魔芋多糖
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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。
1 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[2],并且每19个糖残基上有一个乙酰基团[3,4]。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。
2 KGM的功能特性
2.1 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[5],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[6];向明等[7]实验首次发现KGM预防给药可防止链脲霉素(STZ)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。
2.2 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[5],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。
2.3 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。
2.4 对脂质代谢的作用
魔芋食品具有明显降血脂效果[8],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[9]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(LDL-C)和载脂蛋白B(ApoB)浓度,显著增加高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-C)和载脂蛋白A1(ApoA1)浓度,显著改善TG代谢,调节脂质代谢紊乱,降低血糖水平。
2.5 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。