魔芋葡甘露聚糖用于食品工業論文
1KGM的功能特性及其在食品工業中的應用
KGM眾多特性中，其優良的成膜性引起了國內外的重視。KGM溶液脫水后，形成有粘著力的薄膜，該膜在冷、熱及酸、堿中均穩定，能有效地阻隔空氣，阻止O2進人果實內部，減緩由果蔬呼吸作用產生的CO2向外擴散，有效地減少果蔬之間的由摩擦產生的機械損傷，減少外源微生物的侵染;同時也能減少貯藏期間果蔬內部的水分蒸發，從而保持果蔬的硬度和色澤。另外，可食性魔芋葡甘聚糖薄膜具有良好的耐熱性、耐水性、可分解性，也具有較好的拉伸強度、耐折度和透明度，因此有望成為一種新的食品包裝用膜。KGM成膜性應用于果蔬和菌菇保鮮中的前景十分廣闊。國內外許多學者研究過KGM在柑橘、荔枝、獼猴桃等的保鮮效果，并且做了詳盡的報道。鄒少強等研究了魔芋葡甘聚糖膜對采后龍眼的保鮮效果和生理變化，結果表明，用魔芋葡甘露聚糖膜具有很多優點，如效果好，無毒無臭無味，成本低，易操作等，具有廣闊的開發前景。姚閩娜等研究了魔芋葡甘聚糖涂膜對草莓的保鮮，結果表明此方法對草莓的保鮮效果非常顯著，KGM與卡拉膠成膜的互補性，可以在草莓表面形成較好的半透膜氣調環境，降低呼吸作用，抑制蒸騰作用，減少致病菌侵染，防止其軟化和腐爛變質，從而減少有機成分的損耗，延長草莓貨架期，且對人體無害，是未來果蔬保鮮技術的發展方向。
2KGM的衍生物及其在食品工業中的應用
2.1脫乙酰改性
KGM在溫和的堿性條件下，能脫掉乙酰基團，脫乙酰作用會對KGM的結構和性質產生很大的影響。脫乙酰基后的KGM分子間相互作用增加，有利于分子間羥基的氫鍵相互交聯，KGM分子鏈也從半柔性直鏈分子轉化成為彈性微球狀，特征黏度大大降低，非對稱性增加，形成有序結構。改性使其溶脹吸水性得到一定改善。除此之外，脫乙酰作用還提高了KGM的結晶性、水汽滲透率。張升暉等研究發現，魔芋葡甘露聚糖脫乙酰改性后的成膜性與未改性相比，改性膜的強度、抗水性及耐洗刷性都顯著提高，果蔬的保鮮效果更好。Gao等研究了脫乙酰作用對KGM凝膠強度的影響，結果表明，經過脫乙酰作用，凝膠臨界時間變短，凝膠強度增加，彈性變好，這一結果對于KGM的凝膠性在食品領域的應用具有非常重要的意義，使得生產更加方便快捷，產品質量更優。Koroskenyi等研究了乙酰化程度對魔芋葡甘聚露糖吸水性的影響，結果表明，隨著取代度的升高，吸水性顯著降低，從側面反映出，KGM脫乙酰化后，吸水性得到提高，使添加KGM的食品具有更好的口感和質地。
2.2交聯改性
KGM分子中存在多個可反應羥基，可與多種交聯劑發生交聯反應，使分子羥基間聯結在一起。交聯的形式有酰化交聯、酯化交聯和醚化交聯等。化學反應式如下:KGM－OH+HO－KGM交聯劑仯仯仯仭鶻KGM－O－X－O－KGMGao等以有機硼砂為交聯劑對KGM的凝膠特性進行了研究，加入硼砂后，KGM分子間距離減少，分子間作用力增加，從而形成穩定的凝膠。而隨著KGM和有機硼酸濃度的增加，交聯程度增加，凝膠彈性更好，作為膠凝劑的效果更加突出。但是在食品工業上，硼砂具有一定毒性，因此尋找硼砂的取代物是當前問題的關鍵。Pang等用六偏磷酸鈉對KGM進行改性，研究改性KGM對櫻桃保鮮效果的影響，結果表明，改性后的KGM透明度、粘度、凍融穩定性均比對照組明顯提高，其水溶膠具有一定的耐酸、耐高溫能力，且具有一定的.抑菌效果，其成膜性在櫻桃保鮮上能發揮更好的作用。
2.3酯化改性
將魔芋葡苷露聚糖與酸或酸酐等在一定的條件下反應，即可生成相應的酯化產物，主要有磷酸鹽、水楊酸鈉、苯甲酸、馬來酸酐、沒食子酸、醋酸、黃原酸等的酯化改性。
2.3.1磷酸酯化改性Xie等研究發現磷酸酯化改性后磷的含量越高，絮凝效率越高，改性后的產物生物降解能力也比未改性的高，改性產物透明度、粘度、凍融穩定性均比未改性前明顯改善，并具有一定的耐酸、耐高溫能力，抑菌效果也得到改善，表明改性后的KGM成膜性更好，膜的質量更優，在食品保鮮上能夠發揮更好的作用。
2.3.2沒食子酸改性王文晟等報道，沒食子酸酯化改性后，產物的水溶膠粘度比未改性的KGM高1倍～2倍，穩定性提高79%以上，抑菌能力也得到了提高。改性后的KGM水溶膠脫水成膜，薄膜均勻、透明、彈性大、強度高，抗氧化能力優于未改性的KGM，在各類果蔬特別是蘋果的保鮮上得到更廣泛的應用。王華林等研究了改性KGM膜對櫻桃保鮮效果的影響，結果發現，經過改性膜保鮮的櫻桃，在儲藏過程中感官及各項理化指標都比未經過處理的樣品要好，其中沒食子酸改性膜的保鮮效果最好，且操作成本低，無毒，易操作，效益好，適合在生產中推廣應用。
2.3.3酰化改性Lin等通過研究表明，隨著KGM乙酰化程度的提高，熱穩定性、熱塑性和熔體流變特性都受到顯著影響，取代度增加，提高了熱穩定性，改善了融化流動性，使其在高溫食品加工過程中更加穩定，便于實際生產中的應用和推廣。Huang等對KGM乙酰化和未乙酰化產物的凝膠特性進行了比較試驗，結果發現乙酰化程度越高，KGM凝膠時間越長，膠粘彈性變差，從側面反映了脫乙酰作用對KGM凝膠特性有正面的改變，在肉制品加工中，可以提高其彈韌性。
2.4氧化改性
氧化魔芋葡甘露聚糖(OKGM)與KGM相比，顏色潔白，糊液粘度低且穩定性、透明性和成膜性好，其原理為KGM經氧化作用而引起解聚，結果產生低粘度分散體并引進羰基和羧基，使其糊液粘度穩定性增加。Yu等研究了OKGM的促凝膠作用，結果顯示OKGM水溶膠非牛頓行為顯著降低，溶膠粘度穩定性及酸堿穩定性大幅度提高，其凝膠特性得到改善。董紅兵等對OKGM制備雜化膜進行研究，結果表明，經過氧化的KGM雜化膜耐洗刷性更好，水溶膠的穩定性和膜的斷裂伸長率也更強，在果蔬保鮮上，改性膜能發揮更穩定持久的作用。
2.5接枝共聚改性
每個KGM殘基上含有3個醇羥基，能夠在一定條件下與丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等單體進行接枝共聚反應，向分子結構中引入親水性基團，形成水溶性的KGM衍生物。Yu等利用KGM與3-氯-2-羥丙基-三甲基氯化銨的反應來制備KGM季銨鹽衍生物，通過調整KGM與3-氯-2-羥丙基－三甲基氯化銨的比重來調節季銨化作用。改性后的衍生物具有更好的抑制細菌和真菌的作用，KGM膜的功能特性得到了改善。Xu等、耿勝榮等用γ射線對KGM和丙烯酰胺進行接枝共聚改性，隨著吸收劑量和單體濃度的增加，接枝率也上升，共聚反應產物表現出更好的熱力學穩定性和水分吸收性，產物吸脹后有效水含量為99.617%，其凝膠被大小不等的球狀物連接，折疊纏繞，形成螺旋狀立體結構，具有優良的吸水性能。陳思力研究了KGM丙烯酰胺改性膜在蘆柑保鮮的應用，結果發現改性膜能有效地降低蘆柑在貯藏期間的生理活性，爛果率低，顯著提高蘆柑的外觀品質，具有很好的保鮮效果。
3總結與展望
魔芋葡甘露聚糖是一種常見的、性質優良的物質，具有凝膠性、增稠性、黏結性、可逆性、成膜性和可生物降解性等特性，被廣泛用于食品工業中，有作為加工原料的，也有作為添加劑的。本文綜述了魔芋葡甘露聚糖各種功能特性及其衍生物在食品工業中的應用，表明魔芋葡甘露聚糖的應用具有很高的研究開發和實際應用價值。當前社會越來越關注健康問題，魔芋制品作為一種保健食品，越來越受到人們的關注和重視，歐美國家對魔芋產品的興趣較大，而國際市場需求大部分靠中國來滿足，因此我國魔芋產業有著極好的發展前景。但目前我國相關魔芋高附加值產品較少，基礎和應用研究工作等諸多方面有待加強。我國魔芋資源豐富，將魔芋資源進行充分的研究和利用，提高其產品附加值，我國的魔芋產業將具有更廣闊的開發前景。
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