魔芋葡甘聚糖的功能和在食品业上的应用
刘佩瑛 张盛林
魔芋是天南星科多年生草本植物，广泛分布在西南山区，是中国的传统食品及医药资源，在现代食品加工业中具有巨大的开发潜力。
一、魔芋葡甘聚糖的功能
魔芋主要经济成分是葡甘聚糖，其化学结构是由分子比1:1.6～1.7的葡萄糖和甘露糖残基通过β-1，4 糖苷键聚合而成的高分子杂多糖。葡甘聚糖属于可溶性半纤维素为人体第七营养素纤维素中的优品。一般果蔬中的不溶性纤维，摄入人体后仍以原型排除，而华西医大研究魔芋葡甘聚糖能被肠内细菌酵解产生氢、二氧化碳、甲烷、水及短键脂肪酸等，经离子交换作用与肠内胆酸结合，胆固醇用于合成胆酸的量增加，从而使血液内胆固醇降低；且减少其胆道排泄时积聚形成胆石和减少胆酵代谢产物可能致癌物质的形成及排出以预防结肠癌。魔芋还能降低甘油三脂水平，且血脂达正常水平后不再持续下降，起到调节脂质代谢，从而减低动脉粥样硬化和冠心病的发病率；葡甘聚糖作为膳食纤维，不被吸收，不含热量，有饱腹感，且能减少和延缓葡萄糖的吸收，是糖尿病的良好辅助药物，且可预防肥胖和缓慢减肥。葡甘聚糖为可溶性纤维，能吸收水、保水，并通过酵解增加粪便体积和松软度，利于通便，防止便秘。葡甘聚糖又是一种植物胶，但与其它天然胶如黄原胶、瓜尔豆胶、刺槐豆胶等相比，其粘度更高，在PH值降低到3.8以下，仍保持稳定而不沉淀，且与其它胶如黄原胶、卡拉胶等复配后有极佳的协同效果，可使黄原胶的粘度大大增高。当魔芋精粉（葡甘聚糖粗制品）与黄原胶之比为3:2时，使黄原胶出现可逆性凝胶，并达最大凝胶强度，而单纯的黄原胶不能凝胶。由于魔芋葡甘聚糖具有水溶、持水增稠、稳定、悬浮、胶凝、粘接、成膜等多种独特的理化性质而使它具有广泛的应用和开发价值。
在食品、饮料工业上利用葡甘聚糖的上述几种特性可作为胶凝剂、增稠剂、粘结保水剂、稳定剂、成膜剂等。
二、魔芋凝胶食品
魔芋凝胶食品有二大类，一类是热不可逆凝胶类，其典型代表是魔芋豆腐（糕、丝）及衍生的雪魔芋、魔芋粉丝、魔芋片、魔芋翻花及仿生食品如素虾仁、素腰花、素肚片、素蹄筋、素鸭肠、素鱿鱼、素海参、海蜇皮、贡丸等。这类不可逆凝胶食品是在高温（100℃）、强碱（PH值12）使葡甘聚糖支链上的乙酰基脱离，分子间便联结成立体网状结构，网眼间保持着不能自由流动的水分，使该物系成具弹性的半固体状，充分体现了葡甘聚糖的赋形性 及持水保水性，这种凝胶不能再恢复到流体状态。另一类是热可逆性凝胶食品如果冻、布丁、果酱、无脂肪软糖等在魔芋胶或魔芋复配胶达一定浓度后在常温下成胶冻状，若加温可恢复流体状态。
热不可逆凝胶食品的主原料是魔芋精粉。精粉的质量和用量是影响凝胶食品的首要因
素，要求凝胶食品的品质是不软不硬、富有弹性、口感良好、缩水少。要达此要求应1份魔芋精粉加30～35份的水。不同地区消费者的爱好不一样，如日本的东北地区喜爱35倍以上的软魔芋，而关西地区却喜爱30倍的较硬魔芋。我国四川、重庆、云南、贵州、湖北等地农民自制的魔芋是加水50倍左右的软魔芋。精粉的质量影响加水的倍数。若精粉的粘度为10000mPa.S，可加水30倍，粘度为15000mPa.S，可加水32倍，粘度达20000mPa.S，可加水35倍。
凝胶食品通过赋形设备制成块状、丝状，丸子状、空心粉状等，块状可变形为条状、丁状、片状、三角状，丝可变形成为丝结、丝球、线卷等。仿生食品如素虾仁、素腰花等等都是通过赋形设备制成的。但要注意做魔芋丝对精粉质量要求特别高，一般要选"白魔芋"品种，加水的倍数也要少一点。
过去用鲜魔芋球茎直接生产的魔芋食品，都因褐变而呈褐色，日本还加海藻粉使呈黑褐色，而用现代加工手段所作的魔芋精粉是白色的，所以产品也呈白色，但为了增加餐桌上的色彩，也可加成淡红、淡绿、淡黄等颜色。
魔芋凝胶食品可添加海藻粉、植物蛋白、芝麻、辣椒粉等，但它们的主要工艺仍是相同的。都是经过魔芋精粉加水搅拌糊化，静置1-2小时让精粉充分溶胀后，在精炼机内将凝固剂氧化钙（用量为精粉量的3%，先加水溶解）与魔芋糊充分快速混匀，立即通过赋形设备定形为块、丝、仿生状等。这个程序也可在家庭厨房内简易完成，随时制作这种保健食品。
热可逆性凝胶食品如果冻、布丁、果粒冻、朱古力冻、果酱等加入魔芋葡甘聚糖使其凝胶并起到稳定剂的作用。产品弹性适中，脆而爽口，少脱水，不龟裂。制作方法是用优质魔芋微粉，用量约为果汁等的0.5-0.6%，与砂糖拌和均匀后，在水温不高于40%的搅拌条件下徐徐加入化糖锅内，当温度升至80℃时,进行配料。升温至沸腾后，降温过滤。
三、魔芋葡甘聚糖作为食品饮料添加剂
中国及日本自古栽培和食用魔芋。中国卫生部于1998年2月16日卫监发[1998]第9号文件正式将魔芋列入作为普通食品管理的食品新资源名单。在欧美国家除植物园作为标本外，既不栽培，也不食用。直到20世纪90年代才接纳魔芋葡甘取糖的粗制品魔芋精粉作为添加剂，并由官方公布。美国是在1997年由美国食品与药品管理局（FDA）批准作为食品添加剂，刊登于美国食品添加剂规范（FCC）第4版，所订理化指标比我国的标准宽松很多。欧盟是在1998年11月4日官方正式公报，编号L295127，E-425，批准/注册用于食品中。由于魔芋葡甘聚糖具有许多优良特性，作为食品、饮料添加剂的用途极广泛。
（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。特别是直酸凝乳型酸奶的制成，彻底冲破蛋白饮料不能直接酸化的禁区，且进入工业化生产，还延长保质期，在室温下瓶装能保存3个月，易拉罐装12个月不凝聚，不澄清、不分层。添加量约0.30-0.35%。酸度控制在≤0.35%则口感最佳。使用方法是将魔芋胶粉末和10倍重量的砂糖混匀，在水温不高于40℃的搅拌条件下徐徐加入化糖锅内，升温至80℃时，待其全溶后即可加入奶粉、糖、品质改良剂和调味剂。升温至沸腾，降温，过滤，高压均质。
（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。用量约为0.15-0.25%。工艺最佳PH值6.8-7.0，其口感最佳，豆香味更突出。使用方法与（二）法同，都须注意蛋白质在受热过程中必须有魔芋胶稳定剂参与。包装时必须充分抽气，严防褐变。
（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。用量为0.15-0.4%，PH值6.5时风味最佳。使用方法如前法。法意杏仁不能用盐水处理过的，花生仁的焙烤温度约170℃-190℃，时间约1分钟，达熟而不焦、脆而不黄，红衣易去为要求。
（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。面条、粉条等添加魔芋后口感细滑，不断节，回锅不泥，面包、馒头等货架时间延长。中国的小麦一般不是适作面包的专用小麦品种，因此更必须加入魔芋粉。添加魔芋精粉的量为面粉或米粉的0.5%左右。若为魔芋微粉（120目）可直接加于面粉或米粉，混匀后直接和水，若为魔芋精粉（60目-120目）应先用水糊化2小时后才和面粉。魔芋粉用量过少，效果减弱，但若用量过大，因葡甘聚糖吸水可达100倍，会使面包、面条等膨大过度，虽有饱腹感，但不经久，这对糖尿病人减少能量摄入量是非常好的辅助治疗食品。
魔芋是山区作物，一般的生产环境良好，其空气、土壤和水质都基本没有污染，加工设备都是魔芋界按食品要求制造的专用设备，其产品都能达到绿色食品的要求，魔芋本身又具有医疗保健作用，因此魔芋产业被誉为21世纪的朝阳产业，在云南、贵州等省逐渐在代替烟叶产业。中国魔芋协会1997年成立以来，团结魔芋界同仁提高产品质量和拓宽用途来进一步开拓国内外市场，谋求产业的快速健康发展。目前魔芋行业内有些企业的魔芋精粉和纯化魔芋精粉和微粉以及复配的各种专用添加剂，已达到国际高品质要求，可满足各行业使用要求。因此魔芋界希望能同食品、饮料、粮食加工业以及卫生、医疗等行业加强联合，也特别希望加强同烘焙及西餐业的企业联合，共同来开发利用我国这一优势资源。
