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麦芽糖糊精的应用

发布日期:2019/5/5 11:07:17

背景及概述[1][2]

麦芽糖糊精是具有营养价值的多聚糖,它是以各类淀粉作原料,经酶法工艺低程度控制水解、转化、干燥而成。其原料是含淀粉质的玉米、大米等,也可以是精制淀粉,如玉米淀粉、小麦淀粉、木薯淀粉等。目前,我国各地生产的麦芽糖糊精系列产品,均以玉米、大米等为直接原料,酶法工艺生产的。其DE值(DextroseEquivalent,还原糖当量)小于20。

早在20世纪50年代,人们便开始研究麦芽糖糊精。W.J.Whelan将由α-1,4-糖苷键连接而成的淀粉的水解产物称为麦芽糖糊精,1957年,美国玉米工业研究基金会将麦芽糖糊精定义为玉米淀粉的不完全水解产物,现在公认的麦芽糖糊精的定义由FDA于1983年提出,已不局限于玉米淀粉的水解产物,属于多糖类型的大分子替代剂。

麦芽糖糊精的流动性良好,无色,无淀粉和其它异臭味,不甜或者甜味极弱。用量比例很高时,也不会掩盖产品原有食品的风味和香味,是一种优良的的载体。麦芽糖糊精易溶于水,黏性适度,增稠性,胶黏性,抑制糖结晶和稳定泡沫的效果好,具有优良的乳化性能,又促进产品成型和调整产品组织结构的作用,其吸潮性低,不易结团,成模性也好,既能防止产品变形又可改善外观。

麦芽糖糊精有较好的耐酸盐和耐热性,不易褐变,在人体内的消化吸收好,可作为儿童病人及运动员的食品原料。由于麦芽糖糊精具有许多优良特性,因此,近年来在食品工业中得到广泛的应用,是理想的食品基础原料,促进了食品工业的发展。

理化性质及结构[1]

麦芽糖糊精的性状与DE值有直接的关系,麦芽糖糊精的DE值在4%~6%时,其糖组成全部是四糖以上的较大分子。DE值在9%~12%时,其糖组成是低分子糖类的比例较少,而高分子糖类较多。因此,此产品无甜味,不易受潮,难以褐变。在食品中使用,能提高食品的触感,并产生较强黏性。DE值在13%~17%时,其甜度较低,不易受潮,还原糖比例较低,难以褐变,溶解性较好。用于食品中,能产生适应的黏度。DE值在18%~20%时,稍有甜味,有一定的吸潮性,还原糖比利适当,能发生褐变反应,溶解性良好,在食品中使用不会产生提高黏度的效果。麦芽糖糊精的性状受DE值的影响。


麦芽糖糊精

应用[3]

麦芽糖糊精由于其口感温和、甜度低和吸湿性弱,被应用于多种食品中。例如,麦芽糖糊精可以用作填充剂、载体、风味增强剂、保湿剂、分散剂、成膜剂、包囊剂等。可以在市场上买到多种麦芽糖糊精。但是,仍然存在着对更简单、更易于实施的生产麦芽糖糊精的。

(1) 改变体系的黏度,有较好的乳化作用和增稠效果。当DE值为3~5时,可产生脂肪的质构和口感,常用作沙拉、冰淇淋、香肠等的脂肪替代品。

(2) 抑制褐变反应。当食品体系中有大量还原糖和蛋白质存在时,高温容易引起褐变。由于麦芽糖糊精DE值较低,所以褐变反应的程度较小,可作为一种惰性壁材用于敏感性化学物质,如香精香料、药物等的微胶囊化。

(3) 结合/黏合作用好,为各种甜味剂、香味剂、填充剂和色素的优良载体。麦芽糖糊精在防止包埋香精氧化方面差异很大,一般随着DE值的增加而降低。由于其成膜性能较差,在喷雾干燥过程中麦芽糖糊精并不能有效地持留挥发性成分,通常与蛋白质联合使用作为壁材。较低DE值的麦芽糖糊精具有较强的成膜或涂抹性能,可促进产品成型,改善产品外观,同时还有一定的隔绝氧气的作用可用于水果涂膜保鲜。

(4) 降低冰点。在冷冻甜点和某些糖果中,冰点降低具有重要的意义。在冰淇淋制品中加入麦芽糖糊精替代部分蔗糖,可以在不改变体系可溶性固型物含量的情况下,改变产品的冰点抑制冰晶生长。

(5) 降低体系甜度,在糖果中加入麦芽糖糊精可以降低甜味预防牙病、高血压和糖尿病等。

(6) 防结块、增加产品分散性能和溶解性能等,用于制备固体酒、速溶饮品可保持产品风味、改善产品外观以及增进溶解性能。

(7) 易于被人体吸收,可用作运动员、病人和婴幼儿配方食品。

制备[2]

十九世纪初化学家Kir.chhoff试验时无意发现了酸可以水解淀粉制糖。根据工艺的不同,淀粉糖的生产方法有酸法、酸酶法或者全酶法三种。在酸法中,淀粉首先被酸水解成麦芽糖、低聚糖、糊精等产物,然后继续分解成为麦芽糖糊精。传统酸解法工艺上存在许多缺点:(1)对设备的耐酸耐压要求比较高;(2)对原料质量要求高且一次投料量小;(3)糖液色泽较深,精制繁琐且费用大;(4)葡萄糖得率低,不超过90%;因此酸法水解工艺逐渐被酶法水解所代替。

二十世纪四十年代,酸酶法开始兴起。在酸酶法中,淀粉首先在pH为1.5的加压酸性条件下被液化,然后经过葡萄糖淀粉酶水解成为各种低聚糖。与酸法相比,酸酶法制备麦芽糖糊精具有以下优点:(1)消耗酸少、成本低,酸用量仅为酸法的20%;(2)反应周期短,糖化液的DE值比较容易控制;(3)糖液色泽浅,副产物少,品质较好。虽然酸酶法相对于酸法有了一定的改善,但仍然有许多不足之处,比如对设备要求高,副产物较多、产物不纯、精制成本高以及甜味不足等。

二十世纪六十年代后,随着酶制剂在淀粉糖工业中的使用,酸酶法逐渐被双酶法取代,成为各国生产麦芽糖糊精的主要工艺。在双酶法中,首先是将淀粉调浆糊化,然后利用液化酶将淀粉降粘同时初步水解为糊精和低聚糖,最后再利用葡萄糖淀粉酶和异构酶酶解得到不同的产品。双酶法反应条件温和,对设备损害小,副产物少,产物纯度高,具有很多优势。目前麦芽糖糊精的主要原材料还是大米淀粉为主。

主要参考资料

[1] 刘文慧, 王颉, 王静, & 徐立强. (2007). 麦芽糊精在食品工业中的应用现状. 中国食品添加剂(2), 183-186.

[2] 谭龙飞, 文毓, 黄永杰, 陈琳琳, & 陈纯. (2006). 以壳聚糖、麦芽糊精和蔗糖为壁材制备肉桂醛微胶囊. 食品科学, 27(1), 115-118.

[3] 蒋继丰, & 吴红艳. (2002). 麦芽糊精在食品中的应用. 高师理科学刊, 22(3), 72-74.