【背景及概況】^[1][2][3]

淀粉通過熱、酸或特異性的酶處理時可產(chǎn)生一大類主要由D-葡萄糖、麥芽糖、麥芽二糖、三糖等一系列低聚糖和多糖組成的降解產(chǎn)物。由于降解過程中還原端基的增加，其降解程度可以用 DE值（還原糖當(dāng)量）表示。因此，高DE值的降解產(chǎn)物比低 DE值的降解產(chǎn)物水解程度大。從理論上講，純淀粉的DE值為0，而葡萄糖的DE值為100。麥芽糊精為DE值小于20的淀粉水解產(chǎn)物。它介于淀粉和淀粉糖之間，是一種沒有任何味道的營養(yǎng)性多糖，可以是白色粉末，也可以是濃縮液體。早在上世紀(jì)50年代，人們便開始研究麥芽糊精。研究將由α-1，4-糖苷鍵連接而成的低聚糖稱為麥芽糊精。1957年，美國玉米工業(yè)研究基金會 將麥芽糊精定義為玉米淀粉的不完全水解產(chǎn)物。現(xiàn)在公認的麥芽糊精的定義由FDA于1983年提出，已不局限于玉米淀粉的水解產(chǎn)物，屬于多糖類型的大分子替代劑，被廣泛用于醫(yī)藥、食品、紡織行業(yè)。

麥芽糊精的流動性良好，無色，無淀粉和其它異臭味，不甜或者甜味極弱。用量比例很高時，也不會掩蓋產(chǎn)品原有食品的風(fēng)味和香味，是一種優(yōu)良的的載體。麥芽糊精易溶于水，黏性適度，品成型和調(diào)整產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)的作用，其吸潮性低，不易結(jié)團，成模性也好，既能防止產(chǎn)品變形又可改善外觀。麥芽糊精有較好的耐酸鹽和耐熱性，不易褐變，在人體內(nèi)的消化吸收好，可作為兒童病人及運動員的食品原料。由于麥芽糊精具有許多優(yōu)良特性，因此，近年來在食品工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，是理想的食品基礎(chǔ)原料，促進了食品工業(yè)的發(fā)展。

【結(jié)構(gòu)】^[1]

作為一種淀粉降解產(chǎn)物，麥芽糊精含有線性和支鏈兩種降解產(chǎn)物。一般認為麥芽糊精是一類 D-葡萄糖的聚合物，其中每個α-D呋喃葡萄糖殘基由α-1,4糖苷鍵相連形成線性長鏈，同時也有少許 α-1,6分支點形成的支鏈。

DE值是測定脫水α-D葡萄糖單位，即還原端的數(shù)量。因此，從理論上講，DE值為5的麥芽糊精分子是由20個葡萄糖單位組成的聚合物。

【性狀】^[2]

麥芽糊精粉一般為白色粉末，隨轉(zhuǎn)化程度不同有時稍帶黃色，不甜或微甜，無異味，發(fā)酵性低，耐熬溫高，易溶于水，在一定條件下，可以和水生成凝膠，較似脂肪，也能與油混溶，得乳白色分散體系。麥芽糊精的性狀與 DE 值有直接的關(guān)系，麥芽糊精的 DE 值在 4~6 時，其糖組成全部是四糖以上的較大分子。DE 值在 9 ~12 時，其糖組成是低分子糖類的比例較少，而高分子糖類較多。因此，此產(chǎn)品無甜味，不易受潮，難以褐變。在食品中使用,能提高食品的觸感，并產(chǎn)生較強黏性。DE 值在 13~17 時，其甜度較低，不易受潮，還原糖比例較低，難以褐變?nèi)芙庑暂^好。用于食品中，能產(chǎn)生適應(yīng)的黏度。DE 值在 18 ~20時，稍有甜味，有一定的吸潮性，還原糖比利適當(dāng)，能發(fā)生褐變反應(yīng)，溶解性良好，在食品中使用不會產(chǎn)生提高黏度的效果。

【理化性質(zhì)】^[2][5]

1. 穩(wěn)定性

麥芽糊精一般通過噴霧干燥使其成為干樣，從而有利于保藏，提高貨架期。在一些應(yīng)用上，溶解的麥芽糊精要求長期保藏而沒有出現(xiàn)任何沉淀。主要包含DP值11以上低聚糖的麥芽糊精，在溶液濃度 50%(w/w)中，會產(chǎn)生沉淀；直鏈糖DP 值至少8或9以上才會發(fā)生沉淀；直鏈糖聚合度超過7，相對于小分子糖，它們只能夠有限度的溶解。

2. 粘度

在一定溫度下，一定濃度的大米麥芽糊精的粘度隨溫度增加而減小，與馬鈴薯和玉米麥芽糊精相比，隨溫度增加而減小的幅度比較大。而一定溫度下，粘度隨濃度的增加而增加，但當(dāng)濃度從 30%增加到 40%時，粘度發(fā)生了突變，如水溶液小于 30%時（25℃），粘度小于 100m Pa·s，而在濃度增加到 40%時，粘度增加到780m Pa·s，而馬鈴薯、玉米麥芽糊精的粘度沒有這種突變。

3. 渾濁度

淀粉中直鏈淀粉的含量和淀粉的分解液化方式都影響麥芽糊精溶液的渾濁度。直鏈淀粉含量高，會表現(xiàn)出老化的趨勢，從而促使溶液渾濁。酸制麥芽糊精都比酶制的渾濁，是因為用酸分解淀粉不均勻，麥芽糊精中含有大量大聚合物分子。但是，不同 DE 值的麥芽糊精表現(xiàn)出較高差異的渾濁度，因此渾濁度和DE值無任何直接關(guān)系。

4. 凝膠特性

DE值小于 20 的淀粉分解產(chǎn)物，其水溶液中存有足夠多的長鏈聚合物抑制溶解，促進凝膠。許多研究者提出，低 DE 值(DE<5)麥牙糊精能形成柔軟的、可伸展的、熱可逆的凝膠，并且入口即溶，使產(chǎn)品具有類似脂肪的口感，這是麥芽糊精適用于脂肪替代品的關(guān)鍵的物理特性。麥芽糊精重現(xiàn)類脂肪口感大概是當(dāng)它形成凝膠的時候，三圍網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)將一定量的水吸收在里面。在溶膠階段，麥芽糊精與水結(jié)合并且膨潤，長的螺旋結(jié)構(gòu)被一些短的，無序區(qū)干擾。高濃度的雙螺旋分子聚集，接著形成結(jié)晶域。因此，麥芽糊精中有一大部分平均長度足夠長的構(gòu)成熱不可逆膠。溶解的直鏈淀粉和足夠多的支鏈淀粉中的直鏈和分支禍合形成凝膠。

5. 吸潮性

麥芽糊精的溶解度低于砂糖和葡萄糖，但水化力較強，一旦吸收水分后，保水分的能力較強。這是麥芽糊精很重要的一種特性，在使用中我們將會經(jīng)常利用這一特性。將各種麥芽糊精的吸潮性和粉末飴糖、淀粉作比較。在相對濕度65%以下環(huán)境下，其DE值6%、10%的產(chǎn)品能保持具有流動性的粉末狀態(tài)。DE值6%、DE值10%，DE值18%的產(chǎn)品分別在相對濕度80%～85%，65%～5%，55%～60%時開始粘結(jié)。

6. 顯色反應(yīng)

不同DE值的麥芽糊精與碘液反應(yīng)呈現(xiàn)不同的顏色，根據(jù)這種碘反應(yīng)特性人們給與了水解程度不同的麥芽糊精不同的稱謂：1）淀粉糊精。遇碘反應(yīng)時呈紫藍色，可溶于25%酒精內(nèi)，在酒精濃度40%時即沉淀，其聚合度為30以上；2）顯紅糊精，遇碘反應(yīng)時呈棕紅色，可溶于55%的酒精內(nèi)，在酒精濃度65%時即沉淀，其聚合度為7～13；3）消色糊精，遇碘反應(yīng)時不顯色，可溶于70%酒精內(nèi)，其聚合度為4～6。

【生產(chǎn)工藝】^[2]

最早的商品化麥芽糊精是由美國玉米公司于 1959 年生產(chǎn)的 Frodex 15，后來稱為 Lo-Dex 15。因為甜度不高，主要用在控制產(chǎn)品中的蔗糖用量上。早期的麥芽糊精生產(chǎn)，按照作用機理來分，分為酸法和酶法兩種；按照工藝流程來分，有單階段加工工藝和雙階段加工工藝。

1. 單階段法：

2. 雙階段法：

雙階段法的優(yōu)點在于可以精確控制產(chǎn)品的 DE 值，因為發(fā)現(xiàn)液化后產(chǎn)品酶解時，DE 值與作用時間在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系。但也有研究表明，第二階段的高溫滅酶處理會導(dǎo)致副反應(yīng)的增加，影響產(chǎn)品質(zhì)量；同時由于設(shè)備的增加也導(dǎo)致費用的增加和操作的復(fù)雜性，可能弊大于利。故采用單階段還是雙階段工藝往往取決于原料的性質(zhì)。一般而言，對于較易處理的淀粉原料可選用單階段工藝。而對于含有蛋白質(zhì)、脂肪等其它成分的粗糧則采用雙階段法。

麥芽糊精的生產(chǎn)，無論是酸法還是酶法，第一步糊化是必不可少的。因為淀粉顆粒中結(jié)晶區(qū)的存在阻止了酸和酶的進一步作用。糊化是在加熱條件下使淀粉顆粒充分吸水膨脹，從有序狀態(tài)轉(zhuǎn)為無序狀態(tài)。糊化過程包括：顆粒結(jié)晶度的損失、熱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，對于某種淀粉而言只有在某一溫度以上才能糊化，因此淀粉糊化的程度主要與溫度有關(guān)。而淀粉糊化活化能比一般擴散活化能大得多，水分在淀粉顆粒內(nèi)擴散速率的影響可以忽略，因此糊化速率主要由淀粉組分與水的反應(yīng)速率或結(jié)構(gòu)的變形速率所控制。實踐證明，淀粉的糊化程度與酶解反應(yīng)的均勻性密切相關(guān)。

【應(yīng)用】^[1][2][5][6]

麥芽糊精具有許多獨特的功能性，在食品工業(yè)中廣泛應(yīng)用。它無色無味可溶于水，廣泛應(yīng)用于焙烤、飲料、糖果、調(diào)味料、肉制品及冷凍制品等，以降低產(chǎn)品的甜度、抑制冰晶生長、替代脂肪及改變質(zhì)構(gòu)等，還可以作為噴霧助劑或干燥載體等，是市場前景較好且具有高附加值的玉米深加工產(chǎn)品之一。

1. 在糖果工業(yè)中的應(yīng)用

由于麥芽糊精改變了原淀粉的水溶性，在一定條件下與水生成凝膠的組織象脂，故可用過于糖果生產(chǎn)。麥芽糊精可增加糖果的韌性，防止返砂和烊化，改善結(jié)構(gòu)，麥芽糊精可降低糖果甜度，減少牙病，降低粘牙現(xiàn)象，改善風(fēng)味，預(yù)防潮解，延長保質(zhì)期，麥芽糊精還可增加糖果的白度，這是由于麥芽糊精水解程度低，單、雙糖含量少，熬糖過程中不參與美拉德反應(yīng)和焦糖化作用。如蛋白糖中加入麥芽糊精，可使生產(chǎn)出的蛋白糖入口易于溶化，嚼時有彈性，味道良好，組織細膩，結(jié)構(gòu)疏松，比重較輕，平均含水量5%～9%；硬糖中添加麥芽糊精，使產(chǎn)品含6%的水分時不發(fā)生粘結(jié)、潮解或結(jié)晶，純砂糖及糖漿制成的硬糖則含水量1%以下才不會變質(zhì)。奶糖中添加麥芽糊精，可解決奶糖粘牙現(xiàn)象，提高奶糖水分含量，從而改變品質(zhì)，降低成本。麥芽糊精還對巧克力“結(jié)霜”有一定的預(yù)防作用。

2. 在飲料工業(yè)中的應(yīng)用

麥芽糊精用于果珍太空飲料、必是奶茶、維維豆奶、雀巢咖啡伴侶、速溶檸檬茶、力多精奶粉、珍珠濃縮液、麥?zhǔn)习閭H等產(chǎn)品中，其獨特的性能，加上合理調(diào)配，突出了原有的天然風(fēng)味，減少了營養(yǎng)損失，改善了口感，大大地提高了產(chǎn)品的附加值。傳統(tǒng)的冰淇淋粉是以牛奶、雞蛋、淀粉等原料制成。生產(chǎn)成本高，而且有明顯的蛋腥味、淀粉味，生產(chǎn)銷售均受到一定的限制?，F(xiàn)以麥芽糊精為主體，配以適量的輔料制得了新型冰淇淋粉及花色軟質(zhì)冰淇淋。

3. 在嬰兒食品中的應(yīng)用

嬰兒是特殊的人群，嬰兒食品要求富營養(yǎng)易消化，麥芽糊精恰是這種理想的基料。因此在已通過國家技術(shù)鑒定的由中國乳品工業(yè)發(fā)展中心研制完成的《嬰兒配方奶粉Ⅲ》的配方中，明確提出了麥芽糊精是該產(chǎn)品重要的基礎(chǔ)原料之一。

4. 在糕點類食品中的應(yīng)用

麥芽糊精可使蛋糕餅干造型飽滿，表面光滑，色澤清亮，外觀效果好，產(chǎn)品香脆可口，甜味適中，入口不粘牙，不留渣，次品少，貨架期延長。麥芽糊精經(jīng)過處理會轉(zhuǎn)化成與脂肪相似的熱可塑凝膠，在制造某些蛋糕時，可取代脂肪，降低蛋糕的脂肪含量，麥芽糊精對于裝飾用的蛋白甜餅還具有穩(wěn)定作用。

5. 水果貯藏保鮮中的應(yīng)用

以麥芽糊精為主要原料來制成水果保鮮劑，噴灑在水果上，可在水果表面可形成一層半透膜，可選擇性地控制氧、二氧化碳和水蒸氣的滲透，延緩其采后生理活動，另外也限制了昆蟲和微生物的入侵而不影響水果的衛(wèi)生安全和化學(xué)成分的變化，能延長水果的成熟期。

6. 麥芽糊精在食品工業(yè)中的用途及用量參

7. 在造紙行業(yè)上的應(yīng)用

麥芽糊精具有較高的流動性及較強的粘合力，在國外已將其應(yīng)用于造紙行業(yè)中，作表面施膠劑和涂布涂料的粘合劑，國內(nèi)有的造紙廠已將其應(yīng)用于銅板紙的生產(chǎn)上，據(jù)多次實用結(jié)果表明：麥芽糊精對漿種沒有選擇性，流動性好，透明度強，用于表面施膠時，不但吸附在紙面纖維上，同時也向紙內(nèi)滲透，提高了纖維間的粘合力，改善了外觀物理性能，用它代替先前使用的干酪素或聚乙烯醇，可以顯著降低生產(chǎn)成本和能耗。

8. 醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用

作為一種重要的藥用輔料，麥芽糊精具有賦型、充當(dāng)載體、提高穩(wěn)定性、緩控釋等作用。國內(nèi)外對麥芽糊精在各種制劑中的應(yīng)用進行了深入研究。專利CN1735349A（含支鏈麥芽糊精作為造粒粘結(jié)劑的應(yīng)用）研究了具有15-35%的1-6個葡萄糖苷鏈，少于20%的還原糖，多分子性指數(shù)小于5，數(shù)均分子量至多為4500克/摩爾的麥芽糊精作為活性物質(zhì)造粒粘結(jié)劑的應(yīng)用，該類型麥芽糊精在多種含有不同藥物活性成分的體系中表現(xiàn)良好。有研究考察了麥芽糊精在片劑包衣中的作用。添加麥芽糊精的包衣不易產(chǎn)生裂紋，使包衣色澤更加穩(wěn)定，能夠顯著改善包衣質(zhì)量；有研究公布了一種含有麥芽糊精的新的劑型，麥芽糊精具有緩釋藥物活性成分的作用。德國Fresenius  kabi公司開發(fā)的一款針對糖尿病和葡萄糖不耐癥患者的營養(yǎng)液添加了麥芽糊精，根據(jù)麥芽糊精獨特的功能，它的應(yīng)用范圍不限于上述領(lǐng)域。

【參考文獻】

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