魔芋纤维葡甘聚糖作用及其机理

魔芋又名鬼头、鬼芋，学名叫蒟蒻，属天南星科多年生草本植物 [1] ，魔芋的球茎含有魔芋葡甘聚糖 (Konjac Glucomannan，简称 KGM)约 60%。KGM 是一种高分子量的 非离子型多糖，其平均相对分子质量在 20~200 万之间，由 β-D-葡萄糖和 β-D-甘露糖以 1:1.6 的摩尔比通过 β-1,4 糖苷键 结合构成，在主链甘露糖的 C3 位上存在 β-1,3 糖苷键支链结 构[2]。因 KGM 独特的结构，决定其优良特性，可作为增稠 剂、胶凝剂、乳化剂、稳定剂、添加剂、填充剂等，在环保、 医药、食品及其他领域中得到广泛应用。联合国食品卫生组 织已认定魔芋为“宝贵的天然保健食品”。

魔芋的药用价值在 《本草纲目》早有记载，“有解毒消肿、化痰散结、化於等功 效”，常用作治疗咳嗽、疝气、乳痛、积滞、闭经和跌打损伤、 烧伤、蛇咬等[3]。现代研究表明，KGM 具有抗衰老、调节胃 肠道、降血脂、减肥、降血糖、抗肿瘤和调节免疫等诸多功 效[4]。 近年来，肥胖现象越来越普遍，目前中国肥胖人口已达 3.25 亿。它能够导致很多并发症，引起人体生理、生化、病 理、神经体液调节的一系列变化，使人体的工作能力降低， 对疾病的抵抗力下降，甚至缩短寿命。减肥成为人们关注的 热点，减肥药物应运而生，但减肥药物会对健康产生一定的 危害，例如苯丁胺、氟苯丙胺等减肥药物在产生减肥效果的 同时产生了很大的副作用，能够造成心脏瓣膜变形，严重危 害身体健康[5]。而魔芋是一种效果明显且安全、无副作用的 天然减肥功能性食品，其特殊的吸水性和溶胀性能使人产生 饱腹感，减少高热量饮食摄入，避免减肥者忍受饥饿之苦。 目前 KGM 生物活性的研究成为热点，但是 KGM 在减肥方 面的作用及其机理尚未有系统性的总结，本文将此方面的一 些相关研究进行综述。

1 魔芋减肥作用

1.1 肥胖形成原因及其危害分析

中医认为肥胖症多因脾胃失运，气机失调以及嗜食肥甘 厚味、脂质类食物摄入过多引起，热量摄入多于消耗使脂肪 合成增加是肥胖的物质基础。当日进食热量超过消耗所需的 能量时，除以肝、肌糖原的形式储藏外，几乎完全转化为脂 肪，脂肪为人体热能的主要贮藏形式，随着脂肪组织增多和 脂肪细胞体积的增大，脂肪逐渐堆积就形成了肥胖。 肥胖是一种由多因素引起的慢性代谢性疾病，并与Ⅱ型 糖尿病、高血压、高血脂症、高尿酸血症、缺血性心脑疾患、 癌症、骨端软骨症等多种疾病有明显相关。BMI≥24kg/m2 者患高血压风险是体重正常者的 3～4 倍，患糖尿病的危险是 体重正常者的 2～3 倍，具有两项及 2 项以上危险因素（血压 高、血糖高、血清总胆固醇高、血清三酰甘油高和血清高密 度脂蛋白胆固醇低等）的危险性是正常体重者的 3～4 倍[6]。 实际上，肥胖与这些代谢综合征又是互为因果的，减轻 体重对控制血糖有惊人的作用，调节血糖对调节脂质代谢又 有作用。

1.2 魔芋减肥作用

国内学者为探究 KGM 的减肥作用，进行了大量的研究。 袁秉祥等[7]考察了 KGM 对营养性肥胖大鼠的减肥作用，结 果表明 KGM（0.17~1.5g/kg）可降低营养性肥胖大鼠的体重， 减少脂肪堆积、脂肪细胞的数量和大小，可使肥胖大鼠的甘 油三酯、高密度脂蛋白、血糖有所降低。KGM 使谷氨酸单 钠盐肥胖小鼠体重明显降低，主要是减少小鼠体内过多的脂 肪，也使肝脏甘油三酯含量下降，而对正常小鼠的体重影响 较小[8]。在对 Wistar 大鼠的试验中，也得出 KGM 能提高抗 氧化水平，改善和调节脂质代谢的结论[9]。

国外对 KGM 减肥作用的研究也很多，并进行了大量的临床试验。Wslsh[10]等对 20 个肥胖女性进行了试验，试验者连续 8 周每天食用 KGM 胶囊，体重平均下降了 5.5 磅，P<0.05。Livieri[11]等为探究 KGM 的减肥作用，对 53 个肥胖儿童进行了 4 个月的临床试验，发现食用 KGM 胶囊的儿童体重和 TG 都发生了显著下降。Nitesh[12]等对 KGM 对血脂、血糖浓度、体重和血压作用的相关文献做了系统性的分析，得出 KGM 能明显降低总胆固醇、低密度脂蛋白、甘油三酯、空腹血糖和体重，但是对高密度脂蛋白、血压影响不大的结论。以上这些研究均表明魔芋具有减肥功能，能够有效抑制体重增加，减轻体内脂肪堆积，降低血清甘油三酯、胆固醇、低密度脂蛋白、血糖水平等。

2 魔芋减肥机理

KGM 与其他膳食纤维一样难以消化，但其特殊性在于它是一种可发酵性的水溶性膳食纤维。很多研究表明，与易消化的多糖和单糖相比，膳食纤维更易增加饱腹感[13]。饱腹感的来源是多方面的，主要归结于以下几方面：膳食纤维的本质物理特性（溶胀性、凝胶性、胃内容物的粘度变化）、胃运动机能调制、餐后葡萄糖和胰岛素反应迟钝等。

2.1 吸水力、膨胀力强，增加饱腹感

KGM 是一种优质的可溶性膳食纤维，具有强大的膨胀力和吸水性，膨胀系数为 80~100[14]。食用后，吸水膨胀使胃排空时间延长，产生饱腹感，从而减小食量，避免过多热量的摄入，达到减肥的效果。

2.2 黏稠性强

KGM 吸水性、成膜性很强，服用后在胃中快速形成具有粘性的魔芋胶溶液，不被胃所消化，增加胃排空时间，延长食物从胃至小肠通过的时间，并覆盖在肠粘膜的表面形成扩散屏障，延缓消化和吸收营养物质[15]，降低了单糖的吸收，有效地吸附胆固醇和胆汁酸，促进脂肪排出体外，起到减肥的作用。

2.3 稀释能量密度

KGM 不能被人体内的消化酶水解，而能被大肠内的微生物作为碳源利用，属于低热量食品，是一种优质的可溶性膳食纤维。有资料表明，100g 稻米(标)提供的能量为 1435kJ，100g 小麦粉(标)提供的能量为 1439kJ，而 100g 魔芋精粉提供的能量仅为 155kJ，因此 KGM 能够取代其他高热量的食物，产生饱腹感[13]，是一种优良的低热量减肥食品。

2.4 影响胆固醇和甘油三酯的代谢

魔芋 KGM 能在消化道内与胆固醇等结合，阻碍中性脂肪和胆固醇的吸收，有效抑制回肠粘膜对胆汁酸的主动转运，吸附胆酸，使胆汁酸的肠肝循环被部分阻断，从而降低肝脂，增加固类醇的排出量，最终消耗体内脂肪，达到减肥的效果。KGM 能在结肠内被微生物发酵分解，产生丙酸等短链脂肪酸[16]，这些脂肪酸直接通过门静脉被肝脏吸收利用，通过抑制胆固醇的合成和促进胆汁酸的排除，实现降低血清中总胆固醇。

2.5 抑制肠道吸收作用

小肠粘膜 Na+-K+-ATP 酶活性的高低表明了小肠对营养物质的吸收能力大小，酶活性降低，肠道对营养物质的吸收减少，同时肠腔渗透压升高，水分增多。魔芋多糖能降低小肠粘膜 Na+-K+-ATP 酶活性，抑制营养物质的吸收，起到减肥作用[17]。

2.6 减少碳水化合物和脂肪的吸收

国内研究结果表明：魔芋微粉通过与谷类食物的联合作用，能增加谷类碳水化合物在肠道中的不吸收程度，缩短谷类食物在消化道的运转时间，从而降低机体对谷类碳水化合物的吸收利用，产生减肥的作用[18]。国外有研究报道，膳食纤维可以减少脂肪和蛋白质的吸收，可溶性纤维限制碳水化合物的吸收，提高血糖参数[19]。

2.7 润肠通便

KGM 进入人体消化道后，会增加肠胃蠕动和粪便的排泄量，并使数百种好气性微生物在肠内形成，促进不饱和脂肪酸的分解，增加肠道内的酸性，使乳酸菌和双歧杆菌等有益微生物得以大量繁殖，有效抑制内致病菌和毒素，起到润肠通便的作用。张茂玉[20]等证明 KGM 使部分未被吸收的包括脂肪在内的营养物质随粪便排出，增加了粪便中胆固醇和胆汁酸的含量，缓解便秘的症状，从而达到减肥的效果。

2.8 降血糖作用

刘红[21]建立小鼠动物模型，观察 KGM 对小鼠血糖的影响，结果证实了 KGM 能明显降低小鼠血糖水平，说明 KGM对四氧嘧啶糖尿病小鼠高血糖具有防治作用。肥胖和糖尿病具有共同的基因背景，减轻体重对控制血糖有惊人的作用，调节血糖对调节脂肪代谢产生一定影响。因此血液中血糖含量与体重有密切的关系，过高的血糖使胰岛素含量升高，这将导致体内储存的脂肪消耗变的困难，且更多的碳水化合物转化为脂肪储存起来[22]。

3 开发魔芋减肥产品思路

魔芋的减肥作用已经得到证实，利用魔芋开发出有效的减肥产品将给广大肥胖者带来福音。开发魔芋减肥产品要注意以下几个方面：

（1）将魔芋与其他食品组分混合，发挥增效作用，可以起到更好的减肥效果；

（2）将魔芋粉超细化、纳米化，更加有利于吸收代谢，可起到更好的减肥效果；

（3）魔芋粉因其吸水性和膨胀性，易发生食道阻碍事件， 因此开发魔芋减肥产品时要考虑到安全性和有效性；

（4）KGM 与其他膳食纤维补充剂相比，需要较小的剂 量就可达到良好的效果，因 KGM 有降低血糖的功效，因此 对低血糖症患者的用量要单独设置。