魔芋葡甘露聚糖的提取

魔芋葡甘露聚糖的提纯及应用作者：余涵来源：《内蒙古科技与经济》 2009年第17期摘要：文章简单介绍了魔芋葡甘露聚糖的性质和结构，综述了国内外对魔芋葡甘露聚糖提取纯化的方法和魔芋葡甘露聚糖在食品、化工、医药中的应用现状及发展方向。

魔芋是多年生草本植物，广泛我国集中分布在秦林岭以南的山区。

魔芋葡甘露聚糖是魔芋块茎特有的主要成分，在魔芋中的含量约为44%～64%。

魔芋葡甘露聚糖(Konjac Glucomannan)又称魔芋粉，魔芋胶，其形状为白色或奶油至淡棕黄色粉末。

溶于水可形成高粘度溶液，是目前所发现植物类水溶性食用胶中粘度最高的一种，具有高吸水性、高膨胀性、高粘度。

它优良的粘结性、成膜性、可溶性、增稠性和保水性等特点，是一种天然食品添加剂和保鲜剂。

因此，魔芋葡甘露聚糖，可广泛应用于食品、医药、印染、建筑、涂料、纺织和造纸等领域，具有极大的市场应用价值⑴。

1 魔芋葡甘露聚糖的提纯水溶性KGM的几种主要制备提纯方法有以下几种：吴贤聪等⑵采取引入重金属离子纯化的方法；施航等⑶设计的纯化流程为：将魔芋粉加到乙醇和乙醚的混合液中回流过滤，滤渣用盐酸水解，过滤，乙醇洗涤，加丙酮脱水，得纯品KGM；上述方法主要存在以下问题：①工艺复杂，生产成本高，不易于实验室操作和生产；②引入有毒的Pb2+对环境有污染，限制了魔芋可食性膜的应用；⑧用酸水解，可能会将原料中多糖水解成单糖，破坏了多糖结构的稳定性。

针对以上问题，近年来又出现了一些新的魔芋葡甘露聚糖提纯的新方法。

官晓梅⑷等人提出的乙醇沉淀法．流程如下：魔芋精粉(KF)一去离子水溶胀一静置5h一稀释一抽滤一旋转蒸发一乙醇[（乙醇）一95%]沉淀一无水乙醇洗涤一风干一纯品KGM。

用该方法简单、易操作，且提纯的魔芋葡甘露聚糖产率为57%，产品无色、无味，其溶胶保存84 h仍均一、透明、无异味，显示产品有较高质量分数。

莫湘涛⑹等人提出的用生物法提取魔芋葡甘露聚糖，工艺过程如下：魔芋精粉(KF)一加水调浆一加少量a-淀粉酶一60℃液化45～60 min(pH=5.7～6.2)一110℃灭菌5 min一冷却一加少量糖化酶（pH一4.8～5．O）一振荡糖化48 h--ll0℃灭菌5 min一冷却一加水过滤得滤液一加95%乙醇（剧烈搅拌）一继续搅拌30 min一静置一减压过滤一80%乙醇冲洗沉淀一烘干称重(40～50℃)，该方法得到的魔芋葡甘露聚糖纯度较高，但步骤较为复杂。

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 在食品领域的应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、成膜性与赋味性等特性, 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,已有应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应用前景。

因此，对魔芋葡甘聚糖膜进行改性对扩大其应用范围有重要意义。

[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—4.2,在主链甘露糖的C位上存在ß-1，3键结合的支链结构，大约每32个糖残3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%。

不同品种与来源的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。

魔芋葡甘聚糖的研究进展及应用现状综述刘楠1，杨芳1,2（1.安康学院农学与生命科学院，陕西安康725000；2.陕西省富硒食品工程实验室，陕西安康725000）摘要：魔芋葡甘聚糖是魔芋的主要经济成分。

近年来，关于魔芋葡甘聚糖的研究与应用都有很大进展。

本文综述了魔芋葡甘聚糖在化学结构、理化性质和提纯等方面的研究进展，及其在医学、生物材料、食品等领域的应用现状，并对魔芋葡甘聚糖的应用前景提出了展望。

关键词：魔芋葡甘聚糖；研究进展；应用现状中图分类号：Q53文献标识码：A 文章编号：1674-0092（2011）04-0095-042011年8月第23卷第4期安康学院学报Journal of Ankang University Aug.2011Vol.23No.4收稿日期：2011-02-25基金项目：安康学院大学生科技专项（2010akxydxs22）作者简介：刘楠，女，陕西西安人，安康学院农学与生命科学院本科生，主要从事糖生物学研究；杨芳，女，陕西安康人，安康学院农学与生命科学院讲师，硕士，主要从事糖生物学研究。

魔芋葡甘聚糖(KGM )是魔芋块茎中所含的中型非离子性线性多糖，是由葡萄糖和甘露糖以β-1，4糖苷键结合形成的高分子化合物，是一种优良的膳食纤维，具亲水性，凝胶性，粘结性，可食性，抗菌性，成膜性等特性。

1魔芋葡甘聚糖的研究现状1.1魔芋葡甘聚糖的化学结构魔芋葡甘聚糖是由D-葡萄糖和D-甘露糖约按1：1.6（mol/mol ）的比例，以β-1，4-糖苷键连接的高分子多糖[1]，在主链甘露糖的C3位上存在着以β-1,3键结合的支链结构。

天然的魔芋葡甘聚糖是由放射状排列的胶束组成，具有与肝素相近似的骨架结构，单体分子中C2，C3，C6位上的-OH ，均具有较强的反应活性，其平均分子量为1.1×106。

1.2魔芋葡甘聚糖的理化性质魔芋葡甘聚糖具有优良的束水性、胶凝性、增稠性、粘结性、可逆性、悬浮性、成膜性、赋味性等多种特性，被广泛应用于医学，食品，生物学等各个领域。

魔芋葡甘聚糖的提取分离方法综述摘要目的:综述魔芋葡甘聚糖的提取及分离方法研究现状。

方法:对国内外文献进行归纳、分析及总结。

结果:魔芋葡甘聚糖是天然高分子多糖，理化性质稳定。

结论:魔芋葡甘聚糖在医药、化工、食品等方面具有广泛的应用前景，在药用辅料方面值得开发。

关键词: 魔芋葡甘聚糖提取分离综述0 前言魔芋属天南星科, 多年生草木植物。

研究表明, 魔芋精粉中约含40 %～70 %的葡甘聚糖, 还含有少量蛋白质、食物纤维、淀粉、游离还原糖、氨基酸及微量无机盐等[1 ]。

魔芋的主要活性成分为葡甘聚糖,它是对魔芋进行深加工利用的重要成分。

魔芋葡甘聚糖的含量高,分子量大,其精粉及其相应产品的质量就好。

由于葡甘聚糖及其改性产物水溶胶的高粘度、稳定性、乳化性、高膨胀性、成膜性、凝胶性和特定的生物活性,使得它们在食品、医药、化工、日化、造纸、纺织、石油和环保等领域具有很好的应用前景。

因此,研究魔芋葡甘聚糖的提取分离方法具有重要的意义。

1 魔芋葡甘聚糖(KGM)的提取[2 ]1.1粗提魔芋粉 80g→150ml石油醚→60cC-65℃加热回流0.5h→过滤斗回收石油醚后→150mL 90%乙醇→70-80℃加热回流0.5h→过滤→回收乙醇→滤渣→60℃干燥→粗魔芋葡甘露聚糖。

样品重71g，产品收率为89%。

用分光光度法[6.71测得葡甘露聚糖含量为74.2%o1.2精制1.2.1乙醇沉淀法粗魔芋葡甘聚糖(5g)→配成1%溶胶→95%乙醇沉淀→80%乙醇洗涤两次→85%乙醇50℃洗涤30min→95%乙醇沉淀→60℃干燥→粉碎→KGM。

用分光光度法16,71测得KGM的含量为90.1%，产品收率为90.5%o1.2.2酸水解法粗魔芋葡甘聚糖(5g) →配成1%溶胶酸→水解(10%HCI调pH2-pH3,85℃-90℃水解15h)→95%乙醇沉淀→85%乙醇50℃洗涤30min→丙酮脱水→60cC干燥→粉碎→KGM。

用分光光度法测得KGM的含量为85.4%，产品收率为82.2%02 魔芋葡甘聚糖(KGM) 的分离纯化[3 ]KGM是从魔芋精粉中制备而成。

魔芋葡甘露聚糖的酶解方法一实验所需原料：魔芋精粉；0.2mol/lPBS缓冲液（需用Na2HPO4·12H2O，NaH2PO4·2H2O 配制）；β-甘露聚糖酶（10000u/g）；DNS试剂（由3，5-二硝基水杨酸，NaOH，酒石酸钠，苯酚，偏重亚硫酸钠配制）。

实验所需器材及仪器：1000ml容量瓶(2个)；滴定管（量取或配制溶液时使用）；250ml 锥形瓶；恒温水浴锅；恒温振荡器；冷冻离心机；紫外-可见分光光度计；移液枪预实验：1. PBS缓冲液的配制：（1）母液的配制：0.2mol/L Na2HPO4：称取71.6g，溶于1000mL水0.2mol/L NaH2PO4：称取31.2g NaH2PO4·2H2O，溶于1000mL水（2）pH6.0 87.7mL 0.2mol/L NaH2PO4·2H2O +12.3mL Na2HPO4·12H2O pH7.0 38mL 0.2mol/L NaH2PO4·2H2O +62mL Na2HPO4·12H2OpH8.0 5.3mL 0.2mol/L NaH2PO4·2H2O +94.7mL Na2HPO4·12H2O这只是大致比例，精确pH值需用pH计配制。

2.DNS试剂的配制方法（1）称取3，5-二硝基水杨酸6.3g，NaOH 21.0g充分溶解于500mL煮沸的蒸馏水中（煮沸是为了加速溶解）。

（2）加入酒石酸钠182.0g，苯酚5.0g，偏重亚硫酸钠5.0g于上一步的溶液中，加热搅拌至全部溶解，冷却，用蒸馏水定容至1000mL。

（3）充分溶解后盛于棕色瓶中，储存1周后使用。

实验步骤：⑴打开水浴锅，设定温度为50℃.⑵用量筒量取100ml一定pH的PBS缓冲液于锥形瓶中，塞上塞子置于水浴锅中加热，至50℃（可用温度计量）。

⑶用称量纸称取0.25g的魔芋精粉备用。

魔芋甘露聚糖肽制备技术研究魔芋甘露聚糖肽制备技术研究引言魔芋甘露聚糖肽是一种新型的生物活性多糖肽，具有广泛的应用前景。

魔芋是一种天然植物，其根茎富含魔芋甘露聚糖，而魔芋甘露聚糖则是由魔芋中提取得到的。

魔芋甘露聚糖肽具有多种生物活性，包括抗肿瘤、降血糖、降血脂等作用，因此受到了越来越多的关注。

魔芋甘露聚糖肽制备技术魔芋甘露聚糖肽的制备技术主要包括魔芋提取、酶解、纯化和评价等步骤。

1. 魔芋提取魔芋富含魔芋甘露聚糖，因此首先需要将魔芋从植物中提取出来。

提取魔芋的方法通常有水煮、蒸煮和酶解等。

水煮法是目前应用较为广泛的一种方法，它能够高效地溶解魔芋甘露聚糖，并且能够同时去除魔芋中的杂质。

蒸煮法和酶解法相对来说操作更加简单，但是提取效果较水煮法略差。

2. 酶解酶解是将魔芋中的魔芋甘露聚糖水解成肽段的过程。

常用的酶有红曲酵素、玉米淀粉酶等。

酶解的条件包括酶解温度、pH值、酶解时间等。

在酶解过程中，需要控制好这些参数，以达到最佳的酶解效果。

研究表明，酶解时间和酶解温度是影响魔芋甘露聚糖肽得率和分子量分布的重要因素。

3. 纯化纯化是将酶解产物中的目标魔芋甘露聚糖肽提取出来的过程。

常用的纯化方法包括离心、超滤、反渗透和离子交换等。

离心是最简单的一种方法，它能够去除酶解产物中的悬浮颗粒。

超滤和反渗透则是通过膜的选择性渗透性质将魔芋甘露聚糖肽分离。

离子交换则是利用魔芋甘露聚糖肽的带电性与离子交换树脂之间的作用力进行分离。

4. 评价评价是对制备得到的魔芋甘露聚糖肽进行活性检测的过程。

常用的评价指标包括抗氧化活性、保护胃粘膜、抗炎活性等。

抗氧化活性是最常用的一种评价指标，它可以通过自由基清除实验来确定。

保护胃粘膜和抗炎活性则可以通过小鼠实验来评价。

发展趋势随着对生物活性多糖肽的研究不断深入，对魔芋甘露聚糖肽的制备技术也在不断改进。

目前，有学者利用基因工程的方法将魔芋甘露聚糖肽的合成酶引入到合适的宿主中进行大规模生产。

此外，还有学者利用纳米技术将魔芋甘露聚糖肽封装起来，以提高其生物利用度和稳定性。