功能性甜味剂——麦芽糖醇

取自 食品百科全书

翁利荣 罗发兴 黄 强(华南理工大学食品与生物工程学院碳水化合物研究室，广州510640)作者简介：翁利荣(1979一)，女，硕士，主要从事糖生物化学的研究。

摘要：麦芽糖醇是一种新型的功能性甜味剂，由于其具有低热量、非龋齿性、难消化性、促进钙的吸收等多种生理特性，已经引起了人们的广泛关注。本文阐述了麦芽糖醇的生理学性质、质量标准及其在食品工业中的应用，重点对麦芽糖醇的制备工艺及关键控制点作了详细探讨，最后对其发展前景进行展望，认为麦芽糖醇作为天然的营养型糖类甜味剂具有广阔的发展前景。

关键词：麦芽糖醇；性质；工艺

麦芽糖醇(maltito1)，化学名为1，4—0一d—D一吡喃葡萄糖基一D葡萄糖醇，其结构式如下：

麦芽糖醇是由一分子葡萄糖和一分子山梨糖醇结合而成的二糖醇，由麦芽糖氢化而得，有液体状和结晶状两种产品。麦芽糖醇的甜度为蔗糖的0．8～0．9倍，摄入后不产生热量，也不会合成脂肪和刺激胆固醇的形成。纯净的麦芽糖醇的化学性质十分稳定，耐热性、耐酸性均比蔗糖、山梨糖醇和木糖醇好，尚没有发现人体消化系统的正常微生物菌群和人体所分泌d一1，4糖苷酶类对麦芽糖醇分子中的糖苷键有分解作用，这就表明麦芽糖醇在人体消化过程中能够抵抗胃液的消化作用、小肠酶类的水解作用以及大肠微生物的分解。这种特殊的生理学性能，使麦芽糖醇成为口感优良、无热量的高档保健甜味剂。麦芽糖醇极易溶解于水，与蔗糖甜度相同、甜味温和、没有杂味，有显著的吸湿性，不易被霉菌、酵母及乳酸菌利用，在动物体内很难被消化代谢，血糖不会迅速升高，不刺激胰岛素分泌，热量低、能抑制脂肪在人体中的贮存，具有乳化稳定性。

1 麦芽糖醇的生理学特性【2】

非腐蚀性：由于麦芽糖醇不是产酸的基质，几乎完全不会导致细菌合成不溶性聚糖，故而麦芽糖醇是极难形成龋齿的非腐蚀性新糖质。

促进钙的吸收：通过动物实验表明麦芽糖醇有促进肠道对钙吸收的作用和增加骨量及提升骨强度的性能。

刺激胰岛素的分泌：麦芽糖醇由于难以消化吸收，血糖值上升少，故而对葡萄糖代谢所必须的胰岛素的分泌，没有什么刺激作用，这样一来减少了胰岛素的分泌。由此可见，麦芽糖醇可以作为供糖尿病患者食用的甜味剂。

抑制体内脂肪过多积聚：如果同时摄入高脂肪和砂糖后，由于刺激了胰岛素的分泌，脂蛋白分解酶活性提高，故而很容易增加体内脂肪的积聚。若用麦芽糖醇替代砂糖制造如冰淇淋、蛋糕、巧克力之类的高脂肪食品，由于不会刺激胰岛素分泌，因此可以期望减少体内脂肪的过度积聚。

难消化性：麦芽糖醇在人体内几乎完全不能为唾液、胃液、小肠膜酶等分解，除肠内细菌可利用一部分外，其余均无法消化而排出体外。

摄人体内的麦芽糖醇中，约10％在小肠分解吸收后作为能源利用；余下的90％在大肠内的细菌作用下分解为短链脂肪酸，其余一部分在大肠吸收后作为能源利用[6]。因而将麦芽糖醇在小肠内的吸收量加上大肠内短链脂肪酸的吸收量，可以计算出麦芽糖醇的热量值约为2Keal／g。

2 麦芽糖醇的生产工艺

麦芽糖醇是由麦芽糖经氢化还原制成的双糖醇。工业上其生产工艺可分为两大部分，第一部分是将淀粉水解制成高麦芽糖浆，第二部分是将制得的高麦芽糖浆加氢还原制成麦芽糖醇。整个工艺流程如下：

淀粉一调浆(浓度10％ ～20％ ，pH6．0～6．4)一液化(100℃ ，DE10～12)一糖化(45～50℃ ，pH5．8～6．0)一压滤一脱色(pH4．5～5．0，80℃ ，30rain，20～25转／分)一压滤一离子交换(流速700kg／h，40cI=左右)一真空浓缩(0．086～0．092Mpa，50～53~C)一高麦芽糖浆一备料(浓度12％ ～15％)一调pH(7．5～8．0)一进料反应(温度120~C～130~C，压力8Mpa)一过滤脱色一离子交换一蒸发浓缩一成品。

操作要点：

高麦芽糖浆制备。

(1)调浆：先将一定量的水加入调浆罐中，开动搅拌器，逐渐加入淀粉，将淀粉调成浓度为10％～ 20％ 的淀粉乳，调粉时充分搅拌，防止结团。待淀粉完全调匀后，加入0．1％左右的纯碱，将pH调至6．0～6．4，为提高淀粉酶的活力，加入0．2％ ～0．5％(对淀粉而言)的氯化钙，搅拌均匀。

(2)液化：该工序对提高麦芽糖的产率很关键，应严格操作。将调好的淀粉乳打入贮罐，d一淀粉酶的加入量按5U／g淀粉计，IO0~C液化至DE值1O～12。同时立即升温100℃以上，保持5min，进行高温灭酶。经过高温处理后的淀粉液化液，分散性好，不易发生凝沉，利于糖化操作。

(3)糖化：将液化冷却至45～50℃ ，调节pH至5．8～6．0，加异淀粉酶20U／g淀粉和鲜麸皮，13一淀粉酶10U／g淀粉，糖化3O～40h，得到含80％ ～95％麦芽糖，5％ ～15％麦芽三糖的糖化液。

(4)压滤：其作用是除去糖化液中的杂质，保证后面工序的顺利进行。用板框式压滤机压滤，以硅藻土或压碎珍珠石为助滤剂，至得到澄清的滤液为止。

(5)脱色：按滤液干物质的0．5～1．0％加入粉末活性炭，加入前先将活性炭与等量滤液混合，这样易于活性炭的混合。脱色操作条件：pH4．5～5．0，80℃ ，30min，以20～25rpm的速度搅拌，然后以硅藻土为助滤剂(用量为0．3—0．5kg／m2)，用板框式压滤机压滤。先用少量糖化液把硅藻土调匀，然后用泵打入加滤机，压力要求在0．1MPa以下，使硅藻土均匀地沉积在滤面上，开始滤出的滤液不清，将其回流到脱色罐，直至液澄清为止，关闭回流管，将滤液送至贮缸，过滤压力应控制在0．2～ 0．3MPa。

(6)离子交换：通过离子交换除去滤液中的金属离子、离子型色素以及残留的可溶性含氮物等杂质，可进一步提高糖液的纯度和热稳定性，使其无色透明。离子交换流程：糖化液一阳柱一阴柱一阳柱一阴柱。选用强酸性阳树脂和强碱性阴树脂，使用前离子树脂经浸泡膨胀后，分别装入阴、阳柱中，再经酸洗、碱洗、水选后即可使用，交换时控制流速约700kg／h，温度为40℃左右。树脂使用周期的长短视糖浆中杂质含量而定，杂质量高则使用周期短。

(7)真空浓缩：真空度维持在0．086—0．092MPa，糖液温度约为50～53℃，真空度不低于0．066MPa，蒸汽压力控制在0．2～0．3MPa。浓缩至固形物含量40～60％，停汽放空，即可作为制备麦芽糖醇的原料。

注意事项：液化时要特别注意DE值必须控制在最低范围。及时灭酶处理，防止DE值过高影响麦芽糖的产率。

麦芽糖醇的制备。将固形物含量为40％～60％的无色纯净的高麦芽糖浆在碱性条件下，按淀粉投入量的8％加入镍催化剂。在高压釜中通入5～ 18MPa氢气，在此条件下麦芽糖开始吸收H 进行加氢反应。氢化结束后，即得麦芽糖醇液。然后过滤除去糖液中的催化剂，再经活性碳和离子交换处理(操作要求及步骤与前述操作相同)，便可得到澄清的麦芽糖醇。最后经真空浓缩、喷雾干燥等工序即可制成麦芽糖醇浆或粒状产品。

影响麦芽糖醇质量的因素有：液化后的DE值；糖化后麦芽糖的含量，含量大于90％的高含量麦芽糖才能产出高含量的麦芽糖醇；氢化后麦芽糖醇的含量，氢化效果对后续的结晶有很大影响，提高氢化转化率，降低残糖的含量，将大大增加麦芽糖醇的结晶能力，通常氢化后应保证麦芽糖醇含量大于85％ 。

目前，市场上销售的麦芽糖醇主要以固形物75％的麦芽糖醇糖浆为主，麦芽糖醇的含量普遍在50％左右，由于麦芽三糖醇之类的高级糖醇含量高，使麦芽糖醇溶液的黏度增大，抑制结晶的出现，因此生产结晶麦芽糖醇就比较困难。要生产高纯度的麦芽糖醇必须先生产高纯度的麦芽糖，由于麦芽糖醇产品中对山梨醇含量有限制，因此在选择糖化时要提高麦芽糖的含量，还要控制葡萄糖的生成，糖化酶的选择十分重要。离交和反应的控制对最终生成麦芽糖醇的含量影响较大，离交后物料pH偏低会使部分麦芽糖分解成葡萄糖，使反应后产品山梨醇含量过高。反应过程还要注意控制人料浓度、pH值、反应时间、反应温度。

由于麦芽糖醇熔点较高，可以选择较高的干燥温度，但由于麦芽糖醇黏度大，必须在瞬间干燥，因此可以采用全结晶工艺生产结晶麦芽糖醇[8]，即以液体麦芽糖醇为原料在融化状态下喷雾干燥来生产粉末状固体产品。

3 麦芽糖醇的质量标准

4 安全性

ADI不作特殊规定(包括干态和糖浆，FAO／WHO，2001)。

GRAS(FDA，2000)，一般公认安全物质。

5 麦芽糖醇的应用

麦芽糖醇在体内几乎不分解，所以可用做糖尿病人、肥胖病人的食品原料；由于麦芽糖醇的风味口感好，具有良好的保湿性和非结晶性，可用来制造各种糖果，包括发泡的棉花糖、硬糖、透明软糖等；麦芽糖醇有一定的粘稠度，且具难发酵性，所以在制造悬浮性果汁饮料或乳酸饮料时，添加麦芽糖醇代替一部分砂糖，能使饮料口感丰满润滑；在冷冻食品中使用麦芽糖醇，能使产品细腻稠和，甜味可口，并延长保存期。

5．1 在面包中的应用

面包在人们饮食生活中占有重要地位，深受人们的喜爱。目前，世界各国都有以面包为主食的发展趋势，如英国、美国、法国等发达国家，人们的主食中2／3以上是面包。面包在我国也逐渐发展成为人们的主食，如果把巧克力加入面包中，再用无糖多功能性甜味剂——麦芽糖醇代替蔗糖制作成无糖巧克力面包，更是当今人们喜爱的一种食品。因为麦芽糖醇难以被面包酵母、霉菌等菌类利用，属于难发酵性糖质，可以延长面包的保质期，同时，加入麦芽糖醇后，面包更加柔软，口感细腻，更能防止龋齿，在肠胃内吸收缓慢，抑制脂肪的形成，促进钙的吸收，非常适合肥胖和糖尿病患者等特殊人群食用，所以无糖面包食用人群广泛，市场潜力巨大。

5．2 在乳制品中的应用

添加麦芽糖醇的乳制品，不但对乳制品的风味无影响，更使其具有独特的色香味，营养丰富，而且甜度低，热能低，稳定性和水溶性好，其蛋白质、乳脂、矿物质等主要营养素的配比完全符合中老年人和糖尿病患者的生理特点，不会增加代谢负担。其代谢途径独特，在患者缺乏胰岛素时，麦芽糖醇能透过细胞膜调整代谢，供给细胞以营养和能量，起到葡萄糖加胰岛素的功能，同时，麦芽糖醇还具有增加消化液分泌，预防便秘的功效。

麦芽糖醇乳制品其甜味纯正，能增加人体内的双歧杆菌，增强人体免疫力，对降低血糖，减少脂肪酸的形成，促进人体内钙的吸收，具有较明显的作用。

5．3 在冰淇淋，饮料中的应用

冰淇淋中使用麦芽糖醇，能使产品细腻稠和，甜味可口，并延长保存期。通过使用脂肪替代品和无糖甜味剂—— 麦芽糖醇，并适当增加水的添加量，可制出质量良好的无糖冰淇淋产品。麦芽糖醇具有一定的粘稠度，具有难发酵性，所以在制造悬浮性果汁饮料或乳酸饮料时，添加麦芽糖醇替代砂糖，能使饮料口感丰满润滑。麦芽糖醇能给人一种质体感，无需再加任何高倍甜味剂，成品清爽宜人。

6 麦芽糖醇的发展展望

近年来随着人们健康饮食和生活观念的变化，麦芽糖醇的低热特性能满足不少人们对于甜昧的需求，用作冰淇淋、奶油糕点等高脂肪食品的甜昧剂，可抑制体内脂肪积蓄，在预防肥胖方面显示出极为重要的功能特性。此外，麦芽糖醇还具有很多加工上的优越性，如耐热耐酸性好，可制造合成树脂表面活性剂、接触剂；加热时不发生美拉德反应，适于加工高档糖果；具有低吸潮、难发酵性等，用于面包、糕点中可延长货架期。

当前各类甜味剂品种繁多，但均因味感及副作用等因素影响而各有优缺点，从其发展趋势来看，天然的营养型糖类甜味剂是发展的主导方向之一。随着人们保健意识的提高及肥胖病、糖尿病等现代病问题的日益突出，对安全性高、口感好、不龋齿、不影响血糖值的各种糖醇的需求量将会越来越大，其研究发展和开发应用日益受到重视，市场前景十分广阔。

麦芽糖醇虽然在国外应用很广，但在中国应用开发较晚，前期需从国外进口，价位很高，影响了麦芽糖醇作为功能性甜味剂的开发应用。目前，国内已经正式投入生产的有山东禹城绿健生物技术有限公司，年产量达5000吨；此外还有：江西广昌温氏淀粉糖业有限公司，上海达盛食品有限公司，南海市松岗健之源食品有限公司，寿光市金阳光化工有限公司，广东省怀集县威通糖醇产品有限公司，山东保龄宝生物技术有限公司，广东省怀集县成通糖醇产品有限公司，天津市工业微生物研究所，建湖县东大油米厂，南宁市化工研究设计院广西南宁木薯技术开发中心等。国外主要有意大利、日本、法国和美国等国生产，由于麦芽糖醇独特的功能特性，其产品一直都供不应求，其中日本在此方面发展相对领先，因此该项目市场前景广阔。

参考文献：

[1]麦芽糖醇产业发展潜力巨大．精细化工经济与技术信息[J]．2003(8)：7—8

[2]盛国华．功能性配料麦芽糖醇的性能及有效应用[J]．中外食品工业，2003(5)：42—44

[3]朱霓，王建中,麦芽糖醇及其生产技术,河南科技[J]，1997(8)：18—19

[4]张伟伟,麦芽糖醇的生产工艺,华糖商情[J]，2002,(11)：38-38

[5]Arie Schouten，Jan A．Kaners，etc．A redetermination of the crystaland molecular structure of maltitol(4一O—d—D-glucopytanosyl— D—glucito1)，Carbohydrate Research 322(1999)298—302

[6]盛国华．功能性配料麦芽糖醇的性能及有效应用．中外食品工业[J]，2003，(5)．42—44

[7]FAO／WHO．1998．CXAS／1991

[8]孙辑凯．张秋香．固体麦芽糖醇的研制．齐齐哈尔大学学报(自然科学版)[J]，2002，18(3)：l7-l9