69-79-4 / 麥芽糖

麥芽糖
【背景及概述】[1][2][3]
糖類多是由多縮戊糖和淀粉經(jīng)水解制成的，多縮戊糖水解后成五碳糖，如木 糖、來蘇糖、核糖、阿拉伯糖等；淀粉水解后成六碳糖，如葡萄糖、甘露糖、山梨糖等。糖又分單糖、雙糖、三糖和低聚糖。蔗糖為雙糖，麥芽糖多為雙糖，也有三糖。蔗糖分解后為一個（D-）果糖和一個 D（+）葡萄糖，而麥牙糖分解后為兩個分子的 D（+）葡萄糖。
麥芽糖是麥芽二糖的簡稱，又稱為D-麥芽糖、飴糖。由兩分子α-D-葡萄糖通過α-1，4糖苷鍵連接、縮合、脫水而成的二糖。分子內(nèi)還有一個游離的半縮醛羥基，屬于還原糖，像葡萄糖一樣能使多倫試劑及斐林試劑呈正性反應。以這種 α-1，4-苷鍵方式連接起來成為一個長鏈的，即稱為直鏈淀粉，分子量平均為2～20萬。α-葡萄糖以1，4-苷鍵連接成的麥芽糖再進一步利用1，6-苷鍵連接成所得的淀粉稱為支鏈淀粉，是水溶性的，在淀粉中占 70～90%，分子量為100～600萬。用無機酸水解先制成糊精，繼而即得麥芽糖。該糖類在自然界分布較少，多存在于萌發(fā)的麥芽中。一分子麥芽糖進一步分解可得到兩分子葡萄糖。麥芽糖的甜度約為蔗糖一半，但是味道爽口，不刺激胃黏膜，是營養(yǎng)價值最高的糖類之一。我國勞動人民早在商朝就已能制取飴糖。麥芽糖傳統(tǒng)工藝是利用麥芽汁內(nèi)的水解酶來降解糯米或碎米中的淀粉，得到糊精和麥芽糖的混合物，也就是飴糖，麥芽糖是飴糖中的主要成分。新型的生產(chǎn)方法為利用淀粉酶直接作用淀粉，加酒精除去糊精即可。麥芽糖在動物消化道中，能水解成葡萄糖。面粉和水攪拌成面團發(fā)酵時，面團中也含有由淀粉酶水解淀粉所產(chǎn)生的麥芽糖；甘薯在蒸煮或烘烤過程中，也有酶解作用產(chǎn)生大量麥芽糖。麥芽糖為還原糖，易于發(fā)生美拉德反應，使烘焙產(chǎn)品產(chǎn)生焦黃顏色；可以被酵母利用作為發(fā)酵的能量。
麥芽糖是廉價營養(yǎng)食品，易消化，并能為動物所代謝，是甜食品的輔助劑，常用在炒米糖、芝麻糖中作為配料和膠粘劑，也可做糖尿病人的糖補充劑。中醫(yī)認為，麥芽糖性溫，具有補中益氣、健脾養(yǎng)胃、溫中止痛、潤肺止咳等功能。小兒久咳而咳嗽少痰、痰粘而屬于肺燥咳嗽者，可用麥芽糖與鮮紅皮蘿卜塊拌和，放置一天，溶成糖水后飲服。若身體虛弱，消化吸收不好，又常胃脘部隱隱作痛，可用麥芽糖與蜂蜜等量兌服。
【概況】
通用名稱：麥芽糖
英文名稱：maltose
化學名：4-O-alpha-D-吡喃葡糖基-D-葡萄糖
Cas No：69-79-4
分子量：342.3
分子式：C12H22O11

【性狀】[4][5]
麥芽糖是一種白色晶體，熔點為 160～165℃，熔化時有粘性。甜度不如蔗糖。有旋光性，其水溶液有變旋光現(xiàn)象。溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，有還原性。
麥芽糖的未成苷部分有α-與β-兩種形式，在水溶液中，存在環(huán)狀半縮醛與開鏈結構的互變平衡，屬于還原糖，可水解為葡萄糖：

【制備】
以淀粉為原料生產(chǎn)麥芽糖：按照糖化方式的不同可分為酸法、全酶法、酸酶法、酶酸法等。由于酶制劑反應條件溫和、專一性強、催化效率高，酶法成為目前高純度麥芽糖生產(chǎn)中最主要的方法 。
工藝流程：

1） 液化用酶：淀粉乳液化過程所使用的酶稱為液化酶，最常用的是α一淀粉酶，來源于細菌，屬于內(nèi)切酶，酶活力強，液化速度快，水解從分子內(nèi)部進行，水解中間地位的α- 1,4 糖苷鍵（先后次序沒有一定），但不能切斷α- 1,6 糖苷鍵，但能越過此鍵繼續(xù)水解。作用產(chǎn)物以短鏈糊精為主，還有一定數(shù)量的葡萄糖，反應時間越長葡萄糖的生成量也越高，因此在生產(chǎn)中要嚴格控制液化時間。
2）糖化用酶：提高糖化液中麥芽糖的含量是高純度麥芽糖漿生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)，糖化時所用酶的性能及組合方式?jīng)Q定了最終產(chǎn)物的純度及成品的質量。目前糖化用的酶有β-淀粉酶、脫支酶（普魯蘭酶、異淀粉酶）、真菌 α-淀粉酶（Fungamyl酶）、Maltogenase（麥芽糖酶）、麥芽三糖酶等。
3）脫色：活性炭是制糖工業(yè)中常用的脫色劑之一，其脫色原理在于活性炭顆粒表面有大量的孔隙，能夠吸附糖液中分子量大小和活性炭孔隙孔徑相當?shù)纳?，由物理化學中固體吸附劑對溶液組分吸附的理論，活性炭的這種吸附作用可以用 Freundlich吸附公式來表示?；钚蕴康脑黾涌梢允果溠刻敲撋油耆?，但是其多孔結構吸附的顏色是有一定的飽和度的，也就是說，當達到飽和度后，即使增加活性炭的用量，脫色率也不會增加，還會吸附糖液，造成不必要的損失，最佳活性炭用量是麥芽糖液干物質質量的2. 0%。
【用途】[8][9][10]
1.食品領域
麥芽糖用途廣泛，用于食品行業(yè)的各個領域，固體食品、液體食品、冷凍食 品、膠體食品（如果凍）等。
麥芽糖漿在食品中不僅是甜味劑，而且是添加劑、保鮮劑、保濕劑。麥芽糖 漿中含有大量糊精，具有良好的抗結晶性，在冷凍食品中也不會有晶體析出，還 有防止其它糖產(chǎn)生結晶的效果，這樣就可以在生產(chǎn)果醬和果凍時防止蔗糖的結 晶析出，延長食品的保存期。麥芽糖漿具有良好的發(fā)酵性，故也大量用于面包、糕點、啤酒的制造。麥芽糖漿有防止淀粉凝沉和老化作用，可以增加果凍、果醬和加淀粉的罐頭的保質期。麥芽糖漿甜度低，吸濕性低，保濕性高，具有一分子 結晶水的麥芽糖非常穩(wěn)定，增加了食品的保濕性。在糕點中加人麥芽糖漿，可使 糕點新鮮可口，但當麥芽糖吸收了 6 %-12 % 的水份后，就不再吸水，也不釋水，這種特性能使食品抑脫水和防止食品的老化，使食品長期處于棉軟、濕潤、新鮮、可口，增加食品的貨架期。
麥芽糖對酸和熱均比較穩(wěn)定，在pH3和120 ℃加熱90 min幾乎不分解，熬糖溫度可達16 0℃，加熱時不易發(fā)生美拉特反應而變色，故在常溫下不會因麥芽 糖的分解而引起食品的變質、變味。高麥芽糖漿在糖果工業(yè)中可代替酸水解的淀粉糖漿，不僅制品口味溫和，甜度適中，產(chǎn)品不易變色，而且硬糖具有良好的透 明度，有較好的抗砂抗烽性，從而可延長保存期。高麥芽糖漿因絕少含有蛋白質、氨基酸等可與糖類發(fā)生美拉特反應的物質，故熱穩(wěn)定性好，在制造糖果時比怡糖更適合于用真空薄膜法、熬制糖和澆鑄成型。
當前，在食品工業(yè)中高麥芽糖漿主要用途是制造糖果及果凍、糕點、飲料等 產(chǎn)品。有關研究表明，高麥芽糖漿的利用正向兩個方面發(fā)展：一是制備常法貯存 條件下不發(fā)生結晶的固形物含量達 80%的超高麥芽糖漿；二是制造純麥芽糖。
2.醫(yī)藥領域
在醫(yī)藥上用純麥芽糖輸液滴注靜脈時，血糖不會升高，適合于糖尿病人補充營養(yǎng)。麥芽糖在人體代謝中不需胰島素就能被吸收，是糖尿病患者的營養(yǎng)劑和輔助冶療劑，也是糖尿病患者的保健性食品和功能性食品的甜味劑。麥芽糖還是制造麥芽酮糖和低聚異麥芽糖果的原料，后兩者對腸道中有益人體的雙歧乳酸桿菌 的繁殖有促進作用，是很好的功能性食品，所以麥芽糖在醫(yī)藥上有獨特的功效。
3.不同用途麥芽糖的組分及糖化用酶制劑

1）植脂末等食用乳化劑：主要應用于罐頭類，如果凍、果醬；乳制品類，如植脂末、咖啡伴侶和冰淇淋等行業(yè)。
2）豆奶粉等食用乳化劑：以麥芽糖和麥芽三糖為主要成分，主要用于豆奶粉、果汁飲料、速溶奶茶、蛋黃粉、面包和雪糕等行業(yè)。
3）糖果加工用麥芽糖漿：主要含葡萄糖、麥芽糖和麥芽三糖，可廣泛應用于硬糖、軟糖和巧克力糖等糖果加工，高蛋白飲料和冷飲等飲料加工，餅干、月餅和蛋糕等食品加工，是麥芽糖漿中應用范圍最廣的一種。
4）啤酒用糖漿A、B型：用于啤酒釀造，保證啤酒口味和穩(wěn)定性。
5）低聚異麥芽糖用麥芽糖漿：具有良好的保健功能，是淀粉深加工中一種高附加值的產(chǎn)品，可廣泛應用在保健品、乳制品、飲料、烘焙和飼料等行業(yè)。
6）麥芽糖醇含量≥50%用麥芽糖漿：甜度與蔗糖相當，還有許多特點如不升高血糖，是糖尿病患者理想的甜味劑；非發(fā)酵性，可防止蛀牙低熱值可防止發(fā)胖；黏度大，可做增稠劑；耐熱、耐酸性好，可做穩(wěn)定劑；促進鈣的吸收，這些特點使其廣泛應用于食品和化工等領域，如飲料、餅干、醬菜、糖果、卷煙和合成樹脂等。
4. 麥芽糖生物合成海藻糖：海藻糖是由兩分子葡萄糖通過α-1,1糖苷鍵連結的非還原性雙糖，它對生物體和生物大分子具有非特異性的保護作用。在細菌中發(fā)現(xiàn)了合成海藻糖的兩類新酶系，一類是海藻糖合酶，以麥芽糖為底物將其α-1,4糖苷鍵轉化為α-1,1糖苷鍵生成海藻糖：

另一類是低聚麥芽糖基海藻糖生成酶和低聚麥芽糖基海藻糖水解酶，可聯(lián)合作用于淀粉直接轉化為海藻糖：

【主要參考資料】
[1] 張守文 主編.中華烘焙食品大辭典•原輔料及食品添加劑分冊.北京：中國輕工業(yè)出版社.
[2] 沈連生,李森,沉靜 編著.兒童保健食物醫(yī)療.北京：中國林業(yè)出版社.1989.
[3] 袁運開,顧明遠 主編.科學技術社會辭典•化學.杭州：浙江教育出版社.1992.
[4] 張?zhí)煤?主編.中國茶學辭典.上海：上?？茖W技術出版社.1995.第328頁.
[5] 吳永仁 主編.中國中學教學百科全書•化學卷.沈陽：沈陽出版社.1990.
[6] 徐麗霞等. 淀粉酶在麥芽糖生產(chǎn)中的應用. 中國甜菜糖業(yè).2007,4:29-31.
[7] 趙燕等. 麥芽糖的粉末活性炭脫色研究. 中國食品添加劑.2007,118-121,95.
[8] 任鴻均. 有發(fā)展前景的麥芽糖和麥芽糖醇. 適用技術.2002,2:18-22.
[9] 王亮亮等. 麥芽糖的市場需求及生產(chǎn)用酶方法.食品工程.2012.125-129.
[10] 劉建龍等. 麥芽糖生物合成海藻糖的途徑及合成條件的研究. 食品工業(yè)科技.2006,27(5):161-163.