导读：摘 要：魔芋膳食纤维是目前发现的最优良可溶膳食纤维之一，具有调节血压、调节血糖、调节血脂、减肥瘦身、润肠通便、增强免疫力和和抗癌等保健功效。目前已被广泛应用于食品、保健品、医药、化妆品、化工和生物等多 ...
摘 要：魔芋膳食纤维是目前发现的最优良可溶膳食纤维之一，具有调节血压、调节血糖、调节血脂、减肥瘦身、润肠通便、增强免疫力和和抗癌等保健功效。目前已被广泛应用于食品、保健品、医药、化妆品、化工和生物等多个领域。本文综述了魔芋膳食纤维的特性及食用功效性的研究进展，并对其应用前景进行了展望。
魔芋又名鬼芋，中国古名蒟蒻（jǔ ruò，学名：Amorphophalms konjac），传入日本后承袭其名，至今在我国台湾等地区及日本仍称蒟蒻，是天南星科魔芋属多年生草本植物的泛称。目前已发现登记的种类超过170个，主要产于东半球热带、亚热带地区，栽培学上属于薯芋类作物［1］。魔芋地下块茎为扁球形，顶芽肥大，叶柄粗壮，淡绿色，掌状复叶，佛焰花，不仅含有多种维生素和10种矿物质元素，还含有人类所需要的魔芋多糖。并具有低热量、低脂肪和高纤维素的特点，对防治糖尿病、高血压有特效，对预防和治疗结肠癌、乳腺癌、肥胖症的人群可以说是一种上等的既饱口福、又治病健体的食品，还可以防治多种肠胃消化系统的多种常见慢性疾病［2］，因此被联合国卫生组织确定为十大保健食品之一。魔芋在中国有近两千年的栽培食用历史，后经朝鲜传至日本，19世纪60年代开始，日本魔芋产业快速发展，魔芋被批准为健康食品和食品添加剂，美国FDA在1997年将其列为食品添加剂，而欧盟在1998年官方正式公报，批准/注册魔芋用于食品中，标准编号分为E-425I《魔芋粉》和E-425II《魔芋葡甘聚糖》。根据广泛的安全食用记录，中国原卫生部1998年下发《关于1998年全国保健食品市场整顿工作安排的通知》(卫监法发〔1998〕第9号)，将魔芋列为新资源食品管理，2004年第17号公告将其列为普通食品管理魔芋膳食纤维，在现代食品工业生产中，被称呼为“魔芋胶”“魔芋胶粉”“魔芋葡甘聚糖（KGM）”，以此表现形式出现的产品，我们称之为“魔芋胶系列产品”。魔芋膳食纤维粉是利用纯物理加工工艺提取，通过食用酒精纯化和微化技术获得，在纯化过程中，酒精溶液会将易溶于酒精的淀粉、蛋白质等杂质过滤，从而将不溶于酒精的魔芋颗粒分离出来，提取过程中不经化学反应，真正做到纯天然。魔芋的食用价值是它受到人们普遍欢迎，魔芋的主要成份是葡甘露聚糖（KGM），属于可溶性纤维素。它不只含有人体所需的超过10种氨基酸和多种微量元素，也具有低蛋白质、低脂肪、高纤维、吸水性好、膨胀率高等特性。其药用功效具有降血脂、降血糖、降血压、减肥、美容、保健、通便等效果［3］。此外，魔芋也是硒含量最高的天然食品。
魔芋葡甘聚糖是市场需求旺盛的优质膳食纤维和亲水胶体，化学结构是由分子比15:23的D-葡萄糖和D-甘露糖残基通过β-1，4糖苷键聚合而成主链的高分子杂多糖，聚合度一般为110～305，分子量为20万～200万道尔顿。魔芋食品被联合国食品卫生组织认定为“宝贵的天然保健食品”。与诸多的其他食品胶体相比，魔芋胶最大的优势是具有极高的黏度，它是目前所发现的黏度最高的天然食品胶体，黏度最高可至40000mpa.s，魔芋水溶胶呈半透明状态，属非牛顿流体，1%浓度水溶液即可形成粘稠乃至半凝胶状态，能满足于多种产品增稠用途。相比结冷胶、海藻酸钠、卡拉胶等，魔芋胶为非离子型胶体，溶胶体系几乎不受离子的影响，故魔芋胶对pH有着较高的稳定性。魔芋胶除增稠作用外，另一重大优势是凝胶，这从魔芋胶的主要用途（用于果冻、肉制品、魔芋豆腐、素食等）及即可看出。魔芋凝胶可分为热可逆凝胶与热不可逆凝胶，其凝胶质构富于弹性，是大部分凝胶产品不可或缺的资源。由于魔芋葡甘聚糖具有独特的黏结性、凝胶性、赋形性、增稠性、乳化性、保水性等多种理化性质，而使它在食品、保健品领域具有广泛的应用及医药、化妆品等行业的终端产品开发价值。KGM的保水力很强，吸水可膨胀至其体积的80-100倍，食用后能减少小肠对水分的吸收，增加肠道对肠壁水分的吸收，从而增大粪便体积，增加平均每日粪便湿重和粪便含水量，软化粪便，且肠腔内容物的增大刺激肠壁，反射性的增强肠蠕动，从而缩短排便间隔时间和平均一次排便时间，使排便自然通畅而不产生腹泻。另外，KGM可以在结肠被微生物利用，并生成短链脂肪酸。刺激肠道蠕动，促进双歧杆菌等有益厌氧微生物繁殖，抑制肠道致病菌生长，并能促进肠系酶类分泌，提高酶活性，消除肠壁上沉积废物［4-6］。张茂玉等人［7］选取17人在指定的饭菜饮食添加魔芋粉，分别在自身对照期(14天)、试验期(21天)、停食魔芋期(14天），收集粪便并检测检测粪便湿重、粪便含水量、肠道菌相和肠道运转时间。数据显示每日粪便湿重对照期为36.9g/d,试验期为97.3g/d, 增重值为60.4g/d；粪便含水量（%）试验期高于对照期，停食魔芋期粪便含水量（%）低于试验期高于对照期；排便间隔时间（天）对照组为3.4±1.8（天），试验期为1.5±0.6（天），停食魔芋期为2.0±1.6（天），有效缩短了排便间隔时间。史艳莉等人［8］将大鼠分为安静对照组每天补充蒸馏水，安静KOS（魔芋甘露聚糖）组每天补充KOS溶液（0.9g/kg）、大负荷训练组每天训练、大负荷+KOS（魔芋甘露聚糖）组每天训练且灌服KOS溶液（0.9g/kg），取出粪便进行定量培养和检测。结果：大负荷训练中大鼠肠道双歧杆菌的生长被抑制，肠杆菌和肠球菌的数量呈上升趋势，乳杆菌保持一定的稳定性；KOS使粪便中的双歧杆菌的数量明显增加(P<0．05)，肠杆菌、肠球菌和拟杆菌数量的变化均无统计学意义(p>0．05)；口服KOS训练组肠黏膜组织结构均较大负荷训练组有改善。KGM是以β-1，4糖苷键结合的多糖，不能被人体及动物体内的唾液和胰液淀粉酶水解消化，故其本身不提供能量。KGM在胃中吸水膨胀后会使胃排空时间延长，产生饱腹感，使人体避免摄入过多的热量，从而在一定程度上达到控制饮食的作用。KGM吸水后体积膨胀，成为具有粘性的纤维素，可减慢食物从胃至小肠的通过，并覆盖在肠黏膜的表面形成扩散屏障，延缓营养物质的消化和吸收，减少脂肪酸在体内的合成，达到减肥效果。KGM还能润肠通便，使部分未被吸收的营养物质随粪便排出，起到通便减肥作用。另外，KGM能有效抑制回肠黏膜对胆汁酸的主动运转，吸附胆酸，使胆酸的肠肝循环被部分阻断，从而降低了肝脂，增加类固醇排出量，最终消耗了体脂［9-12］。陈东方等人［13］观察魔芋胶颗粒对单纯性肥胖人群减肥作用，试食后试食组与对照组比较，体内脂肪总量、体脂百分含量下降，腰围减低，皮下脂肪4个点中有3个点减少，差异有显著性(P<0．O1或P<0．05)。刘荣珍等人［14］以375、750、1125mg／kg BW 魔芋给肥胖模型大最连续灌胃30d，剖腹取体脂肪(睾丸及肾周围脂肪垫)并称重。计算饲料摄食量食物利用率和脂／体比值。研究结果发现魔芋粉能抑制肥胖模型大鼠的体重增长，减轻肥胖模型大鼠体内肪堆积。KGM能促进肠道双歧杆菌的增殖。双歧杆菌通过控制新形成的低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)接受器和影响β-羟基-β-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶的活性，减少胆固醇的合成［5］。KGM能够改善红细胞表面电荷，降低血液粘滞度，促进红细胞生成并延长细胞寿命，从而预防高血脂动脉粥样硬化。KGM通过鳌合胆酸，阻断胆酸的肠肝循环，加快胆固醇向胆酸转化，从而降低血清胆固醇的水平。KGM还能在消化道内与胆固醇、胆酸结合，增加它们从粪便中的排出量，减少了胆固醇的吸收。KGM分子量大，黏性高，提高了消化腔内食糜的黏度，减缓胃排空的速度，延缓食物消化过程。KGM由于粘度高，能在吃进的食物周围形成一道屏障，延长α-淀粉酶对淀粉的作用时间，延缓葡萄糖的释放与吸收，且KGM对葡萄糖有吸附作用，可以降低肠液中葡萄糖的浓度，从而有效地降低血糖水平。人体内不具备与KGM相应的消化酶，因此它既能控制糖尿病人摄入的总热量，降低血糖含量，又能减轻糖尿病人饥饿的痛苦。KGM还可提高胰岛素的敏感性，从而调节食入者的胰岛素平衡，减轻胰岛的负担，使糖尿病患者处于良性循环状。KGM可影响胃肠道激素的释放，且能被结肠内的微生物分解，产生丙酸盐，刺激肝细胞加速糖酵解，增加葡萄糖的利用［6］。为观察葡甘聚糖是否有降血脂及降血压的疗效，冯子玉[15]曾做过如下实验研究：挑选41 例高血脂病人(男性 26 例 ,女性 15例）其中伴 TC , TG 均升高者38 例,给葡甘聚糖胶囊 3 ～ 4 粒(0 .5 g/粒)。另34 例高血脂病人(男性20 例,女性 14 例 )伴 TC , TG均升高者 32 例 ,采用淀粉胶囊 3 粒(0 .5 g/粒)。实验结果表明:葡甘聚糖胶囊组有非常显著的降TC , TG 及 LDL -ch 的作用(P<0 .01);淀粉胶囊组无上述作用;2 组均有非常显著 HDL -ch 升高作用,与治疗前比较 P <0 .01 。葡甘聚糖胶囊组原有收缩压升高 7 例 , 治疗 45天后下降至正常5例 ;舒张压升高者6例 ,治疗后显著下降 5 例 ;淀粉胶囊组无上述作用。从上述实验中我们可以看出葡甘聚糖有降脂、降血压疗效。研究糖尿病患者进食富含膳食纤维魔芋后血糖的变化特点，能为有效指导糖尿病患者进行饮食治疗提供科学依据。赵岫等人[12]选择某医院内分泌门诊和住院糖尿病患者30例，采用自身对照的方法进行糖观察。第1天选取确诊的2型糖尿病患者 ，分别测定他们的空腹血糖，进食含50g碳水化合物的白面馒头，测15、30、45、60、90和120min的血糖。第2天自身对照，测定空腹血糖，进食含50g碳水化合物的白面馒头和100g魔芋，测 l5、30、45、60、90和120min的血糖。结果：进食含 50g碳水化合物的白面馒头和100g魔芋后 ，患者30、45、60和 90min血糖与对照进食含 50g碳水化合物的白面馒头比较，血糖明显下降，且差异有统计学意义。对比数据结果结果如下图所示:由此我们可以得出：进食膳食纤维(魔芋)能降低 2型糖尿病患者餐后血糖的高峰值和餐后 2h的血糖值 ，减少餐后血糖的波动。KGM能被肠道微生物利用产生丁酸，而丁酸可抑制肿瘤细胞的增殖，诱导肿瘤细胞向正常细胞转化，并抑制癌细胞的增殖。KGM通过大量吸水，改变了肠道菌群的生态环境，使以双歧杆菌为代表的肠厌氧菌占优势，其活菌具有明显的免疫增强作用。KGM的摄入影响了中性类固醇的代谢，其吸水后，粪便容积增加，吸附肠腔有害物质，增加肠蠕动，降低大肠中致癌物浓度，并加速肠内细菌的代谢产物以及致癌物脱氧胆酸和突变异源物质的排泄，减少肠黏膜与促致癌物的接触，减少因肠道分解代谢的有毒物质的重吸收，从而达到预防癌症作用[17]。王志江等人[18]通对其所含的魔芋葡甘聚糖(KGM)进行辐照酶解处理制备魔芋葡甘聚糖片段(KF)，再通过体内外抑瘤试验发现魔芋葡甘聚糖均有抑制肿瘤活性的作用。魔芋膳食纤维是从绿色植物---魔芋中提取出来的，现已发展成为一种被大家公认的保健食品，并被广泛应用在食品、保健品、医药、化妆品、化工和生物等多个领域。且由于魔芋膳食纤维纯天然无污染，对人体安全无毒副作用。因而，可以为临床医生在指导糖尿病和代谢综合征患者的饮食治疗时提供借鉴，作为营养补剂帮助患者改善慢性疾病（糖尿病、非酒精性脂肪肝、动脉粥样硬化和高血压等）。我国的魔芋栽培历史悠久，资源丰富。随着人们生活水平的提高，人们的保健意识也逐渐增强，魔芋膳食纤维已渐渐走进大众视野，并且其相关保健食品也越来越受大众的欢迎。魔芋膳食纤维的应用还有更多待开发的潜在空间，在未来各领域的发展前景是不容小觑的。
