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麦芽四糖——新型的低聚麦芽糖

2020-01-02 2198

随着人们健康意识的逐步提高,含有大量高甜度,高热量糖浆的食品正被越来越多的消费者所抛弃,进而转向具有甜度温和,热量低,有较高营养功效的食物。糖果、糕点以及果冻、果酱甚至饮料如果要进入国际市场,均需要一种甜度较低,既有营养又具保健作用的甜味料。1973年以来,人们发现某些链霉菌、枯草杆菌、假单胞菌能分泌一种专门的酶,把糊精转化为甜度较低的麦芽三糖、麦芽四糖、麦芽五塘、麦芽六塘以至麦芽十糖。后来又发现这些麦芽低聚糖对肠道内腐败菌有抑制作用,从而确定其具有保健作用。近年来麦芽低聚糖已被作为一种“功能性食品”被人们所接受。

麦芽四糖(G4,Maltotetraose)是由α-1, 4糖苷键连接的葡萄糖四聚体,一般是由麦芽四糖淀粉酶水解淀粉而来,属于低聚麦芽糖中的直链低聚麦芽糖,集营养、保健、食疗等功能于一体,被誉为最有希望的低聚麦芽糖。


糖的分子结构

麦芽四糖的特性

      麦芽四糖的甜度仅为蔗糖的20%,但粘度为蔗糖的5倍,是一种极好的食品添加剂。麦芽四糖对氨基酸引起的褐变反应(也称为美拉德反应)具有很高的稳定性,并且耐酸和耐热。另外,麦芽四糖还具有防止食品中蛋白质变性及保持速冻食品新鲜度等功能。同时,它还是很好的保健品,可作为“功能性食品”的原料,主要添加到家禽、家畜、鱼等饲料中,还可使用于养蜂、养蚕等。

表1 麦芽四糖的主要特性


类别

特性

甜度

蔗糖的20%,无糊精味,可做填充剂

粘度

蔗糖的2-5倍,可做增稠剂

结晶性

防止蔗糖结晶

吸湿性

吸湿性小,可做水分调节剂

保湿性

保湿性好,能保持食品松软

冻结温度

冰点降低作用小,易冻结

成膜性

能在食品表面形成光洁的皮膜

渗透压

渗透压低于葡萄糖、蔗糖

化学稳定性

耐酸、耐热性较好


麦芽四糖的应用

      1)优良的食品添加剂:麦芽四糖由于其良好的流动性、无色、无异臭味、微甜等特点,在食品行业被广泛应用,是一种优良的添加剂。麦芽四糖易溶于水,黏性适度,增稠性、胶黏性、抑制糖结晶和稳定泡沫的效果好,具有优良的乳化性能,有促进产品成型和调整产品组织结构的作用,可用于糖果、糕点、饮料、冷饮中,能防止晶体析出、抑制淀粉老化、增加粘稠感、提高食品的感官品质。

      

      2)功能性食品:麦芽四糖具有较好的耐酸盐和耐热性,并且不易褐变,在人体内的消化吸收非常好,可作为儿童病人及运动员的食品原料。人体长期食用,能有效抑制肠道中产气腐败菌和胡萝卜软腐欧文氏病原菌的增殖,具有净化肠道、增进健康的作用。因此,近年来麦芽四糖在食品行业中得到广泛的应用,是理想的食品基础原料。

    

      3)作为经肠营养剂:经肠营养剂是专门为消化吸收机能低下和低营养状态的人群设计的一种营养品。该营养物质是以经口、经管营养为主的营养剂,以补助营养为目的,可刺激食欲和调节胃肠道功能,并且安全易行,因此受到广泛的应用。然而经肠营养剂中的糖类以前多采用葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等单糖或双糖,但由于这些糖类使用时渗透压很高,很容易引起渗透压性腹泻,所以都会同时加入调节渗透压的糊精。研究发现,麦芽四糖由于其分支结构少,并且属于直链状的低聚糖,低渗透压,能够以高效率分解、代谢,所以可以作为营养剂有效的糖类和能量来源。

麦芽四糖的生产现状

 中国是世界功能性低聚糖主要的生产基地和消费市场,统计数据显示,2008年中国功能性低聚糖生产占到全球总产量的30%左右,2010年行业销售额达到3.5亿美金,而麦芽四糖作为一种重要的功能性低聚糖,具有广泛的商业前景。

 国内对麦芽四糖的研究起步较晚,现发表文章中,仅有以筛选的产碱菌发酵麦芽四糖淀粉酶的报道。目前麦芽四糖不能通过简单的酶法或酸法水解得到,必须采用专一的麦芽四糖酶水解经过液化的淀粉来制备,生产成本相对较高。南京先进生物技术和生命科学研究院开发了一套利用酶法催化淀粉生产麦芽四糖的生产技术,生产的产品纯度高,质量好,转化率高达75%,极大的降低了麦芽四糖的的生产成本,为麦芽四糖的大规模应用提供了强有力的技术保证。