魔芋飞粉的应用及研究进展

杨薇

(陕西省安康学院农学与生命科学院，陕西安康725000)

魔芋飞粉的应用及研究进展

杨薇

(陕西省安康学院农学与生命科学院，陕西安康725000)

魔芋飞粉(简称飞粉)是在魔芋精粉的加工过程中，飘落到周围的重量轻、颗粒小的细粉。飞粉作为魔芋精粉加工中产生的副产品，占魔芋粉质量的30%～40%。本文对魔芋飞粉的化学成分及国内研究情况进行了介绍，并对其在食品、化妆品、医药及农业等领域的应用进行了综述，对其发展前景进行了展望。

魔芋飞粉，成分，研究

我国是世界上最大的魔芋生产国，全国精粉年产量5000t左右，陕西年产魔芋精粉1500余t，在魔芋精粉加工过程中，飞出的重量轻、颗粒小的粉末称为魔芋飞粉，占精粉质量分数的30%～40%，全国年产飞粉1500～2000t［1］。目前对魔芋的利用主要集中在魔芋精粉(葡甘聚糖)，而魔芋飞粉大多以低价作为饲料或干燥剂出售，利用价值低。所以，如何处理飞粉并有效利用，成为魔芋系列产品在利用方面的热点问题［2］。本文就国内有关文献对魔芋飞粉的研究开发作一综述，以期为魔芋的综合利用提供理论参考。

1 魔芋飞粉的主要化学成分

据西南师范大学化学系许永琳、秦丽贤报道［3］，对云、贵、川魔芋飞粉的主要成分分析表明，其中含粗蛋白15.21%、氨基酸16种、可溶糖8.59%、淀粉22.81%、粗纤维0.67%以及人畜必需的微量元素铁、锌、铜、锰和葡甘露聚糖等。

1.1 糖类

魔芋飞粉中可溶糖与淀粉含量为31.40%，约占飞粉重量的1/3，为可利用的碳水化合物，淀粉含量与马铃薯(21%)和甘薯(26.4%)相当。

1.2 蛋白质和氨基酸

粗蛋白含量为15.21%，其含量高于水稻玉米、高粱和小麦、大麦相当。飞粉中含有16种氨基酸。占飞粉的8.88%，在15.21%粗蛋白中至少有58.4%为蛋白质或氨基酸。

1.3 矿物质和纤维素

魔芋飞粉中含有相当丰富的钙、镁、磷、锌、铁、锰等，它们是维持哺乳动物正常生长发育的必需元素，而且魔芋飞粉中蛋白质含量较高，有利于微量元素的吸收利用。魔芋飞粉中纤维素含量为1.67%，由于纤维素和魔芋甘露聚糖具有降低胆固醇和血压等功能，因此飞粉也有一定的药用价值。

1.4 其他成分

三甲胺、生物碱及单宁等化合物，影响营养成分的吸收利用，且有恶臭味及辣涩的口感，也影响了飞粉作为饲料的适口性。

2 国内对魔芋飞粉的研究情况

魔芋在我国的产地主要集中在陕西、湖北、及云、贵、川一带，故目前，我国对魔芋飞粉的研究也主要集中在上述省份的高校及科研院所。由CNKI检索可知，魔芋飞粉的研究主要有：利用魔芋飞粉制备淀粉、高F值寡肽、血管紧张素转换酶(ACE)抑制肽，用超声波法提取魔芋飞粉中神经酰胺、提取生物碱及总黄酮等。提取产物则主要应用于饲料、医药、食品及化妆品行业，附加值较高。

2.1 淀粉的制备

据西北农林科技大学食品科学与工程学院谭博文、徐怀德［4］报道，中性蛋白酶酶解魔芋飞粉的最适反应条件为酶解 120min、底物质量分数 2.5%、pH7.1、温度44.1℃、加酶量818.3U/g，在此条件下淀粉含量能达到84.22%。

同时他们还观察到，魔芋淀粉颗粒明显比玉米淀粉和红薯淀粉的小，其粒径平均为5μm，魔芋淀粉颗粒形状复杂多样，有纺锤形、多边形、菱形等多种形状。魔芋淀粉支链淀粉含量高，透光率高。透光率愈大，淀粉糊的透明度愈大。魔芋淀粉的冻融稳定性较好，适宜应用在果冻、饮料等食品加工中。

2.2 高F值寡肽的开发利用

高F值寡肽是由3～9个氨基酸残基组成的小肽(或称寡肽)，其氨基酸组成必须是支链氨基酸(branch-chain amino acids，BCAA)含量高，而芳香族氨基酸(aromatic amino acids，AAA)含量低的蛋白前体［5］。F值是BCAA与AAA的摩尔比值，高F值的数值应大于20。由于BCAA主要在肌肉中同化，而AAA则是在肝脏中同化，因此当肝脏发生病变时，AAA的同化作用受阻，而BCAA则因氧化加速而消耗更快，此时，肝脏病人血液中的氨基酸组成必然会失去平衡而形成高肪低脂的肝病血液模式。通过口服或静滴高F值制品，均可取得平衡血浆氨基酸组成的效果。

高F值寡肽比BCAA更易于消化，吸收速度也更快，而且患者直接由口摄入营养物质比由静脉注射能更快地恢复到正常营养状态。由此可知，高F值寡肽可广泛应用于高代谢疾病(如烧伤、外科手术、脓毒血症等)病人的术后恢复以及因缺乏酶系统而不能分解和吸收蛋白质的患者。另外，高F值寡肽还具有抗疲劳、治疗苯丙酮尿症、解酒、降低胆固醇、降低血糖、抗过敏等作用。

武汉职业技术学院李敏、赵珊珊［6］根据魔芋飞粉氨基酸组成中支链氨基酸含量高于芳香族氨基酸含量的特性，对其进行了魔芋飞粉高F值寡肽的研究开发。结果表明，魔芋飞粉是用于制备高F值寡肽的优良资源。在制备高F值寡肽过程中采用三步酶解法：首先使AAA成为肽的端基，然后释放AAA，最后去除苦味，优化产品的风味。制备工艺如图1所示。

图1 高F值寡肽制备工艺

2.3 血管紧张素转换酶(ACE)抑制肽的制备

降血压肽也叫血管紧张素转化酶(ACE)抑制肽，可与ACE的两个活性功能区竞争性结合，抑制ACE活性，抑制血管紧张素I转化为血管紧张素Ⅱ。而人体ACE活性的升高会使心肌收缩加强、血管平滑肌收缩而致血压升高。降压肽降血压效果温和、专一、持久、安全性高且对正常血压无影响、无副作用。

在中国，高血压患病人数多达1.2亿，许多专家学者在寻找开发安全高效的降压药［7］。目前已经从大豆、玉米、酪蛋白、鱼类等众多食品的蛋白酶解产物中分离提取降血压肽。

西北农林科技大学食品科学与工程学院徐怀德，王莉［8］等以碱性蛋白酶为酶解魔芋飞粉用酶，其最佳酶解条件为：底物浓度2.25%(净蛋白)，酶用量3500U/g底物蛋白，温度 50℃，pH8.0，酶解时间270min，此时酶解液的ACE抑制率为95.69%，多肽得率为12.70%;制得的魔芋多肽为淡黄色粉末，蛋白质含量为62.30%，多肽含量为52.67%，其抑制ACE活性的IC50为0.80mg/mL，表明魔芋飞粉经蛋白酶酶解可制备高活性的ACE抑制肽。

2.4 神经酰胺的提取

神经酰胺是近几年来新兴的化妆品、功能食品和药品中的一种活性成分，具有极大的发展潜力和很高的附加值［9］，其功效是高效保湿美白、提高免疫力、防癌抗癌。目前所采用的原料如米糠、米胚芽和麸皮等，仅有0.01%～0.02%的神经酰胺含量，制造成本过高。研究表明，魔芋中神经酰胺的含量高达0.15%～0.2%，是前者的10倍［10］。

西南大学食品学院魏静、钟耕［11］对超声波法提取魔芋飞粉中神经酰胺进行了初步探索，重点分析了温度、时间、料液比和提取溶剂对神经酰胺粗提物提取率的影响，确定了神经酰胺粗提物最佳提取工艺为温度60℃、时间为35min、料液比为1∶4、提取溶剂为95%乙醇，神经酰胺粗提物的最高提取率可达2.89%。其提取工艺为：魔芋飞粉→超声波浸提→趁热过滤→旋转蒸发浓缩→真空干燥→神经酰胺粗提物。

2.5 生物碱的提取及应用

生物碱一般是指存在于植物中的碱性含氮化合物，大多数具有含氮杂环，有旋光性和明显的生理功能。它是人们研究最早而且最多的一类天然有机化合物。生物碱作为最古老的药物之一，也是现今药物最主要的来源之一。魔芋飞粉生物碱属于纯天然产物的提取药物，能迅速降解，无生态环境污染问题，有较高的选择性，对人畜安全且不产生抗性。无药害，有肥效，对作物生长有刺激作用，兼具治病虫害，提高植物的免疫功能等优点。这对目前国内外推行绿色食品、有机食品的要求、化学杀虫剂防治蔬菜害虫难(产生抗性)以及将魔芋飞粉生物碱作为绿色杀虫剂进行开发利用具有重大的意义。

湖北工业大学生物工程学院黄皓、干信［12］对魔芋飞粉中的生物碱成分、结构进行了研究，初步分离出脂溶性和水溶性两大类生物碱;利用质谱分析其中主要的一类生物碱为5-甲基咪唑的衍生物，其结构对于抑制SRB(硫酸盐还原菌，参与金属阴极去极化的厌氧腐蚀)的生长具有理论上的可能性。

湖南农业大学生物科学技术学院孙天玮、徐婷［13］以盐酸小檗碱为对照，采用酸性染料比色法测定总生物碱含量;通过单因素实验，考察乙醇浓度、料液比、pH、温度、时间、提取次数等对总生物碱提取效果的影响;通过正交实验确定最佳工艺条件。结果表明，影响魔芋飞粉总生物碱提取效果的因素的主次顺序是：pH＞乙醇浓度＞料液比＞提取温度，其中pH对魔芋飞粉总生物碱提取效果影响显著(P＜0.05)。魔芋飞粉总生物碱最佳提取工艺条件为：料液比为1∶15，温度为50℃，乙醇浓度为70%，pH为1。在此工艺条件下，总生物碱提取量可达到89.79mg/100g。

2.6 总黄酮的提取

三峡大学化学与生命科学学院高级实验师陈百玲［14］等对魔芋飞粉总黄酮含量进行了测定及初步鉴定，对最佳提取条件进行了探讨;并研究了总黄酮对自由基的清除作用。结果表明，最佳提取条件为：提取剂为质量分数80%的乙醇，料液比为1∶30，于温度50℃下回流2h;在此条件下，测得魔芋飞粉中总黄酮含量为3.487mg/g。初步鉴定表明，魔芋飞粉中含有黄酮、异黄酮、查耳酮、双氢黄酮等化合物。黄酮提取物的DPPH自由基清除率为64.78%［15］。表明魔芋飞粉含有较丰富的黄酮化合物，并具有较强的抗氧化活性。

3 魔芋飞粉的异味成分和抗营养因子的去除

如前所述，魔芋飞粉中由于三甲胺等异味物质的存在，大大限制了飞粉的运用，因而关于这方面的研究也多见报道。

华中农业大学食品科技系李斌［16］以魔芋飞粉为原料，采取酸洗一步法有效去除魔芋飞粉中的抗营养因子，生物碱含量降低了92%，单宁含量降低了81%，三甲胺降低了98%。魔芋飞粉经处理后营养价值有所提高，蛋白质质量分数提高到30.03%，氨基酸基本无变化。处理后的魔芋飞粉可以直接添加其他来源的蛋白质原料，生产全价高蛋白饲料。

华中农业大学食品科技系胡敏［17］采用溶剂法和鼓风排气加热法，有效地去除魔芋飞粉中的三甲胺等异味成分，用已去除异味成分的魔芋飞粉或精粉研制的魔芋的干燥剂，其吸水容量大(为常用干燥剂的2～5倍)，吸湿时间长，不发霉，易加工成形。

4 魔芋飞粉的应用前景

目前，国际市场上对魔芋的需求主要分为三大市场：a.日本市场，日本人长期都有食用魔芋制品的习惯，但由于其国土面积有限，加上受台风的影响，魔芋产量极不稳定，每年需从我国进口大量的魔芋精粉;b.韩国及东南亚市场;c.欧美市场，主要是美国市场;美国食品医药局1989年通过了魔芋食品的注册，目前已开始进口魔芋精粉和魔芋精粉制品。欧洲人不种魔芋，但对其减肥保健功能很感兴趣，欧洲人已着手开展魔芋食品的研究和开发，可以预见欧洲魔芋市场的需求量将会大幅度地增加。

随着国际市场对魔芋精粉需求的增加，怎样处理魔芋精粉加工过程中占精粉质量约30%～40%的副产品魔芋飞粉，成为目前亟待解决的问题。目前，国内关于魔芋飞粉的综合利用方面基本处于研究阶段，研究的内容从宏量成分的分离(如淀粉，蛋白质等)到微量生理活性物质的提取(如神经酰胺、生物碱及黄酮等);还包括了关于魔芋飞粉中的异味成分(如三甲胺等)及抗营养因子的去除。魔芋飞粉的综合利用不仅可以变废为宝充分利用飞粉资源，避免浪费和污染环境;还可以充分利用山区资源优势，促进魔芋生产、深加工和产业化，具有很好的经济和社会效益。因此，其发展前景相当可观。

［1］谭博文.酶法制备魔芋飞粉淀粉及其性质研究［D］.杨凌:西北农林科技大学，2010.

［2］王莉.魔芋多肽的制备及功能特性的研究［D］.杨凌:西北农林科技大学，2009.

［3］许永琳，秦丽贤.魔芋飞粉成分分析［J］西南农业大学学报，1993(2):77-79.

［4］谭博文，徐怀德.中性蛋白酶酶解制备魔芋飞粉淀粉及其性质的研究［J］.食品科学，2010(18):41-45.

［5］李敏，赵珊珊.魔芋飞粉高F值寡肽的开发利用［J］.生物技术，2007(10):91-93.

［6］赵珊珊，干信.魔芋飞粉高F值寡肽的研究［J］.化学与生物工程，2005(1):10-12.

［7］曹文红，张超烨.食品蛋白降血压肽及其酶法制备［J］.食品科技，2002(5):11-13.

［8］徐怀德，王莉酶解魔芋飞粉蛋白制备ACE抑制肽［J］，食品科学，2010(1):157-160.

［9］孙庆杰.天然神经酰胺的研究与开发［J］.中国油脂，2003，28(2):60-61.

［10］蒲云峰，钟耕，张伟敏.神经酰胺的功能和应用［J］.粮食与油脂，2005(7):14-16.

［11］魏静，钟耕.超声波法提取魔芋飞粉中神经酰胺的初步研究［J］.食品科技，2008(1):146-150.

［12］黄皓，干信.魔芋飞粉中生物碱的研究及开发应用［J］.现代商贸工业，2004(2):46-48.

［13］孙天玮，徐婷.魔芋飞粉总生物碱的提取工艺研究［J］.现代生物医学进展，2008(12):2278-2281.

［14］陈百玲，李涛.魔芋飞粉总黄酮提取工艺的研究［J］.农产品加工，2008(11):27-29.

［15］陈百玲，廖全斌.魔芋飞粉总黄酮含量测定及抗氧化活性的研究［J］.三峡大学学报，2008(6):97-99.

［16］李斌，谢笔钧，彭宏伟，等.魔芋飞粉中抗营养因子的去除研究［J］.粮食与饲料工业，2001(11):39-40.

［17］胡敏、谢笔钧.魔芋飞粉异味成分的去除及魔芋干燥剂的研制［J］.精细化工，2006(6):339-342.

Application and research development of konjac fly powder

YANG Wei
(Ankang university，Department of Agriculture and Life Sciences，Ankang 725000，China)

Konjac fly powder is the by-product of konjac flour，with light weight and small particle size.And it accounts for 30%～40%of konjac flour.Introduced the chemistry component and research situation of Konjac fly powder.Summarized the application in food，cosmetic，medicine and agriculture field of it.And expected the development foreground of it.

konjac fly powder;component;study

TS209

A

1002-0306(2011)06-0460-03

2010-11-20

杨薇(1973-)女，硕士，讲师，主要从事农产品加工与贮藏研究。