魔芋葡甘露聚糖的药理作用

概述^[1]

魔芋葡甘露聚糖是魔芋精粉的主要成分，它是由D-葡萄糖和D-甘露糖按1.6-2.0∶1，通过β-1，4糖苷键结合而成的高粘度纯天然高分子多糖。其具有多种优良的功能特性，例如疏水性、凝胶性、增稠性、黏结性、可逆性、成膜性和可生物降解性等，在食品、医药、化工、造纸、石油等生产领域有着广泛的用途。

理化性质^[2]

1. 溶解性

魔芋葡甘露聚糖是一种天然植物多糖，可溶于冷、热水中，但不溶于甲醇、乙醚等有机溶剂。之所以具有这样溶解性的原因还存在争议，有研究者认为可能是由于魔芋葡甘露聚糖具有长侧链，能够阻碍分子间缔合，增强溶剂化作用，溶解过程中生成的葡甘露聚糖衍生物可以提高其水溶性；另一种比较公认的说法是由于主链存在乙酰基取代，可抑制分子内氢键的形成，促进魔芋葡甘露聚糖溶解。

2.流变性

魔芋葡甘露聚糖的高分子量是形成高黏度溶液的主要原因。魔芋葡甘露聚糖溶液（1％）的黏度高达5000～60000ｍＰａ·ｓ，是常见亲水胶体中黏度最高的。高浓度（＞1％）的魔芋葡甘露聚糖溶液是典型的假塑性流体，表观黏度随着剪切应力或剪切速率的增大而减小（图2）。在一定范围内，魔芋葡甘露聚糖溶液的表观黏度与浓度成正相关。魔芋葡甘露聚糖浓度越小，魔芋葡甘露聚糖分子之间距离越大，溶液内部构造越难形成，随着剪切流速的增大，其内部分子结合而形成的阻力由于构造的破坏而减小。魔芋葡甘露聚糖溶液的流动特性曲线还与温度、ｐＨ密切相关。随温度的升高，魔芋葡甘露聚糖溶液黏度降低，在高温条件下（＞85℃），剪切速率对表观黏度的影响很小。在ｐＨ4.0～7.0时，魔芋葡甘露聚糖溶液的黏度较高。

3. 持水性

用Ｂａｕｍａｎｎ毛细管法测得每克魔芋葡甘露聚糖可结合15.5ｍＬ水。已有研究证明在中等水分活度（0.5～0.9）食品中，魔芋葡甘露聚糖的添加会降低水分活度。拟合吸湿等温方程解释了魔芋葡甘露聚糖对水分活度的作用机理是通过提高单分子层水含量实现的。魔芋葡甘露聚糖具有持水性的直接原因是：魔芋葡甘露聚糖分子中存在大量亲水基团，可以将水分子束缚在一定的空间结构内，降低水的流动性及水蒸气的逃逸能力。

4. 凝胶形成特性

魔芋葡甘露聚糖在不同条件下可形成热不稳定凝胶和热稳定凝胶。在非碱性条件下，魔芋葡甘露聚糖凝胶的超分子结构是分子链通过分子间作用力（氢键、偶极-偶极作用、疏水作用）形成有序结合区构成的，结合区在外力作用下不断被破坏再重新形成，所形成的凝胶热不稳定。

药理作用^[3]

1. 抗癌作用

研究表明，魔芋葡甘露聚糖对甲基硝基亚硝基胍(MNNG)诱发的小鼠肺癌有不同程度的抑制和预防作用，使诱发的癌及癌前病变的动物数目大量减少，恶性肿瘤减少，良性腺瘤相对增加，无腺癌发生。魔芋葡甘露聚糖还可抑制二甲肼诱发大鼠肠癌的作用，提高大鼠的存活率和增加粪湿质量。研究表明，魔芋葡甘露聚糖具有明显促进小鼠免疫功能的作用，对胸腺指数和脾脏指数具有增高作用，对巨噬细胞合成和释放IL-1和TNF-α有明显促进作用。此外，魔芋葡甘露聚糖对小鼠血清中TNF-α水平也有一定的促进作用。这提示魔芋葡甘露聚糖可作为治疗肿瘤的免疫调节辅助性制品。

2. 调血脂作用

对魔芋低聚糖的降血脂作用进行了研究。高血脂组小鼠每天喂高脂溶液，低聚糖组在高血脂溶液中加入质量分数30%魔芋低聚糖。结果低聚糖组小鼠血清中TG较高脂组降低29%，TC降低32%，HDL-C升高35%，与高脂组比较P对实验性脂肪肝有预防和治疗作用。

3. 降血糖作用

魔芋葡甘露聚糖无明显刺激分泌胰岛素的作用，是通过改善糖代谢环境而产生降糖作用的。魔芋葡甘露聚糖相对分子质量高，黏性大，能延缓葡萄糖的吸收，从而减轻胰岛的负担，促使糖尿病人处于良性循环。魔芋葡甘露聚糖降低血液循环中的游离脂肪酸水平，提高胰岛素的敏感度，使糖耐量降低。研究了魔芋葡甘露聚糖对肥胖及糖尿病小鼠的治疗作用，表明魔芋葡甘露聚糖能明显降低四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖。向明等[10]探讨了魔芋葡甘露聚糖防治链脲霉素所致大鼠糖尿病的作用及机制，表明魔芋葡甘露聚糖可防止链脲霉素诱导的大鼠糖尿病的发生且作用持久。

4. 对肠道功能的作用

人们在日常生活中很容易产生宿便，废物在肠道长期堆积产生毒素，引起多种疾病，加重糖尿病、高血压，影响美容甚至引发癌症。实验表明，魔芋葡甘露聚糖能增强动物的肠道功能，并能抑制小肠对水分的吸收和使肠壁水分被吸收进肠道，软化大便而起到通便作用。实验结果显示，魔芋低聚甘露糖可明显提高便秘小鼠的小肠推进率。缩短首次黑便时间，增加6h排便粒数，对抗复方地芬诺酯抑制肠推进作用和便秘作用，认为魔芋葡甘露聚糖具有良好的润肠通便作用。

5. 对肥胖症的作用

魔芋的主要成分为魔芋葡甘露聚糖，是一种可食用植物纤维。魔芋葡甘露聚糖热量极低，且具有吸水性强、黏度大、膨胀率高的特点，进入胃中吸收胃液后可膨胀20～100倍，产生饱腹感。它不能被人体的酶消化，不提供养分，同时可减慢食物从胃到小肠的速度，延缓消化和吸收营养物质，有润肠通便功效，无须刻意节食，便能达到均衡饮食，从而实现减肥的效果。研究表明每千克体质量给予0.17～1.5gKMG可降低营养性肥胖大鼠的体质量，减少脂肪堆积，脂肪细胞数量和大小都有所下降。

6. 对微量元素吸收的影响

研究表明，魔芋葡甘露聚糖对大鼠Ca，Fe，Zn和Cu的粪排出量及血清、股骨含量无影响。食魔芋葡甘露聚糖大鼠的血清钙、磷含量、股骨质量和骨钙磷含量及骨形态计量参数均无显著变化，对钙、磷代谢及股骨未见不良影响。以添加魔芋的含铅饲料喂饲大鼠实验表明，摄入魔芋可致粪铅排出量增加；血铅、肝铅、脑铅和股骨铅含量降低，提示魔芋具有减少消化道铅吸收和体内铅潴留的作用。

7. 抗衰老作用

在琼脂糖凝胶电泳实验中，观察到魔芋葡甘低聚糖对防止DNA受·OH的损伤有很好的保护作用，并能降低肝脏中MDA的含量，提高肝脏和血浆中SOD和GSHPx的活性，这为魔芋葡甘露聚糖的抗衰老作用研究提供了一定的理论依据。有报道，长期大量食用魔芋葡甘露聚糖可延缓脑神经胶质细胞、心肌细胞和大中动脉内膜细胞的老化进程，调节脂代谢；改善细胞表面电荷，降低血液黏滞性，具有抗衰老作用。

主要参考资料

[1] 魔芋葡甘露聚糖及其衍生物在食品工业中的应用

[2] 魔芋葡甘露聚糖在食品产业中的研究进展

[3] 魔芋葡甘露聚糖药理作用研究进展