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2011年第20卷第24期魔芋葡甘聚糖改性的研究概况徐清华1，崔英慧2，刘鑫3（1．河北省廊坊市人民医院药剂科，河北廊坊065000；2．河北省隆化县医院药剂科，河北承德068150；3．神威药业有限公司，河北石家庄051430）摘要：目的综述魔芋葡甘聚糖改性方面的研究概况。
方法对魔芋葡甘聚糖的改性研究情况进行综合、分析和归纳。
结果魔芋葡甘聚糖的改性有酯化改性、接枝共聚反应、醚化、酶解和形成多糖复配体系等。
结论将魔芋葡甘聚糖改性后可以更好地拓展其用途。
关键词：魔芋；魔芋葡甘聚糖；改性中图分类号：R284．3；R282．71文献标识码：A文章编号：1006－4931(2011)23－0091－02魔芋(又称作蒟蒻、蛇六谷、麻芋、鬼芋、花连杆等)是天南星科魔芋属单子叶植物纲多年生草本植物，以球状块茎入药，主要活性成分是魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan，KGM)。
魔芋葡甘聚糖是由D－葡萄糖和D－甘露糖按1ʒ1．5 1．7的摩尔比，以β－1，4和β－1，3糖苷键连接起来的高分子多糖，相对分子质量约在200000 2000000之间，在其分子链上平均每17个糖残基C－6位上连有1个乙酰基[1－2]。
由于流动性不好、溶胶稳定性差等缺陷[3]，常需要对其进行改性[2，4]，达到满足设计需要的目的，现就魔芋葡甘聚糖的改性研究概况进行综述。
1酯化改性将魔芋葡甘聚糖与酸或酸酐等在一定条件下反应，得到相应的酯化产物，酸和酸酐主要是磷酸盐、丙烯酸、马来酸酐、乙酸酐等[5]。
严睿文等[6]应用丙烯酸(AA)对魔芋葡甘聚糖进行改性，以取代度为指标、硫酸为催化剂，丙烯酸与魔芋葡甘聚糖的质量比为3．82ʒ1，在45ħ反应4h，其取代度(DS)最高为0．767。
改性后魔芋葡甘聚糖抑菌效果有明显改善，当取代度高于0．7时，其成膜性能较好，可作为环保可降解膜材料使用。
魔芋葡甘聚糖改性过程中，其相对分子质量也是一个重要的因素，它影响改性后产物的黏度、溶解性乃至应用范围等，在乙酰化改性时要兼顾取代度和相对分子质量。
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。
魔芋多糖的制备、抗氧化活性及其结构表征
问小龙;李亚杰;张亮;邹迎春;谭林海;向极钎
【期刊名称】《粮食与油脂》
【年(卷),期】2024(37)6
【摘要】以魔芋精粉为原料,采用超声辅助热水浸提魔芋多糖。
通过单因素和响应面试验,确定魔芋多糖的最优提取工艺,并对其抗氧化活性和结构特征进行分析。
结果表明:在超声时间50 min、超声功率1224 W、提取温度76.5℃的最佳条件下,所得魔芋多糖得率为74.3%。
当魔芋多糖质量浓度为2 mg/mL时,其对羟基自由基、DPPH自由基和ABTS自由基的清除率分别为77.05%、82.16%和25.82%。
纯化后的魔芋多糖,以相对分子质量较小的成分为主;红外光谱分析表明魔芋多糖具有吡喃糖单元;扫描电镜显示魔芋多糖的立体结构是由0.5~2μm的立方体夹杂部分小颗粒聚集而成,单糖组成主要为葡萄糖和甘露糖。
【总页数】7页(P134-140)
【作者】问小龙;李亚杰;张亮;邹迎春;谭林海;向极钎
【作者单位】恩施土家族苗族自治州农业科学院;恩施硕品现代农业科技有限责任公司;湖北省富硒产业技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TS201.2
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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。
魔芋胶的功能特性及其在肉制品中的应用魔芋胶又名魔芋粉，是从天南星科魔芋属多年生草本植物魔芋（又名磨芋或蒟蒻等）的块茎中提取出来的，主要成分是葡甘聚糖（Konjac glucomannan，简称KGM），它是一种非离子型水溶性高分子多糖，和绝大多数阳离子型、阴离子型和非离子型食用胶类都有互溶性、协同性或增效性，作为天然、健康、安全的食品原料或配料，已广泛应用于饮料、果冻、冰淇淋、肉制品、面制品等食品中[1]，随着人们对安全、卫生、天然、低脂食品的不断需求，魔芋胶因其独特的功能特性，将显示出其巨大的应用空间。
1 魔芋胶的主要成分及结构魔芋胶的主要成分是葡甘聚糖，其结构主要由D-甘露糖和D-葡萄糖大约按1.6：1的比例通过β-1,4糖苷键聚合而成，在C-6位置上带有乙酰基支链的多糖物质。
一般情况下乙酰基数量为平均每9～19个糖单元就有一个，但这个在葡甘聚糖主链上的乙酰基团，对它的溶解性质有很大的作用。
魔芋葡甘聚糖分子质量因魔芋品种、产地、加工方法及原料的贮藏时间不同而变化，一般为20万～200万u[2]。
图1 魔芋葡甘聚糖的化学结构2 魔芋胶的功能特性及安全性2.1 功能特性魔芋胶是一种非离子型水溶性高分子多糖，含有丰富的羟基（-OH），易溶于水，吸水后可膨胀80~100倍，具备非牛顿流体的特征。
同时，1%魔芋胶溶胶的粘度高者可达4万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、刺槐豆胶等添加剂相比，它受食品体系中盐的影响很小，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[3]。
魔芋胶具有增稠性、乳化性、粘结性、吸水性等功能特性，把它和卡拉胶的双螺旋缠绕机理用于肉糜制品方面，它的增稠性和吸水性可以防止肉糜制品析水性、析油性，提高肉糜制品的粘结力[4]。
将魔芋胶水分散液加热后冷却，可得到具有假塑性流体特性的溶液，溶液的pH值在5.0-7.0之间。
魔芋葡甘聚糖•魔芋葡甘聚糖•中文名•魔芋葡甘聚糖•又称•KGM•实质•高分子可溶性膳食纤维•特点•不含热量、有饱腹感魔芋葡甘聚糖，又称KGM，是一种天然的高分子可溶性膳食纤维，为所有膳食纤维中的优品，不含热量、有饱腹感，且能减少和延缓葡萄糖的吸收，抑制脂肪酸的合成，具有极佳的减脂瘦身作用。
魔芋葡甘聚糖在减脂的同时还有助于生态通便、平稳血糖、降血脂和抗脂肪肝，安全无毒副作用。
由于葡甘聚糖具有粘度高、吸水多、膨胀快等理化性质，使魔芋的加工工艺受到限制，现有魔芋食品中魔芋葡甘聚糖的纯度普遍偏低，人们摄入葡甘聚糖甚少。
KGM是最优质的可溶膳食纤维编辑可溶性膳食纤维与不可溶性膳食纤维的区别在于，它可参加人体血液和体液循环，并在循环过程中净化血液和身体各部器官。
可溶性膳食纤维分子量越大，功能键越多，在防治慢性疾病中的功能就越强。
名称水溶型膳食纤维分子量功能键麦芽糊精低分子膳食纤维2000道尔顿极少菊粉低分子膳食纤维6000道尔顿少Konifiber 天然高分子膳食纤维100~200万道尔顿很多功能减脂瘦身美国Keithley 做了一项研究，通过对减肥者食用KGM来研究KGM的作用机制( 7组临床试验，每组39个肥胖者) 。
研究发现，无论是在正常饮食或者高热量饮食中，KGM 起到一定减轻体重的作用。
他们推测KGM 减肥的作用机制为，通过摄入KGM 食品增加了胃肠内容物的黏度，从而延长胃排空时间增加人的饱腹感，同时减少小肠食物吸收率，降低餐后葡萄糖和胰岛素的波动。
华西医科大学研究结果对这一作用进一步证实，食用魔芋精粉30天，体重下降率为78.4%，下降幅度为0.5--4.7公斤，个体差异较大。
生态通便KGM吸收水分，增加粪便体积，改善肠道菌群；肠内细菌酵解KGM，产生短链脂肪酸，刺激肠蠕动，这些都有利于排便。
华西医科大学张茂玉等研究表明，便秘者食用KGM能增加每日粪湿重（相当于1克魔芋精粉增重11.4克）和粪便含水量；能缩短食物在肠道运转的时间和平均一次排便时间；能增加双歧杆菌数。
