魔芋葡甘聚糖的特性及其应用
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魔芋葡甘聚糖的特性及在食品中的应用
牛梦雅 1131509053 马烨 1131509052
魔芋
魔芋，学名筠蒻（jǔ ruò），是天南星科多年生草 本植物的块茎，我国是世界上最大的魔芋生产国 和出口国，主要栽培于西南部及长江中下游一带， 资源十分丰富。魔芋是一种重要的特种作物，其 主要功能成分是魔芋葡甘聚糖（Konjac Glucomannan,KGM），占球茎干基50％以上。
魔芋葡甘聚糖化学结构示意图
性质
水溶性 胶凝性
易溶于水，可吸 收80~100倍的水 不同条件下形成 热可逆或热不可 逆凝胶
增稠性
Leabharlann Baidu
自然界粘度最高 的天然膳食纤维
成膜性
改性后具有良好 成膜性，可用于 果蔬保鲜
水溶性
魔芋葡甘聚糖分子可以形成柔软的螺条,在螺条上平均 每隔9~19个单糖单位有一个乙酰基，维持着其构象，使 之形成具有空隙的双螺旋结构;这些糖链是游离的、可移 动的,能保持大量水分子，有助于葡甘露聚糖的溶解。
增稠性
研究表明，l％魔芋精粉溶胶的粘度达到数十帕斯卡·秒 (Pa·s)，高者达到20万MPa·S以上，是目前所发现植物类水 溶性食用胶中粘度最高的一种。与黄原胶、瓜尔胶、刺槐豆 胶等增稠剂相比，由于其属于非离子型，因此受食品体系中 盐的影响很小。 如将其用于食品，能改善食品的物理性质、增加食品的 粘稠性、赋予食品以柔滑适口感、且具有稳定乳化状态和悬 浊状态作用，是一种新兴的增稠剂。
KGM研究前景
(1)开发多种类型的魔芋食品。 (2)开发一系列功能性食品。利用KGM对人体的多种营养保健 作用。 (3)开发魔芋药品。 (4)开发日化产品。以魔芋葡甘聚糖为原料，研制面膜、美肤 水、香皂、化妆品等产品。 (5)利用魔芋胶以及魔芋胶和其他胶体的协同作用，开发绿色 环保植物胶，生产保鲜剂、粘胶剂、絮凝剂、悬浮剂和稳定 剂等，用于食品、印染、造纸、医药等领域。
KGM用于涂膜防腐保鲜
原理：果蔬经魔芋葡甘聚糖凝胶溶液涂膜后,在表面形成一层 无色透明的半透膜，其作用是：
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 ——抑制果蔬的生理呼吸,减缓营养物质的损耗 减少外源微生物的侵染及果蔬之间的机械损伤 ——避免果蔬表皮破裂，营养物质流出而导致微生物生长,减 少果蔬腐烂 减少贮藏期果蔬内部水分的蒸发，保持果蔬的硬度和色泽 通过隔氧抑制由氧引起的酶促褐变
KGM作为食品添加剂
KGM作为一种非离子型水溶性高分子多糖，可用作增稠剂、 乳化剂、胶凝剂、悬浮剂、保水剂等。且它和绝大多数离子型 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。
例如运用于： 肉制品、面制品、凝冻食品的基料、调味添加剂、酒类和果汁 的澄清剂、啤酒泡沫的稳定剂等。
结语
魔芋初加工产品存在一些杂质，包括不溶性的淀粉、纤 维素等，这些杂质密封着魔芋精粉中的葡甘聚糖，研究魔芋 葡甘聚糖的提纯具有重要的意义，可为魔芋保健食品的进一 步开发研制打下基础。 传统魔芋食品缺乏食品应具有的粘着性、柔软感及较全面 的营养价值。因此，改善魔芋食品的品质，添加其他营养物 质以进一步提高其营养价值都是值得研究的方向。 此外，通过对魔芋葡甘聚糖不同程度的改性，使其更好 地应用于果蔬和肉类等食品涂膜保鲜，并应用于食品包装， 更具广阔前景。
胶凝性
KGM分子具有伸展的螺旋链状结构，在螺条上带有 维持其构象的修饰基团 —乙酰基,使之形成具有空隙的双 螺旋结构，能保持大量水分,使KGM在冷水中溶解性好, 溶涨倍数大。在碱性加热条件下，乙酰基脱掉，螺旋结 构被破坏,螺条相互交织成网状结构,在浓度较高时,形成不 可逆的、高强度、可拉伸的凝胶(g-KGM)。 此外，KGM和黄原胶、卡拉胶等以一定的比例混合， 能相互产生强烈协同作用时形成热可逆凝胶。
在食品工业中的应用
保健食品
魔芋豆腐 魔芋粉丝 蔬菜魔芋
食品涂膜保鲜
柑橘（张其昌等） 龙眼（邹少强等） 板栗（鲁周民等）
食品添加剂 在食品中的应用
增稠剂、乳化剂、 胶凝剂、悬浮剂、 保水剂
仿生牛肉 仿生海产品 魔芋鱿鱼丝
仿生食品
KGM用于保健食品 膳食纤维： KGM作为一种水溶性多糖，富含β -1,3-糖苷键， 是一种优质的膳食纤维，具有低热量、低脂肪和 高纤维的特性。其生理功能主要体现在： 防治糖尿病 防治肥胖 抗癌作用 降血脂，防治心血管疾病 “胃肠清道夫”
Contents
化学结构
展望
性质
研究前景
应用
魔芋葡甘聚糖
魔芋葡甘聚糖（Konjac Glucomannan,KGM） 是一种由甘露聚糖和葡萄糖以β-1，4-糖苷键键合 的高分子非离子型甘露聚糖。
化学结构
KGM是由D-Glu和D-Man按1：1.78或1：1.79的比率以 β-1，4-糖苷键连接，在主链上，每约68个糖残基存在1个 支链，支链长度3～4个糖残基，以α-1，3糖苷键连接在DMan的C(3)位上。平均分子量20万~200万 。
成膜性
KGM分子与水分子之间可以通过氢键、分子偶极、诱导 偶极、瞬间偶极等作用力聚集成庞大而难以自由运动的巨型 分子。Suto等（1996）报道了当魔芋葡甘聚糖的质量分数达 7％以上时，通过偏光显微镜及圆二色谱可观测到液晶现象， 而此时其流体行为仍为假塑性流体，通过广角衍射显示其挤 压纤维保持相当程度的方向性，意味着可作为纤维或膜的材 料。 改性后具有很好的成膜性，在碱性条件下(pH＞10)热脱 水后可形成有粘着力的、透明的和致密度高的硬膜，这种膜 在冷、热水及酸溶液中都很稳定。可应用于果蔬涂抹保鲜技 术中。
牛梦雅 1131509053 马烨 1131509052
魔芋
魔芋，学名筠蒻（jǔ ruò），是天南星科多年生草 本植物的块茎，我国是世界上最大的魔芋生产国 和出口国，主要栽培于西南部及长江中下游一带， 资源十分丰富。魔芋是一种重要的特种作物，其 主要功能成分是魔芋葡甘聚糖（Konjac Glucomannan,KGM），占球茎干基50％以上。
魔芋葡甘聚糖化学结构示意图
性质
水溶性 胶凝性
易溶于水，可吸 收80~100倍的水 不同条件下形成 热可逆或热不可 逆凝胶
增稠性
Leabharlann Baidu
自然界粘度最高 的天然膳食纤维
成膜性
改性后具有良好 成膜性，可用于 果蔬保鲜
水溶性
魔芋葡甘聚糖分子可以形成柔软的螺条,在螺条上平均 每隔9~19个单糖单位有一个乙酰基，维持着其构象，使 之形成具有空隙的双螺旋结构;这些糖链是游离的、可移 动的,能保持大量水分子，有助于葡甘露聚糖的溶解。
增稠性
研究表明，l％魔芋精粉溶胶的粘度达到数十帕斯卡·秒 (Pa·s)，高者达到20万MPa·S以上，是目前所发现植物类水 溶性食用胶中粘度最高的一种。与黄原胶、瓜尔胶、刺槐豆 胶等增稠剂相比，由于其属于非离子型，因此受食品体系中 盐的影响很小。 如将其用于食品，能改善食品的物理性质、增加食品的 粘稠性、赋予食品以柔滑适口感、且具有稳定乳化状态和悬 浊状态作用，是一种新兴的增稠剂。
KGM研究前景
(1)开发多种类型的魔芋食品。 (2)开发一系列功能性食品。利用KGM对人体的多种营养保健 作用。 (3)开发魔芋药品。 (4)开发日化产品。以魔芋葡甘聚糖为原料，研制面膜、美肤 水、香皂、化妆品等产品。 (5)利用魔芋胶以及魔芋胶和其他胶体的协同作用，开发绿色 环保植物胶，生产保鲜剂、粘胶剂、絮凝剂、悬浮剂和稳定 剂等，用于食品、印染、造纸、医药等领域。
KGM用于涂膜防腐保鲜
原理：果蔬经魔芋葡甘聚糖凝胶溶液涂膜后,在表面形成一层 无色透明的半透膜，其作用是：
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 ——抑制果蔬的生理呼吸,减缓营养物质的损耗 减少外源微生物的侵染及果蔬之间的机械损伤 ——避免果蔬表皮破裂，营养物质流出而导致微生物生长,减 少果蔬腐烂 减少贮藏期果蔬内部水分的蒸发，保持果蔬的硬度和色泽 通过隔氧抑制由氧引起的酶促褐变
KGM作为食品添加剂
KGM作为一种非离子型水溶性高分子多糖，可用作增稠剂、 乳化剂、胶凝剂、悬浮剂、保水剂等。且它和绝大多数离子型 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。
例如运用于： 肉制品、面制品、凝冻食品的基料、调味添加剂、酒类和果汁 的澄清剂、啤酒泡沫的稳定剂等。
结语
魔芋初加工产品存在一些杂质，包括不溶性的淀粉、纤 维素等，这些杂质密封着魔芋精粉中的葡甘聚糖，研究魔芋 葡甘聚糖的提纯具有重要的意义，可为魔芋保健食品的进一 步开发研制打下基础。 传统魔芋食品缺乏食品应具有的粘着性、柔软感及较全面 的营养价值。因此，改善魔芋食品的品质，添加其他营养物 质以进一步提高其营养价值都是值得研究的方向。 此外，通过对魔芋葡甘聚糖不同程度的改性，使其更好 地应用于果蔬和肉类等食品涂膜保鲜，并应用于食品包装， 更具广阔前景。
胶凝性
KGM分子具有伸展的螺旋链状结构，在螺条上带有 维持其构象的修饰基团 —乙酰基,使之形成具有空隙的双 螺旋结构，能保持大量水分,使KGM在冷水中溶解性好, 溶涨倍数大。在碱性加热条件下，乙酰基脱掉，螺旋结 构被破坏,螺条相互交织成网状结构,在浓度较高时,形成不 可逆的、高强度、可拉伸的凝胶(g-KGM)。 此外，KGM和黄原胶、卡拉胶等以一定的比例混合， 能相互产生强烈协同作用时形成热可逆凝胶。
在食品工业中的应用
保健食品
魔芋豆腐 魔芋粉丝 蔬菜魔芋
食品涂膜保鲜
柑橘（张其昌等） 龙眼（邹少强等） 板栗（鲁周民等）
食品添加剂 在食品中的应用
增稠剂、乳化剂、 胶凝剂、悬浮剂、 保水剂
仿生牛肉 仿生海产品 魔芋鱿鱼丝
仿生食品
KGM用于保健食品 膳食纤维： KGM作为一种水溶性多糖，富含β -1,3-糖苷键， 是一种优质的膳食纤维，具有低热量、低脂肪和 高纤维的特性。其生理功能主要体现在： 防治糖尿病 防治肥胖 抗癌作用 降血脂，防治心血管疾病 “胃肠清道夫”
Contents
化学结构
展望
性质
研究前景
应用
魔芋葡甘聚糖
魔芋葡甘聚糖（Konjac Glucomannan,KGM） 是一种由甘露聚糖和葡萄糖以β-1，4-糖苷键键合 的高分子非离子型甘露聚糖。
化学结构
KGM是由D-Glu和D-Man按1：1.78或1：1.79的比率以 β-1，4-糖苷键连接，在主链上，每约68个糖残基存在1个 支链，支链长度3～4个糖残基，以α-1，3糖苷键连接在DMan的C(3)位上。平均分子量20万~200万 。
成膜性
KGM分子与水分子之间可以通过氢键、分子偶极、诱导 偶极、瞬间偶极等作用力聚集成庞大而难以自由运动的巨型 分子。Suto等（1996）报道了当魔芋葡甘聚糖的质量分数达 7％以上时，通过偏光显微镜及圆二色谱可观测到液晶现象， 而此时其流体行为仍为假塑性流体，通过广角衍射显示其挤 压纤维保持相当程度的方向性，意味着可作为纤维或膜的材 料。 改性后具有很好的成膜性，在碱性条件下(pH＞10)热脱 水后可形成有粘着力的、透明的和致密度高的硬膜，这种膜 在冷、热水及酸溶液中都很稳定。可应用于果蔬涂抹保鲜技 术中。