净水处理剂-改性魔芋（一）

魔芋学名药翡，俗称鬼芋，铁芋，星芋，黑芋头，花杆莲等。魔芋为天南星科，属多年生宿根性块基草本植物，雌雄同株。在我国主要分布在陕西、四川、湖北、云南、贵州、福建、台湾等地的丘陵地带和低山山区。

魔芋可分为白魔芋和花魔芋两大类。从魔芋葡甘聚糖含量，稠度系统和流动指数等的大小等主要质量标准评价：白魔芋质量最好。从适应性、栽培广度和单位产量等经济标准评价，花魔芋最好。因此魔芋的利用指的就是这两大品系的利用。

理化性能

魔芋其主要成分为葡甘聚糖，含量一般为50%~60%,球茎中主要含有葡汁露聚糖、淀粉、生物碱、矿物质等，魔芋精粉的生理活性主体是葡甘露聚糖（KGM），是由D-葡萄糖和D-甘露糖以1:1.6的物质的量合而成的多糖，分子量为几十万到几百万不等。

葡甘聚糖是一种非离子型水溶性高分子多糖。其确切的分子结构，至今尚疏一的严密定论。残基连接有一个乙酰基。

葡甘聚糖具有很高亲水性的高分子化合物。它吸水量可达到自身重量的80~120倍，具有很强的黏结性和凝胶性。

工艺技术

魔芋精粉加工工艺分为干式加工法和湿式加工法两种。

干式加工法是由魔芋片经研磨分离而制取精粉的方法，其原理是基于精粉粒子与精粉的密度相差较大，用旋风分离法提取精粉。干式加工法特点：不受季节影响，可全年生产，工艺简单，质量稳定。

湿式加工法是由鲜魔芋在液体介质中研磨分离，再经干燥制得精粉的方法，其原理是利用葡甘糖在某些溶剂中的不溶性（如甲醇、乙醇、丙醇、硼砂等）。

采用湿式加工法所得魔芋精粉得率高于干式加工法，生产周期短，无污运染，但季节性强，溶剂消耗大，产品外观不如干式加工法。

操作过程

例1：用清水将魔芋洗净，干燥、去除顶芽，去皮，切成0.5cm薄片，再用1%NaHSO3溶液浸泡1min,取出沥干，于120°C,20min(含水约12%)干制成芋片，再加入粉碎机中粉碎，即得魔芋全粉，之后经研钵反复研磨，过100目筛，收集颗粒有光泽，即得魔芋精粉。将精粉再用60%、80%、90%或无水乙醇溶液提取洗净各20min,过滤、纯化、干燥后放于干燥器中备用。

例2：称取5g魔芋精粉，颗粒较粗（80目），色白略带浅黄色。低速搅拌，静置膨化：将其与125mL水混合，轻轻低速搅拌，防止气泡过多混入，揽拌至溶液变稠。在室温下放置1.5h,使其充分吸水膨胀。

将膨化液倒入搅拌机中，同时加入15mL5%NaHS03溶液及天然色素（若为黄色素则要在膨化前加入），以400rpm的转速搅拌20s使色素、碱液与膨化液充分混匀。最好用真空搅拌设备，防止气泡过多混入而影响质地和感观。

将混匀的料液装入容器，排除气泡、抹平、加盖（防止表面过干），放入70°C水浴加热固化4h,固化好的半成品有一定弹性，有光泽。

加热固化时，采用70°C,4h加盖处理（但要留出空隙供水蒸汽放出，同时要防止盖上的水蒸气凝结滴入容器内）。将固化好的半成品切片、切丝，用大量清水冲洗、浸泡，再用1%柠檬酸溶液清洗、浸泡，直至半成品内部呈中性。沥干，浸入事先配好的腌渍液，40min后取出，沥干。

改性魔芋

在KGM的分子中有-0H和CH3C0-两类基团，可以对KGM进行化学改性。也可以对其进行某些物理改性。改性后的魔芋精粉许多物化性质都能得到改善。可以说，对魔芋精粉改性的研究是魔芋精粉开发的一个很重要的方向。

按KGM与所使用的改性试剂发生的反应，魔芋精粉的改性方法分为以下两大类：

化学改性

（1）脱乙酰反应

当KGM与碱作用时，KGM上的乙酰基被脱掉。失去乙酰基的裸状KGM分子间可形成更多的氢键，成膜时能形成更加有序而致密的排列，因而膜的性能得到明显改善。

（2）接枝共聚反应

借引发剂可将不饱和烯烃单体接枝到KGM聚合物的主链功能基上，形成接枝共聚物。常用的不饱和烯烃有丙烯腈、丙烯酸丁酯、丙烯酸等。用硝酸铈铵为引发剂，丙烯酸丁酯为单体，于30°C反应2h,其KGM接枝共黏度提高99%。

KGM与丙烯腈接枝共聚反应其产物兼有天然和合成有机高分子二者的特性，可以増大黏度提高稳定性和改善成膜性，以此来解决KGM的水溶性低、水溶较稳定性差的问题。接枝百分率为22.8%的共聚物，其黏度与魔芋精粉相比提高了近4倍，而接枝共聚物溶胶相对稳定性由原来魔芋精粉的22%提高到84%,且其成膜更加均匀、细密、气泡明显减少。