9050-36-6 / 麥芽糖糊精的應用

背景及概述^[1][2]

麥芽糖糊精是具有營養價值的多聚糖,它是以各類淀粉作原料,經酶法工藝低程度控制水解、轉化、干燥而成。其原料是含淀粉質的玉米、大米等,也可以是精制淀粉,如玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉等。目前,我國各地生產的麥芽糖糊精系列產品,均以玉米、大米等為直接原料,酶法工藝生產的。其DE值(DextroseEquivalent,還原糖當量)小于20。

早在20世紀50年代,人們便開始研究麥芽糖糊精。W.J.Whelan將由α-1,4-糖苷鍵連接而成的淀粉的水解產物稱為麥芽糖糊精,1957年,美國玉米工業研究基金會將麥芽糖糊精定義為玉米淀粉的不完全水解產物,現在公認的麥芽糖糊精的定義由FDA于1983年提出,已不局限于玉米淀粉的水解產物,屬于多糖類型的大分子替代劑。

麥芽糖糊精的流動性良好,無色,無淀粉和其它異臭味,不甜或者甜味極弱。用量比例很高時,也不會掩蓋產品原有食品的風味和香味,是一種優良的的載體。麥芽糖糊精易溶于水,黏性適度,增稠性,膠黏性,抑制糖結晶和穩定泡沫的效果好,具有優良的乳化性能,又促進產品成型和調整產品組織結構的作用,其吸潮性低,不易結團,成模性也好,既能防止產品變形又可改善外觀。

麥芽糖糊精有較好的耐酸鹽和耐熱性,不易褐變,在人體內的消化吸收好,可作為兒童病人及運動員的食品原料。由于麥芽糖糊精具有許多優良特性,因此,近年來在食品工業中得到廣泛的應用,是理想的食品基礎原料,促進了食品工業的發展。

理化性質及結構^[1]

麥芽糖糊精的性狀與DE值有直接的關系,麥芽糖糊精的DE值在4%～6%時,其糖組成全部是四糖以上的較大分子。DE值在9%～12%時,其糖組成是低分子糖類的比例較少,而高分子糖類較多。因此,此產品無甜味,不易受潮,難以褐變。在食品中使用,能提高食品的觸感,并產生較強黏性。DE值在13%～17%時,其甜度較低,不易受潮,還原糖比例較低,難以褐變,溶解性較好。用于食品中,能產生適應的黏度。DE值在18%～20%時,稍有甜味,有一定的吸潮性,還原糖比利適當,能發生褐變反應,溶解性良好,在食品中使用不會產生提高黏度的效果。麥芽糖糊精的性狀受DE值的影響。

麥芽糖糊精

應用^[3]

麥芽糖糊精由于其口感溫和、甜度低和吸濕性弱，被應用于多種食品中。例如，麥芽糖糊精可以用作填充劑、載體、風味增強劑、保濕劑、分散劑、成膜劑、包囊劑等。可以在市場上買到多種麥芽糖糊精。但是，仍然存在著對更簡單、更易于實施的生產麥芽糖糊精的。

(1)改變體系的黏度,有較好的乳化作用和增稠效果。當DE值為3～5時,可產生脂肪的質構和口感,常用作沙拉、冰淇淋、香腸等的脂肪替代品。

(2)抑制褐變反應。當食品體系中有大量還原糖和蛋白質存在時,高溫容易引起褐變。由于麥芽糖糊精DE值較低,所以褐變反應的程度較小,可作為一種惰性壁材用于敏感性化學物質,如香精香料、藥物等的微膠囊化。

(3)結合/黏合作用好,為各種甜味劑、香味劑、填充劑和色素的優良載體。麥芽糖糊精在防止包埋香精氧化方面差異很大,一般隨著DE值的增加而降低。由于其成膜性能較差,在噴霧干燥過程中麥芽糖糊精并不能有效地持留揮發性成分,通常與蛋白質聯合使用作為壁材。較低DE值的麥芽糖糊精具有較強的成膜或涂抹性能,可促進產品成型,改善產品外觀,同時還有一定的隔絕氧氣的作用可用于水果涂膜保鮮。

(4)降低冰點。在冷凍甜點和某些糖果中,冰點降低具有重要的意義。在冰淇淋制品中加入麥芽糖糊精替代部分蔗糖,可以在不改變體系可溶性固型物含量的情況下,改變產品的冰點抑制冰晶生長。

(5)降低體系甜度,在糖果中加入麥芽糖糊精可以降低甜味預防牙病、高血壓和糖尿病等。

(6)防結塊、增加產品分散性能和溶解性能等,用于制備固體酒、速溶飲品可保持產品風味、改善產品外觀以及增進溶解性能。

(7)易于被人體吸收,可用作運動員、病人和嬰幼兒配方食品。

制備^[2]

十九世紀初化學家Kir.chhoff試驗時無意發現了酸可以水解淀粉制糖。根據工藝的不同，淀粉糖的生產方法有酸法、酸酶法或者全酶法三種。在酸法中，淀粉首先被酸水解成麥芽糖、低聚糖、糊精等產物，然后繼續分解成為麥芽糖糊精。傳統酸解法工藝上存在許多缺點：(1)對設備的耐酸耐壓要求比較高；(2)對原料質量要求高且一次投料量小；(3)糖液色澤較深，精制繁瑣且費用大；(4)葡萄糖得率低，不超過90％；因此酸法水解工藝逐漸被酶法水解所代替。

二十世紀四十年代，酸酶法開始興起。在酸酶法中，淀粉首先在pH為1.5的加壓酸性條件下被液化，然后經過葡萄糖淀粉酶水解成為各種低聚糖。與酸法相比，酸酶法制備麥芽糖糊精具有以下優點：(1)消耗酸少、成本低，酸用量僅為酸法的20％；(2)反應周期短，糖化液的DE值比較容易控制；(3)糖液色澤淺，副產物少，品質較好。雖然酸酶法相對于酸法有了一定的改善，但仍然有許多不足之處，比如對設備要求高，副產物較多、產物不純、精制成本高以及甜味不足等。

二十世紀六十年代后，隨著酶制劑在淀粉糖工業中的使用，酸酶法逐漸被雙酶法取代，成為各國生產麥芽糖糊精的主要工藝。在雙酶法中，首先是將淀粉調漿糊化，然后利用液化酶將淀粉降粘同時初步水解為糊精和低聚糖，最后再利用葡萄糖淀粉酶和異構酶酶解得到不同的產品。雙酶法反應條件溫和，對設備損害小，副產物少，產物純度高，具有很多優勢。目前麥芽糖糊精的主要原材料還是大米淀粉為主。

主要參考資料

[1]劉文慧, 王頡, 王靜, & 徐立強. (2007). 麥芽糊精在食品工業中的應用現狀. 中國食品添加劑(2), 183-186.

[2] 譚龍飛, 文毓, 黃永杰, 陳琳琳, & 陳純. (2006). 以殼聚糖、麥芽糊精和蔗糖為壁材制備肉桂醛微膠囊. 食品科學, 27(1), 115-118.

[3] 蔣繼豐, & 吳紅艷. (2002). 麥芽糊精在食品中的應用. 高師理科學刊, 22(3), 72-74.