麦芽糊精的性质与应用

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[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。

1.3 工艺流程[5]

α淀粉酶

大米清理除杂磨粉调浆（pH6.2~pH6.4）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，在溶液浓度50%(w/w)中，会产生沉淀。Gidley和Stisuthep[9]发现直链糖DP值至少8或9以上才会发生沉淀。Johnson和Stisuthep[10]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100mPa·s，而在浓度增加到40%时，粘度增加到780mPa·s，而马铃薯、玉米麦芽糊精的粘度没有这种突变。

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(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[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3~5时,可产生脂肪的质构和口感，通常用作沙拉、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