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1、麦芽糊精的性质与应用摘要：介绍了麦芽糊精的生产，粘度、吸湿性等方面的性质，以及麦芽糊精在食品中的应用及目前的研究进展。关键词：麦芽糊精；性质；应用0 前沿麦芽糊精是指以淀粉为原料，经酸法或酶法低程度水解，得到的 DE 值在20%以下的产品。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 1。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 2。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 3。1 麦芽糊精的生产1.1 生产原理淀粉是由许多葡萄糖分
2、子聚缩而成的碳水化合物，它的分子结构中大部分是由 -1，4 糖苷键连接，少量是由 -1，6 糖苷键连接。 淀粉酶的催化水解具有高度的专一性，即只能水解 -1，4 键不能水解 -1，6 键，而且不容易水解麦芽糖和麦芽三糖中的 -1，4 键，所以二糖、三糖和其它低分子量的多糖，特别是含 -1， 6 键的糖，都在最后的水解产物中 4。1.2 生产工艺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 16 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
3、低，过滤很困难，现已基本淘汰。因此，采用酶法工艺居多。1.3 工艺流程 5淀粉酶大米 清理除杂 磨粉 调浆（pH6.2pH6.4） 液化 压滤 脱色浓缩 喷雾干燥 成品包装2 麦芽糊精的性质2.1 一般性状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
4、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 6.7。2.2 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。几位研究者研究了 DP 值与溶液中麦芽糊精稳定性的关系。Kennedy 等 8发现主要包含DP 值 11 以上低聚糖的麦芽糊精，在溶液浓
5、度 50%(w/w)中，会产生沉淀。Gidley 和 Stisuthep9发现直链糖 DP 值至少 8 或 9 以上才会发生沉淀。Johnson和 Stisuthep10指出直链糖聚合度超过 7，相对于小分子糖，它们只能够有限度的溶解。2.3 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 100mPas，而在浓度增加到 40%时，粘度增加到 780mPas，而马铃薯、玉米麦芽糊精的粘度没有
6、这种突变。2.4 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。2.5 凝胶特性早在 1976 年，Ritcher 等 11就发现 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(DE5)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
7、，这是麦芽糊精适用于脂肪替代品的关键的物理特性 12。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 13。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 14。2.6 麦芽糊精在食品中的功能性麦芽糊精的功能性质十分的广泛 15.16，主要包括：(1) 改变体系的黏度，使物质有较好的乳化作用和增稠效果。当 DE 值为35 时,可产生脂肪的质构和口感，通常用作沙拉、冰淇淋、香肠等
8、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) 黏合作用好，这为各种甜味剂、香味剂、填充剂和色素提供了优良载体。麦芽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
9、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。2 麦芽糊精在食品中的应用麦芽糊精广泛应用于食品工业，它是各类食品的填充剂和增稠剂17，麦芽糊精在食品中的应用如下：2.1 油脂替代品 17近年来，在世界食品加工中，代油脂食品配
10、料正在兴起，发展迅速。油脂的热量 37K J/g，糖类和蛋白质 16kJ/g。代油脂食品配料一般以糖类和蛋白质为基料，在糖类为基料的代制品中，N-oiL( 一种木薯糊精 )，DE 值5，其黏度较低，在低温下经长期贮藏仍能保持黏度的稳定性，可应用于冰淇淋、冰冻甜点心。另外还有一种清淡、可消化的玉米麦芽糊精，DE 值7，有较好地成膜特性和较低的吸湿性，25%水溶液室温下呈柔软的白色凝胶，极类似于起酥油，受热后变成澄清的溶液，25%水溶液替代油脂配制食品，所含的能量仅为4.2kJ/g，可以代替冰淇淋、冰冻甜点心、人造奶油和香肠、火腿等中的部分脂肪。麦芽糊精在混料中几乎不产生渗透压，它除了填充作用以外
11、，它的结构还能保持水分。麦芽糊精对具有右旋糖形成的“牛乳味 ”略有遮掩，麦芽糊精凝胶无味，口感润滑，具有氢化油的质地，麦芽糊精在冷冻甜食中添加，用于取代乳脂肪。它所形成的质地和所带来的风味均可与高乳冰淇淋相比，而热量减少了 45%。2.2 糖果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，防止返砂和氧化，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 18，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
12、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、潮解或结品，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。2.3 用于食品的干燥助剂麦芽糊精流动性好，无异味，溶解性能好，有适当的黏度，耐热性强，吸湿小，不结团，即使在浓厚状态下使用，也不会掩盖其它原料的风味和香味，有很好的载体作用，用于粉状产品，可防止产品结块，增强产品的溶解性，改善产
13、品组织结构，起到助干剂的作用。（1）用于乳粉中，麦芽糊精可使产品体积膨胀，不易结块，速溶、冲调性好，延长产品货架期，同时降低成本，提高经济效益。也改善营养配比，提高营养比价，也易于消化吸收。麦芽糊精在配制功能化奶粉，特别是无蔗糖奶粉、婴儿助长奶粉等中的作用己得到确认。（2）用于固体饮料中，如奶茶、蜂蜜粉、速溶茶和南瓜粉等中，能保持原产品的特色和香味，降低成本，产品口感醇厚、细腻，味香浓郁速溶效果极佳，抑制结品析出。乳化效果好，载体作用明显。适于生产咖啡伴侣的 DE2429 的麦芽糊精，用量可高度 70%。（3）麦芽糊精可用于生产酱油粉。其填充料一般为糊精和麦芽糊精，麦芽糊精在酱油粉中起载体的作
14、用，可是产品不结块、速溶、冲调性好，提高酱油粉的营养比价，还可降低成本，提高经济效益。（4）用于一些营养体闲食品中，如豆奶粉、速溶麦片和麦乳精中使用麦芽糊精，能增强产品的协调性，改善产品的品质，使产品具有良好的口感和速溶增稠效果，避免沉淀分层现象，能吸收豆腥味或奶腥味，延长保质期。2.4 果汁类饮料和汤羹汁类食品中的应用椰奶汁、花生杏仁露和各种乳酸饮品中添加麦芽糊精，乳化能力增强，果汁等原有营养风味不变，易被人体吸收，薪稠度提高，产品纯正，稳定性好，不易沉淀。用于运动饮料，麦芽糊精在人体内的新陈代谢作用中，热能的供给消耗以保持平衡，肠胃消化吸收的负荷小。麦芽糊精使其胶黏性和增稠性增强，使产品细
15、腻，口味浓郁，可防潮结块，使产品易贮藏。2.5 在糕点类食品中的应用麦芽糊精可使蛋糕饼十造型饱满，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。2.6 水果贮藏保鲜中的应用 19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、一氧化碳和水蒸气的渗透，延缓其采摘后的生理活动，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
16、成熟期。3 麦芽糊精的研究进展作为在食品工业中应用最多的麦芽糊精目前其化学改性研究的报导较少，1985 年 Kennedy J. F 等人做了通过酶法改变麦芽糊精的结构来达到特定目的的报导8。1989 年 Floor M 等人对麦芽糊精通过钨-H 2O2 氧化化学改性，介绍了以马铃薯为原料生产的麦芽糊精和钨-H 2O2 反应生成氧化麦芽糊精的方法和氧化麦芽糊精的特点。1994 年孙晓云等报导了糊精的梭甲基化学改性，经扫描电镜观察其形态结构与未变性前有着明显差别，梭甲基化后改变了麦芽糊精流动性差的缺点 20。2001 年 Lumdubwong N , Seib P A 等人以二偏磷酸钠交联麦芽糊精，改善了糊精的溶解性与粘性 21。Wang YaJane 等人采用化学改性的方法制备了抗性糊 22，后来研究者发现该类产品不仅具有膳食纤维的生理功能，还改善了
