影響。通常菊粉的平均聚合度越高，其越易形成凝膠，且凝膠的硬度也越大（表2-7）。長鏈菊粉在水中質量分數達到13%時就能形成完全凝膠，而天然菊粉含量需要達到35%時才能形成完全凝膠。

（3）pH值對菊粉凝膠的影響

pH值高低對菊粉成膠影響顯著（表2-8）。低pH值能降低菊粉成膠能力，延長成膠時間。當pH為3.0時，菊粉含量為40%、50%、60%時，成膠時間分別為3.33h、1.92h、1.8h；當pH為1.0時，20%～60%菊粉含量都不能成膠。pH值對菊粉成膠時間的影響是因為菊粉在不同酸度條件下發生不同程度的水解，使菊粉聚合度降低，成膠能力下降。當pH為1.0時，菊粉水解成聚合度較低的低聚糖，其水溶性增大，導致不能相互聚集形成網狀結構，所以不能形成凝膠。

（4）菊粉凝膠的持水性

隨菊粉含量的升高，其凝膠持水性增大。當菊粉含量由35%上升至60%時，所形成的凝膠持水性也相應增大了1倍。菊粉含量較低（<40%）時，所形成凝膠的持水性隨貯藏時間延長增加；當菊粉含量高于40%時，所形成凝膠的持水性在3天內變化不明顯，但隨貯藏時間進一步延長，凝膠的持水性增加顯著。這是因為含量的升高和貯藏時間的延長使得凝膠網狀結構更加致密，結構更加穩定。菊粉凝膠這種良好的持水力能夠防止食品在生產和貯藏中水分的損失，可廣泛應用于面制品、火腿腸和魚糜等食品中，從而提高產品的質量和延長產品的貨架期。

（5）菊粉凝膠的質構特性

菊粉在一定條件下能形成顆粒狀的弱凝膠，其凝膠強度、硬度、黏附性等與溫度、菊粉的含量和聚合度等密切相關，隨著菊粉含量的升高和貯藏時間的延長，凝膠質構特性增強（表2-9）。另外溶液pH值和其他溶劑也會對菊粉凝膠產生明顯的影響。研究顯示隨著pH值的下降，菊粉的成膠能力降低，當pH為1.0時，天然菊粉不能成膠。pH對菊粉凝膠硬度、強度、黏著性、持水性等均起負相關作用。乙醇對菊粉凝膠的影響有雙向作用，當乙醇含量低于30%時，隨著菊粉含量的增加，菊粉成膠能力有所提高；但當乙醇含量高于30%時，成膠能力反而下降，對其持水性的影響也有相似的規律。

凝膠的硬度和強度是凝膠受到外界壓迫時所表現出來的，反映了菊粉凝膠分子之間作用力情況及網狀結構的穩定性，它們受菊粉含量和貯藏時間影響較顯著（p<0.01，p<0.05）。菊粉凝膠硬度和強度隨菊粉含量增加而增加，這主要因為增加菊粉含量，可以提高凝膠的堅固性和抗壓能力。隨菊粉含量增加，凝膠硬度增大的變化程度不同，當菊粉含量低于50%時，凝膠硬度變化明顯；當菊粉含量在50%～55%時凝膠硬度的變化程度減小。與菊粉含量35%時相比，菊粉含量60%時所形成的凝膠硬度分別在第1天、第3天和第7天增加了0.34N、0.51N、0.46N。貯藏時間對凝膠硬度變化影響也與菊粉含量有關。當菊粉含量不超過35%時，第1天與第3天硬度值相近；當菊粉含量高于35%時，凝膠硬度增加速率不同，從第1天到第3天的貯藏階段增加最快，且當菊粉含量為60%時，第3天凝膠硬度與第7天相近（僅相差0.019N），而與第1天相比，增加了約0.18N。凝膠強度也隨著菊粉含量與貯藏時間的增加而增加，且增加的幅度受兩者共同作用的影響。第1天凝膠強度在菊粉含量低于40%時基本不變，但在40%～60%時隨著菊粉含量增加呈線性增加；第3天與第7天強度變化規律相似，在35%～45%時隨菊粉含量增加速率較快，在45%～60%時硬度較穩定，變化較小，在60%時達到最大值且強度相近，分別為31.1×103Pa、31.6×103Pa。菊粉凝膠硬度和強度隨貯藏時間的變化說明在4℃貯藏過程中水-固兩相之間的相互作用一直在增強，這對菊粉在固體食品如冰淇淋等冷凍貯藏食品應用中非常有利。菊粉凝膠適中的強度和硬度特性，可廣泛應用于各種固體食品中，賦予其良好的塑性。

菊粉凝膠具有黏著特性，并且在貯藏過程中均表現出黏著性的特點，黏附力和黏著性的變化規律代表凝膠阻止形變的能力。表2-9顯示黏著性及黏著力隨著菊粉含量的增加及貯藏時間的延長都有增加的趨勢。這是因為增加菊粉含量及延長貯藏時間有利于菊粉分子結合更為致密，凝膠結構更加堅固，從而具有較強阻止形變的能力。從表2-9中可以看出，菊粉含量對凝膠黏著性和黏著力有著相似的變化規律，當菊粉含量低于40%時，黏著性和黏著力變化不大；在菊粉含量為40%～45%時，隨含量增加黏著性和黏著力的增加速率明顯加快；在菊粉含量為45%～55%時隨含量的增加黏著性和黏著力表現相對穩定，菊粉含量為60%時均達到最高值，分別為4.65N和0.336N。貯藏時間對凝膠黏著性和黏著力的影響規律為：當菊粉含量低于45%時，第1天與第3天凝膠黏著性和黏著力相近，且均低于第7天的值；但當菊粉含量高于55%時，第3天與第7天凝膠黏著性和黏著力相近，且都高于第1天的值。菊粉不同的黏著特性，適合應用于各種飲料，特別是牛奶飲料中，可以提供不同水平的黏性口感，以滿足消費者需求。

凝聚性和咀嚼性也是評價凝膠的重要指標，它們均受菊粉含量和貯藏時間的影響。凝聚性的變化表示凝膠內部分子之間力的作用情況，隨著菊粉含量和貯藏時間變化較復雜，但總體呈現增大趨勢。與35%菊粉凝膠相比，60%凝膠的凝聚性在第1天、第3天和第7天分別增加了0.11、0.20和0.17。在相同菊粉含量時，貯藏時間對凝聚性的影響變化較小，且不同菊粉含量凝聚性增幅也不一樣，最高可增加0.092。當菊粉含量低于50%時，第1天與第3天凝膠凝聚性變化較小。咀嚼性對菊粉的應用有重要的意義，當菊粉含量低于40%時，咀嚼性基本不變，但高于40%時，其值隨著菊粉含量的增加迅速增加，與35%菊粉凝膠相比，60%凝膠咀嚼性在第1天、第3天和第7天增加了0.11、0.20、0.21。菊粉凝膠咀嚼性與貯藏時間成正比，相同菊粉含量的凝膠，貯藏時間越長，咀嚼性就會越高，這可能是凝膠在貯藏過程中網狀結構趨于更加穩定的結構，使其具有更高的咀嚼性。當菊粉含量低于50%時，凝膠前3天咀嚼性穩定性較好，隨貯藏時間延長最高增加0.005；菊粉含量60%時，第7天和第3天比第1天凝膠咀嚼性分別高0.094、0.12。良好的咀嚼性可以為食品提供良好的口感，而其優良的穩定性有利于食品在貯藏過程中品質的穩定性。

菊粉凝膠的質構特性受菊粉含量和貯藏時間影響較大，且變化范圍較廣，這使菊粉可以較好地應用到各種食品中。根據食品種類及感官需要，添加不同含量菊粉或替代不同含量的脂肪，可獲得較好的食品品質。如在奶酪中使用1%的菊粉作為脂肪替代，在牛奶飲料中加入4%～10%不同鏈長菊粉均可達到較好效果。