凈水處理劑-改性魔芋（一）

魔芋學名藥翡，俗稱鬼芋，鐵芋，星芋，黑芋頭，花桿蓮等。魔芋為天南星科，屬多年生宿根性塊基草本植物，雌雄同株。在我國主要分布在陜西、四川、湖北、云南、貴州、福建、臺灣等地的丘陵地帶和低山山區。

魔芋可分為白魔芋和花魔芋兩大類。從魔芋葡甘聚糖含量，稠度系統和流動指數等的大小等主要質量標準評價：白魔芋質量最好。從適應性、栽培廣度和單位產量等經濟標準評價，花魔芋最好。因此魔芋的利用指的就是這兩大品系的利用。

理化性能

魔芋其主要成分為葡甘聚糖，含量一般為50%~60%,球莖中主要含有葡汁露聚糖、淀粉、生物堿、礦物質等，魔芋精粉的生理活性主體是葡甘露聚糖（KGM），是由D-葡萄糖和D-甘露糖以1:1.6的物質的量合而成的多糖，分子量為幾十萬到幾百萬不等。

葡甘聚糖是一種非離子型水溶性高分子多糖。其確切的分子結構，至今尚疏一的嚴密定論。殘基連接有一個乙酰基。

葡甘聚糖具有很高親水性的高分子化合物。它吸水量可達到自身重量的80~120倍，具有很強的黏結性和凝膠性。

工藝技術

魔芋精粉加工工藝分為干式加工法和濕式加工法兩種。

干式加工法是由魔芋片經研磨分離而制取精粉的方法，其原理是基于精粉粒子與精粉的密度相差較大，用旋風分離法提取精粉。干式加工法特點：不受季節影響，可全年生產，工藝簡單，質量穩定。

濕式加工法是由鮮魔芋在液體介質中研磨分離，再經干燥制得精粉的方法，其原理是利用葡甘糖在某些溶劑中的不溶性（如甲醇、乙醇、丙醇、硼砂等）。

采用濕式加工法所得魔芋精粉得率高于干式加工法，生產周期短，無污運染，但季節性強，溶劑消耗大，產品外觀不如干式加工法。

操作過程

例1：用清水將魔芋洗凈，干燥、去除頂芽，去皮，切成0.5cm薄片，再用1%NaHSO3溶液浸泡1min,取出瀝干，于120°C,20min(含水約12%)干制成芋片，再加入粉碎機中粉碎，即得魔芋全粉，之后經研缽反復研磨，過100目篩，收集顆粒有光澤，即得魔芋精粉。將精粉再用60%、80%、90%或無水乙醇溶液提取洗凈各20min,過濾、純化、干燥后放于干燥器中備用。

例2：稱取5g魔芋精粉，顆粒較粗（80目），色白略帶淺黃色。低速攪拌，靜置膨化：將其與125mL水混合，輕輕低速攪拌，防止氣泡過多混入，攬拌至溶液變稠。在室溫下放置1.5h,使其充分吸水膨脹。

將膨化液倒入攪拌機中，同時加入15mL5%NaHS03溶液及天然色素（若為黃色素則要在膨化前加入），以400rpm的轉速攪拌20s使色素、堿液與膨化液充分混勻。最好用真空攪拌設備，防止氣泡過多混入而影響質地和感觀。

將混勻的料液裝入容器，排除氣泡、抹平、加蓋（防止表面過干），放入70°C水浴加熱固化4h,固化好的半成品有一定彈性，有光澤。

加熱固化時，采用70°C,4h加蓋處理（但要留出空隙供水蒸汽放出，同時要防止蓋上的水蒸氣凝結滴入容器內）。將固化好的半成品切片、切絲，用大量清水沖洗、浸泡，再用1%檸檬酸溶液清洗、浸泡，直至半成品內部呈中性。瀝干，浸入事先配好的腌漬液，40min后取出，瀝干。

改性魔芋

在KGM的分子中有-0H和CH3C0-兩類基團，可以對KGM進行化學改性。也可以對其進行某些物理改性。改性后的魔芋精粉許多物化性質都能得到改善。可以說，對魔芋精粉改性的研究是魔芋精粉開發的一個很重要的方向。

按KGM與所使用的改性試劑發生的反應，魔芋精粉的改性方法分為以下兩大類：

化學改性

（1）脫乙酰反應

當KGM與堿作用時，KGM上的乙酰基被脫掉。失去乙酰基的裸狀KGM分子間可形成更多的氫鍵，成膜時能形成更加有序而致密的排列，因而膜的性能得到明顯改善。

（2）接枝共聚反應

借引發劑可將不飽和烯烴單體接枝到KGM聚合物的主鏈功能基上，形成接枝共聚物。常用的不飽和烯烴有丙烯腈、丙烯酸丁酯、丙烯酸等。用硝酸鈰銨為引發劑，丙烯酸丁酯為單體，于30°C反應2h,其KGM接枝共黏度提高99%。

KGM與丙烯腈接枝共聚反應其產物兼有天然和合成有機高分子二者的特性，可以増大黏度提高穩定性和改善成膜性，以此來解決KGM的水溶性低、水溶較穩定性差的問題。接枝百分率為22.8%的共聚物，其黏度與魔芋精粉相比提高了近4倍，而接枝共聚物溶膠相對穩定性由原來魔芋精粉的22%提高到84%,且其成膜更加均勻、細密、氣泡明顯減少。