麦芽糊精的制备及应用

麦芽糊精系食用淀粉经酶法或酸法水解后精制而得,是一种新颖低甜度、低热量、高营养食品药品辅料。

麦芽糊精是指以淀粉为原料，经酸法或酶法低程度水解，精制、浓缩、灭菌干燥、筛分而成粉末状产品，不含游离淀粉的淀粉衍生物，DE值在20%以下。其主要组成为聚合度在10以上的糊精和少量聚合度在10以下的低聚糖。麦芽糊精属淀粉的低转化物，其摩尔质量介于淀粉和淀粉糖之间。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。主要成分为糊精并含有多聚糖、四糖或四糖以上的低聚糖，还含少量的麦芽糖和葡萄糖。1970年，Veberbacher对麦芽糊精做出如下定义：以淀粉为原料，经控制水解DE值在20%以下的产品称为麦芽糊精，以区别淀粉经热解反应生成的糊精产品。 麦芽糊精的主要性状和水解率有直接关系，DE值不仅表示水解程度，而且是掌握产品特性的重要指标。了解麦芽糊精系列产品DE值和物性之间的关系，有利于正确选择应用各种麦芽糊精系列产品。  

制备

麦芽糊精的生产工艺大致分为三种：酸法工艺、酶法工艺、酸酶法工艺。由于酸法工艺和酸酶法工艺均需要精制淀粉做原料，其生产成本高，水解反应速度快，工艺操作难以控制，加之酸法工艺产品因聚合度在1-6之间，糖的比例较低，易发生浑浊或凝结，产品溶解性能不好，透明度低，过滤很困难，现已基本淘汰。因此，采用酶法工艺居多。生产原理为淀粉是由许多葡萄糖分子聚缩而成的碳水化合物，它的分子结构中大部分是由α-1，4糖苷键连接，少量是由α-1，6糖苷键连接。α淀粉酶的催化水解具有高度的专一性，即只能水解α-1，4键不能水解α-1，6键，而且不容易水解麦芽糖和麦芽三糖中的α-1，4键，所以二糖、三糖和其它低分子量的多糖，特别是含α-1，6键的糖，都在最后的水解产物中。

其生产工艺流程及简述为：淀粉→调浆（pH6.2-pH6.4）→次液化→高温灭酶→第二次液化→灭酶脱色→过滤→离子交换→脱色过滤→真空多效降膜浓缩→喷雾干燥→粉碎→灭菌→筛分→充氮包装→成品入库。

在配料罐内,把粉浆乳调到Be’17、pH用Na2C03调至pH5.0-7.0、并加O.15％氯化钙,作为淀粉酶的保护剂和激活剂,最后加入耐高温a-淀粉酶,料液搅拌均匀后用泵把粉浆泵入喷射液化器,在喷射器中粉浆和蒸汽直接相遇,出料温度控制在100-110℃,从喷射器中出来的料液经降温后,进入层流罐保温90-120分钟,温度维持在95-97℃。然后进行二次喷射,在第二只喷射器内料液和蒸汽直接相遇,温度升至110-145℃以上,并在高温维持罐内维持3-5分钟左右把耐高温a-淀粉酶彻底杀死,同时利用温压差的作用淀粉会进一步分散,蛋白质会进一步凝固。经真空闪急冷却系统料液经冷却后降温到95℃保温,同时将pH值降至4.8-5.0。用过滤机除渣过滤,再加入旧活性炭脱色半小时,进行脱色过滤,然后将糖液进行二次脱色,脱色后离交。将离交后的糖液用五效降膜式蒸发器浓缩到50％-60％,然后喷雾干燥,粉碎灭菌筛分，充氮包装得成品。 

工艺要点如下：

(1)淀粉调浆、糊化 由于淀粉颗粒的结晶结构对酶作用的抵抗力较强，不能使酶直接作用于淀粉，所以先用热水将淀粉调成30－32%的淀粉乳，并使其充分吸水膨胀、糊化。同时调节pH值至6.2－6.4，加0.5－1.0%氯化钙，以提高淀粉酶的耐热性。

(2)转化(液化) 这是生产麦芽糊精的关键工序，因为麦芽糊精是淀粉低转化产品，DE值控制在10－20之间，粘度较高，如果液化控制不好，会给后道工序带来许多困难，造成得率低，产品质量差。为此，先用α－淀粉酶将淀粉浆液化到DE值2－5，迅速升温到140℃，使蛋白质类杂质凝结，降温到88－90℃，再加酶转化到需要的DE值，这样的转化液过滤性质好。

(3)精制 ①过滤：上述转化液中的沉淀物，用压滤机过滤，一般可用硅藻土等作助滤剂，以加快过滤速度。这道工序可除去纤维、蛋白质类物质和脂类物质等杂质，得到澄清的滤液。 ②脱色：滤液用活性炭予以净化处理，活性炭的用量为滤液干物质的0.5%左右，活性炭在 pH4－6的范围内不同pH值的脱色能力基本相同，在较低pH值下脱色糖液受热色泽增加少， 所以脱色操作可调pH值至4.5－5.0。脱色温度一般采用80℃，保持30分钟。③离交：为 了进一步提高产品质量，用离子交换树脂除去盐类。

(4)蒸发(浓缩) 在真空蒸发罐中，可采用标准式蒸发罐，进行初蒸或直接浓缩到76%的浓缩液。

(5)喷雾干燥 一种比较好的方法是将纯化的麦芽糊精初蒸浓缩液经热交换器加热到110 ℃，用高压泵经喷嘴喷入干燥室中与150－200℃的热空气接触干燥到水分含量3%以下，得到白色粉末，这种产品易溶于水，透明度高。

(6)成品包装 可采用双层药用聚乙烯塑料袋包装。

工艺操作规程 

(1)调浆工艺参数：粉浆浓度Be’17 ， CaCL2浓度O.15％(以干物计) ，pH5.0-7.0 ，耐高温淀粉酶用量0.4-1.0L／t 。

(2)喷射液化： 首先预热喷射器及层流罐至100℃,然后进行喷射液化,喷射器内温度控制在100-115℃,层流罐内温度控制在95℃-97℃。液化保温时间90-120分钟。 

(3)高温处理：通过第二次喷射将料液加温110℃-145℃,通过高温维持罐维持5-10分钟,110℃-145℃以上热处理可以达到三个目的：灭酶、蛋白凝固、不溶性淀粉颗粒分散。 

(4)真空闪急冷却：经过真空闪急冷却系统温度从110℃-145℃降至70℃-90℃。并且调整pH值至4.8-5.0 。

(5)过滤基本要点及顺序：(除渣过滤) 过滤前将料液冷却到70℃。过滤时压滤机同时使用。滤布为两套,以减少过滤和储糖时间。过滤时通过调节回流,使过滤压力流线增加。

为了减少滤液中有悬浮物及缩短过滤时间,过滤压力不能超过0.4Mpa。过滤困难时,可以通空气,以疏通滤渣。为防止糖液变质,在糖化料液过完后清洗糖化罐,洗液也要用泵打去过滤。

过滤结束后,用热水洗涤,水温60-70℃,用水量为1.5-2.0m3／m3 。过滤洗涤后,用压缩空气将滤渣吹干。 

(6)一次脱色及过滤：在一次脱色罐中,量好体积浓度然后加入旧炭脱色,脱色时要求在80℃脱色30分钟即可过滤。 

(7)二次脱色：将一脱未净的色素,用新鲜的活性炭脱除。   

(8)离交脱色除杂：糖的重金属盐以及色素用树脂除去。 

(9)洗树脂柱以及前后的过滤用洗水,凡进入糖浆中的水,必须用无离子水。

(10)浓缩：经离交脱色处理后的糖浆用四效降膜蒸发器浓缩至50-60％。 

(11)压力喷雾干燥：将浓缩后的糖液用高压均质机加压,至干燥塔喷雾干燥即得成品。

应用

麦芽糊精的主要性质和水解度（DE）有直接关系，因此DE值不近表示水解程度，而且还是掌握产品特性的重要指标。

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。

麦芽糊精的DE在9％～12％时，其糖组成中低分子糖类占比例较少，而高分子糖类较多。因此，此类产品无甜味，不易受潮，难以褐变。在食品中使用，能提高食品的触感，并产生较强的黏性。

麦芽糊精的DE在13％～17％时，其甜度较低，不易受潮，还原糖比例较低，故难以褐变，溶解性较好。用于食品中，能产生一定的黏度。

麦芽糊精的DE在18％～22％时，稍有甜味，有一定的吸潮性，还原糖比例适当，能发生褐变反应，溶解性良好。在食品中使用，不会提高黏度。

照不同DE值的麦芽糊精具有不同的功能和性质：如增稠、胶凝、降低产品甜度、改变体系冰点、抑制冰晶生长、代替脂肪、减少热能、改善质构及用作喷雾剂或干燥载体等。

医药工业

利用麦芽糊精具有较高的溶解度和一定的融合度，可作为片剂或冲剂药品的赋形剂和填充剂，这是原淀粉或羧甲基纤维素钠所不可比拟的。在医药中主要做中药制剂的辅料，同药物浸膏混合后进行制粒，通常加入量在6%-15%。可作为包衣材料、片剂和胶囊剂的稀释剂、片剂黏合刑、增黏剂。在直接压片或者湿法制粒或制软材的过程中，麦芽糊精用作片剂的黏合剂和稀释剂，它对片剂或胶囊剂的溶出速度无不良影响。在水性薄膜包衣过程中，麦芽糊精可用作片剂衣膜材料。葡萄糖当量(DE)较高的麦芽糖糊精特别适合应用在咀嚼片处方中。麦芽糊精可用来提高溶液黏度或者防止糖浆结晶。由于麦芽糊精溶液比等热量的葡萄糖溶液的渗量低，因此在治疗学上常用作糖的口服营养代用品。在体内同等渗量的条件下，麦芽糊精提供的热量比糖高。

食品工业

本品广泛应用在糖果、饮料、方便食品、罐头食品、乳制品、豆制品、烘焙、脱水蔬菜等方面。还可用作个人保健食品。