【正文】 球莖的化學(xué)成分及其葡甘聚糖 ? 一、魔芋球莖的化學(xué)成分 ? 魔芋屬有 170種以上，種不同其球莖的化學(xué)成分也不同，主要的不同在于所含碳水化合物是以葡甘聚糖（ Gluannan， GM）為主還是以淀粉為主。魔芋球莖以含淀粉為主的稱淀粉型魔芋，以含葡甘聚糖為主的稱葡甘聚糖型魔芋，葡甘聚糖和淀粉的含量均居中的稱中間型魔芋。日本的品種比中國(guó)的含水分較低；凡栽培地空氣濕度和土壤含水量高，球莖含水量較高，反之則低；挖收過(guò)早或較早的比挖收較晚的含水量更高。 ? （二）干物質(zhì) ? 魔芋干物質(zhì)中的主要成分。 ? （ 1）葡甘聚糖 不同的種含量差異很大，如中國(guó)的花魔芋和白魔芋葡甘聚糖含量達(dá) 50%～ 60%；田陽(yáng)魔芋和西盟魔芋葡甘聚糖含量近 50%；攸樂(lè)魔芋含葡甘聚糖 33%，淀粉 38%；勐海魔芋含葡甘聚糖 %，淀粉 %；疣柄魔芋不含葡甘聚糖，而淀粉含量可達(dá) 35%～ 70%。 ? （ 2）淀粉 球莖中葡甘聚糖和淀粉含量呈負(fù)相關(guān)。熊綠蕓分析貴州省不同地區(qū) 20份花魔芋中，淀粉含量最低的為%，高的達(dá) 30%，平均為 %。 ? （ 4）可溶性糖 不同的種及其地方品種含量有差異，如白魔芋為 %（干重，下同），花魔芋為 %，而花魔芋的 12個(gè)地方品種中，低的僅 %，高的達(dá) %。 ? （ 1）蛋白質(zhì)和氨基酸 不同的種或不同產(chǎn)地的球莖所含粗蛋白相差較大。 ? 花魔芋、白魔芋和東亞魔芋中檢出 17～ 18種水解氨基酸，其中水解氨基酸總量，花魔芋芋角為 %～ %，花魔芋精粉為 %～ %，白魔芋芋角為 %，東亞魔芋為 %。 ? 魔芋球莖中游離氨基酸含量約為粗蛋白含量的 5%左右，芋角中的含量高于精粉，表明游離氨基酸也主要存在于普通薄壁細(xì)胞中。至今魔芋的生物堿尚未完成清楚。 ? （ 1）灰分 含量為 %～ %，比薯芋類的馬鈴薯、甘薯、山藥、芋等高 倍至數(shù)倍；東亞魔芋含量最高，花魔芋居中，白魔芋最低；精粉中灰分含量低于魔芋角，更低于飛粉。魔芋的鉀含量高，屬高鉀作物，鈣含量也較高，但與草酸形成不溶性鹽，人體難以吸收，營(yíng)養(yǎng)意義不大。湖北恩施地區(qū)一些土壤中含硒量高，所種魔芋富硒。 ? （一）結(jié)構(gòu) ? 魔芋葡甘聚糖的結(jié)構(gòu)由一定物質(zhì)的量比（花魔芋為 1:～ ，白魔芋為 1:）的葡萄糖和甘露糖殘基通過(guò) β（ 1→3 ）糖苷鍵組成的主鏈，主鏈上每 32～ 80個(gè)糖殘基有一個(gè)支鏈，每條支鏈有幾個(gè)至幾十個(gè)糖殘基，主鏈上大約每19個(gè)糖殘基上有一個(gè)以酯鏈結(jié)合的乙酰基（圖91）。賈成禹研究，花魔芋為 100萬(wàn)道爾頓，白魔芋為 110萬(wàn)道爾頓。其水溶膠為非牛頓流體，或稱假塑性液體，即有剪切變稀的性質(zhì)。 ? 魔芋葡甘聚糖水溶液的表觀粘度隨剪切速率的增加而降低。 ? 葡甘聚糖溶膠的穩(wěn)定性 葡甘聚糖溶膠的粘度隨著溫度的上升逐漸下降，冷卻后又上升，但不能回升到加熱前的水平。 ? 葡甘聚糖溶膠在 pH值 3～ 9之間粘度較穩(wěn)定。 ? 魔芋精粉純度越高，其溶膠的穩(wěn)定性越好。 ? 增稠性 葡甘聚糖是一種優(yōu)秀的增稠劑，這是由于葡甘聚糖分子量大，水合能力強(qiáng)和不帶電荷等特性所決定的。s）以上，高的達(dá) 20萬(wàn) mPa與黃原膠、瓜爾膠、刺槐豆膠增稠劑相比，它屬于非離子型，受食品體系中鹽的影響很小。若在 1%黃原膠溶液中加入 ～ %的魔芋精粉，其粘度增加 2～ 3倍，在食品中應(yīng)用，可減少增稠劑的使用量，從而降低成本。單一的葡甘聚糖膜具有水溶性，在堿性加熱條件下制成的膜耐水性強(qiáng)，在冷、熱水中及酸堿中均穩(wěn)定。其加工原理是葡甘聚糖分子鏈上的乙?；鶊F(tuán)在水中或弱酸條件下能阻止葡甘聚糖長(zhǎng)鏈相互靠近，不能形成凝膠，而在堿性（ pH值 9～ 10以上）條件下，并加熱脫去乙酰基團(tuán)，分子間形成氫鏈，而使葡甘聚糖長(zhǎng)鏈互相聚合，形成熱穩(wěn)定凝膠，在 200℃ 下都不能破壞其凝膠，故稱不可逆凝膠。葡甘聚糖（魔芋膠）與黃原膠、卡拉膠、古蘭膠等有強(qiáng)烈的協(xié)同作用，在一定條件下能形成熱可逆凝膠。 ? 芋片（角）加工的質(zhì)量要求為：含水量減到 15%以下；色澤保持白色，一般白色為上等品，灰白色為次等品，灰黑色為等外品；含 SO2量不能超標(biāo)，日本進(jìn)口一般不能超過(guò)，中國(guó)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定普通魔芋粉的 SO2含量≤，純化魔芋粉 ≥；純度要求無(wú)泥沙，毛發(fā)等雜物，保持芋片清潔。 ? （一） 清洗去皮 ? 現(xiàn)多已選用機(jī)械化方法。 ? 刷式清洗去皮機(jī) 鮮芋在機(jī)內(nèi)被旋轉(zhuǎn)的刷子帶動(dòng)而翻滾，靠刷洗和摩擦作用而完成清洗去皮。 （二）切片 ? 目前的設(shè)備要求切片厚度為 5～ 10mm。鮮芋在料斗內(nèi)利用自身的重力壓在刀片上，靠刀片往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)而完成切片。 （三）褐變和護(hù)色 ? 魔芋芋片加工過(guò)程很易發(fā)生褐變，使芋片變成深褐色或黑色，嚴(yán)重降低芋片質(zhì)量。魔芋球莖含充足的酚類物質(zhì)和多酚氧化酶，去皮后充分與氧接觸，發(fā)生褐變現(xiàn)象。 ? 二氧化硫及亞硫酸鹽處理 二者均是酶的強(qiáng)抑制劑。直接食用的食品中規(guī)定SO2殘留量應(yīng)小于 20mg/kg。生產(chǎn)中因?qū)?SO2的用量控制不準(zhǔn)確，常造成芋片及其所制成的精粉中 SO2含量超標(biāo)，以至在國(guó)際貿(mào)易中常被限制，這一難題必須盡早解決。熱空氣的溫度影響干燥的速度及芋片的品質(zhì)和色澤。當(dāng)熱空氣溫度為 80℃ 左右時(shí)，色澤最佳，如再升溫，色澤變差。 ? 熱空氣濕度 空氣的絕對(duì)濕度與飽和濕度相差愈大，干燥能力愈強(qiáng)，干燥速度愈大。 ? 鮮芋片厚度 隨片厚減小，干燥速率提高。 ? 據(jù)研究芋片干燥優(yōu)化工藝參數(shù)為：風(fēng)溫 81℃ ，風(fēng)速 ，片厚 5mm，可作為參考。 ? 十幾年來(lái)中國(guó)的烘烤設(shè)備經(jīng)歷了從瓶膽式烘房→ 燧道式干燥設(shè)備（順流式、逆流式、對(duì)流式）→ 振動(dòng)流化床干燥設(shè)備 → 網(wǎng)帶式干燥設(shè)備的不斷進(jìn)步演化。 二、魔芋粉的加工 ? （一）定義 ? 魔芋粉：以魔芋球莖為原料制成的粉，是一個(gè)不分類別，等級(jí)的統(tǒng)稱。 ? 魔芋精粉及飛粉：魔芋全粉中分離出來(lái)的粗制葡甘聚糖粒子稱為魔芋精粉，其余組分（以淀粉為主）構(gòu)成的粉稱飛粉。 （二）魔芋精粉分類 ? 2022年 1月公布， 2月實(shí)施的 《 魔芋粉行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 》 中將魔芋精粉分為四類。 ? 普通魔芋微粉 初步去掉淀粉等雜質(zhì)制得的，粒度 ≤ 90%以上的魔芋粉。 ? 純化魔芋微粉 鮮魔芋經(jīng)食用酒精濕法加工或用普通魔芋精粉經(jīng)食用酒精提純，葡甘聚糖含量在 85%以上，粒度≤ 90%以上的魔芋粉。淀粉細(xì)胞小，脆性，很易破碎成粉塵，淀粉粒子直徑僅 ，不溶于冷水，滴 I2KI液顯藍(lán)色。異細(xì)胞周圍緊裹著普通細(xì)胞及其纖維素等，似魚(yú)網(wǎng)，很難除凈。精粉加工的目的就是要將葡甘聚糖與淀粉和其它雜質(zhì)分離，分離和提純得越徹底，精粉的質(zhì)量就越高。但葡甘聚糖粒子周圍緊裹著有似魚(yú)網(wǎng)的普通細(xì)胞和雜質(zhì)還必須經(jīng)過(guò)在機(jī)械內(nèi)繼續(xù)碰撞、磨擦、揉搓及粒子之間的相互碰撞和磨擦才可能逐步脫離，配合機(jī)械內(nèi)的風(fēng)力逐步將這些雜質(zhì)分離除去，得到半透明狀的魔芋精粉粒子。不同的是濕法使用了液體介質(zhì)。因此，需要的介質(zhì)應(yīng)是既能抑制葡甘聚糖溶脹，又不改變葡甘聚糖性質(zhì)的液體介質(zhì)，稱阻溶劑。隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)和加工次數(shù)的增加，葡甘聚糖異細(xì)胞表面的普通細(xì)胞及雜質(zhì)才被研磨脫落，成為微小顆粒懸浮于液體介質(zhì)中，在固液分離時(shí)，通過(guò)一定孔徑的濾網(wǎng)（布）而被除去。 ? 阻溶劑分有機(jī)溶劑和鹽類試劑兩大類。乙醇作阻溶劑，在 20℃ 下有效濃度 30%（ v/v）。 （四）魔芋粉加工方法 ? 普通魔芋精粉干法加工 以錘片設(shè)備加工為例。 ? （ 2）主要設(shè)備 目前中國(guó)以錘片式精粉加工機(jī)（ MJJO）為主，其型號(hào)有 300型、 400型、450型、 500型。至此，形成了魔芋精粉干法加工設(shè)備系統(tǒng)，由破碎機(jī)、 MJ450型魔芋精粉加工機(jī)、 400型魔芋精粉研磨機(jī)、分離罐、旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器和三元振動(dòng)篩等組成。選好的芋片（角）倒在絲網(wǎng)板上，使小粒及雜物漏下，特別注意清除毛發(fā)等不能進(jìn)入食品的混雜物，還可在網(wǎng)板底面固定幾塊磁鐵，以清除金屬碎渣，防止進(jìn)入精粉機(jī)中。 ? ③投料 機(jī)器上加料指示燈亮?xí)r，將按規(guī)定稱好的單次加料量的芋片（角）均勻地投入料斗內(nèi)，投料時(shí)間約 20S。 ? ⑤研磨機(jī)中研磨 將精粉輸入研磨機(jī)中進(jìn)一步研磨，通過(guò)抽風(fēng)吸走飛粉雜質(zhì)（如只要求一般的質(zhì)量，可省去此步驟）。篩網(wǎng)孔徑大小、粒度級(jí)數(shù)依要求而定。然后用混粉器將同一類的精粉進(jìn)行充分混合，以保證產(chǎn)量的均勻性，最后進(jìn)行包裝。 ? ②提高鮮芋的成熟度 成熟度對(duì)精粉的出粉率及其質(zhì)量的影響較大，未成熟的鮮芋含水量高，葡甘聚糖積累未達(dá)高峰，出精粉率較低。 ? ③控制好芋角含水量 若芋片（角）含水量高于 16%,不但出粉率低，且影響精粉保存，若低于 11%，出粉率雖高，但精粉的光澤度較差，外觀較粗糙。判斷芋片（角）含水量的簡(jiǎn)單辦法：手捏感覺(jué)扎手的較干；將芋角拋下，響聲脆的較干，響聲沌的含水量較高；敲擊芋片（角），易呈粉末狀較干，成塊狀含水量較高。機(jī)器內(nèi)襯若用鑄鐵或用未經(jīng)調(diào)質(zhì)淬火處理的鋼件，其硬度不夠，加工的精粉易發(fā)污，不光亮，色澤不好。 ? ⑥加料量和加工時(shí)間對(duì)精粉出粉率和質(zhì)量的影響 在其它因素不變時(shí)，若加料多，加工時(shí)間短，出粉率雖高，但雜質(zhì)去除不徹底；若加料少，加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，精粉質(zhì)量雖提高，但出粉率降低。 ? 魔芋微粉干法加工 普通魔芋精粉粒度分布在 50～ 80目，溶脹慢，在室溫水中完全溶脹需 4h以上，給工業(yè)應(yīng)用帶來(lái)不便，因而必須發(fā)展干法微粉加工。目前，較為成功的干法加工微粉的技術(shù)路線有高壓預(yù)處理 粉碎、機(jī)械研磨、深冷粉碎、氣流粉碎等。 ? （ 3）高壓預(yù)處理 粉碎 這是一個(gè)較新的技術(shù)路線，由山東淄博圓海正粉體設(shè)備有限公司、清華大學(xué)材料粉體工程研究室和華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院共同研究開(kāi)發(fā)完成的“魔芋超細(xì)粉碎生產(chǎn)工藝系統(tǒng)設(shè)備”。沒(méi)有達(dá)到粒徑要求的顆粒再次返回粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎，物料采用閉路風(fēng)力負(fù)壓輸送系統(tǒng)，能自動(dòng)將葡甘聚糖與飛粉分離。該系統(tǒng)工藝簡(jiǎn)單，操作方便，能連續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)品細(xì)度可根據(jù)要求在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，成本低，僅 500元 /t。 ? 魔芋普通精粉濕法加工 葡甘聚糖粒子含有10%以上的雜質(zhì)，干法難以去除，濕法能除去細(xì)胞表面和內(nèi)部的可溶性雜質(zhì)；濕法使葡甘聚糖粒子在液體介質(zhì)中膨脹，撐破普通細(xì)胞的包裹，使葡甘聚糖粒子與普通細(xì)胞的聯(lián)系松散，易于分離而不需長(zhǎng)時(shí)間的粉碎研磨，可減少葡甘聚糖的損失，因而精粉收率比干法約高 3