魔芋的應(yīng)用與研究進展

馬楠，宋娟

（陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中723001；陜西省催化基礎(chǔ)與應(yīng)用重點實驗室，陜西 漢中723001）

魔芋，屬于天南星科的一種，被人們稱之為“魔力食品”，聯(lián)合國衛(wèi)生組織已將魔芋列為十大保健食品之一。據(jù)《本草綱目》記載，魔芋早在2 000年前就已經(jīng)被先祖看成珍貴藥材來使用。由于它含有的食物纖維、多種礦物質(zhì)、微量元素以及氨基酸等，能夠很好地防止高血壓、糖尿病等病癥；魔芋低熱、低脂、低糖的特征，使其成為乳腺癌和肥胖癥的首選食品，在飽腹的同時還提升了口感，也可以預(yù)防和治療消化系統(tǒng)常見的慢性疾病[1]。因而可知，魔芋有很多好處，并且是無害的，是“天賜良藥”。因此，眾多學(xué)者對魔芋的研究也從未停止。

據(jù)統(tǒng)計，中國占魔芋種植面積占全世界的2/3，已經(jīng)反超日本而成了世界最大的魔芋生產(chǎn)國，而且擁有完整的魔芋產(chǎn)業(yè)鏈，包括種植/加工和產(chǎn)品。魔芋產(chǎn)區(qū)大部分位于貴州、四川、云南、鄂西和陜南，特別是四川盆地周圍的資源最為富饒，大都散布在川東的大巴山，西南部金沙江河谷等地[2]。早在百年前，人們就開始研究魔芋，發(fā)現(xiàn)了它有抗脂質(zhì)、降血糖、抗病毒、防衰老、抗腫瘤、抗氧化等作用，這些活性主要歸結(jié)于鮮魔芋中含有大量的魔芋葡甘聚糖（Konjac Glucomannan，KGM）及人體所必需的蛋白質(zhì)等，其中主要原因是它含有大量的多酚類物質(zhì)KGM[3]。近年來隨著人們對健康的追求，飲食觀念的轉(zhuǎn)化，魔芋對人體的健康有著重大意義，使得魔芋產(chǎn)業(yè)更得人心。

1 魔芋的主要化學(xué)成分及結(jié)構(gòu)

魔芋主要成分是葡甘聚糖，另一類是淀粉和其他多糖，還有人體所需的蛋白質(zhì)、氨基酸、多種礦物質(zhì)，如表1所示。

表1魔芋的主要化學(xué)成分

據(jù)報道，魔芋中含有很多人體所需的微量元素和常量元素。生物堿的含量在1%～2%，加上含有不少的草酸鈣結(jié)晶體，所以食用之前，必須要經(jīng)過處理[4]。魔芋能夠加工分離出很多種物質(zhì)，比如β-谷甾醇、甲基吡咯烷、樺木酸、木糖、胡蘿卜素、硫胺素、核黃素和抗壞血酸等。

2 國內(nèi)外對魔芋的研究進展

隨著國內(nèi)外市場的進一步開拓與開放，魔芋產(chǎn)品的加工技術(shù)在不斷地推陳出新，產(chǎn)品質(zhì)量也在提高，魔芋以優(yōu)良的性能，受到了越來越多人的喜歡，國內(nèi)外市場依舊是供不應(yīng)求。

20世紀(jì)70年代左右，日本在國內(nèi)建了上百個魔芋加工廠，各種魔芋食品遍布全國，平均每天每人消費500 g。經(jīng)過時代的轉(zhuǎn)變，魔芋食品和它的制作工藝流傳到了泰國、新加坡、印度、歐美各地以及中國[5]。中國在20世紀(jì)80年代中期左右，加速了對魔芋食品的保健等作用的研究。比如第三軍醫(yī)大學(xué)和華西醫(yī)科大學(xué)等，研究出來的結(jié)果和國外的研究者保持一致。“十一五”后，魔芋加工企業(yè)與武漢大學(xué)、湖北工業(yè)大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)等科研院所進行了魔芋深加工深入研究合作，并取得明顯進展[6]。陜西省省安康質(zhì)量保證站、宜昌農(nóng)業(yè)科學(xué)院、恩施農(nóng)科院等科研機構(gòu)，廣泛推廣了魔芋新品種、選育和高產(chǎn)栽培技術(shù)，為魔芋產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的發(fā)展前景。中國對魔芋粉的加工和魔芋食品的生產(chǎn)能力已躋身國際先進水平[7]，現(xiàn)如今中國已經(jīng)逐漸地從當(dāng)初對魔芋粉的簡單加工轉(zhuǎn)變成為深加工。

3 魔芋的應(yīng)用領(lǐng)域

3.1 在食品方面的應(yīng)用

魔芋的養(yǎng)分主要是甘露多糖和葡萄糖，占總成分的3%。它們是依據(jù)2∶1的比例形成的植物纖維，即魔芋葡甘聚糖，剩下的97%主要是水分。植物纖維可分為2類：可溶于水和不溶于水。魔芋葡甘聚糖屬于前者，魔芋中鈣、磷、鉀，碳水化合物含量較高，熱量較低。KGM由于它的增稠、乳化、親水等諸多性能，在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用[8]。作為烘焙食品的添加劑，它可以使食品松散和光滑，并提高面條的強度和韌性；當(dāng)用作冰淇淋的穩(wěn)定劑時，它可以使口感變得平滑且細(xì)膩；作為食品保鮮劑時，能夠有效抵制好氧型的微生物繁殖，用來延長肉類、蔬菜和水果的保鮮期。作為葡萄酒和果汁的穩(wěn)定劑，它可以使其看起來更清澈，氣泡均勻、體積小，懸掛時間更長；利用魔芋的成膜性制成的微膠囊可以保護微粒子物料，使它與惡劣的環(huán)境因素隔離開來，不僅保持了原有的顏色、氣味和口感，還降低了損失和延長了保質(zhì)期[9]。對攝取過多營養(yǎng)物質(zhì)而發(fā)生的糖尿病、高血壓、體胖等癥狀，魔芋類的相關(guān)食品都會有積極的防治作用。

3.2 在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

魔芋保健的功用多數(shù)體現(xiàn)在降低血糖血脂、膽固醇、減肥以及抑制腸道癌變、消除便秘等。KGM水溶液以合適的方式處理，可制成延展性和彈性凝膠，可制成凝膠電泳，用于生物工程中的凝膠電泳，也可用來作細(xì)胞的載體或固定化酶，藥物可以在這不溶性骨架中釋放[10]；魔芋的粘液蛋白能有效降低體內(nèi)膽固醇和血清中甘油三酯的含量，防治心血管、腦血管以及動脈硬化等疾病，正因為這樣也被譽為“血液凈化劑”“腸胃清道夫”；魔芋中所含的葡甘聚糖可以干預(yù)癌細(xì)胞的新陳代謝，它的杰出的膳食纖維能夠刺激機體，使機體釋放一類可以殺滅癌細(xì)胞的因子，來防治癌癥；糖尿病患者一直以魔芋精粉和產(chǎn)品作為理想的降糖食品，降低了胰島的負(fù)擔(dān)，因為它具有一種能有效抑制血糖升高的可溶性有效膳食纖維；使用毛巾包裹蒸魔芋，并將其放于受傷部位，可暫時緩解疼痛[11]。

3.3 在工農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

魔芋葡甘聚糖可作為橡膠、紙張、陶瓷、印刷等的粘合添加劑；當(dāng)作鉆井壓力液注入劑和泥漿處理劑時，可提高石油工業(yè)的工程質(zhì)量及施工進度；可作為皮膚護理用品的添加劑；可作為殺菌劑的原料，以減緩殺菌劑的釋放；有些色譜填料是魔芋通過皂化、成型、交聯(lián)、酯化后形成的[12]；把它與堿、表面活性劑搖勻后噴撒施工區(qū)域，能抵御產(chǎn)生的灰塵。魔芋棉就是以魔芋為原材料，經(jīng)過特別的工藝提煉其精華而制成的[13]。魔芋葡甘聚糖也可作為飼料添加劑來使用，用這種添加劑制出的飼料粗蛋白流失率以及顆粒料的散失率都特別低，再加上水穩(wěn)定性又特別好[14]，即使長期保存，它依舊在水里能維持一定的彈性和硬度。

4 結(jié)語與展望

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對食品的健康安要求全將越來越高。盡管當(dāng)前已經(jīng)開發(fā)出魔芋的各種用途，但仍然難以完全符合人們對綠色化、功能化、健康化的品質(zhì)要求，仍然有許多性能指標(biāo)問題沒有得到有效解決。隨著人們對食品健康認(rèn)識的不斷提高，科學(xué)技術(shù)手段的不斷完善，魔芋將得到更大的發(fā)展。