魔芋葡甘露聚糖的提取

曹祥宇褚颖颖向凡严志鹏

BeifangUnivesityofNationality

小组成员：指导教师：朱桂花

原料及产物简介——魔芋及魔芋葡甘露聚糖

我们的实验——提取的工艺流程

我们的亮点——提取工艺的改进BeifangUnivesityofNationality魔芋葡甘露聚糖的提取

魔芋是一种什么样的植物

魔芋是一种多年生草木植物。地下块茎为扁球形，个大，叶柄粗壮，圆柱形，淡绿色，有暗紫色斑，掌状复叶，生长在疏林下。魔芋地下块茎扁圆形，宛如大个儿荸荠，直径可达25厘米以上，营养十分丰富魔芋，含淀粉35%，蛋白质3%，以及多种维生素和钾、磷、硒等矿物质元素，还含有人类所需要的魔芋多糖，即葡萄甘露聚糖达45%以上。魔芋葡甘露聚糖

由甘露聚糖和葡萄糖以β-1，4键键合[摩尔比为1.6：（1~4）]的高分子量非离子型甘露聚糖（glucomannan），有少量以β-1，4键的之键结构，沿葡甘露聚糖主链上平均每隔9~19个单糖单位有一个乙酰基，它有助于葡甘露聚糖的溶解。平均分子量20万~200万。葡甘露聚糖具有最强的持水能力，能吸附其自身体积200倍的水分子形成粘稠的溶液。主要性质：主要用途：

魔芋葡甘露聚糖具有水溶、增稠、稳定、悬浮、凝胶、成膜、粘结等多种理化特性，在化工和环保上可有以下用途：①生物全降解薄膜；②化肥、农药缓释剂：魔芋葡甘聚糖是亲水性的，因此包膜能吸水溶胀，使作物根系周围土壤保持一定的水份，增强肥效，有利于植物生长③涂料：魔芋葡甘聚糖膨胀力强、粘度大，作为胶合板中的粘合剂及涂料、漆料中的粘结剂，无毒、无污染，可大大地减少室内污染，是一种新型的环保建筑材料。④废水处理絮凝剂：魔芋葡甘聚糖分子中的乙酰基经化学改性，可制备离子化的葡甘聚糖，使KGM成为水溶性好、电荷量大的新型高分子絮凝剂，克服了常用铝盐絮凝剂中铝的二次污染。食品行业的用途十分广泛

另外魔芋葡甘露聚糖在食品行业中的用途十分广泛，KGM溶胶的成膜性。稳定性，抗菌性在食品领域的应用。随着果蔬保鲜剂研制的兴起，魔芋葡甘聚糖因其溶液粘度大，稳定性高，抗菌性强，结膜细致，光滑的性质而被作为保鲜剂的一148一活性成分。

魔芋精粉作为天然的保鲜剂利用，0.1%的魔芋精粉溶液可作为水果、蔬菜及水产品的复膜保鲜剂，可起到防腐保质的作用，而且可随之食用。新鲜食品经过KGM保鲜剂的处理，表面形成一层薄膜封闭鲜品表面气孔，形成具有严密渗透性的密闭环境，可抑制水分挥发和营养物质消耗，限制氧气通过鲜品表面速度，减弱鲜品呼吸强度，同时还可抑制病菌及霉菌的侵入和蔓延，起到防腐保鲜作用，从而延长鲜品保存期。是一种既经济且高效的天然食品防腐剂，能有效地防止食品腐败变质、发霉和遭受虫害。甘露聚糖可用于肉类食品的保鲜贮藏。应用时配成0.05%~0.1%的甘露聚糖溶液，以喷雾、浸渍或涂布等方式使其在鲜肉表而形成层薄膜，或者掺入肉制品中，均可显著地延长食品的贮存期限。

由于甘露聚糖本身具有的些特性，如溶解度低，溶胶稳定性差，流动性好等，使其应用受到限制。经过改性叫克服上述缺点，拓宽魔芋的应用范围。如用苯甲酸或没食子酸对魔芋葡甘聚糖改性后，作为肉类食品保鲜剂，可抑制嗜氧性微生物的繁殖，延长肉类的保鲜期。原工艺流程：

魔芋粉(KF)→蒸馏水溶胀→静置5h→稀释→抽滤→旋转蒸发→95%乙醇沉淀→无水乙醇洗涤→风干→纯品KGM。（KGM：魔芋葡甘露聚糖）优点：

提纯的魔芋葡甘露聚糖产率为57%，产品无色、无味，其溶胶保存84h仍均一、透明、无异味，显示产品有较高质量分数。不足：1.体系形成时间较长，不利于连续操作。2.没有形成碱性环境，造成提取过程中产物的不稳定，不利于提取更高纯度的产物。改进的魔芋葡甘露聚糖提取流程魔芋粉（KF）→研磨成超细粉→取一定量置于圆底烧瓶装置加蒸馏水适当振荡至成均匀溶液状→加入适量碱性物质（Na2Co3）使其呈弱碱性→开始加热至煮沸3―5min得到其热溶液→稍冷却后进行抽滤→蒸发浓缩→95%乙醇进行沉淀→过滤→热风干燥→纯品KGM。流程分析：溶解魔芋粉，形成体系。分离其中的不可溶性杂质，得到较为纯净的体系继续提取。对魔芋葡甘露聚糖进行沉淀，去除大部分可溶性杂质。进一步纯化，得到纯净的体系。干燥，去除水分得到我们的最终产物魔芋葡甘露聚糖纯品。

创新之处1.原料研磨成超细粉有利于形成提取体系，缩短时间，提高产物的提取效率。

2.加入碱性物质，使体系处于弱碱性环境可以提高产物的产率和稳定性，并且后续步骤设计了除去少量碱盐的操作。3.魔芋葡甘露聚糖属于多糖类，不溶于高浓度的乙醇的溶液。利用这个特性可以去除体系中的溶于乙醇和水的杂质。这也是选择含有一定水分的乙醇的原因）创新点：1.制成超细粉；2.弱碱性体系；3.易操作；4.提取时间缩短。BeifangUnivesityofNationality

项目所需仪器及药品：仪器：烧杯，抽滤装置：布氏漏斗、真空泵,蒸发器皿，研磨器皿，圆底烧瓶装置，长颈漏斗，滤纸，玻璃棒，电吹风，马弗炉，电子天平等。药品：魔芋粉，乙醇（95%）,乙醇，Na2CO3，蒸馏水。上述仪器和药品基本可由学校实验室保障，原料魔芋粉也容易采购。经费保障：课题中所需支出的项目有：1.主要原料；2.药品；3.仪器。

管理办法：1.遵循节俭的思想，使有限的经费得到充分利用，发挥出尽可能多的效用。2.各项使用情况登记在册。3.定期和指导教师，小组成员汇报经费支出及使用详细情况。4.项目经费主要用于购买实施项目所必须的实验器材、耗材、工具以及相关调研开支等。具体使用和报销标准按学院财务管理相关规定执行。

小组分工：曹祥宇：提取实验及信息搜集，实验方案设计及改进；

褚颖颖：实验方案设计及改进，负责总结实验的结论和报告；

向凡：提取实验及信息搜集，实验方案设计及改进；

严志鹏：实验方案设计及改进，组内信息互通；

小组的每个成员都参与到实验的实施，并且注重个人对实验的观察而提出的想法和问题的整组讨论，这样有利于吸收个人想法和整合集体智慧，从而期望碰撞出精彩的火花。

项目组承诺及预期目标：

在经费使用上遵循节俭的思想，使有限的经费得到充分利用，发挥出尽可能多的效用。定期和指导教师，小组成员汇报经费支出及使用详细情况。在相关支出上首先征询指导教师的意见。认真完成每项实验工作，如实记录实验现象及数据，按照预期目标完成项目的研究工作。预期效果：改进后的提取工艺产率高、简便、经济、耗时短，产品纯度高。完成一份研究报告。BeifangUnivesityofNationality原材料成本市场价格调查魔芋粉的市场报价郑州蓝宇化工有限公司魔芋粉报价