魔芋的科学特性

魔芋中不仅含有充足的营养成分还具有保健功能，它的有效成分葡甘露聚糖（kgm）不仅作为食品添加剂广泛用于食品行业中，还在农业、医药、其他工业等方面有重要作用。 　　

1 魔芋的生物学特征 　　魔芋为天南星科（araceae）魔芋属（amorphophallus bl.ex decne.）多年生草本植物的地下块茎，其主要成分为魔芋的葡甘露聚糖（kgm）。魔芋属于被子植物门、单子叶植物纲，是具有球茎的多年生草本植物，已有学名的魔芋属种不少于163个。绝大多数魔芋生长于平均温度16℃，海拔800m以上的亚热带山区或丘陵地区。我国已记载的魔芋属种有30种，药食兼用的魔芋有8种，Zui具有研究开发价值的魔芋品种为花魔芋和白魔芋。 　　

2 魔芋块茎的主要化学成分 　　

2.1 糖类 　　葡甘露聚糖是魔芋块茎特有的主要成分，分子式为（c6h10o5）n，是由d-葡萄糖和d-甘露聚糖按1：1.6摩尔比以β-1，4糖甘键连接的杂多糖，其含量约为44%～64%，另一类是淀粉和其他多糖。 　　

2.2 蛋白质和氨基酸 　　魔芋块茎中的粗蛋白含量为5%～10%，16种氨基酸总量为6.8%～8.0%（有7种必需氨基酸）。花魔芋有18种氨基酸，总量为6.283%，其中人体必需的为2.634%，白魔芋片含量分别为5.14%和2.137%。 　　

2.3 矿物质 　　魔芋含有多种矿物质，块茎中k、ca、mg、fe、mn、cu、co等含量高，据崔熙等报道，人体必需的多种微量元素和常量元素魔芋中的含量相当多。 　　

2.4 其他成分 　　 　　生物碱含量为1%～2%，有毒，还含较多的草酸钙结晶，故魔芋必须处理后方可食用。另外，魔芋经加工可分离出桦木酸、β-谷甾醇、蜂花烷、木糖以及胡萝卜素、硫胺素、核黄素、抗坏血酸等多种物质。 　　

3 魔芋的保健功能 　　 　　

3.1 减肥 　　魔芋的主要成分为kgm，是一种可食用植物纤维，不易被消化。kgm热量极低，且具有吸水性强、黏度大、膨胀率高的特点，进入胃中吸收胃液后可膨胀20～100倍，产生饱腹感，在充分满足人们的饮食快感的同时不会增肥，无须刻意节食，便能达到均衡饮食，从而实现理想减肥的效果。 　　

3.2 降压抗癌 　　魔芋在胃肠存留期间可吸收肠、胃内的胆固醇，并促进其排泄。kgm对胆汁分泌有一定的影响，在一程度上可防止人体对胆固醇的吸收，还能有效地干扰癌细胞的代谢功能。魔芋凝胶进入人体肠道后就形成孔径大小不等的半透膜附着于肠壁，能阻碍包括致癌物质在内的有害物质的侵袭，从而起到解毒，防治如甲状腺癌、胃贲门癌、结肠癌、鼻咽癌等癌肿的作用。 　　3.3 补钙 　　实验表明，魔芋食品中的钙比较容易洗脱出来，特别是在酸性溶液中钙的洗脱率更高。人们在食用魔芋时，嚼烂的魔芋与酸性胃液接触，钙便开始溶化，再从肠胃吸收，从而达到补钙的作用。 　　

3.4 洁胃 　　魔芋食用后消化吸收慢，大量可溶性植物纤维促进胃肠蠕动，可减少有害物质在胃、肠、胆囊中的滞留时间，有效地保护胃粘膜，清洁胃壁。 　　

3.5 排毒通便 　　其丰富的植物纤维素，帮助活跃肠道功能，加快排泄体内有害毒素，预防和减少肠道系统疾病病变发生。 　　

4 魔芋胶及其应用 　　魔芋胶是从各种魔芋植物的块茎里提取出的水凝胶状多糖，是一种高分子量、非离子型kgm。魔芋粉的颗粒遇水后胀润，然后破裂并释放出kgm的聚合物。魔芋甘露胶主要由甘露糖和葡萄糖组成，两者的摩尔比约为1.6：1.0。 　　

4.1 在食品加工中的应用 　　kgm具有亲水性、增稠性、稳定性、乳化性、悬浮性、凝胶性和成膜性等多种特性，可制作各种食品添加剂，广泛应用于食品工业。用于冰淇淋的稳定剂，使口感平滑细腻；作为饼干、蛋糕等的烘烤食品添加剂，使产品外观光滑，质地疏松；可增加线面的强度，增加面条韧性；作为啤酒泡沫稳定剂，倒杯后气泡细小均匀，挂杯时间长；作为果汁和酒类的澄清剂；作为食品保鲜剂，可抑制嗜氧性微生物的繁殖，延长蛋、肉、鱼，水果和蔬菜保鲜期。利用魔芋kgm的成膜性，可制作微胶囊。用微胶囊技术生产出来的产品能保护被包埋的微粒子物料，避免其与其他组分发生不良反应，同时使其与外界不良环境因素隔绝，在保持了物料原有色、香、味的同时，减少了劣变损失或延长保质时间，提高了产品质量，使一些不易贮存或加工的物料变稳定，且使流动性好的固体扩展了使用范围，简化了生产工艺。 　　

4.2 在农业中的应用 　　魔芋葡甘聚糖溶于水后，形成凝胶状溶液，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o2进入果实内部，减缓由果蔬呼吸作用产生的co2向外扩散，从而能有效达到保鲜的作用。 　　魔芋葡甘聚糖还可用作动物饲料添加剂。用它制成的水产动物饲料水稳定性好，颗粒料的散失率和粗蛋白流失率均很小，在水中仍能保持一定的硬度和弹性。 　　

4.3 在医药中的应用 　　魔芋的营养保健作用就是发挥膳食纤维对营养不平衡的调节作用，如防治便秘、降血脂、降血糖、减肥健美等。另外，它还可用于制作隐形眼镜和医疗光学制品；在护眼液中加魔芋葡甘聚糖，能够防止眼睛和隐形镜片的干燥。魔芋葡甘聚糖凝胶消毒后可用于止血和促进伤口愈合；还可将其制成降血脂、降血糖、减肥、通便等药物。 　　

4.4 在其他工业中的应用 　　魔芋葡甘聚糖可用作造纸、印刷胶液、橡胶、陶瓷、摄影胶片的粘着添加剂；在石油工业上可用作钻井泥浆处理剂和压力液注入剂，有效提高工程质量和施工进度；在生物工程上可制成胶质，用于电泳分离；在纺织工业中用作毛、麻、棉纱的浆料，丝绸双面透印的印染糊料和后处理的柔软剂；烟草加工中用作保香剂；化妆品工业上用作护肤霜、洗发水的添加剂；在废水处理中可作杀菌剂的包埋材料，使杀菌剂缓慢释放；在建筑中可作防尘剂，将其与碱和表面活性剂混合后喷洒在将要拆修的建筑物和道路表面，可防止施工中产生灰尘；在化工中通过酯化、成型、皂化、交联后，可作为色谱填料，用于离子交换色谱；经过化学修饰活化，可用于固定化酶或细胞的载体。 　　

5 魔芋的资源分布、开发现状及前景 　　我国魔芋产区主要分布在云、贵、川、陕西南部和湖北西部，以四川盆地周围山区的魔芋资源Zui为丰富。四川魔芋产区主要分布在川东的大巴山山区，西南部金沙江河谷地带是全国Zui重要的白魔芋产区。白魔芋是非常珍贵的资源，品质好，kgm含量高。魔芋的开发在我国目前有很大一部分还停留在粗制品阶段。精制品阶段已经开创局面，其势如旭日东升，光彩夺目。高纯度魔芋胶的生产已有眉目，有待于中国魔芋工作者的进一步努力奋斗。魔芋产业的前景广阔，把魔芋精粉转化为几十、几百、上千种新产品，将会创造出更多的价值和经济效益。