魔芋葡甘聚糖的應用01

魔芋葡甘聚糖的改性與應用班級：資科1201制作人：10號侯煒鈺11號蔣鵬12號蔣屹松魔芋葡甘聚糖的來源1魔芋葡甘聚糖的改性2魔芋葡甘聚糖的應用3魔芋葡甘聚糖的前景展望4

魔芋是一種什么樣的植物

魔芋是一種多年生草木植物。地下塊莖為扁球形，個大，葉柄粗壯，圓柱形，淡綠色，有暗紫色斑，掌狀復葉，生長在疏林下。魔芋地下塊莖扁圓形，宛如大個兒荸薺，直徑可達25厘米以上，營養(yǎng)十分豐富魔芋，含淀粉35%，蛋白質3%，以及多種維生素和鉀、磷、硒等礦物質元素，還含有人類所需要的魔芋多糖，即葡萄甘露聚糖達45%以上。

魔芋屬天南星科多年生亞熱帶草本植物，在我國西南部地區(qū)和中西部地區(qū)有著悠久的種植歷史。

魔芋葡甘聚糖的主要來源是魔芋的塊莖，其含量約為44%～64%，另一類是淀粉和其他多糖。。魔芋的地下塊莖主要成分為魔芋的葡甘露聚糖（KGM）魔芋花魔芋樹魔芋的塊莖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，如溶解度較低，溶膠穩(wěn)定性差，流動性不好等，使其應用受到限制，為提高KGM的性能，近年來人們采用生物手段，物理手段以及化學手段對其進行了改性。魔芋葡甘聚糖的物理改性主要用于KGM的提純和共混，用機械共混的方法使KGM與其他組分進行物理共混，可增強KGM的凝膠性能。如KGM在攪拌作用下加入大豆蛋白后進行熱處理，使蛋白變性。KGM與大豆蛋白通過鹽鍵和疏水作用形成凝膠；在機械作用及溶劑的分散作用下，KGM與殼聚糖，卡拉膠，黃原膠等復配產物成膜性好，凝膠性強。這種復配后的優(yōu)良凝膠性能和成膜性能廣泛應用于食品和醫(yī)療行業(yè)魔芋葡甘聚糖的生物改性KGM的生物改性主要是酶法改性，通過多糖酶的作用。是長鏈的KGM水解成短的KGM分子鏈，從而使KGM的空間結構發(fā)生相應的改變。改變KGM溶液的流變學性質。KGM的選擇性降解物具有更為特殊的理化性質和功能。KGM水解所得低聚糖能促進雙歧桿菌增殖，可作為保健食品甚至藥品使用；不同摩爾質量的KGM水解物與其他天然高分子協(xié)同作用，可制成特殊功能的凝膠。當制備不同摩爾質量的KGM時，酶促降解提供了一種高效，環(huán)保且操作條件溫和的方法，已成為當前國內外研究的熱點。魔芋葡甘聚糖的化學改性KGM分子中含有乙?；痛罅康牧u基。可以方便的對其進行脫乙?；?，酯化，氧化，接枝等化學處理。KGM的化學改性脫乙?；男怎セ男匝趸男越又簿鄹男訩GM的脫乙?；男訩GM在堿性條件下，脫掉乙?；鶊F，糖鏈上的羥基形成分子間和分子內的氫鍵而產生結晶作用，以這些結晶為結節(jié)點形成凝膠。KGM經(jīng)凝膠化處理可制成固定化載體，用于凝膠色譜固定添加劑，柱分離的組分等，在醫(yī)學，食品中有廣泛的應用KGM的酯化改性將KGM與酸或者酸酐在一定的反應條件下反應，即可生成相應的酯化產物。經(jīng)過酯化的KGM耐剪切、酸堿的性能顯著提高，特別是乙酰化KGM，其具有良好的黏度穩(wěn)定性、高的膠液透明度、很好的黏附紗線特性及高的抗張強度和柔韌性。KGM的氧化改性氧化魔芋葡甘聚糖（OKGM）與KGM相比，顏色潔白，糊液黏度低且穩(wěn)定性、透明性和成膜性好。氧化原理為KGM經(jīng)氧化作用而引起解聚，產生低黏度分散體，并引用羥基和羧基，使其糊液黏度穩(wěn)定性增加。可廣泛應用于涂料、印刷糊料、造紙工業(yè)等。KGM的接枝共聚改性KGM分子鏈上含有大量的羥基，其伯羥基、仲羥基等處皆可以成為接枝點，可方便地與丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等單體進行接枝共聚反應，形成接枝共聚KGM,不同的接枝單體、接枝率可以制得性能不同的產物，一般分為吸水性接枝共聚物、熱塑性高分子接枝共聚物。吸水性接枝共聚物可用于醫(yī)療衛(wèi)生用品、有機溶劑的脫水劑等；熱塑性高分子接枝共聚物可以用于一次性餐具等。魔芋葡甘聚糖的應用1）在保健品行業(yè)中的應用1.防治心血管疾病高血清膽固醇和高脂是心血管疾病的誘發(fā)因子，魔芋葡甘聚糖可有效降低血清膽固醇水平和血脂水平，預防和治療心血管疾病。魔芋葡甘聚糖能在消化道內與膽固醇、膽酸結合．增加它們從糞便中的排出量，減少膽固醇的吸收；而魔芋葡甘聚糖與膽酸的結合加快了膽固醇向膽酸的轉化．從而降低血清膽固醇水平。2.防治肥胖癥魔芋葡甘聚糖不能被腸道內的消化酶水解，只能被大腸內的微生物作為碳源利用，屬于低熱量食品；魔芋葡甘聚糖吸水性很強，吸水后體積膨脹，產生一種飽腹感，從而在一定程度上起到控制飲食的作用；魔芋葡甘聚糖具有潤腸通便的作用，使部分未被吸收的營養(yǎng)物質隨糞便排出，起到通便減肥的作用。食用魔芋精粉后受試者血糖的變化生化指標例數(shù)（前中后）試驗前試驗中試驗后空腹血糖（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糖化血紅蛋白（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飽腹感，減少食物攝人量，從而降低血糖水平；作為膳食纖維，魔芋葡甘聚糖可以改善末梢組織對胰島素的感受性，降低對胰島索的需要，從而調節(jié)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，能延緩葡萄糖的吸收，減輕胰島的負擔，促使糖尿病人處于良性循環(huán)狀態(tài)。2)在食品行業(yè)中的應用1.在保健食品中的應用作為保健食品．魔芋在中國和日本已有著悠久的食用歷史。傳統(tǒng)的魔芋食品有片狀魔芋、絲狀魔芋、魔芋豆腐、魔芋糕等。魔芋葡甘聚糖既是水溶性多糖，叉含有豐富的B一1，3糖甘支鏈，屬于優(yōu)質水溶性膳食纖維，素有“凈胃齋食”的美名。2.在仿生食品中的應用仿生食品是食品行業(yè)的一個新品種。近年來，世界各國為了滿足消費者的需要，競相開發(fā)出許多不同類型的營養(yǎng)豐富、食用方便、物美價廉的“人造食品”。這類食品風味獨特，食用方便，有利于健康。魔芋葡甘聚糖脫除乙酰基后可形成穩(wěn)定的、熱不可逆的網(wǎng)狀結構，是加工仿生食品的良好基料。仿生食品：魔芋蔬菜片、魔芋三文魚片、魔芋墨魚片、魔芋香辣魔芋仿生食品：魔芋豆腐——潔白鮮嫩，色香味形俱佳；魔芋面條——不渾湯，不斷節(jié)：魔芋蛋糕——口感細軟，體積明顯增大，存放一星期無霉變跡象；魔芋面包——松軟可口、組織細膩，彈性好：魔芋果凍——口感柔軟，易于熔化，能發(fā)出誘人的香味；魔芋軟糖——透明性好，富有彈性，耐嚼…………3.在食品保鮮中的應用魔芋葡甘聚糖易形成膜，該膜對02、CO2、C2H2具有一定的選擇滲透作用，可防止水分蒸發(fā)，降低果蔬的呼吸強度，減少營養(yǎng)物質的損耗。而且具有抑制病菌和霉菌的功能，因而可廣泛地應用于食品保鮮。4.作為食品添加劑的應用魔芋葡甘聚糖是我國目前發(fā)現(xiàn)的功能性較齊全的全天然水溶性食用膠類．可用作增稠劑、乳化劑、膠凝劑、懸浮劑、保水劑等。而且魔芋葡甘聚糖是一種非離子型水溶性高分子多糖，和絕大多數(shù)離子型食用膠類都有共溶性和增效性．這使得它在食品添加劑領域得到廣泛應用。美味可口的魔芋果凍具體來說可分為一些小類：（一）在肉制品如火腿腸、午餐肉、雞丸、魚丸中添加，起到粘結、爽口和增加體積的作用。（二）在乳制品如果奶、發(fā)酵酸奶、勾兌酸奶、煉乳、搖搖奶、AD鈣奶、直酸凝乳型酸奶等產品中起到穩(wěn)定劑作用。（三）在豆制品如特種豆腐、豆花、豆奶、果味豆奶、果蔬汁豆奶等中起到穩(wěn)定劑的優(yōu)良作用并延長保存期，易拉罐裝12個月內不油析、不凝聚、不漂浮、不沉淀。（四）在飲料如杏仁奶、椰奶、花生奶、核桃奶、粒粒橙、果汁、果茶、各種固體飲料及八寶粥等中起到增稠持水和穩(wěn)定劑作用，延長保持期。（五）在冷食如冰淇淋、雪糕、冰棍、冰霜、冰片、兩吃冰、咬嚼冰等中起到優(yōu)良穩(wěn)定劑作用，防止產生冰晶。（六）在糖果如各種軟糖、牛皮糖、水晶糖等中起到凝膠和增進口感的作用。（七）薄膜制品如可食性包裝材料，紙質食品、拉拉寬食品、拉拉長食品等是利用魔芋葡甘聚糖的成膜性而制成。（八）在面條、卦面、方便面、粉皮、粉條、沙河粉、米粉、粉皮、面片、饅頭、包子、餃子、面包、蛋糕、蛋奶酥、曲奇餅及其它糕點中起到粘結、保水、增加筋力、保持品質的優(yōu)良作用。

3）魔芋葡甘聚糖在環(huán)保領域中的應用

在環(huán)保領域中，利用成膜性制成食用膜、保鮮膜、降解膜和及包裝材料，為減少白色污染開辟新的材料;利用KGM的粘附性、黏結性及生物可降解、無污染等優(yōu)點制成環(huán)保膠黏劑劑和環(huán)保型涂料;利用凝膠的緩釋作用制成廢水處理劑、防塵劑;經(jīng)過羧甲基化改性制成金屬離子吸附劑。此外，還可以利其成膜性、抗菌性、吸附性，制成種子包衣劑，提高種子發(fā)芽率和抗病性，制成肥料緩釋劑，使肥料在一段時間內慢慢釋放，提高肥料的有效利用率，減少了肥料的流失。利用高膨脹性，制成填充劑，應用于石油鉆探中，可提高鉆探效率，降低石油開采成本。

4）魔芋葡甘聚糖在化工領域中的應用

近年來,通過化學改性,在一定程度上提高了葡甘聚糖水溶膠的黏度、穩(wěn)定性和抗菌性能,但穩(wěn)定性仍不夠理想,尤其是在酸性、高溫和冷凍條件下穩(wěn)定性極差。針對天然KGM溶膠的上述缺陷,本文探討焦磷酸鈉與魔芋葡甘聚糖的酯化交聯(lián)反應,用正交試驗法確定其反應的最佳條件,并研究改性溶膠及改性膜的性能。另據(jù)唐汝培、杜予民、樊李紅等人在《高分子材料科學與工程》上的文獻報道，魔芋葡甘聚糖可與羧甲基淀粉共混，制作可降解的食品包裝材料。此外魔芋葡甘聚糖水凝膠還可用于尿素緩釋包裹、作為潤濕劑對煙草等物資起到保濕作用，其化學衍生物，還可作為殺菌劑使用。

魔芋葡甘聚糖的廣闊應用前景

魔芋葡甘聚糖在食品、醫(yī)藥、化工等領域有廣泛的應用前景。近幾年來GPC凝膠色譜柱、制備型高效液相、紅外光譜、質譜、核磁共振、X-射線晶體衍射、分子動力學模擬計算技術、分子對接等現(xiàn)代最新技術和分離、分析手段，為獲得低分子質量魔芋葡甘聚糖片段，探討其構效關系的研究提供可能，尤其計算機分子對接技術篩選多糖藥物的成分及其靶點，為糖的活性研究提供了方向。

我國每年通過各種渠道出口日本、歐美、韓國以及臺灣地區(qū)的魔芋產品超過1萬噸。特別是近年來，市場對健康食品的需求與日俱增，歐美對魔芋產品的興趣較大，特別是對高檔次的魔芋精粉、微粉的需求日益增