69-79-4 / 麦芽糖

麦芽糖
【背景及概述】[1][2][3]
糖类多是由多缩戊糖和淀粉经水解制成的，多缩戊糖水解后成五碳糖，如木 糖、来苏糖、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。糖又分单糖、双糖、三糖和低聚糖。蔗糖为双糖，麦芽糖多为双糖，也有三糖。蔗糖分解后为一个（D-）果糖和一个 D（+）葡萄糖，而麦牙糖分解后为两个分子的 D（+）葡萄糖。
麦芽糖是麦芽二糖的简称，又称为D-麦芽糖、饴糖。由两分子α-D-葡萄糖通过α-1，4糖苷键连接、缩合、脱水而成的二糖。分子内还有一个游离的半缩醛羟基，属于还原糖，像葡萄糖一样能使多伦试剂及斐林试剂呈正性反应。以这种 α-1，4-苷键方式连接起来成为一个长链的，即称为直链淀粉，分子量平均为2～20万。α-葡萄糖以1，4-苷键连接成的麦芽糖再进一步利用1，6-苷键连接成所得的淀粉称为支链淀粉，是水溶性的，在淀粉中占 70～90%，分子量为100～600万。用无机酸水解先制成糊精，继而即得麦芽糖。该糖类在自然界分布较少，多存在于萌发的麦芽中。一分子麦芽糖进一步分解可得到两分子葡萄糖。麦芽糖的甜度约为蔗糖一半，但是味道爽口，不刺激胃黏膜，是营养价值最高的糖类之一。我国劳动人民早在商朝就已能制取饴糖。麦芽糖传统工艺是利用麦芽汁内的水解酶来降解糯米或碎米中的淀粉，得到糊精和麦芽糖的混合物，也就是饴糖，麦芽糖是饴糖中的主要成分。新型的生产方法为利用淀粉酶直接作用淀粉，加酒精除去糊精即可。麦芽糖在动物消化道中，能水解成葡萄糖。面粉和水搅拌成面团发酵时，面团中也含有由淀粉酶水解淀粉所产生的麦芽糖；甘薯在蒸煮或烘烤过程中，也有酶解作用产生大量麦芽糖。麦芽糖为还原糖，易于发生美拉德反应，使烘焙产品产生焦黄颜色；可以被酵母利用作为发酵的能量。
麦芽糖是廉价营养食品，易消化，并能为动物所代谢，是甜食品的辅助剂，常用在炒米糖、芝麻糖中作为配料和胶粘剂，也可做糖尿病人的糖补充剂。中医认为，麦芽糖性温，具有补中益气、健脾养胃、温中止痛、润肺止咳等功能。小儿久咳而咳嗽少痰、痰粘而属于肺燥咳嗽者，可用麦芽糖与鲜红皮萝卜块拌和，放置一天，溶成糖水后饮服。若身体虚弱，消化吸收不好，又常胃脘部隐隐作痛，可用麦芽糖与蜂蜜等量兑服。
【概况】
通用名称：麦芽糖
英文名称：maltose
化学名：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

【性状】[4][5]
麦芽糖是一种白色晶体，熔点为 160～165℃，熔化时有粘性。甜度不如蔗糖。有旋光性，其水溶液有变旋光现象。溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚，有还原性。
麦芽糖的未成苷部分有α-与β-两种形式，在水溶液中，存在环状半缩醛与开链结构的互变平衡，属于还原糖，可水解为葡萄糖：

【制备】
以淀粉为原料生产麦芽糖：按照糖化方式的不同可分为酸法、全酶法、酸酶法、酶酸法等。由于酶制剂反应条件温和、专一性强、催化效率高，酶法成为目前高纯度麦芽糖生产中最主要的方法 。
工艺流程：

1） 液化用酶：淀粉乳液化过程所使用的酶称为液化酶，最常用的是α一淀粉酶，来源于细菌，属于内切酶，酶活力强，液化速度快，水解从分子内部进行，水解中间地位的α- 1,4 糖苷键（先后次序没有一定），但不能切断α- 1,6 糖苷键，但能越过此键继续水解。作用产物以短链糊精为主，还有一定数量的葡萄糖，反应时间越长葡萄糖的生成量也越高，因此在生产中要严格控制液化时间。
2）糖化用酶：提高糖化液中麦芽糖的含量是高纯度麦芽糖浆生产中最重要的环节，糖化时所用酶的性能及组合方式决定了最终产物的纯度及成品的质量。目前糖化用的酶有β-淀粉酶、脱支酶（普鲁兰酶、异淀粉酶）、真菌 α-淀粉酶（Fungamyl酶）、Maltogenase（麦芽糖酶）、麦芽三糖酶等。
3）脱色：活性炭是制糖工业中常用的脱色剂之一，其脱色原理在于活性炭颗粒表面有大量的孔隙，能够吸附糖液中分子量大小和活性炭孔隙孔径相当的色素，由物理化学中固体吸附剂对溶液组分吸附的理论，活性炭的这种吸附作用可以用 Freundlich吸附公式来表示。活性炭的增加可以使麦芽糖脱色更加完全，但是其多孔结构吸附的颜色是有一定的饱和度的，也就是说，当达到饱和度后，即使增加活性炭的用量，脱色率也不会增加，还会吸附糖液，造成不必要的损失，最佳活性炭用量是麦芽糖液干物质质量的2. 0%。
【用途】[8][9][10]
1.食品领域
麦芽糖用途广泛，用于食品行业的各个领域，固体食品、液体食品、冷冻食 品、胶体食品（如果冻）等。
麦芽糖浆在食品中不仅是甜味剂，而且是添加剂、保鲜剂、保湿剂。麦芽糖 浆中含有大量糊精，具有良好的抗结晶性，在冷冻食品中也不会有晶体析出，还 有防止其它糖产生结晶的效果，这样就可以在生产果酱和果冻时防止蔗糖的结 晶析出，延长食品的保存期。麦芽糖浆具有良好的发酵性，故也大量用于面包、糕点、啤酒的制造。麦芽糖浆有防止淀粉凝沉和老化作用，可以增加果冻、果酱和加淀粉的罐头的保质期。麦芽糖浆甜度低，吸湿性低，保湿性高，具有一分子 结晶水的麦芽糖非常稳定，增加了食品的保湿性。在糕点中加人麦芽糖浆，可使 糕点新鲜可口，但当麦芽糖吸收了 6 %-12 % 的水份后，就不再吸水，也不释水，这种特性能使食品抑脱水和防止食品的老化，使食品长期处于棉软、湿润、新鲜、可口，增加食品的货架期。
麦芽糖对酸和热均比较稳定，在pH3和120 ℃加热90 min几乎不分解，熬糖温度可达16 0℃，加热时不易发生美拉特反应而变色，故在常温下不会因麦芽 糖的分解而引起食品的变质、变味。高麦芽糖浆在糖果工业中可代替酸水解的淀粉糖浆，不仅制品口味温和，甜度适中，产品不易变色，而且硬糖具有良好的透 明度，有较好的抗砂抗烽性，从而可延长保存期。高麦芽糖浆因绝少含有蛋白质、氨基酸等可与糖类发生美拉特反应的物质，故热稳定性好，在制造糖果时比怡糖更适合于用真空薄膜法、熬制糖和浇铸成型。
当前，在食品工业中高麦芽糖浆主要用途是制造糖果及果冻、糕点、饮料等 产品。有关研究表明，高麦芽糖浆的利用正向两个方面发展：一是制备常法贮存 条件下不发生结晶的固形物含量达 80%的超高麦芽糖浆；二是制造纯麦芽糖。
2.医药领域
在医药上用纯麦芽糖输液滴注静脉时，血糖不会升高，适合于糖尿病人补充营养。麦芽糖在人体代谢中不需胰岛素就能被吸收，是糖尿病患者的营养剂和辅助冶疗剂，也是糖尿病患者的保健性食品和功能性食品的甜味剂。麦芽糖还是制造麦芽酮糖和低聚异麦芽糖果的原料，后两者对肠道中有益人体的双歧乳酸杆菌 的繁殖有促进作用，是很好的功能性食品，所以麦芽糖在医药上有独特的功效。
3.不同用途麦芽糖的组分及糖化用酶制剂

1）植脂末等食用乳化剂：主要应用于罐头类，如果冻、果酱；乳制品类，如植脂末、咖啡伴侣和冰淇淋等行业。
2）豆奶粉等食用乳化剂：以麦芽糖和麦芽三糖为主要成分，主要用于豆奶粉、果汁饮料、速溶奶茶、蛋黄粉、面包和雪糕等行业。
3）糖果加工用麦芽糖浆：主要含葡萄糖、麦芽糖和麦芽三糖，可广泛应用于硬糖、软糖和巧克力糖等糖果加工，高蛋白饮料和冷饮等饮料加工，饼干、月饼和蛋糕等食品加工，是麦芽糖浆中应用范围最广的一种。
4）啤酒用糖浆A、B型：用于啤酒酿造，保证啤酒口味和稳定性。
5）低聚异麦芽糖用麦芽糖浆：具有良好的保健功能，是淀粉深加工中一种高附加值的产品，可广泛应用在保健品、乳制品、饮料、烘焙和饲料等行业。
6）麦芽糖醇含量≥50%用麦芽糖浆：甜度与蔗糖相当，还有许多特点如不升高血糖，是糖尿病患者理想的甜味剂；非发酵性，可防止蛀牙低热值可防止发胖；黏度大，可做增稠剂；耐热、耐酸性好，可做稳定剂；促进钙的吸收，这些特点使其广泛应用于食品和化工等领域，如饮料、饼干、酱菜、糖果、卷烟和合成树脂等。
4. 麦芽糖生物合成海藻糖：海藻糖是由两分子葡萄糖通过α-1,1糖苷键连结的非还原性双糖，它对生物体和生物大分子具有非特异性的保护作用。在细菌中发现了合成海藻糖的两类新酶系，一类是海藻糖合酶，以麦芽糖为底物将其α-1,4糖苷键转化为α-1,1糖苷键生成海藻糖：

另一类是低聚麦芽糖基海藻糖生成酶和低聚麦芽糖基海藻糖水解酶，可联合作用于淀粉直接转化为海藻糖：

【主要参考资料】
[1] 张守文 主编.中华烘焙食品大辞典•原辅料及食品添加剂分册.北京：中国轻工业出版社.
[2] 沈连生,李森,沉静 编著.儿童保健食物医疗.北京：中国林业出版社.1989.
[3] 袁运开,顾明远 主编.科学技术社会辞典•化学.杭州：浙江教育出版社.1992.
[4] 张堂恒 主编.中国茶学辞典.上海：上海科学技术出版社.1995.第328页.
[5] 吴永仁 主编.中国中学教学百科全书•化学卷.沈阳：沈阳出版社.1990.
[6] 徐丽霞等. 淀粉酶在麦芽糖生产中的应用. 中国甜菜糖业.2007,4:29-31.
[7] 赵燕等. 麦芽糖的粉末活性炭脱色研究. 中国食品添加剂.2007,118-121,95.
[8] 任鸿均. 有发展前景的麦芽糖和麦芽糖醇. 适用技术.2002,2:18-22.
[9] 王亮亮等. 麦芽糖的市场需求及生产用酶方法.食品工程.2012.125-129.
[10] 刘建龙等. 麦芽糖生物合成海藻糖的途径及合成条件的研究. 食品工业科技.2006,27(5):161-163.