[科普中國(guó)]-魔芋膠

魔芋（Amorophophallus Konjac）屬天南星科多年生草本植物，在我國(guó)西南部地區(qū)和中西部地區(qū)有著悠久的種植歷史。魔芋的主要成分是葡甘露聚糖，是一種低熱能、低蛋白質(zhì)、高膳食纖維的食品，并且富含人體所需的十幾種氨基酸和微量元素，做為功能性食品，對(duì)高血壓、肥胖癥、糖尿病、便秘有一定療效，可以排毒體內(nèi)毒素和垃圾，預(yù)防結(jié)腸癌。還具有水溶、增稠、穩(wěn)定、懸浮、凝膠、成膜、粘結(jié)等多種理化特性，所以是一種天然的保健食品又是理想的食品原料。我國(guó)記載的魔芋有19種，被開發(fā)利用的主要有白魔芋和花魔芋兩種。

簡(jiǎn)介魔芋膠來(lái)源于植物魔芋的塊莖。魔芋主要生長(zhǎng)在中國(guó)大陸南方和西南各省。魔芋中含低熱量、低蛋白、高膳食纖維，是理想的減肥食品。魔芋膠是由D-甘露糖與D-葡萄糖連接而成的多糖。D-甘露糖與D-葡萄糖的比為1:1.6。魔芋膠能溶于水，形成高黏度的假塑性溶液，它經(jīng)堿處理后形成彈性凝膠，是一種熱不可逆凝膠。利用魔芋膠能形成熱不可逆凝膠的特性，可制作多種食品，如魔芋糕、魔芋豆腐、魔芋粉絲以及各種仿生食品(如蝦仁、腰花、蹄筋、海參、海蜇皮等)1。

生物學(xué)特征魔芋為天南星科（Araceae）魔芋屬（Amorphophallus Bl.ex Decne.）多年生草本植物的地下塊莖，其主要成分為魔芋的葡甘露聚糖（KGM）。魔芋屬于被子植物門、單子葉植物綱，是具有球莖的多年生草本植物，已有學(xué)名的魔芋屬種不少于163個(gè)。絕大多數(shù)魔芋生長(zhǎng)于平均溫度16℃，海拔800m以上的亞熱帶山區(qū)或丘陵地區(qū)。我國(guó)已記載的魔芋屬種有30種，藥食兼用的魔芋有8種，最具有研究開發(fā)價(jià)值的魔芋品種為花魔芋和白魔芋。

化學(xué)成分1、糖類

葡甘露聚糖是魔芋塊莖特有的主要成分，分子式為（C6H10O5）n，是由d-葡萄糖和d-甘露聚糖按1：1.6摩爾比以β-1，4糖甘鍵連接的雜多糖，其含量約為44%～64%，另一類是淀粉和其他多糖。

2、蛋白質(zhì)和氨基酸

魔芋塊莖中的粗蛋白含量為5%～10%，16種氨基酸總量為6.8%～8.0%（有7種必需氨基酸）?；в笥?8種氨基酸，總量為6.283%，其中人體必需的為2.634%，白魔芋片含量分別為5.14%和2.137%。

3、礦物質(zhì)

魔芋含有多種礦物質(zhì)，塊莖中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Co等含量高，據(jù)崔熙等報(bào)道，人體必需的多種微量元素和常量元素魔芋中的含量相當(dāng)多。

4、其他成分

生物堿含量為1%～2%，有毒，還含較多的草酸鈣結(jié)晶，故魔芋必須處理后方可食用。另外，魔芋經(jīng)加工可分離出樺木酸、β-谷甾醇、蜂花烷、木糖以及胡蘿卜素、硫胺素、核黃素、抗壞血酸等多種物質(zhì)。

用途魔芋作為食品和食品添加劑的用途極廣泛：

作為增稠劑和穩(wěn)定劑可以添加到果凍、果醬、果汁、蔬菜汁、雪糕、冰淇淋及其他冷飲、固體飲料、調(diào)味粉和湯料粉中；

作為粘結(jié)劑可以添加到面條、米線、絞皮、肉丸、火腿腸、面包和糕點(diǎn)中以增強(qiáng)筋力和保持新鮮狀態(tài)；

作為凝膠劑可以添加到各種軟糖、牛皮糖和水晶糖中，還可以用來(lái)制作仿生食品；

作用原理魔芋膠的作用原理(英文縮寫"KGM")

1、KGM作為一種可溶性的膳食纖維，可在食物四周形成一種保護(hù)層，從而防止消化酶與食物發(fā)生作用。

2、KGM在水中可吸水膨脹（80-100倍），能抑制食欲，產(chǎn)生飽腹感，使進(jìn)食量下降。

3、KGM可以延緩、阻止膽固醇，單糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而使脂肪酸在體內(nèi)的合成減少。

4、KGM有潤(rùn)腸，通便的功能，可以增加排便量，因此具有腸道清洗的作用。

功能應(yīng)用魔芋中不僅含有充足的營(yíng)養(yǎng)成分還具有保健功能，它的有效成分葡甘露聚糖（KGM）不僅作為食品添加劑廣泛用于食品行業(yè)中，還在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、其他工業(yè)等方面有重要作用。

在食品加工中的應(yīng)用KGM具有親水性、增稠性、穩(wěn)定性、乳化性、懸浮性、凝膠性和成膜性等多種特性，可制作各種食品添加劑，廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。用于冰淇淋的穩(wěn)定劑，使口感平滑細(xì)膩；作為餅干、蛋糕等的烘烤食品添加劑，使產(chǎn)品外觀光滑，質(zhì)地疏松；可增加線面的強(qiáng)度，增加面條韌性；作為啤酒泡沫穩(wěn)定劑，倒杯后氣泡細(xì)小均勻，掛杯時(shí)間長(zhǎng)；作為果汁和酒類的澄清劑；作為食品保鮮劑，可抑制嗜氧性微生物的繁殖，延長(zhǎng)蛋、肉、魚，水果和蔬菜保鮮期。利用魔芋KGM的成膜性，可制作微膠囊。用微膠囊技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品能保護(hù)被包埋的微粒子物料，避免其與其他組分發(fā)生不良反應(yīng)，同時(shí)使其與外界不良環(huán)境因素隔絕，在保持了物料原有色、香、味的同時(shí)，減少了劣變損失或延長(zhǎng)保質(zhì)時(shí)間，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，使一些不易貯存或加工的物料變穩(wěn)定，且使流動(dòng)性好的固體擴(kuò)展了使用范圍，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝。

在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用魔芋葡甘聚糖溶于水后，形成凝膠狀溶液，果蔬經(jīng)魔芋葡甘聚糖涂膜后，在表面形成一層無(wú)色透明的半透膜，能有效地阻止O2進(jìn)入果實(shí)內(nèi)部，減緩由果蔬呼吸作用產(chǎn)生的CO2向外擴(kuò)散，從而能有效達(dá)到保鮮的作用。

魔芋葡甘聚糖還可用作動(dòng)物飼料添加劑。用它制成的水產(chǎn)動(dòng)物飼料水穩(wěn)定性好，顆粒料的散失率和粗蛋白流失率均很小，在水中仍能保持一定的硬度和彈性。

在醫(yī)藥中的應(yīng)用魔芋的營(yíng)養(yǎng)保健作用就是發(fā)揮膳食纖維對(duì)營(yíng)養(yǎng)不平衡的調(diào)節(jié)作用，如防治便秘、降血脂、降血糖、減肥健美等。另外，它還可用于制作隱形眼鏡和醫(yī)療光學(xué)制品；在護(hù)眼液中加魔芋葡甘聚糖，能夠防止眼睛和隱形鏡片的干燥。魔芋葡甘聚糖凝膠消毒后可用于止血和促進(jìn)傷口愈合；還可將其制成降血脂、降血糖、減肥、通便等藥物。

在其他工業(yè)中的應(yīng)用魔芋葡甘聚糖可用作造紙、印刷膠液、橡膠、陶瓷、攝影膠片的粘著添加劑；在石油工業(yè)上可用作鉆井泥漿處理劑和壓力液注入劑，有效提高工程質(zhì)量和施工進(jìn)度；在生物工程上可制成膠質(zhì)，用于電泳分離；在紡織工業(yè)中用作毛、麻、棉紗的漿料，絲綢雙面透印的印染糊料和后處理的柔軟劑；煙草加工中用作保香劑；化妝品工業(yè)上用作護(hù)膚霜、洗發(fā)水的添加劑；在廢水處理中可作殺菌劑的包埋材料，使殺菌劑緩慢釋放；在建筑中可作防塵劑，將其與堿和表面活性劑混合后噴灑在將要拆修的建筑物和道路表面，可防止施工中產(chǎn)生灰塵；在化工中通過(guò)酯化、成型、皂化、交聯(lián)后，可作為色譜填料，用于離子交換色譜；經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾活化，可用于固定化酶或細(xì)胞的載體。

發(fā)展前景世界范圍內(nèi)魔芋食品業(yè)的迅猛發(fā)展，使魔芋的食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值得到了充分體現(xiàn)。魔芋作為食品的天然原料已有許多世紀(jì)，但對(duì)于技術(shù)和消費(fèi)需求而言，它仍是一個(gè)新的食品成分。作為魔芋中重要成分的魔葡甘聚糖(KGM)是一種天然高分子多糖，自從1994年美國(guó)和歐洲相繼立法批準(zhǔn)KGM為健康食品及食品添加劑以來(lái)，國(guó)際市場(chǎng)的魔芋需求量增大。日本于1971年就已成立了“魔芋研究會(huì)”，對(duì)魔芋及其精粉進(jìn)行研究，并取得許多成果，日本在魔芋產(chǎn)品的加工工藝及加工設(shè)備方面處于國(guó)際領(lǐng)先，不僅充分開發(fā)了本國(guó)的資源，還從國(guó)外進(jìn)口原料，其中的94%原料從中國(guó)進(jìn)口。

我國(guó)魔芋產(chǎn)區(qū)主要分布在云南、貴州、四川、陜西南部和湖北西部，以四川盆地周圍山區(qū)的魔芋資源最為豐富。四川魔芋產(chǎn)區(qū)主要分布在川東的大巴山山區(qū)，西南部金沙江河谷地帶是全國(guó)最重要的白魔芋產(chǎn)區(qū)。白魔芋是非常珍貴的資源，品質(zhì)好，KGM含量高。魔芋的開發(fā)在我國(guó)很大一部分還停留在粗制品階段。隨著我國(guó)科研機(jī)構(gòu)對(duì)魔芋膠的深入研究，魔芋精制品已經(jīng)開始發(fā)展起來(lái)，廠家也主要分布在四川、湖北和云南等地。魔芋膠的國(guó)際市場(chǎng)主要是日本、歐美、韓國(guó)及東南亞各國(guó)，據(jù)中國(guó)魔芋協(xié)會(huì)分析預(yù)測(cè)年需求量約為1萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)主要是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，如廣東、上海、深圳、大連等地年需求量約為1.5萬(wàn)噸。我國(guó)魔芋精粉生產(chǎn)廠家雖不少，但規(guī)模較大的卻不多，平均每個(gè)廠僅有數(shù)十噸。由于KGM獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，從而使魔芋精粉在食品、醫(yī)藥、生物及其他領(lǐng)域中應(yīng)用范圍和使用量逐年擴(kuò)大，因此伴隨工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域上的擴(kuò)展，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需要也迅速增長(zhǎng)；再加上出口量的劇增，預(yù)計(jì)2-3年內(nèi)，尚有上萬(wàn)噸的缺口。按照國(guó)內(nèi)產(chǎn)量市場(chǎng)潛力較大，發(fā)展前景極為廣闊2。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙磊 - 副教授 - 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)