魔芋葡甘聚糖的应用01

魔芋葡甘聚糖的改性与应用班级：资科1201制作人：10号侯炜钰11号蒋鹏12号蒋屹松魔芋葡甘聚糖的来源1魔芋葡甘聚糖的改性2魔芋葡甘聚糖的应用3魔芋葡甘聚糖的前景展望4

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。

魔芋属天南星科多年生亚热带草本植物，在我国西南部地区和中西部地区有着悠久的种植历史。

魔芋葡甘聚糖的主要来源是魔芋的块茎，其含量约为44%～64%，另一类是淀粉和其他多糖。。魔芋的地下块茎主要成分为魔芋的葡甘露聚糖（KGM）魔芋花魔芋树魔芋的块茎魔芋精粉魔芋葡甘聚糖的改性

由于魔芋葡甘聚糖（KGM）本身的一些特性，如溶解度较低，溶胶稳定性差，流动性不好等，使其应用受到限制，为提高KGM的性能，近年来人们采用生物手段，物理手段以及化学手段对其进行了改性。魔芋葡甘聚糖的物理改性主要用于KGM的提纯和共混，用机械共混的方法使KGM与其他组分进行物理共混，可增强KGM的凝胶性能。如KGM在搅拌作用下加入大豆蛋白后进行热处理，使蛋白变性。KGM与大豆蛋白通过盐键和疏水作用形成凝胶；在机械作用及溶剂的分散作用下，KGM与壳聚糖，卡拉胶，黄原胶等复配产物成膜性好，凝胶性强。这种复配后的优良凝胶性能和成膜性能广泛应用于食品和医疗行业魔芋葡甘聚糖的生物改性KGM的生物改性主要是酶法改性，通过多糖酶的作用。是长链的KGM水解成短的KGM分子链，从而使KGM的空间结构发生相应的改变。改变KGM溶液的流变学性质。KGM的选择性降解物具有更为特殊的理化性质和功能。KGM水解所得低聚糖能促进双歧杆菌增殖，可作为保健食品甚至药品使用；不同摩尔质量的KGM水解物与其他天然高分子协同作用，可制成特殊功能的凝胶。当制备不同摩尔质量的KGM时，酶促降解提供了一种高效，环保且操作条件温和的方法，已成为当前国内外研究的热点。魔芋葡甘聚糖的化学改性KGM分子中含有乙酰基和大量的羟基。可以方便的对其进行脱乙酰基，酯化，氧化，接枝等化学处理。KGM的化学改性脱乙酰基改性酯化改性氧化改性接枝共聚改性KGM的脱乙酰基改性KGM在碱性条件下，脱掉乙酰基团，糖链上的羟基形成分子间和分子内的氢键而产生结晶作用，以这些结晶为结节点形成凝胶。KGM经凝胶化处理可制成固定化载体，用于凝胶色谱固定添加剂，柱分离的组分等，在医学，食品中有广泛的应用KGM的酯化改性将KGM与酸或者酸酐在一定的反应条件下反应，即可生成相应的酯化产物。经过酯化的KGM耐剪切、酸碱的性能显著提高，特别是乙酰化KGM，其具有良好的黏度稳定性、高的胶液透明度、很好的黏附纱线特性及高的抗张强度和柔韧性。KGM的氧化改性氧化魔芋葡甘聚糖（OKGM）与KGM相比，颜色洁白，糊液黏度低且稳定性、透明性和成膜性好。氧化原理为KGM经氧化作用而引起解聚，产生低黏度分散体，并引用羟基和羧基，使其糊液黏度稳定性增加。可广泛应用于涂料、印刷糊料、造纸工业等。KGM的接枝共聚改性KGM分子链上含有大量的羟基，其伯羟基、仲羟基等处皆可以成为接枝点，可方便地与丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等单体进行接枝共聚反应，形成接枝共聚KGM,不同的接枝单体、接枝率可以制得性能不同的产物，一般分为吸水性接枝共聚物、热塑性高分子接枝共聚物。吸水性接枝共聚物可用于医疗卫生用品、有机溶剂的脱水剂等；热塑性高分子接枝共聚物可以用于一次性餐具等。魔芋葡甘聚糖的应用1）在保健品行业中的应用1.防治心血管疾病高血清胆固醇和高脂是心血管疾病的诱发因子，魔芋葡甘聚糖可有效降低血清胆固醇水平和血脂水平，预防和治疗心血管疾病。魔芋葡甘聚糖能在消化道内与胆固醇、胆酸结合．增加它们从粪便中的排出量，减少胆固醇的吸收；而魔芋葡甘聚糖与胆酸的结合加快了胆固醇向胆酸的转化．从而降低血清胆固醇水平。2.防治肥胖症魔芋葡甘聚糖不能被肠道内的消化酶水解，只能被大肠内的微生物作为碳源利用，属于低热量食品；魔芋葡甘聚糖吸水性很强，吸水后体积膨胀，产生一种饱腹感，从而在一定程度上起到控制饮食的作用；魔芋葡甘聚糖具有润肠通便的作用，使部分未被吸收的营养物质随粪便排出，起到通便减肥的作用。食用魔芋精粉后受试者血糖的变化生化指标例数（前中后）试验前试验中试验后空腹血糖（mg%)72/71/61159.53±36.12140.48±28.41139.52±35.82餐后血糖（mg%)72/71/61275.72±80.32236.90±59.74227.67±59.10糖化血红蛋白（nmol果糖/10mgHb)71/40/2791.68±21.7682.85±19.8277.93±17.833.防治糖尿病魔芋葡甘聚糖可以增加饱腹感，减少食物摄人量，从而降低血糖水平；作为膳食纤维，魔芋葡甘聚糖可以改善末梢组织对胰岛素的感受性，降低对胰岛索的需要，从而调节糖尿病患者的血糖水平。此外。魔芋葡甘聚糖分子量高，吸水后粘性大，能延缓葡萄糖的吸收，减轻胰岛的负担，促使糖尿病人处于良性循环状态。2)在食品行业中的应用1.在保健食品中的应用作为保健食品．魔芋在中国和日本已有着悠久的食用历史。传统的魔芋食品有片状魔芋、丝状魔芋、魔芋豆腐、魔芋糕等。魔芋葡甘聚糖既是水溶性多糖，叉含有丰富的B一1，3糖甘支链，属于优质水溶性膳食纤维，素有“净胃斋食”的美名。2.在仿生食品中的应用仿生食品是食品行业的一个新品种。近年来，世界各国为了满足消费者的需要，竞相开发出许多不同类型的营养丰富、食用方便、物美价廉的“人造食品”。这类食品风味独特，食用方便，有利于健康。魔芋葡甘聚糖脱除乙酰基后可形成稳定的、热不可逆的网状结构，是加工仿生食品的良好基料。仿生食品：魔芋蔬菜片、魔芋三文鱼片、魔芋墨鱼片、魔芋香辣魔芋仿生食品：魔芋豆腐——洁白鲜嫩，色香味形俱佳；魔芋面条——不浑汤，不断节：魔芋蛋糕——口感细软，体积明显增大，存放一星期无霉变迹象；魔芋面包——松软可口、组织细腻，弹性好：魔芋果冻——口感柔软，易于熔化，能发出诱人的香味；魔芋软糖——透明性好，富有弹性，耐嚼…………3.在食品保鲜中的应用魔芋葡甘聚糖易形成膜，该膜对02、CO2、C2H2具有一定的选择渗透作用，可防止水分蒸发，降低果蔬的呼吸强度，减少营养物质的损耗。而且具有抑制病菌和霉菌的功能，因而可广泛地应用于食品保鲜。4.作为食品添加剂的应用魔芋葡甘聚糖是我国目前发现的功能性较齐全的全天然水溶性食用胶类．可用作增稠剂、乳化剂、胶凝剂、悬浮剂、保水剂等。而且魔芋葡甘聚糖是一种非离子型水溶性高分子多糖，和绝大多数离子型食用胶类都有共溶性和增效性．这使得它在食品添加剂领域得到广泛应用。美味可口的魔芋果冻具体来说可分为一些小类：（一）在肉制品如火腿肠、午餐肉、鸡丸、鱼丸中添加，起到粘结、爽口和增加体积的作用。（二）在乳制品如果奶、发酵酸奶、勾兑酸奶、炼乳、摇摇奶、AD钙奶、直酸凝乳型酸奶等产品中起到稳定剂作用。（三）在豆制品如特种豆腐、豆花、豆奶、果味豆奶、果蔬汁豆奶等中起到稳定剂的优良作用并延长保存期，易拉罐装12个月内不油析、不凝聚、不漂浮、不沉淀。（四）在饮料如杏仁奶、椰奶、花生奶、核桃奶、粒粒橙、果汁、果茶、各种固体饮料及八宝粥等中起到增稠持水和稳定剂作用，延长保持期。（五）在冷食如冰淇淋、雪糕、冰棍、冰霜、冰片、两吃冰、咬嚼冰等中起到优良稳定剂作用，防止产生冰晶。（六）在糖果如各种软糖、牛皮糖、水晶糖等中起到凝胶和增进口感的作用。（七）薄膜制品如可食性包装材料，纸质食品、拉拉宽食品、拉拉长食品等是利用魔芋葡甘聚糖的成膜性而制成。（八）在面条、卦面、方便面、粉皮、粉条、沙河粉、米粉、粉皮、面片、馒头、包子、饺子、面包、蛋糕、蛋奶酥、曲奇饼及其它糕点中起到粘结、保水、增加筋力、保持品质的优良作用。

3）魔芋葡甘聚糖在环保领域中的应用

在环保领域中，利用成膜性制成食用膜、保鲜膜、降解膜和及包装材料，为减少白色污染开辟新的材料;利用KGM的粘附性、黏结性及生物可降解、无污染等优点制成环保胶黏剂剂和环保型涂料;利用凝胶的缓释作用制成废水处理剂、防尘剂;经过羧甲基化改性制成金属离子吸附剂。此外，还可以利其成膜性、抗菌性、吸附性，制成种子包衣剂，提高种子发芽率和抗病性，制成肥料缓释剂，使肥料在一段时间内慢慢释放，提高肥料的有效利用率，减少了肥料的流失。利用高膨胀性，制成填充剂，应用于石油钻探中，可提高钻探效率，降低石油开采成本。

4）魔芋葡甘聚糖在化工领域中的应用

近年来,通过化学改性,在一定程度上提高了葡甘聚糖水溶胶的黏度、稳定性和抗菌性能,但稳定性仍不够理想,尤其是在酸性、高温和冷冻条件下稳定性极差。针对天然KGM溶胶的上述缺陷,本文探讨焦磷酸钠与魔芋葡甘聚糖的酯化交联反应,用正交试验法确定其反应的最佳条件,并研究改性溶胶及改性膜的性能。另据唐汝培、杜予民、樊李红等人在《高分子材料科学与工程》上的文献报道，魔芋葡甘聚糖可与羧甲基淀粉共混，制作可降解的食品包装材料。此外魔芋葡甘聚糖水凝胶还可用于尿素缓释包裹、作为润湿剂对烟草等物资起到保湿作用，其化学衍生物，还可作为杀菌剂使用。

魔芋葡甘聚糖的广阔应用前景

魔芋葡甘聚糖在食品、医药、化工等领域有广泛的应用前景。近几年来GPC凝胶色谱柱、制备型高效液相、红外光谱、质谱、核磁共振、X-射线晶体衍射、分子动力学模拟计算技术、分子对接等现代最新技术和分离、分析手段，为获得低分子质量魔芋葡甘聚糖片段，探讨其构效关系的研究提供可能，尤其计算机分子对接技术筛选多糖药物的成分及其靶点，为糖的活性研究提供了方向。

我国每年通过各种渠道出口日本、欧美、韩国以及台湾地区的魔芋产品超过1万吨。特别是近年来，市场对健康食品的需求与日俱增，欧美对魔芋产品的兴趣较大，特别是对高档次的魔芋精粉、微粉的需求日益增