可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备工艺
魔芋的加工方法
魔芋的加工方法魔芋，又作磨芋，天南星科磨芋属多年生草本植物，中国古代又称妖芋。
自古以来魔芋就有“去肠砂”之称。
魔芋生长在疏林下，是有益的碱性食品，对食用动物性酸性食品过多的人，搭配吃魔芋，可以达到食品酸、碱平衡。
此外，魔芋还具有水平降血糖、降血脂、降压、散毒、养颜、通脉、减肥、通便、开胃等多功能。
魔芋的加工方法魔芋丝的加工工艺，下面具体出来了解一下：魔芋的主要成分为葡甘聚糖，是一种优质的天然膳食纤维。
现将魔芋丝的加工方法介绍如下：材料与工艺：①原材料。
魔芋精粉，氢氧化钙，柠檬酸，焦亚硫酸钠等。
②主要设备。
膨化机，精炼机，粉丝成形机，固化槽，杀菌器等。
③工艺流程。
魔芋精粉→膨化→精炼→吐丝成形→固化定型→装袋保鲜→杀菌→成品。
原料选择：选择经过二次碾磨的魔芋精粉，要求色白，无霉变、杂质，过100 目筛通过的颗粒数大于90%，水分含量低于8%，残留二氧化硫小于0.3g/kg，碘反应不呈蓝色。
膨化：常温下将优质的魔芋精粉和水按1（28～32）（kg/L）在不锈钢膨化槽中混合，低速搅拌，防止气泡过多混入，膨化液不随搅拌器转动即停止搅拌。
再静置膨化1.5～2 小时，形成稳定悬浮液。
精炼：膨化液以60L/ 分钟速度进料到精炼机中，同时加入配制的2%的氢氧化钙澄清溶液，以约0.5L/分钟的进液速度与膨化液混合，启动搅拌机以400 转/ 分钟的转速搅拌，使其充分混匀。
经不锈钢吐丝器将魔芋丝状凝胶吐入85～90℃的流动热水中形成热不可逆凝胶，让魔芋丝保持在流动状态下定型，避免固化前产生丝体粘结现象。
固化定型：随热水流出的魔芋丝进入盛有氢氧化钙稀碱液的贮槽内，静置固化20 小时，在此期间采用5‰的澄清石灰水更换浸泡液，常温下换水2 次，夏天换水3 次。
保持固化液中的钙离子浓度，避免粉丝发生脱水收缩。
保鲜杀菌：温水配制一定量的柠檬酸溶液，在溶液中加入少量的焦亚硫酸钠，并调整pH 至5，将粉丝从固化槽中捞出用酸液喷淋处理，然后装袋，注满用澄清氢氧化钙溶液配的pH 为11.5 的碱液，封口后转入杀菌器内，采用85℃的热水杀菌30 分钟。
魔芋葡甘聚糖理化性质及化学改性现状_李娜
述 食品工业科技
能脱掉乙酰基团， 脱 9:; 在温和的碱性条件下， 乙酰基后的葡甘聚糖有利于分子间羟基的氢键 相 互 交联及成膜性能的改变。 林 晓 艳 *!!, 等 对 9:; 去 乙 酰 基 改 性 的 条 件 及 改 性产 物 的 成 膜 特 性 进 行 了 研 究 ： 魔 芋 精 粉 浓 度 !" ， （<=） 制膜效果较好， 耐折度及 8% ( 调节 >= 为 !) 时， 抗张强度均有很大程度提高。 当 环 境 的 >= 超 过 !( 时， 去乙酰基的溶胶中会出现絮状物， 即发生了溶胶 向凝胶的转变。
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魔芋葡甘聚糖基水凝胶的研究进展
魔芋葡甘聚糖基水凝胶的研究进展刘瑞雪;李义梦;樊晓敏;李迎博;张浩然【摘要】综述了KGM基水凝胶的增强体系及KGM基水凝胶在药物缓释、伤口敷料、生物组织支架等生物医药方面和作为吸附材料在污水处理方面的应用现状,指出具有代表性的新型高强度和高韧性的水凝胶体系为互穿网络水凝胶和双网络水凝胶,二者的主要区别在于是否对聚合物的类型和交联密度有严格的要求;KGM基水凝胶在药物缓释载体、伤口敷料、生物组织支架和吸附剂材料等方面均具有可观的应用潜力.设计合成高强度、高吸水性和降解速度可控的KGM基水凝胶,寻求更多制备功能性KGM基水凝胶的方法,获得具备较佳凝胶时间及优良降解性能、力学特性和吸水功能的KGM基水凝胶材料,为进一步研究KGM功能材料提供理论基础和参考,最终实现其在药物载体、伤口敷料、组织工程等生物医药和重金属的吸附等材料方面的开发与应用,将是未来的研究方向.【期刊名称】《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】14页(P16-29)【关键词】魔芋葡甘聚糖;水凝胶;生物医药;吸附材料【作者】刘瑞雪;李义梦;樊晓敏;李迎博;张浩然【作者单位】郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450001;郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450001;郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450001;郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450001;郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TQ460.1;TS201.7;X131.20 引言水凝胶，是由亲水性聚合物通过化学或物理作用交联构成的三维网络结构，在水溶液中可以吸收相当于自身质量几十倍甚至上千倍的水分，而且在充分溶胀后还能够保持其完整的聚合物交联网络结构而不发生溶解[1].水凝胶除对电、磁、温度、酸碱等具有刺激响应性之外[2]，还具有超低的表面摩擦性、优异的生物相容性、环境友好性、柔软性等独特性质[3]，在生物材料、工业、医药和农林等领域具有广泛的应用价值[4].魔芋葡甘聚糖(KGM)是一类具有生物相容性和生物可降解性的可再生天然多糖[5]，KGM基水凝胶由于原料来源广泛、无毒无害等特点受到业界关注.天然KGM基水凝胶存在机械强度较低、抗菌性差等缺点，其应用范围受到限制[6]，但通过对天然高分子KGM进行改性或与合成聚合物共混，可以改善其性能，扩大其应用领域.目前，KGM基水凝胶材料的应用领域已经从食品行业逐渐扩展到生物医学、废水处理等，其增强化研究具有重要意义.本文拟基于KGM的凝胶化机制，综述KGM 基水凝胶的两种增强体系和KGM基水凝胶应用的研究现状，为进一步研究KGM基水凝胶材料提供理论参考.1 KGM的结构与凝胶机制1.1 KGM结构KGM是从天南星科植物魔芋块茎中提取的一种高分子量天然多糖[7]，是继淀粉、纤维素后又一类可生物降解的天然材料.KGM主链是由D-甘露糖和D-葡萄糖按照约1.61的物质的量比通过β-1,4糖苷键连接而成的，乙酰基在侧链随机分布，每10—19个糖残基上会连有1个以酯键结合的乙酰基[8].KGM大分子链上分布有大量的羟基和乙酰基等活性反应基团，因此赋予KGM以良好的水溶性、增稠性、成膜性和凝胶性等功能[9].对KGM的分子结构，业界目前还没有明确的定论，其推测结构如图1所示[10].1.2 凝胶机制KGM分子链是半柔性的，它会自发地卷曲从而形成螺旋状结构，KGM分子链上乙酰基团的空间位阻使其螺旋结构中存在大量的空隙，可以包含大量的水[11].KGM特殊的分子结构赋予其凝胶性能，采用不同的处理方法可得到热不可逆(热稳定)凝胶和热可逆(热不稳定)凝胶.通过向KGM中添加NaOH,Ca(OH)2或NaCO3等形成碱性环境(pH为9～12)，在加热条件下可以形成稳定性良好的不可逆凝胶；KGM也可与黄原胶、结冷胶等其他多糖相互作用形成热可逆凝胶，但该类凝胶在加热条件下不稳定，凝胶结构易遭到破坏[12].图1 KGM分子的推测结构[10]Fig.1Projection structure of KGM molecular[10]X.Luo等[13]将KGM用NaOH溶液处理，当反应温度大于55 ℃时，KGM溶液(质量分数为0.5 %)可由溶胶转变为凝胶，其凝胶机制是NaOH溶液抑制KGM分子链在水中的扩散，且在碱性条件下KGM分子链脱去乙酰基变成裸状，分子链间发生缠结或自聚合等，促进了KGM分子链形成局部和连续的凝胶网络结构，即形成了凝胶.碱对KGM分子链的作用如图2所示.在水溶液里，KGM分子链上的羟基与水分子之间形成氢键作用，增大了KGM的溶解性.在NaOH溶液里，碱诱导电子移动靠近KGM分子链上羟基的氧原子，甚至产生氧阴离子，因此，离子化的分子链与OH-之间的静电排斥力抑制了溶液中KGM分子链的扩展.NaOH对KGM中羟基的诱导效应和羟基与水之间的水合作用是竞争关系，作为电解质，碱破坏了分子链与水分子之间的氢键，抑制分子链在溶液中膨胀，当碱溶液中KGM浓度增大时，静电斥力作用明显，分子链没有空间可以自由移动，相邻的分子链相互缠结形成互穿网络结构，从而实现从溶胶到凝胶的转变.2 KGM基水凝胶增强体系天然KGM基水凝胶具有良好的生物相容性、生物降解性和吸水保湿等特性，在众多领域显示出良好的应用前景，然而其凝胶机械强度低、韧性差，很大程度上限制了其在一些需要高力学性能的领域中的应用，比如作为像软骨、韧带、肌腱这些承载软组织的替代物[14].近年来，研究者从多方面考虑，致力于改善KGM基水凝胶体系力学性能差的缺点，目前已经发展形成了很多不同体系的水凝胶，各种新的制备机理带来了一系列新型高强度和高韧性的水凝胶体系，其中具有代表性的是互穿网络水凝胶和双网络水凝胶.图2 碱对KGM分子链作用的示意图[13]Fig.2The schematic diagram of the alkaline effects on the KGM molecular chain[ 13]2.1 互穿网络水凝胶互穿网络水凝胶IPN gel(interpenetrating network hydrogel)是指将两种或两种以上独立水凝胶网络结构相互缠结、相互贯穿形成的具有互穿网络结构的水凝胶[15].IPN水凝胶结构中，聚合物网络相对独立，仅存在物理的贯穿，内部网络结构可以各自保持其原有的物理化学性质[16]，结构示意图如图3a)所示.IPN水凝胶中，两个网络组分之间相互作用产生协同效应，使得其性能明显优于各自组分的单网络水凝胶，可通过引入特殊功能或结构的官能团，实现IPN水凝胶的高力学性能和功能化[17]，扩展水凝胶的应用领域.根据组成互穿网络水凝胶中聚合物组分交联情况,可将其分为两类：半互穿(semi-IPN)水凝胶和全互穿(full-IPN)水凝胶.合成IPN水凝胶有两种基本方法，即顺序IPN法和同步IPN法.当第二网络在已经合成的第一网络中形成，称为顺序IPN；两种聚合物互不干扰，同时聚合形成网络结构，称为同步IPN[18].Q. Xu等[19]采用两步法，将预先制得的KGM基水凝胶浸泡在含有单体甲基丙烯酸(MAA)、交联剂、引发剂的水溶液中，MAA在KGM网络中交联聚合，通过顺序交联的方法合成了具有pH响应性的KGM/PMAA互穿网络水凝胶.引入KGM 赋予了水凝胶良好的生物相容性和生物降解性，MAA中含有可离子化/去离子化的羧基，随着环境pH值的变化，水凝胶的溶胀行为发生变化，可以通过改变KGM和MAA的比例来调节IPN水凝胶的溶胀度.KGM/PMAA互穿网络水凝胶具有pH敏感性和酶降解的特异性，可以用作结肠特异性药物释放载体的候选物. Z. Li等[20]通过简单的“一锅法”合成了KGM/PAAm半互穿网络水凝胶，该水凝胶综合了天然多糖和合成聚合物的优点，提高了其机械强度和生物相容性.由于PAAm与KGM之间的分子间氢键作用和PAAm结构的转变，KGM/PAAm水凝胶可自由成型，在室温条件下具有自愈合的能力.自愈合后的水凝胶拉伸强度高达66 kPa(为原始凝胶的73%)，伸长率高达1200%，自愈合程度较高.KGM/PAAm 半互穿自愈合水凝胶在未来的生物医学领域(如人造皮肤)具有巨大的应用潜力. 2.2 双网络水凝胶双网络水凝胶DN gel(double network hydrogel)是一种由两种具有不同性质的聚合物网络形成的特殊互穿网络水凝胶[21]，由于其具有独特的对比鲜明的网络结构和有效的能量消散机制，双网络水凝胶表现出较高的机械强度和柔韧性[22].龚剑萍等[23]报道的双网络水凝胶体系，相比于单一聚合物网络水凝胶，其机械强度和韧性都有显著提高，该课题组总结了制备高强度和高韧性双网络水凝胶的设计原则[24]：刚而脆的聚合物(通常是强聚电解质)作为第一网络，软而韧的聚合物(如中性聚合物)作为第二网络；第二网络单体的摩尔浓度是第一网络单体的20～30倍；第一网络交联密度高，第二网络交联松散.图3b)为双网络水凝胶的结构示意图.聚电解质网络结构为双网络水凝胶提供了“牺牲键”，起到了分散外界应力的作用，而柔软的中性聚合物填补于刚性网络中，为双网络水凝胶提供了支架，保持了水凝胶的外形，两层网络之间的物理或化学交联都加剧了网络体系的缠结，使其力学性能整体增强[25].双网络水凝胶优异的机械性能使其在生物材料领域，特别是人造软骨、人工肌肉等受力软组织替代方面有着广阔的应用前景[26].Z. Li等[27]以KGM,PAAm为原料，聚乙烯醇(PVA)为大分子交联剂，成功制备出具有优异的机械强度和可自由变形能力的新型物理交联的PVA-KGM/PAAm双网络水凝胶.图4为PVA-KGM/PAAm水凝胶的形成机制.由图4可知，KGM与PVA通过冻融循环形成第一网络，再通过浸泡法在第一网络中引入中性的PAAm 形成第二网络.PVA-KGM/PAAm双网络水凝胶最大压缩应变可达98%，压缩强度高达 65 MPa，远远高于之前报道的所有中性/天然高分子基双网络水凝胶的机械强度，如Agar/PAAm双网络水凝胶为38 MPa[28].该双网络水凝胶制备方法简单，PVA水凝胶和PAAm水凝胶并不是细胞黏附能力很强的材料，引入天然多糖KGM后，复合水凝胶表面的细胞黏附特性得到了很大程度的提高，赋予了PVA-KGM/PAAm双网络水凝胶良好的生物相容性和生物降解性.同时,该双网络水凝胶表现出独特的自由塑形能力，可以快速形成不同的复杂形状，且在施加98%的压缩应变再去除负载后，可完全恢复到凝胶原始的形状.因此，可以通过调节两个网络中单体的用量、控制冻融循环次数来改变凝胶内部交联密度，从而优化双网络水凝胶的性能.PVA-KGM/PAAm双网络水凝胶优良的机械性能和细胞黏附特性，使其可作为关节软骨和其他人造负重软组织的替代物.图3 互穿网络水凝胶和双网络水凝胶结构示意图[16，24]Fig.3The schematic illustration of interpenetrating network hydrogels and doub le network hydrogels图4 PVA-KGM/PAAm水凝胶的形成机制Fig.4Proposed mechanism for the formation of a PVA-KGM/PAAm hydrogel对于传统的双网络水凝胶体系，要求第一网络单体为强聚电解质，且第一网络凝胶在第二单体溶液里达到充分的溶胀，进而聚合形成双网络水凝胶.天然KGM基水凝胶吸水溶胀性能较差，需对KGM分子链作进一步修饰，引入大量的亲水性基团(如—COOH,—NH2,—SO3等)和亲水性侧链来提高凝胶的溶胀程度，以便于引入并形成第二网络.PAAm链间存在强烈的氢键作用，赋予凝胶高度的韧性，目前报道的双网络凝胶中第二网络单体多为丙烯酰胺和丙烯酸，可在KGM基双网络水凝胶第二网络中引入金属离子(如Fe3+)，其与—COO-之间产生离子协同作用;第二网络中既有共价键又有非共价键，受外力作用时非共价键破坏后可以再重组，赋予凝胶自愈合性能，同时增强凝胶材料的力学性能与耐疲劳强度，共价键-非共价键混合双网络水凝胶成为KGM基水凝胶增强的研究方向.KGM基水凝胶第二网络可以选用与PAAm网络性质相似的聚合物，如N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺等单体，制备机械强韧、化学稳定的功能性水凝胶，探索KGM基水凝胶新的性质，扩大其应用领域.综上所述，互穿网络水凝胶中聚合物网络相互贯穿缠结，一种聚合物贯穿于另一种聚合物网络中，各个聚合物都保持各自的性质.相互贯穿、共同作用，增强了凝胶的性能，其对聚合物的类型和交联浓度没有严格的要求.而双网络水凝胶中两个网络之间存在物理或化学交联作用，体系对两个网络中聚合物的类型和交联密度都有要求.两种增强机制为制备力学性能优异的KGM基水凝胶提供了广阔的思路，也为KGM基水凝胶在各个领域的应用提供了理论基础.3 KGM基水凝胶的应用近年来，国内外学者对KGM基水凝胶的研究取得了重大进展，其应用领域也从单一的食品行业逐渐转向生物医药、污水处理等方面，功能化的KGM基水凝胶在人们的生产生活中发挥着越来越重要的作用.3.1 药物缓释载体近几十年来，天然生物高分子由于其优异的性能，如无毒、生物相容性、可再生性、生物降解性和环境敏感性等，被广泛用作控制药物缓释体系的载体.KGM[29],壳聚糖[30],海藻酸钠(SA)[31]等已经被应用于设计控制药物释放体系，但是当单纯的天然生物高分子作为药物载体时，由于其与药物之间相互作用较弱，且生物高分子载体释放药物过程中会快速分解，导致生物高分子载体瞬间释放药物，机械性能较差.因此,研究者通过将KGM与聚合物共混或者接枝单体，以改善生物高分子载体的性能[32-33].最近，生物高分子/纳米材料复合材料作为药物释放载体引起了业界极大的关注.J. Wang等[34]以KGM为基体，海藻酸钠(SA)为pH敏感剂，氧化石墨烯(GO)为抗癌药物结合效应物，成功地制备了KGM/SA/GO纳米复合水凝胶，反应原理如图5所示.GO功能化的KGM/SA/GO纳米复合水凝胶具有良好的溶胀性、生物相容性、优异的pH响应性和装载/释放药物能力，可通过改变环境的pH值控制抗癌药物5-氟尿嘧啶的释放速度，克服了生物高分子载体瞬间释放药物的缺点，KGM/SA/GO复合水凝胶在药物释放载体方面有着巨大的应用前景.图5 KGM/SA/GO纳米复合水凝胶的反应原理示意图[34]Fig.5The possible mechanism of the gelation of KGM/SA/GO hydrogels[34] KGM是一种天然多糖，含有易分离的乙酰基和对电场敏感的糖苷键，且分子链上的羟基可以与很多金属离子发生反应.L.Wang等[35]用钨酸钠(Na2WO4·2H2O)在直流电场诱导下,制备了魔芋葡甘聚糖-钨(KGM-T)电化学可逆水凝胶.施加电场条件下，正极附近溶液呈酸性，WO42-在酸性条件下转变成同多钨酸离子(WxOy)n-吸附在KGM分子链上并与C-6位置的羟基交联，然后带负电荷的KGM分子向正极移动，诱导KGM自组装形成三维网络结构水凝胶，凝胶形成机制如图6所示.这是迄今为止首次利用电场诱导多糖自组装的研究，打破了制备KGM基水凝胶传统方法的限制，该KGM-T水凝胶具有电化学可逆性和较高的热稳定性，其在正极形成，因此可用于携带带负电荷的药物用于控制药物释放载体，在生物医学领域有很大的应用潜力.3.2 医用伤口敷料水凝胶作为一类重要的生物材料，具有吸水溶胶的能力，用作敷料可在伤口处吸收大量体液，维持皮肤表面一个湿润的环境，促进肉芽组织快速形成和表皮细胞再生，有益于伤口愈合[36]，因此水凝胶是一类合适的伤口敷料材料.图6 KGM分子链与(WxOy)n-发生交联作用形成凝胶的机制示意图[35]Fig.6 Mechanism diagram of cross-linking between KGM chain and (WxOy)n-from a gel[35]KGM基水凝胶因机械性能较差，限制了其在伤口包扎材料方面的应用.为解决这个问题， L. Fan等[37]先将KGM氧化，使氧化魔芋葡甘聚糖(OKGM)上的醛基与羧甲基壳聚糖(CMCS)上的氨基之间发生希夫碱反应，与此同时加入不同量的纳米添加剂——氧化石墨烯(GO)，制备KGM/CMCS/GO复合水凝胶，其合成路线如图7所示.GO容易与多糖相结合，从而提高水凝胶的机械性能.当GO的添加量从0 mg/mL 增加到5 mg/mL时，压缩强度增加144%，弹性模量增加296%.该水凝胶具有良好的溶胀能力、适当的保水能力、优异的生物相容性和与人体软组织相似的压缩模量，它在伤口敷料方面有巨大的临床应用潜力.M. Shahbuddin等[38]利用紫外光引发N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)在KGM 溶液中聚合形成KGM/P(NVP-co-PEGDA)半互穿网络，然后硝酸铈铵(Ce(IV))作为KGM主链大分子自由基的来源，引发KGM分子链交联，同时引发P(NVP-co-PEGDA)接枝到KGM分子链上，形成接枝双组分网络水凝胶，各阶段结构示意图如图8所示.该接枝双组分水凝胶具有促进成纤维细胞新陈代谢、刺激成纤维细胞和角质细胞迁移的能力，可作为有效促进伤口愈合的伤口敷料的基础材料.温辉高等[39]先将KGM氧化制备出OKGM,利用OKGM上的醛基与壳聚糖季铵盐上的氨基反应合成HACC/OKGM水凝胶.该水凝胶几乎不引起体外溶血反应，具有良好的血液相容性，可抑制创伤部位的细菌生长，具有良好的溶胀性能和适当的保水率，是一类新型抗菌医用创伤敷料.3.3 生物组织支架KGM基水凝胶具有良好的生物相容性、无毒性，且生物组织中的细胞外基质包括蛋白质、多糖等组分，因此KGM基水凝胶可应用于生物组织支架.Y. Feng等[40]设计了一种用于促进新血管再生的可注射水凝胶支架材料.该水凝胶包含两种具有独特生物活性的多糖：KGM作为水凝胶支架的结构单元，已证实可以刺激巨噬细胞/单核细胞分泌促进血管生成的生长因子(GFs)，其原理示意图如图9a)所示；肝素(Hep)是结合GFs的代表性糖胺聚糖分子，可以捕获巨噬细胞分泌的GFs.用酪胺(TA)对两种多糖改性，在酶的催化作用下二者均可以快速形成水凝胶支架KGM-TA/Hep-TA，其凝胶形成机制如图9b)所示.所设计的KGM-TA/Hep-TA可注射水凝胶成功地保留了两组分对巨噬细胞的特定功能和对GFs的亲和功能，一旦植入皮下，就能有效地原位捕获局部产生的GFs并促进血管的形成和成熟.该可注射水凝胶支架，利用内源GFs来促进血管生成，其微孔结构有利于营养/废物交换和细胞向内生长，可适用于各种血管再生的临床应用.图7 KGM/CS/GO水凝胶的合成路线示意图[37]Fig.7Schematic illustration of the synthesis route of the KGM/CMCS/GO hydrog el[37]图8 接枝双组分网络水凝胶各阶段形成结构示意图[38]Fig.8Structural diagrams of grafted two-component network hydrogel at various stages[38]3.4 吸附剂材料水凝胶具有三维孔洞网络结构，分子链上带有丰富的羧基、羟基、磺酸基和酰胺等功能官能团，对有机分子、无机金属离子、聚合物等有良好的吸附作用，可用作吸附剂处理工业废水中难降解的污染物[41].L. Gan等[42]使用CaO为交联剂，制备了GO填充的KGM基水凝胶KGM/GO，形成机理如图10所示.与KGM基水凝胶相比，KGM/GO水凝胶对水溶液中的甲基橙和甲基蓝两种染料表现出优异的吸附能力，吸附行为遵循拟二阶动力学模型和Freundlich模型，且GO和KGM来源广泛，KGM/GO水凝胶制备过程简单，其在水净化的高效吸附剂材料方面具有很大的应用潜力.J. Chen等[43]通过丙烯酸(AA)接枝KGM，制备KGMP水凝胶，该水凝胶可作为金属离子螯合剂，对水溶液中的Cu2+具有良好的吸附能力，在工业废水中有害重金属的去除方面有重要的应用前景.图9 KGM-TA/Hep-TA水凝胶刺激巨噬细胞的原理示意图及其形成机制示意图[40]Fig.9 Schematic illustration of the KGM-TA/Hep-TA hydrogel-stimulated macrophage and its formation mechanism[40]图10 KGM/GO水凝胶的形成机理示意图[42]Fig.10Formation mechanism illustration of KGM/GO hydrogel[42]4 结论本文基于KGM的凝胶化机制，对两种具有代表性的KGM基水凝胶增强体系(互穿网络水凝胶和双网络水凝胶)及KGM基水凝胶在药物缓释、伤口敷料、生物组织支架等生物医药方面和作为吸附材料在污水处理方面的应用现状进行了综述，鉴于KGM基水凝胶在上述领域具有可观的应用潜力，未来应着力做好两方面工作：一是继续着力开发具有高强度、高吸水性和降解速度可控的KGM基水凝胶.可采用如下方式制备：1)双交联网络KGM基水凝胶，以KGM为第一网络，聚电解质等高吸水聚合物(如聚丙烯酰胺、聚乙二醇等)为第二网络；2)多种化学键协同作用增强的KGM基水凝胶，互穿的双交联网络之间引入金属键、氢键等弱键，制备高强度、自修复的KGM基复合水凝胶；3)不同性质的功能性聚合物与KGM进行互穿交联，形成多交联网络、多功能的KGM基水凝胶.二是充分利用我国的KGM天然可再生资源，寻求更多的制备功能性KGM基水凝胶的方法，获得具备较佳的凝胶时间与优良的降解性能、力学特性和吸水功能的KGM基水凝胶材料，为进一步研究KGM基水凝胶用于组织工程提供良好的理论基础，进而拓宽其在药物载体、伤口敷料、组织工程等生物医学以及重金属吸附等材料方面的开发与应用.参考文献:【相关文献】[1]JANG J,LEE J,SEOL Y J,et al.Improving mechanical properties of alginate hydrogel by reinfo rcement with ethanol treated polycaprolactone nanofibers[J].Composites Part B:Engineeri ng,2013,45(1):1216.[2]VASHIST A,SHAHABUDDIN S,GUPTA Y K,et al.Polyol induced interpenetrating networks:Ch itosan-methylmethacrylate based biocompatible and pH responsive hydrogels for drug delivery s ystem[J].Journal of Materials Chemistry B,2013,1(2):168.[3]SPILLER K L,LIU Y,HOLLOWAY J L,et al.A novel method for the direct fabrication of growth factor-loaded microspheres within porous nondegradable hydrogels:Controlled release for cartil age tissue engineering[J].Journal of Controlled Release,2012,157(1):39.[4]XIANG S,QIAN W,LI T,et al.Hierarchical structural double network hydrogel with high stren gth,toughness,and good recoverability[J].New Journal of Chemistry,2017,41(23)：14397.[5] AL-GHAZZEWI F,ELAMIR A,TESTER R,et al.Effect of depolymerised konjac glucomannan on wo und healing[J].Bioactive Carbohydrates & Dietary Fibre,2015,5(2):125.[6]YI Y,LIN W,JIE P,et al.A review of the development of properties and structures based on k onjac glucomannan as functional materials[J].Chinese Journal of Structural Chemistry,2017 ,36(2):346.[7] LIU J,ZHANG L,HU W,et al.Preparation of konjac glucomannan-based pulsatile capsule for colonic drug delivery system and its evaluation in vitro and in vivo[J].Carbohydrate Polymers,2012,87(1):377.[8]NIU C,WU W,WANG Z,et al.Adsorption of heavy metal ions from aqueous solution by cros slinked carboxymethyl konjac glucomannan[J].Journal of Hazardous Materials,2007,141(1): 209.[9] LUAN J,WU K,LI C,et al.pH-sensitive drug delivery system based on hydrophobic modified konjac glucomannan[J].Ca rbohydrate Polymers,2017,171:9.[10] KATSURAYA K,OKUYAMA K,HATANAKA K,et al.Constitution of konjac glucomannan:C hemical analysis and 13 C NMR spectroscopy[J].Carbohydrate Polymers,2003,53(2):183.[11] 王恒洲.魔芋葡甘聚糖薄膜和海绵材料的制备及性能研究[D].武汉：武汉纺织大学,2013.[12] 庞杰,吴春华,温成荣,等.魔芋葡甘聚糖凝胶研究进展及其问题[J].中国食品学报,2011,11(9):181.[13] LUO X,HE P,LIN X.The mechanism of sodium hydroxide solution promoting the gelati on of Konjac glucomannan (KGM)[J].Food Hydrocolloids,2013,30(1):92.[14] ZHAO Y,NAKAJIMA T,YANG J J,et al.Proteoglycans and glycosaminoglycans improve t oughness of biocompatible double network hydrogels[J].Advanced Materials,2014,26(3):4 36.[15] LIU Y Y,FAN X D,WEI B R,et al.pH-responsive amphiphilic hydrogel networks with IPN structure:A strategy for controlled drug release[J].International Journal of Pharmaceutics,2006,308(1/2):205.[16] SINGHA N R R,KARMAKAR M,MAHAPATRA M,et al.Systematic synthesis of pectin-g-(sodium acrylate-co-N-isopropylacrylamide) interpenetrating polymer network for mere/synergistic superadsorpt ion of dyes/M(Ⅱ):Comprehensive determination of physicochemical changes in loaded hy drogels[J].Polymer Chemistry,2017，8(20):3211.[17] 何银亭,詹秀环,田博士,等.聚丙烯酸/聚乙烯醇互穿网络水凝胶制备及其对结晶紫的控制释放性能的研究[J].化工技术与开发,2010 (11):13.[18] ILAVSKY M,MAMYTBEKOV G,HANYKOVá L,et al.Phase transition in swollen gels 31.Sw elling and mechanical behaviour of interpenetrating networks composed of poly(1-vinyl-2-pyrrolidone) and polyacrylamide in water/acetone mixtures[J].European Polymer Journal,2 002,38(5):875.。
葡甘露聚糖
葡甘露聚糖在医药中的应用
魔芋的药用价值，在宋代《本草图经》 已有“主消渴”、“治头肿风毒”的 记载，明代大医学家李时珍著的《本 草纲目》和现代出版的《中药大词典》 亦有：魔芋块茎入药有解毒消肿、化 疼散结、行淤等功效。常用作治疗咳 嗽、疝气、乳痛、积滞、闭经、跌打 损伤、烧伤。
葡甘露聚糖在减肥中的应用
葡甘露聚糖的发展现状
近二十年来我国已经对葡甘露聚糖的理化性 质、生物功能以及化学结构进行了研究和产 品开发。在我国魔芋种植资源丰富，价格低 廉。由于葡甘露聚糖的多种优良特性以及应 用广等的特点，对于葡甘露聚糖的开发利用 仍然还是热点。 我国采用干片粉碎的方法，从鲜芋中分离提 取葡甘露聚糖。魔芋可分为葡萄糖甘露聚糖 类和淀粉类，白魔芋葡萄糖甘露聚糖含量高， 因此，近些年来，白魔芋因品质优良而被广 泛引种。 日本是目前魔芋消费最大的国家，常年缺口 1万吨精粉。欧洲人不种魔芋，但对魔芋的 减肥保健功能很感兴趣，他们已着手开展魔 芋食品的研究和开发。
其减肥机理可能是：葡甘露聚糖良好 的吸水性，使其吸水膨胀，成为具有 粘性的纤维素。粘性纤维减慢食物从 胃到小肠的通过，延缓消化和吸收营 养物质，降低了单糖的吸收，从而使 脂肪酸在体内的合成也下降。另外， 葡甘露聚糖吸水膨胀后产生饱腹感， 在一定程度上抑制了饮食的欲望。葡 甘露聚糖还具有润肠通便的作用，使 部分未被吸收的营养物质随粪便排出， 从而起到减肥的作用。
葡甘露聚糖对糖尿病的作用
研究表明葡甘露聚糖有降低血糖、改 善症状、控制病情的效果。KGM可以 增加饱腹感，减少食物的摄入，进而 降低血糖水平；KGM分子量高，吸水 后粘性大，能延缓葡糖糖的吸收，减 轻胰岛的负担，进而促使糖尿病人处 于良性循环状态。刘红等学者通过建 立小鼠四氧嘧啶糖尿动物模型，观察 KGM对小鼠血糖的影响，结果表明 KGM对四氧嘧啶糖尿小鼠血糖具有防 治作用。
魔芋葡甘聚糖的研究进展及应用现状综述_刘楠
魔芋葡甘聚糖的研究进展及应用现状综述刘楠1，杨芳1,2（1.安康学院农学与生命科学院，陕西安康725000；2.陕西省富硒食品工程实验室，陕西安康725000）摘要：魔芋葡甘聚糖是魔芋的主要经济成分。
近年来，关于魔芋葡甘聚糖的研究与应用都有很大进展。
本文综述了魔芋葡甘聚糖在化学结构、理化性质和提纯等方面的研究进展，及其在医学、生物材料、食品等领域的应用现状，并对魔芋葡甘聚糖的应用前景提出了展望。
关键词：魔芋葡甘聚糖；研究进展；应用现状中图分类号：Q53文献标识码：A 文章编号：1674-0092（2011）04-0095-042011年8月第23卷第4期安康学院学报Journal of Ankang University Aug.2011Vol.23No.4收稿日期：2011-02-25基金项目：安康学院大学生科技专项（2010akxydxs22）作者简介：刘楠，女，陕西西安人，安康学院农学与生命科学院本科生，主要从事糖生物学研究；杨芳，女，陕西安康人，安康学院农学与生命科学院讲师，硕士，主要从事糖生物学研究。
魔芋葡甘聚糖(KGM )是魔芋块茎中所含的中型非离子性线性多糖，是由葡萄糖和甘露糖以β-1，4糖苷键结合形成的高分子化合物，是一种优良的膳食纤维，具亲水性，凝胶性，粘结性，可食性，抗菌性，成膜性等特性。
1魔芋葡甘聚糖的研究现状1.1魔芋葡甘聚糖的化学结构魔芋葡甘聚糖是由D-葡萄糖和D-甘露糖约按1：1.6（mol/mol ）的比例，以β-1，4-糖苷键连接的高分子多糖[1]，在主链甘露糖的C3位上存在着以β-1,3键结合的支链结构。
天然的魔芋葡甘聚糖是由放射状排列的胶束组成，具有与肝素相近似的骨架结构，单体分子中C2，C3，C6位上的-OH ，均具有较强的反应活性，其平均分子量为1.1×106。
1.2魔芋葡甘聚糖的理化性质魔芋葡甘聚糖具有优良的束水性、胶凝性、增稠性、粘结性、可逆性、悬浮性、成膜性、赋味性等多种特性，被广泛应用于医学，食品，生物学等各个领域。
可食性魔芋葡基聚糖耐水耐高温复合膜的制备及性能研究
杨 君 ，孙远 明 ，雷红 涛 ，吴 青
（． 南农 业 大学 ； ２ 广 东 农 工 商职 业 技 术 学 院 ） １华 摘 要 ：以魔 芋 腔 （ Ｇ） 魔 芋 葡 甘 聚 糖 （ ＧＭ ） 基 材 ＋ 碱性 条 件 下加 热 制 备 耐 水耐 高 温 膜 ， 用 ５因 素 （／ 宴 Ｋ 即 Ｋ 为 在 采 １２ 麓 ） 次 正交 旋转 组 合 设 计 研 究 了石 蜡 、 二 硬脂 酸 、 化 剂 、 油 和 聚 乙 二醇 ４０对 膜 水蒸 气 透 过 系 数 （ Ｖ 、 破 度 乳 甘 ０ Ｗ Ｐ）耐 （ ｓ 、 张 强 度 （ ｓ 和 伸 长 率 （ 的 影 响 ， 到 相 应 单 指标 二 ｛ 回 归 模 型 ：分 析 表 明 ： 因 素 的 一 ｛ 项 一 ｛ 项 及 Ｂ ）抗 Ｔ ） Ｅ） 得 ｊ ＝ ５个 ｊ ＝ 二 ｊ ＝
高 果蔬 的保 鲜 效 果 ， 降低 其 在贮 运 过程 中的腐 烂 与
损 失 ， 时也显 示 了 Ｋ 同 ＧＭ 具 有 较 好 的成 膜 性 。 据 根
食 品发 展的需要 ， 如微波 食品应 防止水 分 过分散 失 ，
快 餐 饭 盒 的 涂 层 需 既 能 防 水 又 能 抗 热 等 ， 要 研 究 需 耐 水 耐 高 温 的 可 食 性 膜 ， 也 是 当 今 可 食 膜 研 究 中 这
参照 《 造纸工 业 产 品试验 方法 标 准汇编 》 ‘ Ｌ 中的 ８
有 关 方 法 进 行 膜 的 厚 度 （ ｈｃ ｎ ｓ ， ： Ｙ Ｔ ｉｋ ｅｓＴ） 用 Ｑ ｚ １ ０型 厚 度 测 定 仪 测 定 ， 中 心 点 与 边 缘 均 匀 分 布 的 取 ６ 点 测 量 ， 算 其 平 均 值 个 计
１ 材 料 与 方 法
魔芋葡甘聚糖的结构和生物活性及其在运动食品中的应用
２ 葡甘聚糖的结构与生物活性 的关 系
魔芋的生物学活性与多种因素有关． 首先魔芋多糖的化学结构是其生物活性的基础． 已研究发现 现
收稿 日期 ：０ ８— ２一ｌ ２０ ０ ８
作者简介 ： 王梅英 （ ９２一） 女 ， １８ ， 研究生 ， 福建宁德人 ， 现从 事天然产物提取与开发
１ ２ ｋ ， ７ １Ｊ则能基本符合运动员的供给标准． ４ 而蛋白质、 脂肪分别 占热能来源的 １％和 ３％ ， ８ ８ 各高 出运动
员标 准 ３ 和 ８ 这 两 种物质 虽然 都是 人体 所必 需 的 营养素 ， ％ ％． 对维 持人体 正 常生理 功 能起 着重 要作用 ，
可蛋 白质在体内代谢过程中会产生大量酸性物质 和有害毒素 ， 加重机体的排泄负担． 高蛋 白饮食往往伴
础上 综述 其适 用 于运 动食 品 的生物 活性 ． １ 魔 芋 葡 甘聚 糖 的结构
魔芋 （ ｍ ｒ ｏｈ ｌｓ ｌ ｅ 为天南星科（ ｒ ｅｅ 魔芋属的多年生草本植物 ， Ａ ｏ ｈｐ ａｕ Ｂｕ ） ｐ ｌ ｍ Ａ ａ ａ） ｃ 球茎含有丰富的葡甘
聚糖． 它是一种高分子量 的非离子型多糖 ， — 由 Ｄ一 葡萄糖和 — Ｄ一 甘露糖 以 １ １６或 １ １６ ：． ：．９的摩
第２ 卷第４ ０ 期
２ ０ 年 １ 月 Байду номын сангаас８ １
宁德 师专学报（自然科学 版）
Ｊｕｎｌ ｆ ｉｇｅＴ ａｈｒ Ｃ ｌ ｇ （ ａ ｒ ｃ ｎｅ ｏｒａ ｏ ｎ ｄ ｅｃｅｓ ｏ ｅｅ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ ） Ｎ ｌ ｕｌ ｅ
Ｖ０ｌ２ Ｎｏ ４ ＿０ ． ＮＯ ． ０ ８ Ｖ２ ０
尔比以 一 ， １４吡喃糖苷键结合构成 的， 主链上每约 ６ 个糖残基存在一个支链 ， ８ 以 一 ， 糖苷键连接 １３ 在甘露糖 的 ｃ 位上 ， 长度为 ３ ４个糖残基． Ｇ — Ｋ Ｍ具有与肝素相近似的骨架结构 ， 其单体分子 中 ｃ 、 ，ｃ ｃ 位上的 一 Ｈ， Ｏ 均具有较强的反应活性 其分子结构见 图 １ Ｋ Ｍ 的这种结构特点使它具有多方面 引． ．Ｇ
魔芋葡甘聚糖功能研究进展_谢建华
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采用吡啶 ’ 氯 磺 酸 35** 左右的葡甘露低聚糖 A=BCD， 法制备了它的硫酸酯衍生物 $’A=BCD， 本身无抗单纯 （9$E’& ） 活 性 的 A=BCD 硫 酸 酯 化 后 产 疱疹病毒 & 型 生了抗病毒活性， 5**/F***$G H IJ 的 $’A=BCD 能 很 好 地 抑 制 9$E ’& 引 起 的 EKLC 细 胞 病 变 ， 而 在
葡甘聚糖 （012 ） 是一种优良的膳食纤维 ， 由 !*
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葡甘聚糖的空间结构对生物活性的影响
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第２７卷第２期２００８年４月华中农业大学学报’ＪｏｕｍａｌｏｆＨｕａｚｈｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙＶ０１．２７Ｎｏ．２Ａｐｒ．２００８，３２１～３２５可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备工艺★孙建清杨莉莉熊善柏一杨依姗刘鑫（华中农业大学食品科学技术学院／湖北省水产品加工工程技术研究中心，武汉４３∞７０）摘要采用响应面分析法对可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备条件进行了优化，观察了不同碱试剂及其浓度对可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶特性的影响。
结果表明；在碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钙和磷酸氢二钠４种碱试剂中，采用磷酸氢二钠可在中性或弱碱性条件下制备可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶；魔芋葡甘聚糖浓度、磷酸氢二钠浓度和加热时间对可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶特性有显著影响；可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶最佳的制备条件为魔芋葡甘聚糖浓度２．８２％、磷酸氢二钠浓度１．ｏｏ％、９５℃下加热３．ｏｏｈ。
关键词魔芋葡甘聚糖；可逆性凝胶；响应面分析法中图法分类号ＴＳ２０１．１文献标识码Ａ文章编号１０００—２４２１（２００８）０２一０３２卜０５魔芋葡甘聚糖是魔芋块茎中所含的一种水溶性中性多糖，由Ｄ葡萄糖和口甘露糖通过口一１，４糖苷键聚合而成，且每隔１７～１９个糖残基上连接有１个乙酰基。
葡甘聚糖具有吸水、增稠、胶凝和成膜等性能，对高血脂、糖尿病、肥胖症、便秘等具有良好的预防和治疗作用，被广泛应用于食品、化工、医药等领域［１－３］。
魔芋葡甘聚糖在碱性溶液中加热可形成有弹性的凝胶体［４］，因而传统的魔芋豆腐、魔芋粉丝等魔芋凝胶食品是在碱性条件下加热成型后再经漂洗加工而成的，存在成份单一、营养差及难着味等缺陷。
１９８３年原和雄开发出在ｏ～１０℃呈液态或糊状而在常温或６０℃以上则变为固态的可逆性葡甘聚糖凝胶睁６ｌ，并以此为基础开发出蛋白质魔芋制品、糊状巧克力、多种口味的布丁等多种新型魔芋凝胶食品［７｜，而我国在这方面的研究仅有ｌ篇专利报告［８］。
笔者以魔芋葡甘聚糖为原料，观察了胶凝剂种类和浓度对可逆魔芋凝胶特性影响，旨在优化可逆性魔芋凝胶的制备工艺，制备弱碱性可逆性魔芋凝胶，为开发新型魔芋凝胶食品提供科学依据。
１材料与方法１．１供试材料供试特级魔芋精粉，由武汉市清江魔芋制品有限公司生产；碳酸钠、磷酸钠、氢氧化钙、磷酸氢二钠等，均为分析纯，由上海化学试剂总厂生产。
１．２主要仪器物性测试仪：ＴＡｌＸＴ２ｉ／２５型，英国ＳｔａｂｌｅＭｉ—ｃｒｏＳｙｓｔｅｍ公司产品；色度仪：ＷＳｃ．Ｓ型，上海物理光学仪器厂产品；恒温水浴锅：ＨＨＳ２１４型，江苏省医疗器械厂生产；ｐＨ计：８１８型，美国奥立龙公司产品。
１．３可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备魔芋精粉（葡甘聚糖）加水溶胀１２ｈ后，加入一定量的碱液搅拌均匀，密封后在９５℃条件下加热一定时间至形成凝胶，经冷水水浴冷却至室温后，将其放入４℃冰箱内冷藏４ｈ以上至恢复到溶胶状，再经９５℃加热Ｏ．５ｈ后再次形成凝胶。
１．４魔芋葡甘聚糖溶胶ｐＨ的测定魔芋葡甘聚糖加水搅匀、溶胀１２ｈ后，加入一定量的碱液并搅拌均匀，再将ｐＨ计的复合电极插入溶胶中，待读数稳定后测定。
１．５魔芋葡甘聚糖溶胶性质的测定将恢复到溶胶态的魔芋溶胶从冰箱取出后立即上机测试。
探头：Ａ／ＢＥ＿３５；模式：下压过程测量力；测试前速度：５．ｏｍｍ／ｓ；测试速度：１．０ｍｍ／ｓ；测试后速度：５．Ｏｍｍ／ｓ；测试距离：１０ｍｍ；感应力：Ａｕ—ｔ旷５ｇ；记录速率：１００ｐ／ｓ。
收稿日期：２００７一０９—１３；修回日期：２００７—１２∞７＊图家“十一五”科技支撑计划项目（２００６ＢＡ】）０５Ａ１８）和武汉市重大科技攻关计划（２００６２００２０９６）资助＊＊通讯作者．Ｂｍａｉｌ：）【ｉｏＩｌｇｓｂ＠ｍａｉｌ．｝Ｉｚａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ孙建清。
男。
１９８１年生，华中农业大学食品科技学院硕士研究生，武汉４３００７０３２２华中农业大学学报第２７卷１．６魔芋葡甘聚糖凝胶质构的测定将魔芋凝胶切成２ｃｍ×２ｃｍ×１ｃｍ的正方块，测试探头Ｐ／３６Ｒ，压缩百分比为５０％，中间间隔５ｓ，测试速度１ｍｍ／ｓ。
１．７魔芋葡甘聚糖凝胶白度的测定将魔芋凝胶切成１ｃｍ厚的薄片，室温下用ＷＳＣ＿Ｓ测色色差仪测定样品色度，得到表示色泽的Ｌ、口、６值，白度Ｗ用以下公式计算：白度ｗ＝１００～反而矿＝Ｉｙ可面萨习了再西ｉ干历巧１．８魔芋溶胶感官评分标准１）魔芋溶胶评分。
状态：溶胶态，流动性强８～１０分；部分溶胶态，流动性较小５～７分；凝胶态，无流动性ｏ～４分。
粘稠度：易搅拌，粘稠度适宜８～１０分；较易搅拌，粘稠度较高５～７分；不易搅拌，粘稠度太高ｏ～４分。
色泽：浅白色，透明状８～ｌＯ分；浅灰褐色，较浑浊５～７分；褐色，不透明ｏ～４分。
气味：无碱昧８～１０分；碱味比较淡５～７分；碱味较重ｏ～４分。
各项目的加权值为：状态３．ｏ，粘稠度３．ｏ，色泽２．ｏ，气味２．ｏ。
２）魔芋凝胶评分。
质地：均匀，成型好，凝胶强度高８～ｌＯ分；较均匀，成型一般，比较坚实５～７分；不均匀，成型差，凝胶强度低ｏ～４分。
粘弹性：弹性好，无粘手感８～１０分；弹性一般，较粘手５～７分；弹性差，粘手０～４分。
色泽：浅白色，有光泽，半透明８～１０分；浅灰褐色，较浑浊５～７分；褐色，不透明Ｏ～４分。
气味：无碱味８～ｌｏ分；碱味比较淡５～７分；碱味较重ｏ～４分。
各项目的加权值为：质地３．ｏ，粘弹性３．ｏ，色泽２．Ｏ，气味２．０。
１．９数据处理将制得的可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶，分别采用物性测试仪和色度仪测定冷藏后魔芋溶胶性质、二次加热凝胶质构和白度。
响应面优化可逆魔芋葡甘聚糖凝胶制备工艺时，样品的每项理化指标均标准化为Ｏ～１之间的归一值，对取值越小越好的指标（溶胶的硬度、二次加热凝胶的粘附性）和取值越大越好的指标（溶胶的粘聚性、二次加热凝胶的硬度、咀嚼度和白度）采用文献［９］中的方法计算。
然后计算这些指标的几何平均数得理化指标归一值。
同样对每个样品所形成的溶胶和凝胶感官评分经归一化处理，计算出感官评分的归一值。
总分（ｙ）＝理化指标归一值×０．５＋感官评分归一值×Ｏ．５最后采用ＳＡＳ统计软件，通过其响应面回归（ＲＳＲＥＧ）过程进行数据分析。
２结果与分析２．１碱性试剂的选择１）不同种类的碱及其浓度对可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶表观性质的影响。
取３ｇ魔芋葡甘聚糖（ＫＧＭ）加入９０ｍＬ水溶胀１２ｈ后加入１０ｍＬ不同浓度不同种类的碱性试剂，经９５℃加热２．５ｈ热处理，观察其是否形成凝胶，然后将凝胶放入４℃冰箱冷藏过夜，观察其是否恢复到溶胶状态。
由表ｌ可知，不同的碱及其浓度对魔芋凝胶是否具有可逆性有重要影响。
试验结果表明，在３％的魔芋葡甘聚糖溶胶中，添加ｏ．０８％～Ｏ．１０％的碳酸钠、或ｏ．２５％～Ｏ．３０％的磷酸钠、或ｏ．６％～１．２％的磷酸氢二钠后经加热处理可制成可逆性魔芋凝胶，而氢氧化钙不适合制备可逆凝胶。
添加碳酸钠和磷酸钠后，ｐＨ分别在８．４８～８．８４和８．２４～８．８４可形成可逆凝胶；而添加磷酸氢二钠，ｐＨ在中性到７．３３之间也可以形成可逆凝胶，这与有关文献报道“魔芋葡甘聚糖在１０．０＜ｐＨ＜１２．２时可形成依温性的可逆性凝胶”的结果［７］有所不同。
其原因可能是魔芋葡甘聚糖的胶凝作用和解胶作用不仅受体系ｐＨ影响，而且还受加热温度、冷却程度和阴离子类型的影响。
２）不同种类的碱及其浓度对魔芋的溶胶性质和感官评分及加热凝胶感官评分的影响。
从表２中可知，随着磷酸氢二钠或磷酸钠浓度的增加，溶胶的硬度、稠度呈增加趋势，其原因可能是加热时随着碱量的增加，魔芋葡甘聚糖脱乙酰化程度随之加大，多糖分子的相互作用增强，恢复到溶胶态的效果越差，探头在下压所受到的力增大，从而表现为硬度和稠度增加，溶胶感观评分也越低。
但是，溶胶的粘聚性和粘性指数则随着磷酸氢二钠浓度的增加呈先上升后下降趋势，这可能是加碱量不同ＫＧＭ脱乙酰化程度不同，导致冷藏过程中解胶程度不同，当加碱量较低时，部分脱乙酰化的凝胶经冷藏后比较容易解胶，因此溶胶的粘性升高，而添加大量碱后魔芋凝胶冷藏后不容易解胶，宏观表现为凝胶未完全恢复溶胶态，其粘聚性和粘性指数下降。
从溶胶的感官评分和二次加热凝胶的感官评分可以看出，以磷酸氢二钠作为碱试剂时具有较好的感官品质，且浓度为１．ｏ％时，两项评分均为最高，而添加０．３５％的磷酸钠有最低的溶胶评分是因为第２期孙建清等：可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶的制备工艺３２３加热形成的凝胶经冷藏后尚未恢复到溶胶态，不具有可逆性。
添加磷酸氢二钠时，其浓度范围在较宽的范围内（Ｏ．６０％～１．２０％）具有可逆性，而添加磷酸钠时，其浓度在较窄的范围内（ｏ．２５％～ｏ．３０％）具有可逆性，实际操作较难控制。
结合表１和表２综合考虑碱性试剂浓度范围、恢复溶胶态的效果以及感官评分认为制备可逆魔芋凝胶的优先顺序为磷酸氢二钠、磷酸钠和碳酸钠。
因此确定选用磷酸氢二钠作为制备可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶的最适碱试剂。
表ｌ不同种类的碱及其浓度对可逆性魔芋葡甘聚糖凝胶表观性质的影响ＴａＭｅｌｎｅｅｆｆ＆ｔｓｏｆｔｙｐｅｓａＩｌｄ咖咖ｔｍｔｉ佣ｏｆａｌｌ‘ａＨ帅ｐｈｙｓｉ踢ＩｐｍＩ盯ｔｊ鹤ｏｆｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅＫＧＭｇｅＩ１）一：表示耒进行再次加热Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｕｎｈｅａｔｅｄ表２不同种类的碱及其浓度对魔芋的溶胶性质和感官评分及加热凝胶感官评分的影响１）１１ａｂＩｅ２１１ｌｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｙＩ】峭ａＩｌｄ咖Ｉｃｅｎｔｒａｔｉ硼０ｆａｌｌ‘ａＩｉｏｎｐｍｐｅｒｔｉｅｓａｎｄ靶咖ｒｙｓｃｏｒｅｏｆＫＧＭ蜘Ｉａｎｄｒｅｈ均ｔｅｄ辨ｌ１）数值后的小写字母相同者，表示在ｏ．０５水平上差异不显著（ＤＭＲＴ）ＴｈｅｄａｔａｗｉｔｈｔｈｅｓａｍｅＩｅｔｔｅｒｓｉｎｔｈｅｃｏｌｕｍｎａｒｅｎｏｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔＩｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｔｔｈｅ１ｅｖｅｉｏｆ５％（Ｉ）ＭＲＴ）２．２响应面法优化可逆魔芋凝胶制备工艺变量５个水平，分别以代码一１．６８２、一ｌ、Ｏ、ｌ、１．６８２在单因素试验基础上，选取魔芋葡甘聚糖浓度表示，０水平分别为２．８％、１％、２．５ｈ，间距分别为（Ｘｔ）、碱浓度（Ｘ：）、加热时间（Ｘ。
）为自变量，每个０．２、Ｏ．２、０．５。
试验设计及结果见表３。
３２４华中农业大学学报第２７卷表３试验设计及结果ＴａｂＩｅ３１１ｌｅｅｘｐｅｒｉＩ眦ｎｔａｌｄ鹤ｉ印ａｎｄｒ姻ｕＩｔｓ１）Ｆｉｒｍｎｅｓｓ／ｇ；２）（乃ｎｈｅｓｉｖｅｎｅｓｓ／ｇ；３）Ｆｉｒｍｎｅｓｓ／ｇ；４）Ａｄｈｅｓｉｖｅｎｅｓｓ／（ｇ・ｓ）；５）（：ｈｅｗｉｎｅｓｓ／ｇ；６）Ｗｈｉｔｅｎｅｓｓ；７）Ｉ）ｅｓｉｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａＩｉｎｄｅｘｅｓ；８）Ｉ）ｅｓｉｒａｂｉＩｉｌｙｏｆｓｅｎｓｏｒｙｓｃｏｒｅｓ采用ＳＡＳ统计软件对表３中Ｘ－、Ｘ：、Ｘ。