珠芽魔芋不同球茎的品质比较

刘星辰，雍 婕，肖鹜轩

（1.湖南农业大学生物科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.湖南省核农学与航天育种研究所，湖南 长沙 410125）

魔芋（Amorphophallus konjac）是一种多年生的草本植物，属于天南星科魔芋属，又名鬼芋、蒻头，其食用部分为块茎或者是球茎，魔芋作为经济农作物在许多亚洲国家都具有很高的生产潜力，中国和印度等地已经成为主要的魔芋生产国[1]。中国人工栽培魔芋的历史可以追溯到2 000 a 前，目前种植面积大约占全世界的2/3，是世界上魔芋种植量最大的国家[2]。魔芋球茎中含有大量的葡甘聚糖（Glucomannan），是其主要的营养成分，也是其作为药食同源材料的物质基础[3]。据《本草纲目》记载魔芋早已被人们当作珍贵的药材使用。黄琼等报道称，魔芋具有延缓衰老、通便、降血脂、降血糖等功效[4]。同时，因为低脂低热的特性，魔芋还是糖尿病和肥胖症患者的首选食材，口感丰富的同时还可以增加饱腹感[5]。因此，魔芋食品被世界卫生组织评选为“十大健康食品”之一[6]。

我国目前已知有30 种魔芋属种，其中珠芽魔芋、白魔芋和花魔芋是目前的主栽品种[7]。魔芋的生长时间较长、不易繁殖且病害传染较为严重，使其增产难度较大[7]。相较白魔芋和花魔芋来说，珠芽魔芋可形成叶面球茎，因而其繁殖系数比另外2 个品种高出近330 倍[8]，同时珠芽魔芋具有较强的抗病虫害能力，是理想的繁殖材料。近年来，珠芽魔芋生长优势突出，种植面积逐渐扩大[9]。研究以一批来自印度尼西亚的珠芽魔芋地下一年生球茎、地下多年生球茎以及叶面球茎为材料，分析了不同生长时间和不同部位的珠芽魔芋球茎在水分含量、干重鲜重、魔芋精粉黏度、葡甘聚糖含量以及分子量等方面的差异，以期了解生长时间对地下球茎的影响以及不同生长部位球茎之间的品质差异，为珠芽魔芋的综合利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试珠芽魔芋从印度尼西亚引进，主要种植在我国云南、湖北、广东、广西等省。选择地下一年生球茎（M1）、地下多年生球茎（M2）和叶面球茎（M3）作为试验材料。

1.2 试验方法

1.2.1 魔芋球茎水分含量测定 分别从M1、M2、M3中切取一定量的魔芋，用水分测定仪测定3 种魔芋样品的水分含量。

1.2.2 魔芋球茎干重鲜重测定 将剩余的M1、M2 和M3 分别称量，记录数据，即为3 种魔芋样品的鲜重。再将M1、M2 和M3 切成片状，于80℃的温度下烘干至恒重，称量记录数据，即为3 种魔芋样品的干重。

1.2.3 魔芋球茎精粉制备 将干燥的M1、M2、M3制成粉末，用分样筛取80～200 目之间的魔芋样品粉末，即为魔芋粗精粉，称重保存备用；取适量M1、M2、M3 粗精粉加入50%乙醇研磨，6 000 r/min 离心10 min，回收沉淀，加入50%乙醇再次研磨，并重复3 次，所得沉淀即为魔芋精粉。

1.2.4 魔芋球茎葡甘聚糖提取液制备 称取M1、M2、M3 纯精粉各0.200 0 g，分别倒入装有50 mL 甲酸-氢氧化钠缓冲液的烧杯中混匀，30℃水浴条件下搅拌溶胀4 h 或常温下搅拌溶胀1～2 h 后静置过夜；使用甲酸-氢氧化钠缓冲液定容至100 mL，摇匀后以4 000 r/min 的速度离心20 min，提取溶液上清，即得M1、M2 和M3 的葡甘聚糖提取液。

1.2.5 魔芋球茎葡甘聚糖水解液制备 取3 支25 mL刻度试管，分别加入5.0 mL M1、M2 和M3 的葡甘聚糖提取液，向试管内加入3 mol/L 的H2SO42.5 mL后，100℃水浴1.5 h，水浴结束后立即向试管内加入6 mol/L 的NaOH 2.5 mL 混匀，然后添加去离子水至25 mL 刻度线，即得M1、M2 和M3 的葡甘聚糖水解液。

1.2.6 魔芋球茎中葡甘聚糖测定 采用3,5-二硝基水杨酸（DNS）法测定魔芋球茎中葡甘聚糖含量[10]。根据公式（1）计算魔芋样品中的葡甘聚糖含量。

式中，ε 为葡萄糖和甘露糖在葡甘聚糖分子中的残基分子量与其水解后生成的葡萄糖和甘露糖分子量之比，取值0.9；T 为水解液中所含的葡萄糖质量（mg）；T0为提取液中所含的葡萄糖质量（mg）；m 为魔芋精粉样品质量（g）；ω 为样品水分含量（%）。

1.2.7 魔芋球茎中葡甘聚糖平均分子质量的计算 根据公式（2）、（3）、（4）计算魔芋样品中葡甘聚糖的平均分子质量。

1.2.8 魔芋球茎精粉黏度测定 根据NY/T 494—2010的方法采用NDJ-5S 数显黏度计测定M1、M2、M3精粉的黏度。

2 结果与分析

2.1 不同魔芋球茎水分含量、鲜重及干重的比较

从表1 可以看出，M1 的水分含量最多，为87.5%，干物质含量最低；M2 的鲜重、干重最重，分别为1 061.0、154.0 g。

表1 不同魔芋球茎的水分含量、鲜重及干重

2.2 不同魔芋球茎中葡甘聚糖含量及平均相对分子质量的比较

由表2 可知，3 种魔芋样品的葡甘聚糖含量具有显著差异，但无论是粗精粉还是细精粉均以M3 的含量最高，分别为63.1%、67.8%；M 1 次之；M2 最低。M1 是地下一年生球茎，M2 是地下多年生球茎，M1的葡甘聚糖含量比M2 高，表明随着魔芋生长时间的延长，其地下球茎葡甘聚糖的含量将降低。

表2 不同魔芋球茎的葡甘聚糖含量及其平均分子质量和精粉黏度

由表2 可知，葡甘聚糖平均分子质量最大的为M3，而M1 的葡甘聚糖平均分子质量最小。根据常理，平均分子质量与聚合度成正比。因此，推测M3 的聚合度最大，而M1的聚合度最小。但从精粉黏度数据（表2）可知，M3 的黏度最小。由此推测，M3 的葡甘聚糖分子中所含支链较少。

3 结 论

对珠芽魔芋地下一年生、地下多年生以及叶面球茎的研究发现，地下一年生球茎粗精粉葡甘聚糖含量为57.0%，纯精粉葡甘聚糖含量为49.1%，精粉黏度为15 667 MPa·m，平均分子质量最小，为3.11×10-19g；地下多年生球茎葡甘聚糖含量最低，粗精粉葡甘聚糖含量为37.6%，纯精粉葡甘聚糖含量为38.6%，精粉黏度最大，为18 654 MPa·m，平均分子质量为3.32×10-19g；叶面球茎葡甘聚糖含量最高，粗精粉葡甘聚糖含量为63.1%，纯精粉葡甘聚糖含量为67.8%，精粉黏度最小，为12 754 MPa·m，平均分子质量最大，为3.56×10-19g。该结果为魔芋资源的引进、生产和加工提供了理论依据，可据此来调整魔芋精粉生产的种植资源。