魔芋葡甘聚糖的功能和在食品業(yè)上的應用http://www./About.asp?id=15

劉佩瑛 張盛林

      魔芋是天南星科多年生草本植物，廣泛分布在西南山區(qū)，是中國的傳統(tǒng)食品及醫(yī)藥資源，在現(xiàn)代食品加工業(yè)中具有巨大的開發(fā)潛力。
一、魔芋葡甘聚糖的功能
      魔芋主要經(jīng)濟成分是葡甘聚糖，其化學結(jié)構是由分子比1:1.6～1.7的葡萄糖和甘露糖殘基通過β-1，4 糖苷鍵聚合而成的高分子雜多糖。葡甘聚糖屬于可溶性半纖維素為人體第七營養(yǎng)素纖維素中的優(yōu)品。一般果蔬中的不溶性纖維，攝入人體后仍以原型排除，而華西醫(yī)大研究魔芋葡甘聚糖能被腸內(nèi)細菌酵解產(chǎn)生氫、二氧化碳、甲烷、水及短鍵脂肪酸等，經(jīng)離子交換作用與腸內(nèi)膽酸結(jié)合，膽固醇用于合成膽酸的量增加，從而使血液內(nèi)膽固醇降低；且減少其膽道排泄時積聚形成膽石和減少膽酵代謝產(chǎn)物可能致癌物質(zhì)的形成及排出以預防結(jié)腸癌。魔芋還能降低甘油三脂水平，且血脂達正常水平后不再持續(xù)下降，起到調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，從而減低動脈粥樣硬化和冠心病的發(fā)病率；葡甘聚糖作為膳食纖維，不被吸收，不含熱量，有飽腹感，且能減少和延緩葡萄糖的吸收，是糖尿病的良好輔助藥物，且可預防肥胖和緩慢減肥。葡甘聚糖為可溶性纖維，能吸收水、保水，并通過酵解增加糞便體積和松軟度，利于通便，防止便秘。葡甘聚糖又是一種植物膠，但與其它天然膠如黃原膠、瓜爾豆膠、刺槐豆膠等相比，其粘度更高，在PH值降低到3.8以下，仍保持穩(wěn)定而不沉淀，且與其它膠如黃原膠、卡拉膠等復配后有極佳的協(xié)同效果，可使黃原膠的粘度大大增高。當魔芋精粉（葡甘聚糖粗制品）與黃原膠之比為3:2時，使黃原膠出現(xiàn)可逆性凝膠，并達最大凝膠強度，而單純的黃原膠不能凝膠。由于魔芋葡甘聚糖具有水溶、持水增稠、穩(wěn)定、懸浮、膠凝、粘接、成膜等多種獨特的理化性質(zhì)而使它具有廣泛的應用和開發(fā)價值。
      在食品、飲料工業(yè)上利用葡甘聚糖的上述幾種特性可作為膠凝劑、增稠劑、粘結(jié)保水劑、穩(wěn)定劑、成膜劑等。
二、魔芋凝膠食品
      魔芋凝膠食品有二大類，一類是熱不可逆凝膠類，其典型代表是魔芋豆腐（糕、絲）及衍生的雪魔芋、魔芋粉絲、魔芋片、魔芋翻花及仿生食品如素蝦仁、素腰花、素肚片、素蹄筋、素鴨腸、素魷魚、素海參、海蜇皮、貢丸等。這類不可逆凝膠食品是在高溫（100℃）、強堿（PH值12）使葡甘聚糖支鏈上的乙?；撾x，分子間便聯(lián)結(jié)成立體網(wǎng)狀結(jié)構，網(wǎng)眼間保持著不能自由流動的水分，使該物系成具彈性的半固體狀，充分體現(xiàn)了葡甘聚糖的賦形性 及持水保水性，這種凝膠不能再恢復到流體狀態(tài)。另一類是熱可逆性凝膠食品如果凍、布丁、果醬、無脂肪軟糖等在魔芋膠或魔芋復配膠達一定濃度后在常溫下成膠凍狀，若加溫可恢復流體狀態(tài)。
      熱不可逆凝膠食品的主原料是魔芋精粉。精粉的質(zhì)量和用量是影響凝膠食品的首要因
素，要求凝膠食品的品質(zhì)是不軟不硬、富有彈性、口感良好、縮水少。要達此要求應1份魔芋精粉加30～35份的水。不同地區(qū)消費者的愛好不一樣，如日本的東北地區(qū)喜愛35倍以上的軟魔芋，而關西地區(qū)卻喜愛30倍的較硬魔芋。我國四川、重慶、云南、貴州、湖北等地農(nóng)民自制的魔芋是加水50倍左右的軟魔芋。精粉的質(zhì)量影響加水的倍數(shù)。若精粉的粘度為10000mPa.S，可加水30倍，粘度為15000mPa.S，可加水32倍，粘度達20000mPa.S，可加水35倍。
      凝膠食品通過賦形設備制成塊狀、絲狀，丸子狀、空心粉狀等，塊狀可變形為條狀、丁狀、片狀、三角狀，絲可變形成為絲結(jié)、絲球、線卷等。仿生食品如素蝦仁、素腰花等等都是通過賦形設備制成的。但要注意做魔芋絲對精粉質(zhì)量要求特別高，一般要選"白魔芋"品種，加水的倍數(shù)也要少一點。
      過去用鮮魔芋球莖直接生產(chǎn)的魔芋食品，都因褐變而呈褐色，日本還加海藻粉使呈黑褐色，而用現(xiàn)代加工手段所作的魔芋精粉是白色的，所以產(chǎn)品也呈白色，但為了增加餐桌上的色彩，也可加成淡紅、淡綠、淡黃等顏色。
    魔芋凝膠食品可添加海藻粉、植物蛋白、芝麻、辣椒粉等，但它們的主要工藝仍是相同的。都是經(jīng)過魔芋精粉加水攪拌糊化，靜置1-2小時讓精粉充分溶脹后，在精煉機內(nèi)將凝固劑氧化鈣（用量為精粉量的3%，先加水溶解）與魔芋糊充分快速混勻，立即通過賦形設備定形為塊、絲、仿生狀等。這個程序也可在家庭廚房內(nèi)簡易完成，隨時制作這種保健食品。
      熱可逆性凝膠食品如果凍、布丁、果粒凍、朱古力凍、果醬等加入魔芋葡甘聚糖使其凝膠并起到穩(wěn)定劑的作用。產(chǎn)品彈性適中，脆而爽口，少脫水，不龜裂。制作方法是用優(yōu)質(zhì)魔芋微粉，用量約為果汁等的0.5-0.6%，與砂糖拌和均勻后，在水溫不高于40%的攪拌條件下徐徐加入化糖鍋內(nèi)，當溫度升至80℃時,進行配料。升溫至沸騰后，降溫過濾。
三、魔芋葡甘聚糖作為食品飲料添加劑
      中國及日本自古栽培和食用魔芋。中國衛(wèi)生部于1998年2月16日衛(wèi)監(jiān)發(fā)[1998]第9號文件正式將魔芋列入作為普通食品管理的食品新資源名單。在歐美國家除植物園作為標本外，既不栽培，也不食用。直到20世紀90年代才接納魔芋葡甘取糖的粗制品魔芋精粉作為添加劑，并由官方公布。美國是在1997年由美國食品與藥品管理局（FDA）批準作為食品添加劑，刊登于美國食品添加劑規(guī)范（FCC）第4版，所訂理化指標比我國的標準寬松很多。歐盟是在1998年11月4日官方正式公報，編號L295127，E-425，批準/注冊用于食品中。由于魔芋葡甘聚糖具有許多優(yōu)良特性，作為食品、飲料添加劑的用途極廣泛。
（一）在肉制品如火腿腸、午餐肉、雞丸、魚丸中添加，起到粘結(jié)、爽口和增加體積的作用。
（二）在乳制品如果奶、發(fā)酵酸奶、勾兌酸奶、煉乳、搖搖奶、AD鈣奶、直酸凝乳型酸奶等產(chǎn)品中起到穩(wěn)定劑作用。特別是直酸凝乳型酸奶的制成，徹底沖破蛋白飲料不能直接酸化的禁區(qū)，且進入工業(yè)化生產(chǎn)，還延長保質(zhì)期，在室溫下瓶裝能保存3個月，易拉罐裝12個月不凝聚，不澄清、不分層。添加量約0.30-0.35%。酸度控制在≤0.35%則口感最佳。使用方法是將魔芋膠粉末和10倍重量的砂糖混勻，在水溫不高于40℃的攪拌條件下徐徐加入化糖鍋內(nèi)，升溫至80℃時，待其全溶后即可加入奶粉、糖、品質(zhì)改良劑和調(diào)味劑。升溫至沸騰，降溫，過濾，高壓均質(zhì)。
（三）在豆制品如特種豆腐、豆花、豆奶、果味豆奶、果蔬汁豆奶等中起到穩(wěn)定劑的優(yōu)良作用并延長保存期，易拉罐裝12個月內(nèi)不油析、不凝聚、不漂浮、不沉淀。用量約為0.15-0.25%。工藝最佳PH值6.8-7.0，其口感最佳，豆香味更突出。使用方法與（二）法同，都須注意蛋白質(zhì)在受熱過程中必須有魔芋膠穩(wěn)定劑參與。包裝時必須充分抽氣，嚴防褐變。
（四）在飲料如杏仁奶、椰奶、花生奶、核桃奶、粒粒橙、果汁、果茶、各種固體飲料及八寶粥等中起到增稠持水和穩(wěn)定劑作用，延長保持期。用量為0.15-0.4%，PH值6.5時風味最佳。使用方法如前法。法意杏仁不能用鹽水處理過的，花生仁的焙烤溫度約170℃-190℃，時間約1分鐘，達熟而不焦、脆而不黃，紅衣易去為要求。
（五）在冷食如冰淇淋、雪糕、冰棍、冰霜、冰片、兩吃冰、咬嚼冰等中起到優(yōu)良穩(wěn)定劑作用，防止產(chǎn)生冰晶。
（六）在糖果如各種軟糖、牛皮糖、水晶糖等中起到凝膠和增進口感的作用。
（七）薄膜制品如可食性包裝材料，紙質(zhì)食品、拉拉寬食品、拉拉長食品等是利用魔芋葡甘聚糖的成膜性而制成。
（八）在面條、卦面、方便面、粉皮、粉條、沙河粉、米粉、粉皮、面片、饅頭、包子、餃子、面包、蛋糕、蛋奶酥、曲奇餅及其它糕點中起到粘結(jié)、保水、增加筋力、保持品質(zhì)的優(yōu)良作用。面條、粉條等添加魔芋后口感細滑，不斷節(jié)，回鍋不泥，面包、饅頭等貨架時間延長。中國的小麥一般不是適作面包的專用小麥品種，因此更必須加入魔芋粉。添加魔芋精粉的量為面粉或米粉的0.5%左右。若為魔芋微粉（120目）可直接加于面粉或米粉，混勻后直接和水，若為魔芋精粉（60目-120目）應先用水糊化2小時后才和面粉。魔芋粉用量過少，效果減弱，但若用量過大，因葡甘聚糖吸水可達100倍，會使面包、面條等膨大過度，雖有飽腹感，但不經(jīng)久，這對糖尿病人減少能量攝入量是非常好的輔助治療食品。
      魔芋是山區(qū)作物，一般的生產(chǎn)環(huán)境良好，其空氣、土壤和水質(zhì)都基本沒有污染，加工設備都是魔芋界按食品要求制造的專用設備，其產(chǎn)品都能達到綠色食品的要求，魔芋本身又具有醫(yī)療保健作用，因此魔芋產(chǎn)業(yè)被譽為21世紀的朝陽產(chǎn)業(yè)，在云南、貴州等省逐漸在代替煙葉產(chǎn)業(yè)。中國魔芋協(xié)會1997年成立以來，團結(jié)魔芋界同仁提高產(chǎn)品質(zhì)量和拓寬用途來進一步開拓國內(nèi)外市場，謀求產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。目前魔芋行業(yè)內(nèi)有些企業(yè)的魔芋精粉和純化魔芋精粉和微粉以及復配的各種專用添加劑，已達到國際高品質(zhì)要求，可滿足各行業(yè)使用要求。因此魔芋界希望能同食品、飲料、糧食加工業(yè)以及衛(wèi)生、醫(yī)療等行業(yè)加強聯(lián)合，也特別希望加強同烘焙及西餐業(yè)的企業(yè)聯(lián)合，共同來開發(fā)利用我國這一優(yōu)勢資源。

魔芋的醫(yī)療保健作用

張茂玉

一、魔芋是傳統(tǒng)的藥物和食品

早在兩千多年前，《神農(nóng)本草經(jīng)》中就首次將蒻頭（魔芋）列為藥物，后梁、宋、明、清各代古籍醫(yī)著中都記載了魔芋的藥物和保健作用?！侗静菥V目》和歷代本草記載中記述：魔芋性寒、味辛、“塊莖入藥，有解毒、消腫、化痰、散結(jié)、行淤的等功能”。常用作治療咳嗽、疝氣、乳痛、瘰疬、燒傷等。久煎內(nèi)服兼有健胃、豬消化的作用。“搗碎，以灰汁煮成餅，五味調(diào)食，主消渴”。日本作藥用也有不少記載，但均在我國之后，如《宜禁本草》有“蒟蒻、辛、寒、有毒。搗碎，以灰汁煮成餅，五味調(diào)和而食，主消渴。生則戟人喉出血。主治痛腫風毒，抹敷腫處，可治腸風”。其中蒟蒻即魔芋?！顿翝h三才圖繪》描述“魔芋能清除腹中泥沙，對男子最有益，但不知其原理。還可治癆疾，但其他病人不可多食”。

魔芋是我國傳統(tǒng)的植物性食品，早在中國六朝時代詩集《文選》中的《蜀都賦》就有記載，日本詩人源順氏著作《和名類聚抄》（931-937）中引用，“蒟蒻，文選蜀都賦注云。蒟蒻，其根白，以灰汁煮即成凍，以苦灑淹食，蜀人珍之”。中國的魔芋傳入日本，最初是作為一藥用和零食點心，主要在僧侶之間使用，是一種珍貴禮品。直至鐮倉之后，開始普及成為常用食品。

二、魔芋的保健作用

從營養(yǎng)角度看，魔芋是一種低熱能、低蛋白質(zhì)、低維生素、高膳食纖維的食品，高膳食纖維才是它有效的營養(yǎng)成分。魔芋精粉是魔芋球莖經(jīng)物理方法加工獲得的，是有效營養(yǎng)成分的濃縮品，其中主要的有效成分是葡甘露聚糖，屬可溶性半纖維素。魔芋的營養(yǎng)保健作用就是發(fā)揮膳食纖維對營養(yǎng)不平衡的調(diào)節(jié)作用，如防治便秘、降血糖、降血脂、減肥等。魔芋的保健作用有以下五點, , ：

（一）預防和治療便秘
    慢性功能性（習慣性）便秘常見，英國調(diào)查顯示，總?cè)巳褐?/span>10%受此癥困擾，發(fā)生率隨年齡而增加，由年輕人群3%至老年人20%，其他發(fā)達國家相似。中國和發(fā)展中國家過去發(fā)病率不高，隨飲食精化和年齡老化，便秘患者急劇增加，多數(shù)患者自服通便藥或塞肛通便藥，僅少數(shù)人就診。因急性疾?。ㄈ缒X血管意外，心、肺、腎功能衰竭等）臥床病人多有便秘，保持大便通暢是必要的治療措施。
    預防便秘主要是飲食中增加膳食纖維的含量，食物中粗糧、蔬菜水果和魔芋精粉制品是膳食纖維的豐富來源。膳食纖維吸收水分，增加糞便體積，改善腸道菌相；腸內(nèi)細菌酵解膳食纖維，產(chǎn)生低級脂肪酸，刺激腸蠕動，這些都有利于排便。對于便秘患者來說，目前臨床使用的瀉藥包括五大類，即潤滑性類、緩解性類、鹽類、動力藥和容積性類，前四類藥物使用上需注意一些事項，而容積性類是纖維制劑，僅通過增加糞便容積，產(chǎn)生近似自然排便的效果，但其起效較慢，是慢性習慣性便秘理想的藥物。
    國內(nèi)外研究已充分證實魔芋和多種膳食纖維對防治便秘的有效作用。
    華西醫(yī)科大學張茂玉等研究表明，便秘者食用魔芋能增加每日糞濕重（相當于1克魔芋精粉增重11.4克）和糞便含水量；能縮短食物在腸道運轉(zhuǎn)的時間和平均一次排便時間；能增加雙歧桿菌數(shù)。

（二）調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝
    冠心病已成為人類主要死因之一。脂質(zhì)代謝紊亂無疑可加速動脈粥樣硬化的進程。大量流行病學調(diào)查及實驗研究證實，血漿膽固醇水平與動脈粥樣硬化和冠心病的發(fā)病率密切相關。美國調(diào)查顯示，超過半數(shù)中老年血膽固醇增加，構成冠心病高危因素，如膽固醇水平降低1%，冠心病危險性則降低2%。可溶性膳食纖維通過與腸內(nèi)膽酸結(jié)合，增加膽酸排泄，使體內(nèi)膽酸合成增加，從而降低血膽固醇水平，還可減少其膽道排泄師積聚形成膽石和膽酸代謝產(chǎn)物的可能致癌作用。
    血漿脂質(zhì)一般測定膽固醇和甘油三酯，不同種類的膳食纖維，降血脂各有差異。60年代Wells通過小鼠血膽固醇濃度升高25%，如同時在飼料中加果膠和樹膠等可溶性纖維，血膽固醇濃度只上升11%，而加粗纖維的對照組，則無降血脂效果。國內(nèi)外均已報道，魔芋有顯著的降血脂效果，即可降低血膽固醇水平，也可降低甘油三酯水平，且已證實，當血脂達正常水平時不持續(xù)下降，起到調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝，預防高脂血癥的作用。
    華西醫(yī)科大學營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學教研室研究魔芋精粉降血脂效果，結(jié)果與上述相似（見下表）。

實驗前后血清脂質(zhì)濃度（M±SD)

    研究還表明，魔芋精粉對高脂血癥患者降血脂效果顯著，而對血脂水平在危險臨界值者，基本維持原有水平，起到預防高血脂的作用。

魔芋食品對血清膽固醇濃度不同者的效應（M±SD)*

*血清不同濃度者的比較，P<0.01。

魔芋食品對血清甘油三酯濃度不同者的效應（M±SD)*

*血清不同濃度者比較，P<0.01

    可溶性纖維調(diào)節(jié)脂代謝的可能機理，除增加膽酸排泄外，還有減少脂肪和能量攝入、減少脂肪和膽固醇吸收等原因。

（三）改善糖代謝      控制飲食是糖尿病治療的重要措施，膳食纖維不被消化吸收，不含熱量，又有飽腹感，且能減少和延緩葡萄糖的吸收，是糖尿病良好的輔助藥物。研究表明，可溶性纖維有顯著改善糖代謝的作用，而不溶性纖維則無明顯作用。華西醫(yī)科大學黃承鈺等研究魔芋精粉對糖尿病患者血糖的影響，結(jié)果表明，魔芋精粉有獎血糖效果，對重者的降糖效果優(yōu)于輕者，并且對降低餐后血糖和對降低空腹血糖更有效?！?/span>

食用魔芋精粉后受試者血糖的變化

試驗末三組對象血糖下降值（mg%)的比較

(四）減肥作用       美國Walsh用雙盲法肯定了魔芋的減肥作用，華西醫(yī)科大學研究結(jié)果對這一作用進一步證實，食用魔芋精粉30天，體重下降率為78.4%，下降幅度為0.5--4.7公斤，個體差異較大。膳食纖維在胃內(nèi)的充盈作用，增加了飽腹感，同時可以減少產(chǎn)熱營養(yǎng)素的吸收。膳食中增加一定量的魔芋或其他可溶性纖維，可達到預防肥胖和緩慢減肥的目的。目前已有加魔芋精粉或其他可溶性纖維的減肥食品或保健食品面市。

（五）其他作用       文獻報道，有不少非淀粉多糖有調(diào)節(jié)機體免疫功能的作用，能增強非特異性免疫，細胞免疫、體液免疫功能中的一個或幾個方面。初步研究表明，魔芋精粉能提高正常小鼠和免疫抑制狀態(tài)小鼠的特異性和非特異性免疫功能，具有免疫調(diào)節(jié)活性。

    流行冰雪調(diào)查和部分實驗研究表明，膳食纖維對預防結(jié)腸癌、乳腺癌等有一定作用，也有報道魔芋精粉對小鼠肺癌有預防作用?？赡苁强扇苄岳w維大量吸水稀釋了腸道致癌物和前致癌物的濃度，并加速它們排出體外；影響腸道菌相變化，厭氧菌增加，厭氧菌中的雙歧干菌，有抗癌作用，加速可疑致癌物膽汁酸的代謝產(chǎn)物的排泄。

三、魔芋在營養(yǎng)保健及醫(yī)療方面的應用

    魔芋的用途非常廣泛，主要是食用、醫(yī)用和工業(yè)上的應用，還有飛粉的綜合利用。從營養(yǎng)保健和醫(yī)療角度看，魔芋應用于三個方面：

1.作為食品的主要原料或添加劑     隨著魔芋食品科學技術的發(fā)展和對魔芋認識的提高，魔芋精粉作為食用的重要原料或添加劑，制成各種食品、飲料、果凍、果汁的系列產(chǎn)品越來越多。

2.作為保健食品     可開發(fā)為特定人群具有特定保健功能的保健食品。

3.制成藥物 國內(nèi)外已有可溶性纖維制成容積性類藥治療便秘。用可溶性纖維為藥物防治高血脂癥和冠心病、糖尿病、肥胖病是目前研究的熱門。

魔芋降血脂、降血糖、減肥、通便等作用，與其有效成分葡甘聚糖含量有密切關系，故以上三種用途使用的魔芋精粉，都必須保證魔芋精粉的質(zhì)量和葡甘聚糖的含量和質(zhì)量，才能真正起到應用的效用。