1、魔芋葡甘聚糖在各领域中的应用,食品加工与安全 xxx学号：122012324xxxxxx,魔芋葡甘聚糖作为医药、保健品的功能 魔芋葡甘聚糖是食品工业中的应用 魔芋葡甘聚糖在环保领域中的应用 魔芋葡甘聚糖在化工领域中的应用 魔芋葡甘聚糖的广阔应用前景,魔芋葡甘聚糖作为医药、保健品的功能,一、治疗减肥 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
2、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。膳食纤维在胃内的充盈作用，增加了饱腹感，同时可以减少产热营养素的吸收。膳食中增加一定量的魔芋或其他可溶性纤维，可达到预防肥胖和缓慢减肥的目的。目前已有加魔芋精粉或其他可溶性纤维的减肥食品或保健食品面市。,二、降血糖血脂作用 控制饮食是糖尿病治疗的重要措施，膳食纤维不被消化吸收，不含热量，又有饱腹感，且能减少和延缓葡萄糖的吸收，是糖尿病良好的辅助药物。研究表明，可溶性纤维有显著改善糖代谢的作用，而不溶
3、性纤维则无明显作用。华西医科大学黄承钰等研究魔芋精粉对糖尿病患者血糖的影响，结果表明，魔芋精粉有奖血糖效果，对重者的降糖效果优于轻者，并且对降低餐后血糖和对降低空腹血糖更有效。,食用魔芋精粉后受试者血糖的变化,湖北大学生命科学学院杨艳燕教授等人给实验性高脂血症小鼠灌喂一定剂量的魔芋低聚糖，发现魔芋低聚糖能有效地抑制血清甘油三酯( TG) 和总胆固醇( TC) 水平升高，同时能提高高密度脂蛋白胆固醇( HDL-C) 水平，证实魔芋低聚糖确有一定对抗小鼠实验性高脂血症形成的作用。,三、益生元作用 预防便秘主要是饮食中增加膳食纤维的含量，食物中粗粮、蔬菜水果和魔芋精粉制品是膳食纤维的丰富来源。膳食纤
4、维吸收水分，增加粪便体积，改善肠道菌相；肠内细菌酵解膳食纤维，产生低级脂肪酸，刺激肠蠕动，这些都有利于排便。对于便秘患者来说，目前临床使用的泻药包括五大类，即润滑性类、缓解性类、盐类、动力药和容积性类，前四类药物使用上需注意一些事项，而容积性类是纤维制剂，仅通过增加粪便容积，产生近似自然排便的效果，但其起效较慢，是慢性习惯性便秘理想的药物。 Chen 等研究了KGM 在Balb /C 小鼠盲肠微生态菌群的作用。结果表明KGM 明显促进了双歧杆菌的生长，此外，KGM 引起排泄物中总厌氧菌数5%。类似的Elamir 在KGM 对小鼠肠道微生态菌群的研究中发现，KGM 能够显著抑制大肠杆菌生长。另外
5、Ghazzewi 也对KGM 作为益生元进,行了深入研究。他们在超高温瞬时杀菌的牛奶中加入KGM 研究其乳酸菌和双歧杆菌的生长。结果显示，加入KGM 的牛奶中乳酸菌和双歧杆菌数量大大高于加入菊粉的牛奶。由此可以看出，KGM 对有益微生物有促进生长发育和繁殖的作用。四、抗癌作用 文献报道，有不少非淀粉多糖有调节机体免疫功能的作用，能增强非特异性免疫，细胞免疫、体液免疫功能中的一个或几个方面。初步研究表明，魔芋精粉能提高正常小鼠和免疫抑制状态小鼠的特异性和非特异性免疫功能，具有免疫调节活性。 流行病学调查和部分实验研究表明，膳食纤维对预防结肠癌、乳腺癌等有一定作用，也有报道魔芋精粉对小鼠肺癌有预防
6、作用。可能是可溶性纤维大量吸水稀释了肠道致癌物和前致癌物的浓度，并加速它们排出体外；影响肠道菌相变化，厌氧菌增加，厌氧菌中的双歧干菌，有抗癌作用，加速可疑致癌物胆汁酸的代谢产物的排泄。,五、用于医药材料 随着对KGM 理化性质、结构和药理作用的深入研究，发现 KGM 在医药领域有很多新用途。KGM 在医药领域的应用可分为两类: 一类是利用KGM 的独特理化性质，如易形成凝胶、高黏度和吸水性，来制备医药材料、药物缓释剂、血浆代用品等; 另一类是利用KGM 的抗肿瘤等生物功能或活性制备疫苗或新药。天然魔芋多糖作为研制缓、控释和结肠定位药物的辅料有不可比拟的优越性，作为天然化合物不仅价廉易得，而且其
7、安全性已经证实并多数作为药物辅料收于各国药典。通过改变KGM 水凝胶的交联度、膨胀度及其他有关参数，可以用于制作栓剂基质和缓释药片、口服结肠定位释药剂，由于其在胃肠道上部通常不被吸收，可被结肠菌酶专一性降解，因此在结肠定位给药方面具有良好的应用前景和临床意义，如治疗便秘、结肠炎、大肠癌等肠道疾病及开发多肽蛋白类口服制剂。KGM 和四价硼酸盐反应产生稳定的空间网状络合物，它具有良好的透明性、强度、弹性及生物相容性，其固态凝胶可以制成隐形眼镜和医疗光学制品，液态溶胶可制成护眼液。此外，KGM 还可制成胶囊、海绵、组织工程支架材料、卫生用品等。作为重要的膳食纤维，KGM 可以用于制作防治肥胖、防治糖
8、尿病、降血压、降血脂、防治冠心病、调节肠道功能等多种 富贵病 的医药保健品。,魔芋葡甘聚糖是食品工业中的应用 由于魔芋葡甘聚糖具有很高的持水性、膨胀性、增稠性、凝胶性、乳化性、悬浮性、粘结性等，性能优于琼脂、卡拉胶、明胶等常用食品胶，作为食品添加剂应用日益广泛。魔芋胶和卡拉胶协同作用可以提高肉糜制品的弹韧性、切片性和口感，它的增稠性和保水性可以防止肉糜制品析水、析油，提高肉糜制品的粘结力，它的乳化性可以提高肉糜制品中肌蛋白和肉糜之间的粘合力。KGM可用作冰淇淋的稳定剂，使冰淇淋口感平滑细腻；此外还可作为饼干、面包、蛋糕等烘烤食品和面制品添加剂，使产品外观光滑，质地酥脆，产品膨胀度、柔度、保水保
9、鲜性能都比未添加的好，赋予食品更好的色、香、味等。,具体来说可分为一些小类：（一）在肉制品如火腿肠、午餐肉、鸡丸、鱼丸中添加，起到粘结、爽口和增加体积的作用。（二）在乳制品如果奶、发酵酸奶、勾兑酸奶、炼乳、摇摇奶、AD钙奶、直酸凝乳型酸奶等产品中起到稳定剂作用。（三）在豆制品如特种豆腐、豆花、豆奶、果味豆奶、果蔬汁豆奶等中起到稳定剂的优良作用并延长保存期，易拉罐装12个月内不油析、不凝聚、不漂浮、不沉淀。（四）在饮料如杏仁奶、椰奶、花生奶、核桃奶、粒粒橙、果汁、果茶、各种固体饮料及八宝粥等中起到增稠持水和稳定剂作用，延长保持期。（五）在冷食如冰淇淋、雪糕、冰棍、冰霜、冰片、两吃冰、咬嚼冰等中起
10、到优良稳定剂作用，防止产生冰晶。,（六）在糖果如各种软糖、牛皮糖、水晶糖等中起到凝胶和增进口感的作用。（七）薄膜制品如可食性包装材料，纸质食品、拉拉宽食品、拉拉长食品等是利用魔芋葡甘聚糖的成膜性而制成。（八）在面条、卦面、方便面、粉皮、粉条、沙河粉、米粉、粉皮、面片、馒头、包子、饺子、面包、蛋糕、蛋奶酥、曲奇饼及其它糕点中起到粘结、保水、增加筋力、保持品质的优良作用。 近年来，随着果蔬保鲜剂研制的兴起，魔芋葡甘聚糖因其溶液粘度大，稳定性高，抗菌性强，结膜细致、光滑的性质而被作为保鲜剂的活性成分。果蔬经魔芋葡甘聚糖涂膜后，在表面形成一层无色透明的半透膜，能有效地阻止氧气进人果实内部，减缓由果蔬呼
11、吸作用产生的二氧化碳向外扩散，有效地抑制果蔬的生理呼吸，减缓营养物质的损耗；并能减少外源微生物的侵染，从而防止果蔬腐烂。,魔芋葡甘聚糖在环保领域中的应用 在环保领域中，利用成膜性制成食用膜、保鲜膜、降解膜和及包装材料，为减少白色污染开辟新的材料; 利用KGM 的粘附性、黏结性及生物可降解、无污染等优点制成环保胶黏剂剂和环保型涂料; 利用凝胶的缓释作用制成废水处理剂、防尘剂; 经过羧甲基化改性制成金属离子吸附剂。此外，还可以利其成膜性、抗菌性、吸附性，制成种子包衣剂，提高种子发芽率和抗病性，制成肥料缓释剂，使肥料在一段时间内慢慢释放，提高肥料的有效利用率，减少了肥料的流失。利用高膨胀性，制成填充
12、剂，应用于石油钻探中，可提高钻探效率，降低石油开采成本。,魔芋葡甘聚糖在化工领域中的应用 近年来,通过化学改性,在一定程度上提高了葡甘聚糖水溶胶的黏度、稳定性和抗菌性能,但稳定性仍不够理想,尤其是在酸性、高温和冷冻条件下稳定性极差。针对天然KGM溶胶的上述缺陷,本文探讨焦磷酸钠与魔芋葡甘聚糖的酯化交联反应,用正交试验法确定其反应的最佳条件,并研究改性溶胶及改性膜的性能。另据唐汝培、杜予民、樊李红等人在高分子材料科学与工程上的文献报道，魔芋葡甘聚糖可与羧甲基淀粉共混，制作可降解的食品包装材料。 此外魔芋葡甘聚糖水凝胶还可用于尿素缓释包裹、作为润湿剂对烟草等物资起到保湿作用，其化学衍生物，还可作为
13、杀菌剂使用。,魔芋葡甘聚糖的广阔应用前景 魔芋葡甘聚糖在食品、医药、化工等领域有广泛的应用前景。近几年来GPC 凝胶色谱柱、制备型高效液相、红外光谱、质谱、核磁共振、X-射线晶体衍射、分子动力学模拟计算技术、分子对接等现代最新技术和分离、分析手段，为获得低分子质量魔芋葡甘聚糖片段，探讨其构效关系的研究提供可能，尤其计算机分子对接技术筛选多糖药物的成分及其靶点，为糖的活性研究提供了方向。 我国每年通过各种渠道出口日本、欧美、韩国以及台湾地区的魔芋产品超过1万吨。特别是近年来，市场对健康食品的需求与日俱增，欧美对魔芋产品的兴趣较大，特别是对高档次的魔芋精粉、微粉的需求日益增加，以魔芋为原料的食品及食品添加剂逐步取代了传统的卡拉胶、琼脂和昂贵的海藻提取物等。国际市场需求大部分靠中国来满足，这给我国魔芋产业提供了极好的发展前景。但目前我国魔芋市场还存在重视魔芋精粉出口带来的经济效益而轻视魔芋产品的深度开发、对魔芋高附加值产品的开发很少等问题。我国对魔芋葡甘聚糖的研究工作已有十多年，基础和应用研究工作的,诸多方面还需加强，特别是对魔芋产品深加工研究不够。我国魔芋资源丰富，已发现95种，其中13种为我国特有，在魔芋资源的综合利用上开展广泛的研究，将魔芋中的生物碱、蛋白质、淀粉等副产品都加以利用，不断提高魔芋的附加值，魔芋产业将会有更广阔的开发前景。,谢 谢 ！,
