魔芋 （榆杨搜集）

魔芋是天南星科多年生草本植物，在印度、中国、日本等东南亚国家有着悠久的栽培历史。中国是世界上最大的魔芋生产国和出口国。古书记载："魔芋性寒、味平、入药可消肿去毒，主治痈疮、肿毒等症，民间常用于治疗毒蛇咬伤、无名肿痛、疔疮、颈淋巴结核、乳痈、烫伤"等。魔芋葡甘聚糖（Konjac Glucomannan，KGM）是魔芋块茎中所含的储备性多糖，是由葡萄糖和甘露糖以β-1，4糖苷键结合而形成的一种高分子化合物，是一种优异的膳食纤维，具有清理肠道、提高耐糖能力、防止肥胖、改善胆固醇代谢等功能，能阻止人体对糖、脂、胆固醇的过量吸收。由于魔芋葡甘聚糖具有独特的分子特性和优良保健功能，在食品工业中得到广泛应用，已成为重要食品添加剂和保健食品原料。 
   一、 KGM的分子特性
      魔芋葡甘聚糖（KGM）为中性非离子型线形多糖，是由β-D-葡萄糖和β-D-甘露糖按1：1.6或1：1.69摩尔比通过β-1，4糖苷键结合成的直链大分子，在主链甘露糖的C3位上存在着通过β-1，3键结合的支链，每32个糖残基上有3个左右支链，支链很短，只有几个糖残基长度，并且每19个糖残基上有一个乙酰基团。KGM的分子量一般为8.1×105～2.6×106，是一种天然高分子化合物，分子量大，使其粘度也大，水溶液中粘度可达到10000～20000cp。魔芋葡甘聚糖独特的分子结构，与其他多糖化合物相比，物理化学性质特别，有很高的粘度，良好的增稠性、胶凝性、持水性、成膜性、生物相容性、易糊化等，这些性质使之具有很好的应用前景。
   二、 KGM的功能特性
    1、防治糖尿病
      KGM作为一种食物纤维，具有低热量、低脂肪和高纤维的特点，广泛应用于糖尿病的治疗，其作用机理可能是KGM分子量大、粘性大，能延缓葡萄糖吸收，从而减轻胰岛负担，促使糖尿病人处于良性循环状态。刘红等研究糖尿病动物实验表明，KGM明显降低高血糖小鼠血糖，对糖尿病有防治作用，对正常小鼠不起作用；魔芋葡甘聚糖能降低链脲霉素所致糖尿病小鼠的血糖水平，其降糖机制与双胍类药物相似；向明等实验首次发现KGM预防给药可防止链脲霉素诱导的大鼠糖尿病发生，作用持久，其作用机制与其抗氧化作用相关，即对抗STZ所致超氧化物酶减少，过氧化脂质增加，从而保护β细胞免受损伤。
     2、防治肥胖
      魔芋精粉的热值低，是一种低热量的减肥食品。KGM粒子有极强的吸水膨胀性，能增加饱腹感，减轻糖尿病人饥饿的痛苦和减少进食；而且，KGM吸水后体积膨胀，成为具有粘性的纤维素，粘性纤维可减慢食物从胃至小肠的通过，延缓消化和降低单糖吸收，从而使脂肪酸在体内的合成下降，达到减肥效果；KGM能润肠通便，使部分未被吸收的营养物质随粪便排出，起到通便减肥作用。刘红等实验证明，KGM使肥胖小鼠体重明显降低，主要是减少肥胖小鼠体内过多的脂肪，也使肝脏甘油三酯含量下降，而对正常小鼠体重影响较小，说明KGM具有减少体内脂肪堆积的作用。
  3、 抗癌作用
      KGM对预防结肠癌、乳腺癌等有一定的作用。膳食中胆固醇及其细菌降解产物可能是结肠癌发生的致癌剂或协同致癌剂，魔芋葡甘聚糖的摄入影响了中性类固醇的代谢，降低了大肠中致癌物浓度，肠内细菌的代谢产物以及致癌的脱氧胆酸和突变异源物质随纤维迅速排出体外，减少肠黏膜与致癌物的接触，减少因肠道分解代谢的有毒物质的重吸收，达到抗癌作用；KGM还能被肠道微生物利用产生丁酸，而丁酸可抑制肿瘤细胞的增殖，诱导肿瘤细胞向正常细胞转化，并控制致癌基因的表达；另外，KGM为多糖，多糖一般可通过提高机体免疫功能发挥抗癌作用。
   4、 对脂质代谢的作用
      魔芋食品具有明显降血脂效果，能有效防止高血压、动脉硬化和其它心血管疾病，既可降低血胆固醇水平，也可降低甘油三酯水平，起到调节脂质代谢、预防高脂血症的作用。何家庆等研究表明，复方魔芋葡甘聚糖能显著降低大鼠血清总胆固醇的低密度脂蛋白-胆固醇和载脂蛋白B浓度，显著增加高密度脂蛋白-胆固醇和载脂蛋白A1浓度，显著改善TG代谢，调节脂质代谢紊乱，降低血糖水平。
    5、对肠道功能的作用
      人体内不具有葡甘聚糖酶，只能消化葡甘聚糖而不能吸收利用，其消化过程在肠内进行。它可吸收水分，增加粪便容积，能促进肠道内有益微生物（如双歧杆菌）的生长，调节肠道菌群，刺激肠蠕动，有利于排便;而且KGM能促进肠系酶类分泌，提高酶活性，消除肠壁上沉积废物，因而魔芋被称为"胃肠清道夫"。所以，KGM及其制品对预防和治疗便秘有良好的作用。
      三、 KGM在食品工业中的应用
  1、 KGM作为食品添加剂
      由于魔芋葡甘聚糖具有很高的持水性、膨胀性、增稠性、凝胶性、乳化性、悬浮性、粘结性等，性能优于琼脂、卡拉胶、明胶等常用食品胶，作为食品添加剂应用日益广泛。例如，我国著名的果冻布丁生产厂家--深圳喜之郎和东莞徐福记，年需求量已超过1000t。魔芋胶和卡拉胶协同作用可以提高肉糜制品的弹韧性、切片性和口感，它的增稠性和保水性可以防止肉糜制品析水、析油，提高肉糜制品的粘结力，它的乳化性可以提高肉糜制品中肌蛋白和肉糜之间的粘合力；KGM用于冰淇淋的稳定剂，使口感平滑细腻；作为饼干、面包、蛋糕等烘烤食品和面制品添加剂，使产品外观光滑，质地酥脆，产品膨胀度、柔度、保水保鲜性能都比未添加的好，赋予食品更好的色、香、味等；作为酒类和饮料的澄清剂；作为啤酒泡沫稳定剂，使气泡细小均匀。
  2、 KGM作为食品保鲜剂
      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活性成分。果蔬经魔芋葡甘聚糖涂膜后，在表面形成一层无色透明的半透膜，能有效地阻止O2进人果实内部，减缓由果蔬呼吸作用产生的CO2向外扩散，有效地抑制果蔬的生理呼吸，减缓营养物质的损耗；并能有效地减少外源微生物的侵染，从而减少果蔬的腐烂。并且，魔芋葡甘聚糖涂膜是一种天然的可食性保鲜膜，不会对果蔬造成污染，涂膜表层也容易清洗。
      张忠良等研究了KGM对板栗的保鲜效果，将魔芋葡甘聚糖溶于水后，用其浸泡板栗，晾干后可在板栗表面形成一层膜状物质，该物质能有效地防止栗果表面水分的蒸腾，阻止病原菌的交叉感染，从而抑制板栗的呼吸强度、降低水分消耗、防止或减少栗果的霉变，保持了栗果原有的风味，达到保鲜效果。魔芋葡甘聚糖与壳聚糖等其它保鲜剂相互作用，可以得到保鲜效果更好的复合膜。
      陈绍军等研究了魔芋葡甘聚糖复合膜对龙眼的保鲜效果，与单独采用魔芋葡甘聚糖涂膜相比，复合涂膜能在龙眼果皮的外果皮形成一层白色的涂膜，能渗透到龙眼果皮的微管束中，并能有效封住外果皮上的微裂孔和皮孔；复合涂膜使水蒸气透过率降低，可以有效地减少龙眼贮藏期间的水分损失，延长保鲜期；最佳的复合涂膜保鲜剂配方为：魔芋葡甘聚糖浓度为0.2％，壳聚糖为0.2％，蔗糖脂肪酸脂为0.15％，其中含一定量的乳化剂和杀菌剂。采用该组配方涂膜能有效增加龙眼贮藏期间的好果率，在常温下贮藏7d，好果率为82％。
      张露等研究发现，由魔芋葡甘聚糖与大豆分离蛋白、分子蒸馏单甘酯、硬脂酸复配，涂膜迷你黄瓜，通过对贮藏期间迷你黄瓜的失重率、呼吸强度变化的测定和分析可以看出，由此制成的复合膜对迷你黄瓜有明显的保鲜作用。
  3 、KGM作为保健功能食品
      魔芋食品是国际上公认的高膳食纤维保健食品，日本是魔芋食品的最大消费国，除日本国内成片种植外，还从中国大量进口魔芋精粉及魔芋微粉，以补其不足。现代营养学研究证明，魔芋精粉中除了含有主要成分KGM外，还含有丰富的矿物质元素、维生素和人体必需的多种氨基酸。KGM的口感优于不溶性膳食纤维，而且能调节人体的生理代谢功能，具有防治糖尿病、防治肥胖、抗癌、调节脂质代谢和肠道功能等多种保健功能。魔芋葡甘聚糖作为一种优质的膳食纤维在保健食品领域越来越受到重视。人体每天摄入魔芋精粉量达5g，就能保证膳食纤维的特有功效。因此，魔芋系列保健食品在市场有很大的需求量，加工魔芋食品是农民致富的途径之一。目前市场上魔芋保健食品主要有以下几种：魔芋保健面条、魔芋豆腐、魔芋筋、魔芋酒、魔芋黄豆粉条、魔芋饮料、魔芋速食布丁等，开发的魔芋仿生食品有仿生牛肉、仿生海产品、魔芋仿生鱿鱼、仿生果肉等。 
  4、 KGM的应用前景
      魔芋葡甘聚糖在食品、医药、化工等领域有广泛的应用前景。在食品领域，添加在食品中可以增加风味和改善口感，并具有多种保健功能，还可延长保质期，可制成可食性包装膜、保鲜膜等可降解膜；在医药领域可以制成具有特殊功能的药品，如改善肠道环境、降低血糖脂，减肥防癌等，还可作为药物控释载体材料；在化工领域可以制成生物膜材料、环保涂料，以及黏合剂、缓释剂、污水处理剂等。
      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10000t。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、微粉的需求日益增加，以魔芋为原料的食品及食品添加剂逐步取代了传统的卡拉胶、琼脂和昂贵的海藻提取物等。国际市场需求大部分靠中国来满足，这对于中国魔芋产业来说，提供了极好的发展前景。但目前我国魔芋市场的现状是，重视魔芋精粉出口带来的经济效益而轻视魔芋产品的深度开发，对魔芋高附加值产品的开发很少。我国对魔芋葡甘聚糖的研究工作已有十多年，基础和应用研究工作的诸多方面还需加强，特别是对魔芋产品深加工研究不够。我国魔芋资源丰富，已发现95种，其中13种为我国特有，在魔芋资源的综合利用上开展广泛的研究，将魔芋中的生物碱、蛋白质、淀粉等副产品都加以利用，不断提高魔芋的附加值，魔芋产业将会有更广阔的开发前景