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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。
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。
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。
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。
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。
