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1、葡甘露聚糖,概述 应用 发展现状,概述,葡甘露聚糖综述 葡甘露聚糖是一种由摩尔比为1:1.61.7的葡萄糖和甘露糖主要通过-1,4糖苷键聚合而成的高分子量的天然植物中性多糖，它还是一种优良的水溶性膳食纤维。平均分子量为20万200万，属食用半纤维素， 具有独特的理化性质。葡甘聚糖易吸水形成溶胶，它主要来源于魔芋的块茎中，又称为魔芋多糖，简称KGM。它具有良好的吸水性，成膜性，溶胀性，可塑性，增稠性，保水性等多种理化、生物特性。,葡甘露聚糖综述,葡甘露聚糖具有很高的食用价值和药用价值，对人体有多种疗效和保健作用，毒副作用小，对营养不平衡有重要的调节作用，如预防便秘、降血脂、降血糖、减肥、抗癌等，
2、并且对Ca、Fe、Zn、Cu等微量元素的吸收没有影响。因此，葡甘露聚糖是一种很值得深度开发的多糖。,魔芋的简介,魔芋，又名鬼芋，花杆莲、蛇头子、天南星等，俗称灰菜，是天南星科魔芋属的多年生草本植物。含有葡甘露聚糖、蛋白质、淀粉、粗纤维、多种氨基酸以及多种矿物质等物质，是我国传统食品及医药资源。由于魔芋具有独特的理化性质，已被广泛应用于医药、石油、化工、地质、农业、环保、食品等众多领域。,魔芋的简介,魔芋原产于印度、日本和中国等东南亚国家。在我国，种植地遍及四川、云南、贵州、广西、福建、浙江、江苏、湖南、湖北和上海等省、直辖市和自治区，在海拔10002000m的地区均能良好生长，因此我国有着丰富
3、的魔芋资源。 魔芋属半荫性植物，要求温热、湿润和半荫蔽的生态环境，其适应性广，从热带雨林到温、凉地带山区均能种植，生长期为160200d。,魔芋的简介,魔芋的食用历史悠久，在中国西晋文学家左思著的蜀都赋中已有记载。之后魔芋从中国传到日本，迄今仍是日本民间最喜食的风雅食品。魔芋食品不仅味美，而且有治病、健身的功效，被誉为健康食品。 我国和日本是世界上两大魔芋主产国。虽然日本的魔芋是从中国传过去的，但自20世纪60年代以来，日本政府对魔芋的科技研究和产业化发展给予了大力支持，所以目前日本是国际上研究利用魔芋最高的国家，并已经形成其一项朝阳产业。,葡甘露聚糖的结构,魔芋葡甘聚糖于20世纪末在日本发现
4、，是由分子比 1：1.51.6(花魔芋 A.konjac)或 1：1.69(白魔芋 A.albus)的葡萄糖和甘露糖残基通过-1,4 糖苷键聚合而成，每32个糖残基上有3个左右的支链，支链只有几个残基的长度，并且大约每 19个糖残基上有1个以酯键结合的乙酰基，其单体分子中位上的C2、C3、C6位上的-OH，均具有较强的反应活性。,葡甘露聚糖的性状,葡甘露聚糖为白色或奶油至淡棕黄色粉末。可分散于pH值为4.07.0的热水或冷水中并形成高粘度溶液。加热和机械搅拌可提高溶解度。如在溶液中加中等量的碱，可形成即使强烈加热也不熔融的热稳定凝胶。基本无臭无味。其水溶液有很强的拖尾现象，稠度很高。对纤维物质
5、有一定分解能力。主要成分为多糖。,葡甘露聚糖的物化性质,KGM是一种非离子型水溶性高分子多糖，为亲水性聚合物，易溶于水，但不溶于甲醇、乙醇、乙醚等有机溶剂，吸水力可达自身重量的80120倍。葡甘露聚糖易吸水形成溶胶，大于1%的精粉溶液呈胶冻状或半胶冻状态；小于0.5%的精粉溶液才呈葡甘聚糖溶解完全的稀溶液。,葡甘露聚糖的物化性质,魔芋葡甘露聚糖有独特的凝胶性能。单独的KGM不能形成凝胶，在酸性(pH值4)条件下，容易发生水解；在弱酸性或中性条件下稳定；在碱性(pH值1012)条件下，加热后呈可逆的凝胶状态，即在低温(12)条件下，加热后呈不可逆的凝固态，葡甘聚糖分子相联结形成立体网状结构。魔芋
6、葡甘聚糖分子量大、水合能力强和不带电荷等特性决定了它优良的增稠性质。,应用,现代营养学研究表明，KGM作为一种优质的膳食纤维，具有多种生理功能，在保健食品领域越来越受到重视。魔芋中含有丰富的葡甘露聚糖，能有效刺激肠壁，保持肠道清爽，食用后在人的胃内不易被分解消化，且能促进肠系酶类的分泌与活化，具有清理肠道、防止肥胖、提高耐糖能力、改善胆固醇代谢、调节血糖及抗癌等药理活性。因此，加入KGM到食品中，可制成调节肠胃、降血糖和血脂、减肥、抗癌等功能性食品。,葡甘露聚糖在食品中的应用,作为食品添加剂 KGM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
7、等。KGM是一种非离子型水溶性多糖，能和大多数离子型食用胶类共溶、增效，因此在食品添加剂中得到广泛应用。如可以用于乳制品、豆制品中的稳定剂；固体饮料中的增稠剂、凝胶剂等。,作为食品添加剂,利用魔芋精粉的粘接性和胶凝性，可用作面条面包蛋糕等食品的品质改良剂。其葡甘聚糖的分子网络起到了面筋的作用， 可改善面团质量， 并增加面条的韧性、 弹性和光滑性， 煮后也不易粘连。 1997年美国食品与药品管理局(FDA)批准了KGM作为食品添加剂，欧盟也在1998年批准KGM用于食品，KGM作为食品添加剂得以广泛的应用。,KGM在食品保鲜中的应用,葡甘露聚糖溶于水形成水溶胶，在浓度为0.4%时就可形成膜。利用
8、葡甘露聚糖凝胶性好的特点，可喷洒在果蔬表面，有明显的保鲜作用。这是因为在果蔬表面形成了一层均匀透明、通透性好的膜，既可防止水份蒸发，降低病菌感染，又可抑制果蔬的气体交换，降低呼吸强度，从而减少营养物质的损耗，并且保持果蔬原有的风味，因此广泛应用于食品保鲜。,KGM在食品保鲜中的应用,此外，它是一种既经济又高效无毒的天然保鲜剂，能有效地防止水果、蔬菜及水产品腐败、变质，抑制果蔬褐变和失水，保持食品原有品质，延长储藏期和货架期。 近些年来，有人对切分的果块采用葡甘露聚糖溶液进行浸泡晾干成膜，又有人在葡甘露聚糖中加入某些添加剂等物质对其进行物理或化学改性，制成可食用膜，改变了膜的柔韧性，透气性和透明
9、度，改善了膜的性能，提高保鲜的效果。,葡甘露聚糖在医药中的应用,魔芋的药用价值，在宋代本草图经已有“主消渴”、“治头肿风毒”的记载，明代大医学家李时珍著的本草纲目和现代出版的中药大词典亦有：魔芋块茎入药有解毒消肿、化疼散结、行淤等功效。常用作治疗咳嗽、疝气、乳痛、积滞、闭经、跌打损伤、烧伤。,葡甘露聚糖在减肥中的应用,其减肥机理可能是：葡甘露聚糖良好的吸水性，使其吸水膨胀，成为具有粘性的纤维素。粘性纤维减慢食物从胃到小肠的通过，延缓消化和吸收营养物质，降低了单糖的吸收，从而使脂肪酸在体内的合成也下降。另外，葡甘露聚糖吸水膨胀后产生饱腹感，在一定程度上抑制了饮食的欲望。葡甘露聚糖还具有润肠通便的
10、作用，使部分未被吸收的营养物质随粪便排出，从而起到减肥的作用。,葡甘露聚糖对糖尿病的作用,研究表明葡甘露聚糖有降低血糖、改善症状、控制病情的效果。KGM可以增加饱腹感，减少食物的摄入，进而降低血糖水平；KGM分子量高，吸水后粘性大，能延缓葡糖糖的吸收，减轻胰岛的负担，进而促使糖尿病人处于良性循环状态。刘红等学者通过建立小鼠四氧嘧啶糖尿动物模型，观察KGM对小鼠血糖的影响，结果表明KGM对四氧嘧啶糖尿小鼠血糖具有防治作用。,KGM对胆固醇，血脂的作用,KGM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，通过肠道内的细菌把葡甘露聚糖水解成单糖，作为肠道细菌的粮食被吸收利用和代谢，进而
11、降低体内的甘油三酯，总胆固醇，低密度脂蛋白胆固醇水平，提高体内的高密度脂蛋白胆固醇，载脂蛋白AI水平，从而抑制肝脏和血液中的胆固醇。另外，葡甘露聚糖对胆汁分泌有一定的影响， 在一程度上可防止人体对胆固醇的吸收。,葡甘露聚糖对癌症的作用,魔芋的主要成分为葡萄甘露聚糖、蛋白质、果糖、果胶、魔芋淀粉等。葡甘露聚糖能有效地干扰癌细胞的代谢功能。魔芋凝胶进入人体肠道后就形成孔径大小不等的半透膜附着于肠壁， 能阻碍包括致癌物质在内的有害物质的侵袭，从而起到解毒、防治癌肿的作用。如甲状腺癌、结肠癌、淋巴瘤、肋腺癌、鼻咽癌等。,葡甘露聚糖的发展现状,近二十年来我国已经对葡甘露聚糖的理化性质、生物功能以及化学结构进行了研究和产品开发。在我国魔芋种植资源丰富，价格低廉。由于葡甘露聚糖的多种优良特性以及应用广等的特点，对于葡甘露聚糖的开发利用仍然还是热点。 我国采用干片粉碎的方法，从鲜芋中分离提取葡甘露聚糖。魔芋可分为葡萄糖甘露聚糖类和淀粉类，白魔芋葡萄糖甘露聚糖含量高，因此，近些年来，白魔芋因品质优良而被广泛引种。 日本是目前魔芋消费最大的国家，常年缺口1万吨精粉。欧洲人不种魔芋，但对魔芋的减肥保健功能很感兴趣，他们已着手开展魔芋食品的研究和开发。,谢谢！,
