魔芋葡甘露聚糖的化学结构与流变性质
魔芋葡甘聚糖
魔芋葡甘聚糖一、魔芋葡甘聚糖的化学结构魔芋葡甘聚糖（Konjac Glucomannan, KGM）或简称“葡甘聚糖”，为天然高分子多糖，分子量为200, 000-2,000, 000。
魔芋葡甘聚糖是由β-D-甘露糖与β-D-葡萄糖以β-1，4键结合起来的链状分子，分子中的葡萄糖与甘露糖的比例为1：1.5-1.6，在甘露糖的C-3位上连有以β-1-3键连接的支链，分子每19个糖残基（C-6位）上连接有一个乙酰基。
由于其水溶液具有很高的粘稠度而在食品工业中广泛应用作增稠剂、稳定剂和乳化剂等。
魔芋葡甘聚糖水解后，可获得葡萄糖、甘露糖和少量的乙酸。
在魔芋葡甘聚糖的大分子链中，乙酰基/糖残基数为1/19，如以38个糖残基组成重复单元，葡萄糖（G）/甘露糖（M）为15/23，即1：1.5-1.6，主链中葡萄糖残基以及甘露糖残基均以β-1-4甙键相连接，支链以β-1-4甙键与主链相连接。
魔芋葡甘聚糖的大分子结构如下：图中，G为Glucose(葡萄糖)，M为Mannose(甘露糖)，A c为乙酰基，置换糖残基伯醇羟基的氢而成酯，n聚合度，一般在160-315之间，分子量在200 000-2 000 000之间。
二、物理性质⑴水溶性魔芋胶是一种水溶性胶体，由于在溶解过程中，水分子的扩散迁移速度远远超过葡甘聚糖大分子的扩散迁移速度，结果，魔芋胶的颗粒发生溶胀或肿胀，使颗粒表面产生薄薄一层高聚糖的粘稠溶液，逼使魔芋胶的颗粒互相粘联而结块，妨碍魔芋胶的进一步溶解。
为此，应使用蔗糖、葡萄糖、盐或淀粉之类的分散剂在魔芋胶溶解之前与魔芋胶混合，以防止结块。
一般用于肉制品的魔芋胶可用盐或淀粉稀释分散，用于甜食品的魔芋胶可用蔗糖或葡萄糖稀释分散，如果没有稀释分散剂，魔芋胶必需在高速搅拌的条件下溶解，魔芋胶溶解后的溶液即便浓度只有1%，也是粘稠浓厚的。
⑵混溶性魔芋胶可以和蔗糖、葡萄糖、糖浆、奶粉混溶；魔芋胶可以和多数食品乳化剂、食用香精、食用色素、食用防腐剂等食品添加剂混溶；魔芋胶可以和果胶、黄原胶、阿拉伯胶、半合成胶、天然胶等食品增稠剂混溶；魔芋胶可以和各种淀粉、天然食品的超微细粉混溶。
植物聚多糖葡甘聚糖的性质与应用
植物聚多糖魔芋葡甘聚糖的性质与应用1摘要：本文全面介绍了魔芋的主要成分——葡甘聚糖（Konjac Glucomannan 简称KGM ）的结构、提纯方法、物理化学性质和其在医药卫生领域的保健功能及药用价值；综述了近年国内外的研究开发现状和其在食品、化工、纺织、医药、石油钻探等领域的应用，从而展示了KGM 这一丰富的可再生资源的学术研究价值以及在医药、化工、纺织等领域中的广阔的应用前景。
关键词： 魔芋；葡甘聚糖；聚多糖1.葡甘聚糖的来源和化学结构魔芋的主要成份是葡萄糖甘露聚糖，简称葡甘聚糖，在干魔芋块茎中含量高达55～80％[1, 2]。
它是由D-葡萄糖(G)和D –甘露糖(M)按1:1.6或1:1.69的摩尔比通过β-1，4-吡喃糖苷键结合而成的复合多糖。
在其主链上甘露糖的C3位置上往往存在着通过β-1，3糖苷键结合的支链结构，除葡萄糖和甘露糖残基外，还有少量乙酰基存在 [3, 4]。
KGM 的结构如图1所示。
图1 KGM 的大分子结构Figure 1 The Macromolecular Structure of KGM由于KGM 的性质受其提取工艺和纯度的影响较大，因此KGM 的分离和提纯方法的研究一直备受关注，文献中多有报道[5-7]。
其中常用的是乙醇沉淀法、铜盐法和真空冷冻干燥法。
铜盐法以及早期的乙醇沉淀法在提纯KGM 的过程中由于进行了高温处理，使KGM 失去水溶性而只能溶解在20%NaOH 溶液中。
真空冷冻干燥法由于保持了物质的结构与形态，未受到高温的影响而保持了良好的水溶性。
目前，真空冷冻干燥法是一种比较好的采用较多的方法。
近年来，生物催化剂酶亦被用于KGM 的提纯[8, 9]。
这种方法利用淀粉酶和蛋白酶将魔芋精粉中所含的淀粉和蛋白质分解除去，然后再用乙醇将KGM 从反应体系中提取出来，从而得到高纯度的、水溶性良好的葡甘聚糖。
相对于一般的化学方法，利用酶提纯的方法得到的葡甘聚糖的纯度要高的多。
魔芋葡甘聚糖的结构、性质及其在食品中的应用
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｋｏｎｊａｃｇｌｕｃｏｍａｎｎａｎｉｎｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｋｏｎｊａｃｇｌｕｃｏｍａｎｎａｎ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
魔芋（犃犿狅狉狆犺狅狆犺犪犾犾狌狊犽狅狀犼犪犮 Ｋ．Ｋｏｃｈ）为天南星科 （Ａｒａｃｅａｅ）魔 芋 属 （犃犿狅狉狆犺狅狆犺犪犾犾狌狊犫犾狌犿犲）多 年 生 草 本 植 物［１］，魔芋作为一种药食同源的作物，在中国和日本已有 上千年的种植历史，并且在亚洲广泛种植，魔芋的块茎经 晾晒、烘干后 制 得 的 魔 芋 粉 在 碱 性 条 件 下 加 热 诱 导 形 成 的凝 胶 是 一 种 口 感 独 特 的 传 统 食 物，深 受 大 众 的 喜 爱［２，３］。魔芋葡甘聚糖（ｋｏｎｊａｃｇｌｕｃｏｍａｎｎａｎ，ＫＧＭ）是 一 种 从 魔 芋 的 块 茎 中 提 取 的 天 然 大 分 子 杂 多 糖 ，具 有 良 好 的 持 水 性 、增 稠 性 、流 变 性 、乳 化 性 、凝 胶 性 和 成 膜 性 ［４］，ＫＧＭ 诸 多 优 良 的 理 化 性 质 使 得 ＫＧＭ
ａｎｄＮｕｔｒｉｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｋｏｎｊａｃ ｇｌｕｃｏｍａｎｎａｎｉｓａ ｋｉｎｄ ｏｆｎａｔｕｒａｌ ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅ ｈｅｔｅｒｏｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ ｗｈｉｃｈｉｓ ｆｏｒｍｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＤｇｌｕｃｏｓｅａｎｄＤｍａｎｎｏｓｅｔｈｒｏｕｇｈβ１，４ｇｌｕｃｏｓｉｄｉｃｂｏｎｄ，ｉｔｈａｓｕｎｉｑｕｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｋｏｎｊａｃｇｌｕｃｏｍａｎｎａｎａｓａｓｏｌｕｂｌｅｄｉｅｔａｒｙｆｉｂｅｒｈａｓ
魔芋葡甘聚糖理化性质及化学改性现状_李娜
述 食品工业科技
能脱掉乙酰基团， 脱 9:; 在温和的碱性条件下， 乙酰基后的葡甘聚糖有利于分子间羟基的氢键 相 互 交联及成膜性能的改变。 林 晓 艳 *!!, 等 对 9:; 去 乙 酰 基 改 性 的 条 件 及 改 性产 物 的 成 膜 特 性 进 行 了 研 究 ： 魔 芋 精 粉 浓 度 !" ， （<=） 制膜效果较好， 耐折度及 8% ( 调节 >= 为 !) 时， 抗张强度均有很大程度提高。 当 环 境 的 >= 超 过 !( 时， 去乙酰基的溶胶中会出现絮状物， 即发生了溶胶 向凝胶的转变。
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魔芋粉特性
魔芋粉特性魔芋葡甘聚糖魔芋的有效成分为葡甘聚糖（Konjac Glucomannan 简称为KGM）。
葡甘聚糖是一种非离子型水溶性高分子多糖。
它是由D－葡萄糖和D－甘露糖按1:1.6的分子比例，以β-(1-4)糖苷键聚合而成。
在某些糖残基C-3位上存在由β-(1-3)糖苷键组成的支链，主链上每3280个糖残基处有一个支链，每条支链有几个至几十个糖残基，大约每19个糖残基上有一个以酯键结合的乙酰基。
魔芋葡甘聚糖的分子量为200000-2000000。
工业生产的商品粘度可达20000mpa·S（毫帕斯卡秒），是目前所发现植物类水溶性食用胶中粘度最高的一种。
魔芋葡甘聚糖确切的分子结构，至今尚无统一的完善定论。
由以下魔芋葡甘聚糖的独特组份和分子结构就可以看出，它的理化性质：流变性、增稠性、增效性、胶凝性、粘结性、吸水性、成膜性、衍生性的实质内函，这是魔芋葡甘聚糖在食品和食品添加剂工业中应用的硬件。
葡甘聚糖的流变性葡甘聚糖容易分散于水，不溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丙酮、乙醚等有机溶剂，其水溶胶为非牛顿型流体，即有剪切变稀的性质，魔芋葡甘聚糖水溶胶的表观粘度随剪切速率的增加而降低，因此稠度系数值和流动指数值是评价魔芋葡甘聚糖质量的两个重要指标，稠度系数值越大，流动指数值越小，其质量越好。
魔芋葡甘聚糖的稳定性魔芋葡甘聚糖的粘度随温度的上升而下降，但温度下降时，粘度可以又上升，但无论怎么上升也上升不到原来粘度的水平。
魔芋葡甘聚糖不能长时间耐80℃以上高温，如魔芋葡甘聚糖在121℃温度下经30分钟粘度将下降50%。
PH值对魔芋葡甘聚糖的粘度有下降的影响，但当PH 3—9之间还是比较稳定的。
魔芋葡甘聚糖纯度越高，其溶胶稳定性越强。
魔芋葡甘聚糖的增稠性魔芋葡甘聚糖是一种十分优良的增稠剂，这是由魔芋葡甘聚糖分子质量大，水合能力强，不带电荷等特性所决定的，它属于非离子型，受盐的影响很小。
魔芋葡甘聚糖与XG和淀粉有协同增稠作用；在1%的黄原胶溶液中加入0.02—0.03%的魔芋胶，粘度可增加2—3倍。
魔芋葡甘聚糖的特性及其应用
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。
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”
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。
魔芋葡甘聚糖的结构_食品学性质及保健功能_孙远明
魔芋葡甘聚糖的结构、食品学性质及保健功能*孙远明 吴 青 谌国莲 黄晓钰(华南农业大学食品科学系,广州,510642)摘 要 综述了国内外关于魔芋葡甘聚糖的化学结构、食品学性质、保健功能及在食品与医药中的应用。
关键词 魔芋 葡甘聚糖 化学结构 性质 保健功能 魔芋(ko njac,elephant-foo t ya m)属天南星科魔芋属(Amorphophallus Blum e)植物。
国际上(特别是日本)近30年来,我国近10余年来对魔芋研究非常活跃,涉及魔芋生物学、栽培、育种、魔芋萄萄甘露聚糖(gluco-ma nna n,简称葡甘聚糖)的化学结构、理化性质、生物学功能、提取加工方法与设备、葡甘聚糖利用等诸方面。
研究发现魔芋是一种能大量合成葡甘聚糖的植物,其含量占干基的50%左右[1];魔芋葡甘聚糖具有多种独特的理化性质,在食品、医药、化工、纺织、石油钻探等工业中均有很好的应用价值。
正因为如此,1986年农业部把魔芋认定为我国重要的特种经济作物之一[1]。
本文就国内外关于魔芋葡甘聚糖的结构、食品学性质及其保健功能等作一综述。
1 魔芋葡甘聚糖的结构魔芋葡甘聚糖是上世纪末在日本发现的。
Roibu等人用3%硫酸水解魔芋粉,在水解液中检测出大量的甘露糖,认为魔芋中的粘稠物质是由甘露糖组成的甘露聚糖(实为葡甘聚糖),并于1895年用英文发表了“甘露聚糖为人类食品的一种物料”一文。
1920年Mayeda发现魔芋粘稠物质中除甘露糖外,还含有葡萄糖[32]。
60年代以来,日本学者对魔芋葡甘聚糖结构进行了详细的研究[2,9,12,14,24～26,31,35～37,46],结果概括如下:魔芋葡甘聚糖是由分子比1∶1.5或1∶1.6(花魔芋,A.konjac)或1∶1.69(白魔芋,A.al-bus)的葡萄糖和甘露糖残基通过β-1,4糖苷键聚合而成,在某些糖残基C-3位上存在由β-1,3糖苷键组成的支链,其支链多少的报道结果差异很大,Smith研究认为主链上每32个糖残基有3条支链,而Kato等人却认为主链上每80个糖残基只有1条支链(后者可能接近实际些);每条支链由几个至几十个葡萄糖和甘露糖残基构成;主链上大约每19个糖残基上有1个以酯键结合的乙酰基。
魔芋葡甘聚糖的H2O2氧化改性及其流变性能研究
2002 年第 1 期
李斌等：魔芋葡甘聚糖的 H2O2 氧化改性及其流变性能研究
11
1735 cm - 1处出现了新的吸收峰，表明氧化中羧基的形 成。
3 结论
3.1 用作涂料印染糊料及食品粘结剂的魔芋葡甘聚
糖的最佳改性条件为料液 比 1 1 4、pH 7 . 5、反 应 温 度
图 3 KGM 和 OKGM 浓度和粘度的关系
900
4 . 47
35
4
2100
8 . 13
55
4
3400
9 . 35
35
5
2900
10 . 98
45
3
700
11 . 39
2002 年第 1 期
- C= O/ 8 . 50 7 . 29 10 . 93 3 . 04 6 . 38 5 . 07 2 . 73 3 . 04 2 . 43
- COOH / - C = O 0 . 14 0 . 22 0 . 34 0 . 94 1 . 02 1 . 36 3 . 42 3 . 61 4200l - l2 - l3 作者简介：李斌（l972 - ），男，博士，主要从事天然产物化学及天然产物精细化学品开发研究。
10
李斌等：魔芋葡甘聚糖的 H2O2 氧化改性及其流变性能研究
表1
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
pH 值 5.5 5.5 5.5 7.5 7.5 7.5 9.5 9.5 9.5
表2
KGM 及 OKGM 的酸碱稳定性
pH
2
3
5
7
!KGM / cP !OKGM / cP
6200 2850
8900
11200
魔芋葡甘露聚糖分子量及其生物活性的关系
3、多糖的降解
超声降解法优点表现为节省能源和 时间、简化操作程序、减少有机溶 剂使用、提高反应速率和显著降低 李治等用γ 射线照射 Cheng等人采用超声波辅助 化学反应产生的废弃物对环境造成 壳聚糖使之发生辐射降解 过氧化氢氧化降解异枝麒麟 的危害等，但是该法突出的缺点是 辐射降解是无需添加物的固 ，红外光谱分析表明，在 收率太低，导致生产成本过高，要 菜硫酸多糖，并测定各多糖 相反应，成本低，反应易控， 实现工业化还有待于进一步的研究。 γ 射线的照射下，壳聚糖 无污染，产品品质高，降解 样品的相对分子质量为 后壳聚糖的生物相容性不受 主链上的β -( 1, 4)糖苷 5,000~40,000 ，其硫酸基含 影响，具有广阔的发展前景 键发生断裂，导致分子量
G 代表葡萄糖 M 代表甘露糖
可见产物比 较多，但几 乎不含支链 的产物。
3、多糖的降解
与化学降解相比，酶降解反应条件温和，不 需要加入大量的反应试剂，降解速度快，克服了 化学降解产品分子量分布宽、均一性差的缺点， 是一种较为理想的降解方法。但酶对周围环境很 敏感，溶液中各种因素，如温度、氢离子浓度、 酶浓度、底物浓度等都能显著地影响酶的催化反 应速度，甚至使酶失去催化能力。
（1）增稠性
魔芋葡甘聚糖分子量大、水合能力强和不带电荷等特性决定了它优 良的增稠性质。 Nishinari
Thomas
Chen
在1%黄原胶溶液 中加0.02%～ 0.03%的魔芋精 粉，粘度可增加 2～3倍。
研究了KGM和豌豆淀 粉复配体系的结构， 热力学行为和理化特 性，结果显示高分子 淀粉和KGM间能形成 强烈的氢键，从而使 淀粉与KGM间有良好 的混合活性
李春美以四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠为实验模型, 研究了不同分子 链段的魔芋葡甘露聚糖对小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能的作用。
魔芋葡甘聚糖功能研究进展_谢建华
!"# 的衍生物。如从酶解魔芋干粉中提取分子量在
采用吡啶 ’ 氯 磺 酸 35** 左右的葡甘露低聚糖 A=BCD， 法制备了它的硫酸酯衍生物 $’A=BCD， 本身无抗单纯 （9$E’& ） 活 性 的 A=BCD 硫 酸 酯 化 后 产 疱疹病毒 & 型 生了抗病毒活性， 5**/F***$G H IJ 的 $’A=BCD 能 很 好 地 抑 制 9$E ’& 引 起 的 EKLC 细 胞 病 变 ， 而 在
葡甘聚糖 （012 ） 是一种优良的膳食纤维 ， 由 !*
3*葡萄糖和 !*3*甘露糖以 %4%&+ 或 %4%&+/ 的摩尔比
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葡甘聚糖的空间结构对生物活性的影响
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食品工业科技
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魔芋葡甘聚糖对肠道微生物调控影响机制分析
72 I FOOD INDUSTRY I解读INTERPRETATION1. 魔芋葡甘聚糖结构及理化特性魔芋葡甘聚糖是天南星科植物，是魔芋中的主要成分，是天然的植物多糖，具有较高的粘度。
魔芋葡甘聚糖缩写即为KGM ，KGM 主链D-甘露糖与D-葡萄糖通过β-1，4糖苷键链接而成，甘露糖与葡萄糖分子比约为1.5:1或1.6:1（花魔芋，A.konjac ）或1.69:1。
在某些糖残基C3位上存在由β-1，3糖苷键链接的支链，支链上有葡萄糖与甘露糖残基构成，数量不等，KGM 其化学结构可由图1.1表示。
KGM 的特殊结构和化学成分赋予其独特的性能，如优异的亲水性、胶凝性、流变性能、增稠性能和成膜性能。
KGM 易溶于水，但不溶于甲醇、乙醇、丙酮和氯仿等有机溶剂，难以自由移动的大分子使魔芋胶溶液成为粘稠的非牛顿流体。
KGM 具有优异的保水性，可吸收自身体积的80至100倍，形成KGM 溶胶。
同时，KGM 分子量大，吸湿性和容量性强，由于不带电而具有极好的附着力，是自然界粘度最高的多糖之一，具有极好的增稠效果，相较于其他多糖。
KGM 溶胶的脱水在一定条件下可以形成胶膜，通过调节亲水和疏水材料可以改变胶膜的透水性。
魔芋葡甘聚糖对肠道微生物调控影响机制分析文 王元KGM 吸水性强，可增加大便量，促进肠蠕动和粪便排泄，减少对有毒物质的吸收，起到肠道清道夫的作用。
KGM 到达大肠后，在肠道微生物的作用下发酵产生酸和各种短链脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸等，调节肠道菌群，具有良好的肠道益生元作用。
近年来，有报道称，KGM 的肠道益生元作用是发挥减肥降脂、免疫调节、抗氧化损伤、预防大肠癌等生物学作用的重要途径。
对各种KGM 及其衍生物的肠道益生元进行了评估，性别在预测KGM 的生物活性方面非常重要。
魔芋葡甘聚糖是一种优质膳食纤维，能促进肠胃蠕动，具有“肠道清道夫”的功效，促进体内有害毒素的排出，预防和减少疾病的发生，有效保护胃黏膜，能清除胃壁并具有良好的肠道益生菌特性，但尚未报道哪种摄入形式发挥更好的作用。
魔芋葡甘露聚糖的结构及改性研究进展
魔芋葡甘露聚糖的结构及改性研究进展作者：张雪梅等来源：《南方农业·上旬》2014年第06期摘要介绍魔芋葡甘露聚糖的结构研究及改性研究的现状，指出魔芋葡甘露聚糖研究中的存在的问题，最后展望了其发展前景。
关键词魔芋葡甘露聚糖；化学结构；改性；研究进展中图分类号：S632.3 文献标志码：C 文章编号：1673-890X（2014）16-041-03知网出版网址：http：///kcms/detail/50.1186.S.20140725.1505.012.html 网络出版时间：2014/7/25 15：05：30魔芋葡甘露聚糖（Konjac Glucomannan，简称KGM）是魔芋块茎中所富含的复合多糖，魔芋成熟后其KGM可达到10%～30%。
魔芋葡甘露聚糖具有多种优良的特性，如凝胶性、可食用性、成膜性等，故在食品、医药、化工等各个生产领域有着广泛的用途[1]。
但魔芋葡甘露聚糖具有溶解度低、流动性差等特性，其应用受到一定的限制[2-4]。
近年来，许多学者对KGM改性进行了深入地研究[5-7]。
KGM 结构具有可以化学修饰的官能团，并且能与其他组分共混，可生物降解。
1 魔芋葡甘露聚糖的结构研究KGM的结构特点为其改性提供了可能性。
KGM是由D-葡萄糖和D-甘露糖通过β-1，4-吡喃糖苷键结合的杂多糖[8]，研究认为在主链甘露糖的C3位上存在着通过β-1，3键结合的支链结构，每32个糖残基上有3个左右支链，支链只有几个残基的长度[9]。
不同来源的KGM，其甘露糖和葡萄糖比值不同，常见的KGM其比值为1.5～1.7。
目前，有关KGM详细的结构分析仍在进行中，主要是利用计算机程序模拟其构象进行研究。
2 魔芋葡甘露聚糖的改性研究KGM的改性主要就是通过引入新基团或者改变原有基团，从而达到其性质变化的目的。
近年来，相关研究工作者对KGM的改性做了大量的研究，归纳起来，其改性方法主要有以下几种。
2.1 共混改性共混改性可以改变KGM分子内的氢键，形成分子间的空间网络结构，从而呈现一些独特的性质。
药用高分子辅料魔芋葡甘露聚糖的实验研究
魔芋（Amorphophallus konjack Koch ）为天南星科魔芋属植物，其球状块茎能大量合成魔芋葡甘露聚糖（Konjac glucomannan ），其含量占干重的50%左右，粗蛋白为9.7%，16种氨基酸总含量为7.8%，7种人体必需氨基酸总量为2.5%，还含有镁、铁、钙、钾、钠、锰、铜等微量元素。
葡甘露聚糖是一种可溶性半纤维，具有胶溶、凝胶、成胶的性能，可用作食品原料。
以下就魔芋葡甘露聚糖的粗提、精制、纯化、物化性质、含量测定、毒性试验以及应用等方面的研究结果进行简要介绍。
1魔芋葡甘露聚糖的化学结构魔芋葡甘露聚糖是上世纪末在日本发现的。
魔药用高分子辅料魔芋葡甘露聚糖的实验研究马安翠1，王成军2，杜一民2，郭剑伟2（1.大理学院附属医院，云南大理671000；2.大理学院药学院，云南大理671000）［摘要］目的：介绍魔芋葡甘露聚糖的实验研究，探讨其应用开发前景。
方法：以魔芋粉为原料，对葡甘露聚糖的粗提、精制、纯化、物化性质、含量测定、毒性试验以及应用等方面的研究结果进行总结。
结果：魔芋葡甘露聚糖理化性质稳定，安全性较高。
结论：葡甘露聚糖可作为药用辅料开发，尤其在速释制剂辅料和辅助用药方面，值得进一步研究。
［关键词］魔芋粉；葡甘露聚糖；药用辅料［中图分类号］Q94-3［文献标识码］A ［文章编号］1672-2345（2009）02-0005-03［基金项目］云南省教育厅科研基金资助项目（03Y 639C ）［收稿日期］2008-09-26［作者简介］马安翠（1963-），女（回族），云南漾濞人，主管药师，主要从事医院药剂学研究.Research on the Medicinal Polymer Material Konjac GlucomannanMA Ancui 1，WANG Chengjun 2，DU Yimin 2，GUO Jianwei 2（1.Affiliated Hospital of Dali University,Dali,Yunnan 671000,China;2.College of Pharmacology,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China ）〔Abstract 〕Objective ：To introduce the research and applications of Konjac glucomannan.Methods By using Konjac powder as raw material,the studies on Konjac glucomannan were reported,including the Konjac glucomannan extraction,purification,physical and chemical properties,content and toxicity tests.Results:Our research indicate that Konjac glucomannan is a stable and safety material for medicinal purpose.Conclusion:Konjac glucomannan is deserved to be further studied for its usage as the fast-release formulation and drug supporting materials.〔Key words 〕Konjac powder;Konjac glucomannan;medicinal materials大理学院学报J OURNAL OF DALI UNIVERSITY第8卷第2期2009年2月Vol.8No.2Feb.20095芋葡甘露聚糖在酸性条件下分别经高峰淀粉酶、甘露聚糖酶和纤维素酶水解，其产物经薄层色谱和凝胶电泳分析表明：魔芋葡甘露聚糖是主链由D-甘露糖和D-葡萄糖以β-1，4吡啶糖苷键连接的大分子多糖，并且在某些糖残基上可能有乙酰基团，约每19个糖残基上有1个乙酰基，以酯的方式结合。
魔芋葡甘聚糖膜的制备和改性
1 引言1.1魔芋的基本性质魔芋，多年生草本植物，我国有60多种，种植历史已达两千年之久，主要分布在在湖北、云南、四川、贵州等省，且多在山区，亩产可达数千斤。
魔芋作为传统健康食品在我国和日本有悠久的历史。
近年来关于KGM 在食品领域的使用研究日益引人注目。
[1-2]其主要成分是魔芋葡甘聚糖（KGM），KGM 是由D-葡萄糖和D-甘露糖按1∶1.6 的比例以ß-1，4 糖苷键连接的杂多糖，其分子量达106 D，在KGM 分子链上平均每17 个糖残基C-6 位上连有一个乙酰基[3-4]。
是具有分支的大分子杂多糖。
具有优良的亲水性、胶凝性、增稠性、黏滞性、可逆性、悬浮性、成膜性和赋味性等特性, 尤其优良的成膜性已引起国内外的重视[5].其水溶胶在适当条件下成膜, 可作为一种可食性和自然降解的膜材料。
魔芋葡甘聚糖膜存在着成膜时间长、膜的强度低、抗菌能力差以及吸湿度大等问题。
因此,已有使用各种方法对其进行改性以改善膜的性能.近年来魔芋葡甘聚糖改性产物在食品，医药，化工，纺织和环保等领域有很好的使用前景。
因此，对魔芋葡甘聚糖膜进行改性对扩大其使用范围有重要意义。
[6-7]1.2.KGM的化学结构和性质KGM的化学结构如图1：图1. 魔芋葡甘聚糖的化学结构KGM在酸性条件下分别经高峰淀粉酶，甘露糖酶和纤维素酶水解，其产物经薄层色谱和凝胶电泳分析表明，KGM是主链由D-甘露糖和D-葡萄糖以ß-1，4吡喃苷键连接的杂多糖。
根据来源不同，KGM分子中甘露糖和葡萄糖的摩尔比为1.6位上存在ß-1，3键结合的支链结构，大约每32个糖残—4.2,在主链甘露糖的C3基上有3个左右支链，支链仅含几个残基，并且在有些糖残基上有乙酰基团。
约每19个糖残基上有一个，以酯的方式相结合。
常见的KGM中甘露糖和葡萄糖的摩尔比约为1.5—1.7(通常为1.6)，乙酰基含量为15%。
不同品种和来源的KGM 的分子量不同，一般来讲，其粘均分子量约为7—8*105，光散射法测得KGM的重均分子量8*105—2.62*106。
魔芋葡甘聚糖的结构及保健功能研究
关键词：魔芋；葡甘聚糖；结构；保健功能
Abstract：Konjac glucomannan is the main nutrient component of konjac and an important natural active component in people’s production and life. It has health care functions and can be used as a food additive. It is also widely used in industry. This article introduces the health-care functions of konjac glucomannan and provides a reference for companies to develop konjac products.
（5）可逆性。一般情况下，魔芋葡甘聚糖在冷 却时变成固体，在加热时变成液体。溶胶是一种液体 或胶团，在 10 ～ 15 ℃的低温下，加热到 60 ℃时会发 生变化。魔芋葡甘聚糖是一种固体，冷却到 35 ℃以上 后，可变为液体或糊状，非常适合食品加工、储存和 冷藏运输 。 [10]
（6）成膜性。改性魔芋葡甘聚糖具有成膜特性， 在碱性条件下加热、脱水、干燥后，在酸性、碱性、 冷热水中形成稳定的硬膜，其附着力强、透明度高、 黏度大。膜的机械性能随添加剂的性质和用量而变化， 润湿剂加入量越多，涂膜强度越小，涂膜越软，相反，
魔芋葡甘聚糖与阿拉伯胶复合水溶胶流变特性及结构表征
吉笑盈，黄洋，胡希，等. 魔芋葡甘聚糖与阿拉伯胶复合水溶胶流变特性及结构表征[J]. 食品工业科技，2022，43（14）：101−109.doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2021110086JI Xiaoying, HUANG Yang, HU Xi, et al. Rheological Properties and Structural Characterization of Konjac Glucomannan/Arabic Gum Composite Hydrosol[J]. Science and Technology of Food Industry, 2022, 43(14): 101−109. (in Chinese with English abstract). doi:10.13386/j.issn1002-0306.2021110086· 研究与探讨 ·魔芋葡甘聚糖与阿拉伯胶复合水溶胶流变特性及结构表征吉笑盈1，黄 洋1，胡 希2，张 维2，张 迪1，张佳巍2，李东亮1, *（1.四川中烟工业有限责任公司技术中心，四川成都 610066；2.四川中烟工业有限责任公司长城雪茄烟厂，四川什邡 618400）摘 要：为了研究魔芋葡甘聚糖（Konjac glucomannan ，KGM ）与阿拉伯胶（Gum arabic ，GA ）复合水溶胶的性质，提升其在食品工业中的应用性能，本文以不同比例的KGM/GA 复合水溶胶为研究载体，采用流变仪、FT-IR 、XRD 和SEM 对其流变特性与结构表征进行研究，探讨添加比例对KGM/GA 复合水溶胶性能的影响。
结果表明，KGM 和GA 具有良好的相容性，在恰当的复配比例下，二者可以起到协同增效的作用，GA 可以改善KGM 的流变性和透明度，KGM 可以改善GA 的粘弹性和稳定性；KGM 和GA 通过氢键的增加和乙酰基的减少，促进相互的交联，加强复合水溶胶体系的分子间作用力，形成均匀规则的稳定结构。
魔芋葡甘聚糖的应用01
5可逆性 大多数物质都是在低温下呈固态，高温下呈液态。然 而，魔芋葡甘聚糖溶胶具有奇特的可逆性，它在低温 下(10~15℃)呈液态或糊状，而在常温或升温至60℃以 上则变为态或半凝固状态．冷却后又恢复为液态。这 种奇特的性质使魔芋葡甘聚糖在食品加工及农产品保 鲜方面有着积极的作用。此外，魔芋葡甘聚糖还有乳 化、悬浮、稳定等特性。它的这些性质与体系的pH关 系密切。当pH<10时，主要表现为保水、增稠、乳化、 悬浮、稳定的作用： 当10<pH<12时．在不同的温度下有凝胶和溶 胶的可逆性．表现为成膜、成型、保鲜的作用； 当pH>12时，在加热条件下形成热不可逆凝 胶。有成膜作用。
美味可口的魔芋果冻
具体来说可分为一些小类： （一）在肉制品如火腿肠、午餐肉、鸡丸、鱼丸中添加，起 到粘结、爽口和增加体积的作用。 （二）在乳制品如果奶、发酵酸奶、勾兑酸奶、炼乳、摇摇 奶、AD钙奶、直酸凝乳型酸奶等产品中起到稳定剂作用。 （三）在豆制品如特种豆腐、豆花、豆奶、果味豆奶、果蔬 汁豆奶等中起到稳定剂的优良作用并延长保存期，易拉罐 装12个月内不油析、不凝聚、不漂浮、不沉淀。 （四）在饮料如杏仁奶、椰奶、花生奶、核桃奶、粒粒橙、 果汁、果茶、各种固体饮料及八宝粥等中起到增稠持水和 稳定剂作用，延长保持期。 （五）在冷食如冰淇淋、雪糕、冰棍、冰霜、冰片、两吃冰、 咬嚼冰等中起到优良稳定剂作用，防止产生冰晶。
食用魔芋精粉后受试者血糖的变化
生化指标 例数 （前中后） 72/71/61 72/71/61 71/40/27 试验前 试验中 试验后
空腹血糖 （mg%) 餐后血糖 （mg%) 糖化血红蛋 白（nmol果 糖/10mgHb)
159.53±36. 12 275.72±80. 32 91.68±21.7 6
魔芋胶化学结构
魔芋胶化学结构
魔芋胶是一种高分子量的非离子型亲水胶体，主要化学组成为葡萄甘露聚糖。
其主链以β-1，4糖苷键相连，支链以β-1，3键链接。
魔芋胶中的葡萄糖
和甘露糖的分子比约为2：3，但需要注意的是，甘露糖单位的第6位C上
有乙酰基，所以其水溶液不能形成凝胶。
在稀碱性溶液中，乙酰基会被水解去掉，从而形成有弹性的凝胶。
此外，魔芋胶的主链上存在不规则的乙酰基，约占糖基量的5%，这些乙酰基团能够赋予魔芋胶溶解特性。
以上内容仅供参考，如需更准确的信息，可以查阅相关的化学书籍或咨询化学专家。
魔芋葡甘露聚糖的提纯以及化学改性研究进展
Ｋ Ｇ Ｍ分子上的基团 ， 以达到增强 Ｋ Ｇ Ｍ利用价值 的 目的 ， 包 括 羧 甲基 化 、 酯化 、 脱 乙酰 化及 交 联 改
性等 方法 。
３ ． １ 魔 芋葡 甘露聚 糖 （ Ｋ Ｇ Ｍ） 羧 甲基化
８ ０～１ ０ ０ ， 吸水 后 的 Ｋ Ｇ Ｍ形成凝胶 ， 当ｐ Ｈ ＜１ ２ ． ２ 时形成 的凝 胶具 有可 逆性 ， 随着 ｐ Ｈ的升高， 凝 胶
利用 价 值 。本 文综述 葡 甘露 聚糖 （ Ｋ Ｇ Ｍ） 的理
化 性质 、 提 纯 及改性 研 究 进 展 ， 以期 为 Ｋ Ｇ Ｍ 的 进
魔 芋块 茎 中魔 芋葡 甘 露 聚糖 约 含 ６ ５ ％， 其 余 ２ ． １ 乙醇 沉淀 法
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ ． １ ２ — １ ５ 修 回 日期 ： ２ ０ １ ７ － ０ １ － ２ ０
Ｍ
乙醇 沉淀法 相 对 来 说具 有 简单 易行 、 成 本 低
作者简介 ： 吴远艳 （ １ ９ ８ ９ － ） ， 女， 贵州六盘水人 ， 硕士 ， 主要从 事农业资源利用。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｗ ｙ ｙ ｂ ｊ ｆ ｕ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ。
３ 魔 芋葡 甘 露聚 糖 （ Ｋ Ｇ Ｍ）的化 学 改性研 究
魔芋 葡 甘 露 聚糖 （ Ｋ Ｇ Ｍ） 的化 学 改 性 法 是 目
前Ｋ Ｇ Ｍ 改性 最 常 用 的方 法 ， 通 过 化 学 反 应 改 变
羧 甲基化 处理 可提 高魔 芋葡 甘露 聚糖 的水 溶 性及 稳定 性 ， 其 主要是利用 Ｋ Ｇ Ｍ 分 子 上 的 羟基