葡甘露聚糖在食品中的應(yīng)用

王蕾娜 康明麗

（河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，石家莊 050018）

葡甘露聚糖在食品中的應(yīng)用

王蕾娜*康明麗**

（河北科技大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院，石家莊 050018）

介紹了葡甘露聚糖的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，闡述了葡甘露聚糖的發(fā)展現(xiàn)狀，綜述了葡甘露聚糖的優(yōu)良性質(zhì)及在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用，并對(duì)葡甘露聚糖的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

葡甘露聚糖；性質(zhì)；應(yīng)用；展望

葡甘露聚糖是由葡萄糖和甘露糖通過β-1，4糖苷鍵聚合而成的一種天然植物中性多糖，還是一種優(yōu)良的水溶性膳食纖維，其分子量大約為25萬～200萬，屬于食用半纖維素并具有獨(dú)特的理化性質(zhì)。葡甘露聚糖主要來源于魔芋的塊莖中，因此又稱為魔芋多糖（簡稱KGM），他具有良好的可塑性，吸水性，成膜性，增稠性，保水性等多種理化、生物性質(zhì)。葡甘露聚糖具有非常高的藥用價(jià)值以及食用價(jià)值，且毒副作用小，對(duì)人體有多種保健作用，如可預(yù)防便秘、降血糖、降血脂、減肥以及抗癌等。因此，葡甘露聚糖是一種很值得深度開發(fā)的多糖。

1 葡甘露聚糖的發(fā)展前景

魔芋葡甘露聚糖主要來源于魔芋的球狀塊莖之中。魔芋屬天南星科魔芋屬多年生草本植物，它主要含有葡甘露聚糖、淀粉、蛋白質(zhì)、粗纖維、氨基酸以及礦物質(zhì)等多種物質(zhì)，是我國傳統(tǒng)的食品以及醫(yī)藥資源。

近20年來，我國已經(jīng)對(duì)葡甘露聚糖的理化性質(zhì)、生物功能以及化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和產(chǎn)品開發(fā)。由于葡甘露聚糖具有多種優(yōu)良特性以及應(yīng)用廣等特點(diǎn)，開發(fā)應(yīng)用前景十分廣闊。

2 葡甘露聚糖的性質(zhì)

2.1 葡甘露聚糖的結(jié)構(gòu)

魔芋葡甘露聚糖20世紀(jì)末在日本被發(fā)現(xiàn)，是由分子比為1∶1.5～1.6（花魔芋） 或1∶1.69（白魔芋）的葡萄糖和甘露糖殘基通過β-1，4糖苷鍵聚合而成的，每32個(gè)糖殘基就有3個(gè)左右的支鏈，支鏈有幾個(gè)殘基的長度，且大約每19個(gè)糖殘基就有1個(gè)以酯鍵結(jié)合的乙?；?，其單體分子上有多個(gè)-OH，均有較強(qiáng)的反應(yīng)活性。

2.2 葡甘露聚糖的理化性質(zhì)

葡甘露聚糖為乳白色或淡棕黃色粉末，基本無臭無味，可分散于偏酸性的熱水或冷水中，加熱或機(jī)械攪拌可提高其溶解度，在其溶液中加入一定量的堿，可形成對(duì)熱穩(wěn)定的溶膠，其水溶液稠度很高。

甘露聚糖是一種天然的高分子水溶性多糖，其分子上有多個(gè)-OH，為親水性化合物，易溶于水，但不溶于甲醇、乙醚等有機(jī)溶劑，且其溶脹性好，吸水力可以達(dá)到自身質(zhì)量的100倍左右。魔芋葡甘露聚糖具有獨(dú)特的凝膠性能，在非堿性的條件下可與卡拉膠、黃原膠、淀粉等復(fù)配產(chǎn)生強(qiáng)烈的協(xié)同作用，使溶液黏度增大。

3 葡甘露聚糖在食品中的應(yīng)用

3.1 葡甘露聚糖在保健食品中的應(yīng)用

現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)研究表明，葡甘露聚糖作為一種性能優(yōu)良的膳食纖維，具有多種生理功效，在保健食品領(lǐng)域越來越受到重視。葡甘露聚糖屬于半纖維素多糖，能有效刺激腸壁，且食用后在胃內(nèi)不易被分解消化，還能增強(qiáng)腸系酶類的分泌及活性，具有清理腸道、防止肥胖、調(diào)節(jié)血糖與血脂、改善膽固醇代謝及抗癌等藥理活性。因此，可以利用葡甘露聚糖的這些特性將魔芋制成各種保健食品，如魔芋豆腐，魔芋糕點(diǎn)等，或?qū)⑵浼尤氲礁鞣N食品中，可制成調(diào)節(jié)腸胃、降血糖、血脂、減肥、抗癌等的功能性食品。

目前市場(chǎng)上已開發(fā)出大量魔芋減肥保健食品，減肥效果甚好，對(duì)人體無害。其減肥的機(jī)理可能是：葡甘露聚糖具有良好的吸水性，其遇水膨脹，成為黏性的纖維素。黏性纖維延緩了胃對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，降低了單糖的吸收，從而使體內(nèi)脂肪酸的合成下降。另外，葡甘露聚糖吸水膨脹，可產(chǎn)生飽腹感，從而抑制了人們對(duì)飲食的欲望。葡甘露聚糖還具有潤腸通便的作用，從而起到減肥的作用。

3.2 葡甘露聚糖作為食品的添加劑

葡甘露聚糖是一種功能齊全的天然水溶性食用膠類，可以用作增稠劑、保水劑、乳化劑、膠凝劑、懸浮劑等，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于卡拉膠、明膠等膠類。葡甘露聚糖還是一種非離子性水溶性多糖，能與大多數(shù)的離子性食用膠類共溶、增效，因此葡甘露聚糖在食品添加劑領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。如可以在豆制品、乳制品中作為穩(wěn)定劑；在固體飲料中作為增稠劑、凝膠劑等。

目前，國內(nèi)應(yīng)用葡甘露聚糖的的膠凝增稠等特性，經(jīng)常用作面條、面包、蛋糕等食品的品質(zhì)改良劑。葡甘露聚糖的分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起到了面筋的作用，可明顯地改善面團(tuán)的質(zhì)量，并使面條更加有彈性和韌性，煮后也不易粘連。另外，在豬肉中若加入其質(zhì)量15%左右的魔芋凝膠生產(chǎn)低脂肪香腸，可改善其肉制品的外觀形象。

早在1997年，美國食品與藥品監(jiān)督局（FDA）就批準(zhǔn)了葡甘露聚糖作為食品添加劑的申請(qǐng)，歐盟也在1998年就批準(zhǔn)了葡甘露聚糖用于食品添加劑，從此，葡甘露聚糖作為食品添加劑開始廣泛應(yīng)用在食品行業(yè)。

3.3 葡甘露聚糖在食品保鮮中的應(yīng)用

葡甘露聚糖溶于水可形成水溶膠，在其質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.4%時(shí)就可以形成一層膜。利用葡甘露聚糖凝膠性好的特點(diǎn)，將其稀的水溶液噴灑在果蔬表面，就可起到保鮮作用。這是由于在果蔬的表面形成了一層均勻且透明、通透性良好的葡甘露聚糖的薄膜，防止了水分的蒸發(fā)，降低了病菌感染，又抑制了果蔬的氣體交換，降低了果蔬的呼吸強(qiáng)度，從而減少了營養(yǎng)物質(zhì)的損耗，也因此保持了果蔬其原有的風(fēng)味，因此被廣泛應(yīng)用于食品保鮮。此外，他還是一種無毒、效果好的天然保鮮劑，能有效地防止果蔬及水產(chǎn)品的腐敗、變質(zhì)，抑制果蔬的褐變和失水，延長產(chǎn)品的儲(chǔ)藏期和貨架期。

葡甘露聚糖的水溶膠在適當(dāng)?shù)臈l件下改性成膜，還可以作為可食性天然降解的膜材料。據(jù)報(bào)道，葡甘露聚糖分子上有少量的乙?；?，當(dāng)與堿作用時(shí)，葡甘露聚糖可發(fā)生脫乙酰作用，而脫去乙?；?，葡甘露聚糖形成了更多的氫鍵，成膜時(shí)能形成更加有序致密的排列，膜的性能得以明顯的改善。近些年來，有人對(duì)切分的果塊以及水果采用葡甘露聚糖溶液進(jìn)行浸泡晾干成膜，又有人在葡甘露聚糖中加入某些添加劑或交聯(lián)劑等物質(zhì)對(duì)其進(jìn)行物理或化學(xué)的改性，制成可食用膜，改變了膜的柔韌性、透氣性和透明度等性能，提高了保鮮的效果。

3.4 葡甘露聚糖制成的仿生食品

仿生食品是食品行業(yè)的新興產(chǎn)品。近年來，為了滿足消費(fèi)者各方面的需求，各國相繼開發(fā)出許多不同風(fēng)味、食用方便、物美價(jià)廉的“人造食品”。葡甘露聚糖脫乙?；笮纬傻臒岵豢赡娴木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可作為加工仿生食品的良好基料。近年來一些人利用葡甘露聚糖研制了出仿生牛肉、仿生海產(chǎn)品等。

4 展 望

在我國，魔芋資源豐富，價(jià)格也比較低廉，魔芋中富含的葡甘露聚糖有多種優(yōu)良特性，其特性也正在被人們一步步開發(fā)利用，并且科研開發(fā)已取得了顯著的成效。

我國在魔芋加工機(jī)械方面的研究較少，在葡甘露聚糖的提取和利用方面還有所欠缺，因此當(dāng)前我們要做的應(yīng)該是利用先進(jìn)的技術(shù)提高魔芋制品中有效成分的含量，并改進(jìn)提純方法，更安全的提取高純度的葡甘露聚糖。

葡甘露聚糖可以通過適當(dāng)?shù)母男约靶揎?，獲得多種性能優(yōu)良的保健功能材料，但目前大部分研究仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，要達(dá)到工業(yè)化的程度還有一段距離，至于其結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，特別是高級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響，還有很多空白有待研究開發(fā)。隨著對(duì)葡甘露聚糖的結(jié)構(gòu)和功能研究的進(jìn)一步深入，將逐步認(rèn)識(shí)和掌握葡甘露聚糖的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，并運(yùn)用這些規(guī)律來開發(fā)更多的新材料、新產(chǎn)品。

［1］ 白木.魔芋的保健功能［J］.特種經(jīng)濟(jì)動(dòng)植物，2003，6（7）：23.

［2］ SHINSAKU KOBAYSHI，SHIGETOMO TSUJIHATA，NARUHIRO HIBI et al.Preparation and rheological characterization of carboxymethyl konjae glucomannan［J］.Food Hydrocolloids．2002，16：289-294

［3］ 趙志峰，雷鳴，盧曉黎.魔芋產(chǎn)品加工現(xiàn)狀及其發(fā)展前景［J］.四川食品與發(fā)酵，2002，38（3）：10-13.

［4］ 韓寶瑞，安剛.魔芋的資源概況與應(yīng)用研究［J］.國際老年醫(yī)學(xué)雜志.2010，31（2）：87-90.

［5］ LI BIN，XIE BI-JUN．Study on molecular chain morphology of Konjac Glucomannan［J］.Agricultural Sciences in china，2003，2（7）：798-803.

［6］ 龐杰，劉佩瑛.魔芋精粉的性質(zhì)、功用及其在食品中的應(yīng)用［J］.長江蔬菜，2000（4）：39-40.

［7］ 李國熊，許敬堯．魔芋葡苷聚糖對(duì)二甲肼誘發(fā)小鼠大腸癌的影響［J］．中華消化雜志，2000，20（1）：59-60.

［8］ 魏蔚，楊冀州，祝偉霞，等.減肥保健品中魔芋葡甘露聚糖檢測(cè)技術(shù)研究及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.中國國境衛(wèi)生檢疫雜志，2006，29（3）：172-174.

［9］ OABUM，WH.KEETON JT.Konjac flour gel as fat substitute in low-fat prerigor fresh pork sansagc ［J］．Journal of Food Science，1994，59（3）：484-489．

［10］孫沈魯，陳虹，龐杰，等.多糖結(jié)構(gòu)及其保健功能［J］.中國食品學(xué)報(bào)，2003（z1）496-503.

［11］ VICTOR FALGUERA，JUAN PABLO QUINTERO，ALBER TO JIMENEZ，et al.Edible films and coatings：Structures，active functions and trends in their use［J］.Trends in Food Science&Technology，2011，22：292-303.

［12］ B.W.S.SOUZA，M.A.CERQUEIRA，J.T.MARTINS，et al.Influence of electric fields on the structure of chitosan edible coatings ［J］.Food Hydrocolloids，2010，24：330-335.

［13］ L.H.CHENG，A.ABD KARIM，M.H.NORZIAH.et a1.Modification of the microstructural and physical properties of konjac glucomannan-based films by alkali and sodium carboxymethyl cellulose［J］.Food Research International，2002，35：829-836.

［14］ L.H.CHENG，A.ABD KARIM，C.C.SEOW．Effects of acid modification on physical properties of konjac glucomannan（KGM）films［J］．Food Chemistry，2007，103：994-1 002.

［15］ KENJI MAEKAJI.The Mechanism of gelation of konjac mannan［J］.Agr.Biol Chem.1974.38（2）：315-321.

［16］ MARIRA ALEJANDRA RLJAS-GRAU，ROBERT SOLIVA-FORTUNY，OLGAMARTIN-BELLOSO.Edible coatings to incorporate active ingredients to fresh cut fruits：a review［J］.Trends in Food Science&Technology，2009，20：438-447.

［17］ 李崇高，黃建初，黃泳梅.魔芋多糖仿生食品工藝的研究［J］.西南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版.2008，30（1）：119-125.

［18］ 曹暉.魔芋葡甘露聚糖的特性及應(yīng)用［J］.揚(yáng)州大學(xué)烹飪學(xué)報(bào)，2005（4）：61-64.

Research on salinization ofasparagus

WANGLei-na*KANGMing-li**
（Shanxi biological application vocational technological college，Taiyuan 030031，China）

Introduce the structure and nature of glucomannan and state the current development status of glucomannan.Reviewthese excellent properties of the glucomannan and its application in food，predict the application ofglucomannan.

glucomannan；properties；application；prospect

TS245.9

A

1673-6004（2012）02-0010-03

* 王蕾娜，女，1987年出生，河北科技大學(xué)食品工程專業(yè)在讀研究生

**康明麗，通訊作者，Email：shipinzhuanye@163.com

2012-05-08

2012-05-18