全 文 ：收稿日期:2006-01-12.
基金项目:湖北省教育厅重点项目(D200529009).
作者简介:张驰(1965-),男(苗族),硕士 ,副教授 ,主要从事生物资源开发与利用研究.
魔芋资源开发与利用研究
张 驰
(湖北省生物资源保护与利用重点实验室 ,湖北 恩施 445000)
摘要:综述了魔芋资源在农业 、工业 、食品 、医药 、环保 、建筑 、化工 、纺织 、石油等行业应用现状 、前景及发展方
向.探讨了魔芋资源深度开发研究的重点领域和制品开发的主攻方向 , 并对魔芋资源的综合利用提出了一些设想.
关键词:魔芋;利用;开发
中图分类号:S632.9;Ts255.5 文献标识码:A 文章编号:1008-8423(2006)03-0284-04
魔芋属天南星科(Araceae)魔芋属(AmorphophalusBlume)多年生草本植物 ,又称鬼芋 、由跋 、花伞把 、蛇
包谷 、花连杆 、天南星等[ 1] .魔芋的球茎中富含糖类(葡甘聚糖 44% ～ 64%、飞粉 3% ～ 4%、淀粉及其他杂质
12% ～ 15%), 5% ～ 8%的蛋白质和 6.8% ～ 8.0%的氨基酸(其中必需氨基酸 7种约 2.5%),维生素(B1 、
B2 、B3 、B4 、B5、B6、VA、VD3 、VE,总含量为 25.56mg/100g鲜魔芋),矿物质(K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Co,其中含
有 8.84%的 K和 5.43%的 Ca;铅 0.436mg/kg、砷 0.0104mg/kg、汞 0.00016mg/kg,均低入国家标准 ,安全性
较好),还含有 1% ～ 2%生物碱及多甲胺类等有害物质 [ 2] .魔芋的主要工业利用是加工成魔芋精粉和魔芋
胶 ,广泛应用于食品 、医药 、地质 、石油化工 、建筑材料 、农业 、环保 、日用化工等众多领域 ,美国于 1997年正式
批准魔芋精粉作为食品添加剂 ,作稳定剂 、凝胶剂用于保健食品生产中.欧盟允许食品中的用量为 10mg/
kg[ 3] .随着魔芋的食用 、保健 、药用等多重功能的研究深入 ,国际 、国内两个市场的需求将会不断增加.
1 世界魔芋资源的分布及种植概况
魔芋(Amorhophalusblume)首载于 《植物名实图考 》, 《名医别录》中称 “由跋 ”.该属植物在亚洲 、非洲的
热带和亚热带地区均有分布 ,欧美洲无分布;已知该属植物全世界有 130多种 ,起源于印度及斯里兰卡 ,现分
布于印度半岛的东亚各国及非洲的部分国家 ,我国已发现 95种 ,其中 13种为我国特有 ,能食用的有 13种 ,
目前广泛栽培的是花魔芋(Akoac)和白魔芋(Aalbus)两个种 ,主产于中国 、日本和印度.我国栽培魔芋已有
两千多年的历史 ,主要分布于中西部地区的长江流域及南方各省山地 ,其中四川 、湖南 、湖北 、江西 、福建 、浙
江 、云南 、广东 、广西 、台湾等地资源比较丰富[ 4] .日本是开展魔芋研究最早也是最深入的国家 ,目前已选育
出了性状良好的白魔芋品种.
2 魔芋的开发利用现状
2.1 魔芋在农业上应用
魔芋是重要的经济作物 ,原料生产具有产量高 ,效益明显的特点 ,种植魔芋 ,平均可保持在 167kg/hm2 ,
纯利润为种烟叶的 3 ～ 4倍 ,是玉米的 5 ～ 6倍;因此种植魔芋经济效益十分明显 ,同时 ,鲜芋可直接出售 ,降
低了农民加工技术不成熟所带来的风险 ,芋农收入稳定.魔芋的深加工产品已有多项成果应用于农业生产 ,
如武汉大学研制的生物全降解薄膜是很好的绿色环保产品;华中农业大学研制的种子包衣剂可促进种子萌
发 ,防止病害浸染 ,降低发芽温度 ,提高发芽率;化肥缓释剂可以保持土壤水分 ,增进肥效 ,促进作物生长;农
药缓释剂可以减少叶面蒸发 ,延长药效;可见魔芋在农业方面对于农民增收 ,保护环境作用重要 [ 5] .
第 24卷第 3期 湖北民族学院学报(自然科学版) Vol.24 No.3
2006年 9月 JournalofHubeiInstituteforNationalities(NaturalScienceEdition) Sep.2006
2.2 魔芋在工业上的应用
2.2.1 食品工业上的应用
我国早有用魔芋制作豆腐的技术 ,其食品营养丰富 ,是一种理想的低热低脂的高纤维食品 ,当今被誉为
“健康食品”.近年来在国内外出现了不少以魔芋为原料的食品 ,如:魔芋糖果 、魔芋糕点 、饮料 、面条 、粉丝 、
面包 、果冻 、布丁 、魔芋丝 、魔芋丁 、魔芋豆腐 、魔芋面条 、魔芋筋 、魔芋酒 、魔芋黄豆粉条 [ 6] 、仿生食品(仿生牛
肉 、仿生海产品 、仿生鱿鱼)、冷饮制品 、冷饮乳制品 、火腿肠 、午餐肉等多种食品 ,国内外以魔芋为主要原料
或辅料原料加工的食品种类不断出现 ,其用途也越来越广泛.
2.2.1.1 利用魔芋精粉的成膜性作食品保鲜剂 [ 7]
精粉可作为天然的保鲜剂利用 , 0.01% ～ 0.1%的魔芋葡甘聚糖溶液可作为水果 、蔬菜及水产品等的复
膜保鲜剂 ,可起到防腐保质的作用[ 5] ,保鲜实验结果表明:贮存 120d的温州蜜柑基本保持鲜果的外观颜色
和营养成分;香蕉的保存期由 5d提高到 30d;菠菜 ,豆腐也保存 10d以上 [ 8] .
2.2.1.2 利用魔芋的粘结性和胶凝性改进食品品质
魔芋精粉可用作面条 、蛋糕等食品的品质改良剂.面条中使用精粉作添加剂 ,其葡甘聚糖的分子网络起
到了面筋的作用 ,可改良面团的质量 ,并增加面条的韧性 、弹性 、光滑性 ,煮后也不易粘连.精粉添加到面包 、
蛋糕 、桃片糕等食品中 ,可使其疏松柔软 ,富有弹性 ,细腻适口 ,保存期久 [ 8, 9] .
利用精粉的胶凝性 ,制作保健食品 ,如魔芋糕 ,魔芋片 、丝 、球及魔芋软糖等 ,这类食品与传统魔芋豆腐相
比 ,具有脆软 ,无碱味 ,弹性强 ,口感好 ,风味佳等特点[ 9] ;也可制作胶冻食品 ,一般西餐最后一道菜多为果
冻 ,对这种软软的食品人们多用调羹来进食 ,如果将甘露聚糖添加到果冻中 ,胶性增强 ,有利于其形成商品 ,
而且魔芋精粉因其膨胀率高 ,亲水性强 ,保水性好 ,能保证产品不水层分离 ,使其口感风味超过其它凝胶 ,已
成为国内外生产果冻 、果酱的主要原料.
2.2.1.3 果汁 、蔬菜汁饮料的增稠剂和乳化剂
在果汁 、蔬菜汁饮料制品中 ,魔芋精粉可作为优良增稠剂和悬浮稳定剂 ,使饮料中的果肉菜汁不沉淀 ,悬
浮性好 ,且增加这类饮料的保健功能 ,在低糖 ,低热值饮料中使用效果更佳 ,用量可比使用卡拉胶黄原胶减少
50%以上 ,但效果则可提高一倍以上 ,魔芋精粉独立制作饮料是一种优良治疗糖尿病肥胖症的佳品[ 10] .
2.2.1.4 肉类制品的品质改进剂
在肉类制品如火腿肠 、香肠 、午餐肉等产品中加入魔芋精粉可替代口感不佳 、组织松散的淀粉.由于魔芋
精粉的粘韧性与肉类蛋白质 、脂肪有极强的亲合性 ,经混合 ,具有酷似肉类的弹性 、口感及外观几乎与肉类乱
真 ,此外使用魔芋精粉后不会产生使用淀粉造成的掩盖肉类及调味品风味的弊病 ,且保水性强 ,使肉类制品
柔韧适口 ,切片成形 ,这对于改善肉制品的内在品质及外观形态 、风味等具有极高的价值[ 9] .
2.2.2 在建筑行业的应用
魔芋葡甘聚糖膨胀力强 、粘度大 ,作为胶合板中的黏合剂及涂料 、漆料中的黏合剂 ,无毒 、无污染 ,可大大
减少室内污染 ,是一种新型的环保建筑材料.生产的涂料抗冻性和流变性好 ,易于涂刷 ,无挥发性有机物产
生;KGM与碱和表面活性剂混合 ,喷洒在将要拆修的建筑物或道路表面上 ,可防止在施工中产生灰尘 ,是很
好的防尘剂.也可以在道路两旁作固土剂等[ 5] .
2.2.3 其他工业领域
20世纪 80年代以来 ,在日用化工已开发了系列香波 、发乳 、润肤霜 、防晒霜等[ 11] ;在废水处理中作絮凝
剂可加速有害物沉降 ,减少铝盐污染 ,对保护生态环境作用明显 ,还可作为污水处理时杀虫剂的包埋剂 ,使杀
虫剂的药效缓慢释放 ,并能防止藻类生长;在选矿 、石油开采中作堵漏剂 [ 12] 、印染 、化工上作澄清剂;魔芋精
粉还可用于造纸 ,经化学处理 、加工 ,可制作电影拷贝 、照相用胶卷 、录音带等 [ 5] .
2.3 魔芋的医药保健作用
古书记载:魔芋性寒 、味平 、入药可消肿去毒 ,主治痈疮 、肿毒 、等症 ,民间常用于治疗毒蛇咬伤 、无名肿
痛 、疔疮 、颈淋巴结核 、乳痈 、烫伤等 [ 13] ,现代医学认为 ,魔芋加工成的魔芋精粉主要成分是葡甘聚糖 ,是一种
水溶性食品纤维 ,具有清理肠道 、防止肥胖 、提高耐糖能力 、改善胆固醇代谢 ,能阻止人体对糖 、脂 、胆固醇的
过量吸收.人们发现 ,食物纤维摄入的多少与心脏疾病 、癌症 、糖尿病 、动脉硬化及胆结石等有很大的相关性.
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第 3期 张 驰:魔芋资源开发与利用研究
主要功能体现如下:
2.3.1 影响生物体内的脂质代谢
侯蕴华 [ 14]通过大鼠实验证明魔芋能降低大鼠的肝胆固醇 ,并具有使脂肪肝逆转的作用;张茂玉 [ 15]等对
高血脂人群食用魔芋实验表明:魔芋食品具有直接的降血脂效果.
2.3.2 影响动物的糖代谢
赵爱龙等研究魔芋葡甘聚糖对糖尿病小鼠血糖的影响 ,结果表明:魔芋葡甘聚糖能显著降低模型小鼠的
血糖水平 ,但对正常小鼠不起作用 ,原因是魔芋葡甘聚糖能降低链脲霉素所致糖尿病小鼠的血糖水平 ,其降
糖机制与双胍类药物相似.
2.3.3 抗癌作用 [ 17]
膳食中胆固醇及其细菌降解产物可能是结肠癌发生的致癌剂或协同致癌剂 ,葡甘聚糖的摄入影响了中
性类固醇的代谢 ,降低了大肠中致癌物浓度.肠内细菌的代谢产物以及致癌的脱氧胆酸和突变异源物质随纤
维迅速排出体外 ,缩短了致癌物质与肠道接触的时间.是理想的减肥保健和抗癌食品.
2.3.4 减肥作用 [ 18]
葡甘聚糖可使体重超常和正常实验者体重下降 ,葡甘聚糖与其它可食纤维相比具有最强的成胶能力 ,其
形成胶体的体积最大 ,粘滞性较高 ,它遇水膨胀成胶状 ,使人具有饱胀感 ,降低胃排空速度 ,降低餐后血糖 、胰
岛素分泌和胃肠吸收速度.
2.3.5 调节细胞衰老
有报道:大鼠长期食用葡甘聚糖可延缓脑神经胶质细胞 、心肌细胞和大动脉内膜皮细胞的老化.葡聚糖
减少胆酸循环 ,降低胆固醇浓度 ,这样防止了高脂血症对内皮细胞的损伤 ,减少了构成脂褐素(细胞老化的
重要标志)的主要成分起延缓衰老作用.
2.3.6 影响肠道功能的发挥[ 17]
现代医学表明 ,人体内不具有葡甘聚糖酶 ,只能消化葡甘聚糖而不能吸收利用 ,其消化过程在肠内进行 ,
它能促进肠系酶类分泌 ,提高酶活性 ,消除肠壁上沉积废物 ,因而魔芋被称为 “胃肠清道夫 ”.
3 魔芋的开发前景
如前所述 ,魔芋葡甘聚糖是一种理想的膳食纤维 ,主要用于制作魔芋食品.用其加工成的食品具有低热
低脂等特性 ,能阻碍人体对糖 、脂 、胆固醇的过量吸收 ,阻碍有害物的侵袭 ,对高血压 、高胆固醇 、心血管疾病 、
糖尿病 、肥胖症 、消化道疾病 、便秘有较好的预防及辅助治疗作用 ,具有通脉化淤 、消肿散毒 、护肤健美 、强身
健体之功效 ,因而被世界卫生组织纳入世界十大保健食品之列.魔芋胶中所含的葡甘聚糖是一种高纤维食物
多糖 ,遇水膨胀力极强(搅拌后可达 80 ～ 120倍),水溶液有极强的粘性 ,属 “非流动型 ”液体 ,在食品 、医药 、
石油 、化工 、轻纺等工业中作为保护剂 、护色剂 、稳定剂 、增稠剂 、乳化剂 、悬浮剂 、分散剂等 ,用途十分广泛.在
细胞固定化这一生物技术中最活跃的领域里 ,利用魔芋胶研究开发高效廉价的固体化载体是当今酶工程基
础研究中正在研究的重大课题 ,科技价值愈来愈高.魔芋胶目前已在食品添加剂和医药 、化工领域广泛应用 ,
添加在食品中可以增加风味和改善口感 ,并具有多种保健功能 ,还可延长保质期;在医药领域可以制成具有
特殊功能的药品 ,如改善肠道环境 ,降低血糖脂 ,减肥防癌等;化工领域可以制成膜材料和环保涂料 ,及污水
处理剂 、缓释剂等.就食品领域而言 ,魔芋葡甘聚糖和魔芋胶在国内 、国际上极具有广阔的市场前景.
3.1 国内外市场现状及需求
改革开放以来 ,我国人民生活水平得到了很大的提高 ,对保健食品的需求也日益迫切 ,而许多现代病 ,如
心脑血管疾病 、糖尿病 、肥胖症 、结肠癌等病症的发生与膳食结构不合理 、膳食纤维的摄入不足有着密切的关
系.现代医学研究证明了魔芋葡甘聚糖对改善和辅助治疗以上疾病有独特的作用.卫生部 1998年公布的第
二批 16种新食品资源中 ,魔芋即为其中之一.当今世界已把膳食纤维称为 “第七营养元素” ,魔芋胶作为一
种优异的膳食纤维 ,为保健食品的开发提供了新的资源 ,市场潜力十分巨大.
目前 ,我国境内有 30多家以魔芋为原料的大型食品厂 ,年需精粉 2 000余 t(例如:我国著名果冻布丁生
产厂家深圳 “喜之郎”和东莞 “徐福记 ”,年需求量已超过 1 000t,其他如康师傅快餐面 、三九制药厂等都大量
需求).1997 ～ 1999年间 ,将魔芋用于面条 、粉丝 、果冻 、糖果 、饮料 、方便食品等产品中的小型厂家已达 170
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湖北民族学院学报(自然科学版) 第 24卷
多家 ,年需求总量达 400余 t.随着人民群众生活水平的不断提高 ,膳食结构的不断改善 ,预计未来十年内 ,国
内市场年总需求将不断增加.
3.2 国际市场现状及需求
魔芋食品是国际上公认的高膳食纤维保健食品 ,目前葡甘聚糖主要用于加工成魔芋食品 ,而魔芋胶则主
要用于食品添加剂和医药领域.日本是魔芋食品的最大消费国 ,除日本国内大片种植外 ,还从中国大量进口
魔芋葡甘聚糖及魔芋胶.美国从 1991年开始在医药 、化工领域试验使用魔芋胶 , 1996年开始大规模使用 ,至
1997年 ,年消耗量达 0.5万 t.其他国家如德 、英 、法及东欧 、俄罗斯近年来效仿美国 ,也大规模使用 ,并大量
进口魔芋胶或进口葡甘聚糖用以再加工成魔芋胶 ,年消耗量达 0.8万 t.
国际市场年需求葡甘聚糖在 2万 t以上 ,魔芋胶在 1万 t以上 ,而欧美及俄罗斯 、东欧国家均无魔芋资
源 ,国际市场需求大部分靠中国来满足 ,这对于中国魔芋产业来说 ,提供了极好的发展前景.
3.3 加大魔芋资源利用的科学研究
我国魔芋的种植面积约 6.7万 hm2 ,鲜芋产量约 40万 t,魔芋精粉 2万 t左右 ,精粉产量占总产的 20%
左右.近 20年来 ,全世界对魔芋资源的研究开发利用日趋深入 ,用途十分广泛 ,所以我国应不断提高魔芋产
业的经济效益 ,当前在魔芋生产领域应继续搞好魔芋病害的综合防治和品种选育 ,在魔芋无土栽培上多进行
试验 ,实现高产稳产 ,保证原料供应;在魔芋资源的综合利用上开展广泛的研究 ,将魔芋中的生物碱 、蛋白质 、
淀粉等副产品加以利用 ,不断提高魔芋产业的附加值;加大魔芋胶和葡甘聚糖的应用领域的研究和以此为基
质的深加工产品研发 ,为魔芋资源的开发利用开辟广阔的空间.
参考文献:
[ 1] 尉芹 ,马希罕.魔芋开发利用研究综述 [ J] .西北林学院学报 , 1998(3):62 ～ 63.
[ 2] 张甫生 ,庞杰 ,李文东 ,等.魔芋精粉的性质及其在食品与饲料上的应用 [ J] .粮食与饲料工业 , 2003(1):23 ～ 25.
[ 3] 张盛林 ,刘佩英.中国魔芋资源和开发利用方案 [ J].西南农业大学学报 , 1999(3):214～ 215.
[ 4] 孔凡真.魔芋的应用开发与市场前景 [ J] .中国保健食品 , 2002, 15(9):12～ 13.
[ 5] 陈丽珠 ,庞杰.魔芋制品的环保应用 [ J] .现代商贸工业 , 2003(3):47～ 50.
[ 6] 刘平刚.魔芋精粉保健食品 [ J] .技术与市场 , 2002(2):24.
[ 7] 吴明.魔芋精粉的性质 、功用及其在粮食食品中的应用 [ J].食品工业 , 1994(2):49.
[ 8] 吴贤聪.魔芋甘露聚糖的应用开发 [ J] .食品科技 , 1996(5):20.
[ 9] 谢昌明.新一代食品添加剂 -魔芋精粉 [ J] .中国土特产 , 1994(5):24.
[ 10] 刘启勋.开发魔芋促进食品原料工业的发展 [ J].食品科技 , 1995(2):58 ～ 61.
[ 11] 王任翔 ,薛跃规.魔芋研究及开发前景 [ J].广西园艺 , 2003, 46(1):9 ～ 10.
[ 12] 王松 ,张凡.改性高分子魔芋堵漏剂在石油开发中的应用[ J] .精细石油化工进展 , 2002, 3(5):15～ 18.
[ 13] 李恒.中国植物志 [ M] .北京:科学出版社 , 1979.
[ 14] 侯蕴华.魔芋多糖对大鼠组织脂质及四种无机元素的影响[ J] .营养学报 , 1988, 10(2):245～ 248.
[ 15] 张茂玉.魔芋食品对脂质代谢影响的研究 [ J].营养学报 , 1989, 11(2):25 ～ 28.
[ 16] 赵爱龙 ,罗红.葡苷聚糖降血糖作用研究 [ J] .中华实用中西医杂志 , 2005, 18(13):241 ～ 242.
[ 17] 刘红.魔芋的药用研究进展 [ J] .湖北民族学院学报(医学版), 2002, 19(3):35～ 37.
[ 18] 吴道澄 ,吴红.魔芋超细及钠米粉末的减肥特性研究 [ J] .中草药 , 2003, 34(2):141～ 143.
ASurveyoftheResearchontheDevelopmentand
UtilizationoftheKonjacResources
ZHANGChi
(KeyLaboratoryofBiologicResourcesProtectionandUtilizationofHubeiProvince, Enshi445000, China)
Abstract:Thispaperreviewsapplicationcondition, prospectanddevelopmenttrendofkonjacresourcesinagricul-
ture, industries, food, medicine, building, enviromentalprotection, chemicalindustry, textile, oiletc.Thearticledis-
cussedthekeyareasfordeeplyexploitingkonjakresourcesandthemaindirectionfordevelopingproducts, andput
forwardsomeideasforthestudyoncomprehensiveutilizationofkonjacresources.
Keywords:Konjacresources;utilization;development
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