麦芽糊精

【背景及概况】^[1][2][3]

淀粉通过热、酸或特异性的酶处理时可产生一大类主要由D-葡萄糖、麦芽糖、麦芽二糖、三糖等一系列低聚糖和多糖组成的降解产物。由于降解过程中还原端基的增加，其降解程度可以用 DE值（还原糖当量）表示。因此，高DE值的降解产物比低 DE值的降解产物水解程度大。从理论上讲，纯淀粉的DE值为0，而葡萄糖的DE值为100。麦芽糊精为DE值小于20的淀粉水解产物。它介于淀粉和淀粉糖之间，是一种没有任何味道的营养性多糖，可以是白色粉末，也可以是浓缩液体。早在上世纪50年代，人们便开始研究麦芽糊精。研究将由α-1，4-糖苷键连接而成的低聚糖称为麦芽糊精。1957年，美国玉米工业研究基金会 将麦芽糊精定义为玉米淀粉的不完全水解产物。现在公认的麦芽糊精的定义由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，被广泛用于医药、食品、纺织行业。

麦芽糊精的流动性良好，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。麦芽糊精易溶于水，黏性适度，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。

【结构】^[1]

作为一种淀粉降解产物，麦芽糊精含有线性和支链两种降解产物。一般认为麦芽糊精是一类 D-葡萄糖的聚合物，其中每个α-D呋喃葡萄糖残基由α-1,4糖苷键相连形成线性长链，同时也有少许 α-1,6分支点形成的支链。

DE值是测定脱水α-D葡萄糖单位，即还原端的数量。因此，从理论上讲，DE值为5的麦芽糊精分子是由20个葡萄糖单位组成的聚合物。

【性状】^[2]

麦芽糊精粉一般为白色粉末，随转化程度不同有时稍带黄色，不甜或微甜，无异味，发酵性低，耐熬温高，易溶于水，在一定条件下，可以和水生成凝胶，较似脂肪，也能与油混溶，得乳白色分散体系。麦芽糊精的性状与 DE 值有直接的关系，麦芽糊精的 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。

【理化性质】^[2][5]

1. 稳定性

麦芽糊精一般通过喷雾干燥使其成为干样，从而有利于保藏，提高货架期。在一些应用上，溶解的麦芽糊精要求长期保藏而没有出现任何沉淀。主要包含DP值11以上低聚糖的麦芽糊精，在溶液浓度 50%(w/w)中，会产生沉淀；直链糖DP 值至少8或9以上才会发生沉淀；直链糖聚合度超过7，相对于小分子糖，它们只能够有限度的溶解。

2. 粘度

在一定温度下，一定浓度的大米麦芽糊精的粘度随温度增加而减小，与马铃薯和玉米麦芽糊精相比，随温度增加而减小的幅度比较大。而一定温度下，粘度随浓度的增加而增加，但当浓度从 30%增加到 40%时，粘度发生了突变，如水溶液小于 30%时（25℃），粘度小于 100m Pa·s，而在浓度增加到 40%时，粘度增加到780m Pa·s，而马铃薯、玉米麦芽糊精的粘度没有这种突变。

3. 浑浊度

淀粉中直链淀粉的含量和淀粉的分解液化方式都影响麦芽糊精溶液的浑浊度。直链淀粉含量高，会表现出老化的趋势，从而促使溶液浑浊。酸制麦芽糊精都比酶制的浑浊，是因为用酸分解淀粉不均匀，麦芽糊精中含有大量大聚合物分子。但是，不同 DE 值的麦芽糊精表现出较高差异的浑浊度，因此浑浊度和DE值无任何直接关系。

4. 凝胶特性

DE值小于 20 的淀粉分解产物，其水溶液中存有足够多的长链聚合物抑制溶解，促进凝胶。许多研究者提出，低 DE 值(DE<5)麦牙糊精能形成柔软的、可伸展的、热可逆的凝胶，并且入口即溶，使产品具有类似脂肪的口感，这是麦芽糊精适用于脂肪替代品的关键的物理特性。麦芽糊精重现类脂肪口感大概是当它形成凝胶的时候，三围网状结构将一定量的水吸收在里面。在溶胶阶段，麦芽糊精与水结合并且膨润，长的螺旋结构被一些短的，无序区干扰。高浓度的双螺旋分子聚集，接着形成结晶域。因此，麦芽糊精中有一大部分平均长度足够长的构成热不可逆胶。溶解的直链淀粉和足够多的支链淀粉中的直链和分支祸合形成凝胶。

5. 吸潮性

麦芽糊精的溶解度低于砂糖和葡萄糖，但水化力较强，一旦吸收水分后，保水分的能力较强。这是麦芽糊精很重要的一种特性，在使用中我们将会经常利用这一特性。将各种麦芽糊精的吸潮性和粉末饴糖、淀粉作比较。在相对湿度65%以下环境下，其DE值6%、10%的产品能保持具有流动性的粉末状态。DE值6%、DE值10%，DE值18%的产品分别在相对湿度80%～85%，65%～5%，55%～60%时开始粘结。

6. 显色反应

不同DE值的麦芽糊精与碘液反应呈现不同的颜色，根据这种碘反应特性人们给与了水解程度不同的麦芽糊精不同的称谓：1）淀粉糊精。遇碘反应时呈紫蓝色，可溶于25%酒精内，在酒精浓度40%时即沉淀，其聚合度为30以上；2）显红糊精，遇碘反应时呈棕红色，可溶于55%的酒精内，在酒精浓度65%时即沉淀，其聚合度为7～13；3）消色糊精，遇碘反应时不显色，可溶于70%酒精内，其聚合度为4～6。

【生产工艺】^[2]

最早的商品化麦芽糊精是由美国玉米公司于 1959 年生产的 Frodex 15，后来称为 Lo-Dex 15。因为甜度不高，主要用在控制产品中的蔗糖用量上。早期的麦芽糊精生产，按照作用机理来分，分为酸法和酶法两种；按照工艺流程来分，有单阶段加工工艺和双阶段加工工艺。

1. 单阶段法：

2. 双阶段法：

双阶段法的优点在于可以精确控制产品的 DE 值，因为发现液化后产品酶解时，DE 值与作用时间在一定范围内呈线性关系。但也有研究表明，第二阶段的高温灭酶处理会导致副反应的增加，影响产品质量；同时由于设备的增加也导致费用的增加和操作的复杂性，可能弊大于利。故采用单阶段还是双阶段工艺往往取决于原料的性质。一般而言，对于较易处理的淀粉原料可选用单阶段工艺。而对于含有蛋白质、脂肪等其它成分的粗粮则采用双阶段法。

麦芽糊精的生产，无论是酸法还是酶法，步糊化是必不可少的。因为淀粉颗粒中结晶区的存在阻止了酸和酶的进一步作用。糊化是在加热条件下使淀粉颗粒充分吸水膨胀，从有序状态转为无序状态。糊化过程包括：颗粒结晶度的损失、热量的吸收以及淀粉的水合作用。研究表明，由于糊化活化能的存在，对于某种淀粉而言只有在某一温度以上才能糊化，因此淀粉糊化的程度主要与温度有关。而淀粉糊化活化能比一般扩散活化能大得多，水分在淀粉颗粒内扩散速率的影响可以忽略，因此糊化速率主要由淀粉组分与水的反应速率或结构的变形速率所控制。实践证明，淀粉的糊化程度与酶解反应的均匀性密切相关。

【应用】^[1][2][5][6]

麦芽糊精具有许多独特的功能性，在食品工业中广泛应用。它无色无味可溶于水，广泛应用于焙烤、饮料、糖果、调味料、肉制品及冷冻制品等，以降低产品的甜度、抑制冰晶生长、替代脂肪及改变质构等，还可以作为喷雾助剂或干燥载体等，是市场前景较好且具有高附加值的玉米深加工产品之一。

1. 在糖果工业中的应用

由于麦芽糊精改变了原淀粉的水溶性，在一定条件下与水生成凝胶的组织象脂，故可用过于糖果生产。麦芽糊精可增加糖果的韧性，防止返砂和烊化，改善结构，麦芽糊精可降低糖果甜度，减少牙病，降低粘牙现象，改善风味，预防潮解，延长保质期，麦芽糊精还可增加糖果的白度，这是由于麦芽糊精水解程度低，单、双糖含量少，熬糖过程中不参与美拉德反应和焦糖化作用。如蛋白糖中加入麦芽糊精，可使生产出的蛋白糖入口易于溶化，嚼时有弹性，味道良好，组织细腻，结构疏松，比重较轻，平均含水量5%～9%；硬糖中添加麦芽糊精，使产品含6%的水分时不发生粘结、潮解或结晶，纯砂糖及糖浆制成的硬糖则含水量1%以下才不会变质。奶糖中添加麦芽糊精，可解决奶糖粘牙现象，提高奶糖水分含量，从而改变品质，降低成本。麦芽糊精还对巧克力“结霜”有一定的预防作用。

2. 在饮料工业中的应用

麦芽糊精用于果珍太空饮料、必是奶茶、维维豆奶、雀巢咖啡伴侣、速溶柠檬茶、力多精奶粉、珍珠浓缩液、麦氏伴侣等产品中，其独特的性能，加上合理调配，突出了原有的天然风味，减少了营养损失，改善了口感，大大地提高了产品的附加值。传统的冰淇淋粉是以牛奶、鸡蛋、淀粉等原料制成。生产成本高，而且有明显的蛋腥味、淀粉味，生产销售均受到一定的限制。现以麦芽糊精为主体，配以适量的辅料制得了新型冰淇淋粉及花色软质冰淇淋。

3. 在婴儿食品中的应用

婴儿是特殊的人群，婴儿食品要求富营养易消化，麦芽糊精恰是这种理想的基料。因此在已通过国家技术鉴定的由中国乳品工业发展中心研制完成的《婴儿配方奶粉Ⅲ》的配方中，明确提出了麦芽糊精是该产品重要的基础原料之一。

4. 在糕点类食品中的应用

麦芽糊精可使蛋糕饼干造型饱满，表面光滑，色泽清亮，外观效果好，产品香脆可口，甜味适中，入口不粘牙，不留渣，次品少，货架期延长。麦芽糊精经过处理会转化成与脂肪相似的热可塑凝胶，在制造某些蛋糕时，可取代脂肪，降低蛋糕的脂肪含量，麦芽糊精对于装饰用的蛋白甜饼还具有稳定作用。

5. 水果贮藏保鲜中的应用

以麦芽糊精为主要原料来制成水果保鲜剂，喷洒在水果上，可在水果表面可形成一层半透膜，可选择性地控制氧、二氧化碳和水蒸气的渗透，延缓其采后生理活动，另外也限制了昆虫和微生物的入侵而不影响水果的卫生安全和化学成分的变化，能延长水果的成熟期。

6. 麦芽糊精在食品工业中的用途及用量参

7. 在造纸行业上的应用

麦芽糊精具有较高的流动性及较强的粘合力，在国外已将其应用于造纸行业中，作表面施胶剂和涂布涂料的粘合剂，国内有的造纸厂已将其应用于铜板纸的生产上，据多次实用结果表明：麦芽糊精对浆种没有选择性，流动性好，透明度强，用于表面施胶时，不但吸附在纸面纤维上，同时也向纸内渗透，提高了纤维间的粘合力，改善了外观物理性能，用它代替先前使用的干酪素或聚乙烯醇，可以显著降低生产成本和能耗。

8. 医药领域的应用

作为一种重要的药用辅料，麦芽糊精具有赋型、充当载体、提高稳定性、缓控释等作用。国内外对麦芽糊精在各种制剂中的应用进行了深入研究。专利CN1735349A（含支链麦芽糊精作为造粒粘结剂的应用）研究了具有15-35%的1-6个葡萄糖苷链，少于20%的还原糖，多分子性指数小于5，数均分子量至多为4500克/摩尔的麦芽糊精作为活性物质造粒粘结剂的应用，该类型麦芽糊精在多种含有不同药物活性成分的体系中表现良好。有研究考察了麦芽糊精在片剂包衣中的作用。添加麦芽糊精的包衣不易产生裂纹，使包衣色泽更加稳定，能够显著改善包衣质量；有研究公布了一种含有麦芽糊精的新的剂型，麦芽糊精具有缓释药物活性成分的作用。德国Fresenius  kabi公司开发的一款针对糖尿病和葡萄糖不耐症患者的营养液添加了麦芽糊精，根据麦芽糊精独特的功能，它的应用范围不限于上述领域。

【参考文献】

[1] 徐良增, 许时婴, 杨瑞金. 浅述麦芽糊精[J]. 食品科学, 2001, 22(5): 87-90.

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[3] 刘梅森,何唯平,蔡云升 编著.软冰淇淋生产工艺与配方.北京：中国轻工业出版社.

[4] 张守文 主编.中华烘焙食品大辞典·原辅料及食品添加剂分册.北京：中国轻工业出版社

[5] 卢义成. 麦芽糊精产品的性能及应用[J]. 粮食与饲料工业, 1996 (10): 34-36.

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