麥芽糊精的制造與應(yīng)用
麥芽糊精
Maiya Hujing
Maltodextrin
[9050-36-6]
本品系食用淀粉經(jīng)酶法或酸法水解后精制而得。是一種新穎低甜度、低熱量、高營養(yǎng)食品藥品輔料。
麥芽糊精是指以淀粉為原料，經(jīng)酸法或酶法低程度水解，精制、濃縮、滅菌干燥、篩分而成粉末狀產(chǎn)品，不含游離淀粉的淀粉衍生物，DE值在20%以下。其主要組成為聚合度在10以上的糊精和少量聚合度在10以下的低聚糖。麥芽糊精屬淀粉的低轉(zhuǎn)化物，其摩爾質(zhì)量介于淀粉和淀粉糖之間。其原料是含淀粉質(zhì)的玉米、大米等，也可以是精制淀粉，如玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉等。主要成分為糊精并含有多聚糖、四糖或四糖以上的低聚糖，還含少量的麥芽糖和葡萄糖。1970年，Veberbacher對麥芽糊精做出如下定義：以淀粉為原料，經(jīng)控制水解DE值在20%以下的產(chǎn)品稱為麥芽糊精，以區(qū)別淀粉經(jīng)熱解反應(yīng)生成的糊精產(chǎn)品。 麥芽糊精的主要性狀和水解率有直接關(guān)系，DE值不僅表示水解程度，而且是掌握產(chǎn)品特性的重要指標。了解麥芽糊精系列產(chǎn)品DE值和物性之間的關(guān)系，有利于正確選擇應(yīng)用各種麥芽糊精系列產(chǎn)品。
【制造方法】
麥芽糊精的生產(chǎn)工藝大致分為三種：酸法工藝、酶法工藝、酸酶法工藝。由于酸法工藝和酸酶法工藝均需要精制淀粉做原料，其生產(chǎn)成本高，水解反應(yīng)速度快，工藝操作難以控制，加之酸法工藝產(chǎn)品因聚合度在1-6之間，糖的比例較低，易發(fā)生渾濁或凝結(jié)，產(chǎn)品溶解性能不好，透明度低，過濾很困難，現(xiàn)已基本淘汰。因此，采用酶法工藝居多。生產(chǎn)原理為淀粉是由許多葡萄糖分子聚縮而成的碳水化合物，它的分子結(jié)構(gòu)中大部分是由α-1，4糖苷鍵連接，少量是由α-1，6糖苷鍵連接。α的催化水解具有高度的專一性，即只能水解α-1，4鍵不能水解α-1，6鍵，而且不容易水解麥芽糖和麥芽三糖中的α-1，4鍵，所以二糖、三糖和其它低分子量的多糖，特別是含α-1，6鍵的糖，都在后的水解產(chǎn)物中。
其生產(chǎn)工藝流程及簡述為：淀粉→調(diào)漿(pH6.2-pH6.4)→次液化→高溫滅酶→第二次液化→滅酶脫色→過濾→離子交換→脫色過濾→真空多效降膜濃縮→噴霧干燥→粉碎→滅菌→篩分→充氮包裝→成品入庫。
在配料罐內(nèi),把粉漿乳調(diào)到Be’17、pH用Na2C03調(diào)至pH5.0-7.0、并加O.15%氯化鈣,作為的保護劑和激活劑,后加入耐高溫a-,料液攪拌均勻后用泵把粉漿泵入噴射液化器,在噴射器中粉漿和蒸汽直接相遇,出料溫度控制在100-110℃,從噴射器中出來的料液經(jīng)降溫后,進入層流罐保溫90-120分鐘,溫度維持在95-97℃。然后進行二次噴射,在第二只噴射器內(nèi)料液和蒸汽直接相遇,溫度升至110-145℃以上,并在高溫維持罐內(nèi)維持3-5分鐘左右把耐高溫a-徹底殺死,同時利用溫壓差的作用淀粉會進一步分散,蛋白質(zhì)會進一步凝固。經(jīng)真空閃急冷卻系統(tǒng)料液經(jīng)冷卻后降溫到95℃保溫,同時將pH值降至4.8-5.0。用過濾機除渣過濾,再加入舊脫色半小時,進行脫色過濾,然后將糖液進行二次脫色,脫色后離交。將離交后的糖液用五效降膜式蒸發(fā)器濃縮到50%-60%,然后噴霧干燥,粉碎滅菌篩分，充氮包裝得成品。
工藝要點如下：
(1)淀粉調(diào)漿、糊化 由于淀粉顆粒的結(jié)晶結(jié)構(gòu)對酶作用的抵抗力較強，不能使酶直接作用于淀粉，所以先用熱水將淀粉調(diào)成30-32%的淀粉乳，并使其充分吸水膨脹、糊化。同時調(diào)節(jié)pH值至6.2-6.4，加0.5-1.0%氯化鈣，以提高的耐熱性。
(2)轉(zhuǎn)化(液化) 這是生產(chǎn)麥芽糊精的關(guān)鍵工序，因為麥芽糊精是淀粉低轉(zhuǎn)化產(chǎn)品，DE值控制在10-20之間，粘度較高，如果液化控制不好，會給后道工序帶來許多困難，造成得率低，產(chǎn)品質(zhì)量差。為此，先用α-將淀粉漿液化到DE值2-5，迅速升溫到140℃，使蛋白質(zhì)類雜質(zhì)凝結(jié)，降溫到88-90℃，再加酶轉(zhuǎn)化到需要的DE值，這樣的轉(zhuǎn)化液過濾性質(zhì)好。
(3)精制 ①過濾：上述轉(zhuǎn)化液中的沉淀物，用壓濾機過濾，一般可用硅藻土等作助濾劑，以加快過濾速度。這道工序可除去纖維、蛋白質(zhì)類物質(zhì)和脂類物質(zhì)等雜質(zhì)，得到澄清的濾液。 ②脫色：濾液用予以凈化處理，的用量為濾液干物質(zhì)的0.5%左右，在 pH4-6的范圍內(nèi)不同pH值的脫色能力基本相同，在較低pH值下脫色糖液受熱色澤增加少， 所以脫色操作可調(diào)pH值至4.5-5.0。脫色溫度一般采用80℃，保持30分鐘。③離交：為 了進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，用離子交換樹脂除去鹽類。
(4)蒸發(fā)(濃縮) 在真空蒸發(fā)罐中，可采用標準式蒸發(fā)罐，進行初蒸或直接濃縮到76%的濃縮液。
(5)噴霧干燥 一種比較好的方法是將純化的麥芽糊精初蒸濃縮液經(jīng)熱交換器加熱到110 ℃，用高壓泵經(jīng)噴嘴噴入干燥室中與150-200℃的熱空氣接觸干燥到水分含量3%以下，得到白色粉末，這種產(chǎn)品易溶于水，透明度高。
(6)成品包裝 可采用雙層藥用聚乙烯塑料袋包裝。
工藝操作規(guī)程
(1)調(diào)漿工藝參數(shù)：粉漿濃度Be’17 ， CaCL2濃度O.15%(以干物計) ，pH5.0-7.0 ，耐高溫用量0.4-1.0L/t 。
(2)噴射液化： 首先預(yù)熱噴射器及層流罐至100℃,然后進行噴射液化,噴射器內(nèi)溫度控制在100-115℃,層流罐內(nèi)溫度控制在95℃-97℃。液化保溫時間90-120分鐘。
(3)高溫處理：通過第二次噴射將料液加溫110℃-145℃,通過高溫維持罐維持5-10分鐘,110℃-145℃以上熱處理可以達到三個目的：滅酶、蛋白凝固、不溶性淀粉顆粒分散。
(4)真空閃急冷卻：經(jīng)過真空閃急冷卻系統(tǒng)溫度從110℃-145℃降至70℃-90℃。并且調(diào)整pH值至4.8-5.0 。
(5)過濾基本要點及順序：(除渣過濾) 過濾前將料液冷卻到70℃。過濾時壓濾機同時使用。濾布為兩套,以減少過濾和儲糖時間。過濾時通過調(diào)節(jié)回流,使過濾壓力流線增加。
為了減少濾液中有懸浮物及縮短過濾時間,過濾壓力不能超過0.4Mpa。過濾困難時,可以通空氣,以疏通濾渣。為防止糖液變質(zhì),在糖化料液過完后清洗糖化罐,洗液也要用泵打去過濾。 過濾結(jié)束后,用熱水洗滌,水溫60-70℃,用水量為1.5-2.0m3/m3 。過濾洗滌后,用壓縮空氣將濾渣吹干。
(6)一次脫色及過濾：在一次脫色罐中,量好體積濃度然后加入舊炭脫色,脫色時要求在80℃脫色30分鐘即可過濾。
(7)二次脫色：將一脫未凈的色素,用新鮮的脫除。
(8)離交脫色除雜：糖的重金屬鹽以及色素用樹脂除去。
(9)洗樹脂柱以及前后的過濾用洗水,凡進入糖漿中的水,必須用無離子水。
(10)濃縮：經(jīng)離交脫色處理后的糖漿用四效降膜蒸發(fā)器濃縮至50-60%。
(11)壓力噴霧干燥：將濃縮后的糖液用高壓均質(zhì)機加壓,至干燥塔噴霧干燥即得成品。
【配伍禁忌】在一定的pH和溫度條件下，麥芽糊精和氨基酸能產(chǎn)生Maillard反應(yīng)，變?yōu)辄S色或棕色。本品與強氧化劑有配伍禁忌。
【安全性】麥芽糊精是易消化的糖類，營養(yǎng)值約為17kJ/g(4kcal/g)。在美國一般認為，麥芽糊精與人可直接食用的食品成分(符合現(xiàn)行GMP規(guī)范)的安全性相當(dāng)，無毒、無刺激性。
已列入GRAS。收載入FDA《非活性組分指南》，在英國準許用于非注射用制劑。
【應(yīng)用】麥芽糊精的主要性質(zhì)和水解度(DE)有直接關(guān)系，因此DE值不近表示水解程度，而且還是掌握產(chǎn)品特性的重要指標。
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。
麥芽糊精的DE在9%～12%時，其糖組成中低分子糖類占比例較少，而高分子糖類較多。因此，此類產(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)生較強的黏性。
麥芽糊精的DE在13%～17%時，其甜度較低，不易受潮，還原糖比例較低，故難以褐變，溶解性較好。用于食品中，能產(chǎn)生一定的黏度。
麥芽糊精的DE在18%～22%時，稍有甜味，有一定的吸潮性，還原糖比例適當(dāng)，能發(fā)生褐變反應(yīng)，溶解性良好。在食品中使用，不會提高黏度。
照不同DE值的麥芽糊精具有不同的功能和性質(zhì)：如增稠、膠凝、降低產(chǎn)品甜度、改變體系冰點、抑制冰晶生長、代替脂肪、減少熱能、改善質(zhì)構(gòu)及用作噴霧劑或干燥載體等。
麥芽糊精應(yīng)用在醫(yī)藥工業(yè)：
利用麥芽糊精具有較高的溶解度和一定的融合度，可作為片劑或沖劑藥品的賦形劑和填充劑，這是原淀粉或所不可比擬的。在醫(yī)藥中主要做中藥制劑的輔料，同藥物浸膏混合后進行制粒，通常加入量在6%-15%?？勺鳛榘虏牧?、片劑和膠囊劑的、片劑黏合刑、增黏劑。在直接壓片或者濕法制粒或制軟材的過程中，麥芽糊精用作片劑的黏合劑和，它對片劑或膠囊劑的溶出速度無不良影響。在水性薄膜包衣過程中，麥芽糊精可用作片劑衣膜材料。葡萄糖當(dāng)量(DE)較高的麥芽糖糊精特別適合應(yīng)用在咀嚼片處方中。麥芽糊精可用來提高溶液黏度或者防止糖漿結(jié)晶。由于麥芽糊精溶液比等熱量的葡萄糖溶液的滲量低，因此在治療學(xué)上常用作糖的口服營養(yǎng)代用品。在體內(nèi)同等滲量的條件下，麥芽糊精提供的熱量比糖高。
麥芽糊精在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用
用途 濃度/%
水性薄膜包衣 2-10
載體 10-99
片劑和糖漿劑結(jié)晶抑制劑 5-20
溶液滲量調(diào)節(jié)劑 10-50
噴霧干燥輔助材料 20-80
片劑粘合劑(直接壓片) 2-40
片劑粘合劑(濕法制粒) 3-10
上市片劑中大用量 292.00mg
上市粉末劑中大用量 26.68%
麥芽糊精應(yīng)用在食品工業(yè)：
本品廣泛應(yīng)用在糖果、飲料、方便食品、罐頭食品、乳制品、豆制品、烘焙、脫水蔬菜等方面。還可用作個人保健食品
(1)在糖果行業(yè)中的應(yīng)用
在糖果中應(yīng)用麥芽糊精，作為一種原料，可增加糖果的韌性，防止糖果“返砂”和“烊化”，尤其能降低糖果甜度，改變口感，改善組織結(jié)構(gòu)，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，大大延長了糖果的貨架保存期。用量一般10%-40%。
麥芽糊精在糖果中的應(yīng)用
名稱 用量/% 作用
夾心糖 20～30 可抗砂、抗烊，減少齲齒等疾病
軟糖 20～40 可抗砂、抗烊，減少齲齒等疾病
牛皮糖 20～40 增強彈性和韌性，改善風(fēng)味
孝感麻糖 20～30 防止潮解，降低或消除粘牙現(xiàn)象
蘇式糖果 15～20 防止潮解，降低甜度，改善風(fēng)味
巧克力 10～15 節(jié)約奶脂，改善口感，提高質(zhì)量，降低成本
(2)在飲料行業(yè)中的應(yīng)用
利用麥芽糊精為基礎(chǔ)原料，加上合理調(diào)配，大大地突出了原有的天然風(fēng)味，減少了營養(yǎng)損失，提高了溶解性能、增強了稠度，改善了口感，降低了甜度，提高了經(jīng)濟效益，傳統(tǒng)的冰淇淋粉是以牛奶、雞蛋、淀粉等原料制成，不但成本高，而且有明顯的蛋腥味、淀粉味，以麥芽糊精為輔料而制得的冰淇淋粉，各種花色冰淇淋不但營養(yǎng)豐富，人體易于吸收，而且不含膽固醇，風(fēng)味純正，口感細膩，落口爽凈，是冷食飲料中的佳品，用麥芽糊精為載體制得固體酒、速溶茶、速溶咖啡，不僅可保持制品口感，改善風(fēng)味，而且可增進速溶度和稠度及降低成本。
?、? 在固體飲料，如奶茶、果晶、速溶茶和固體茶中使用，能保持原產(chǎn)品的特色和香味，降低成本，產(chǎn)品口感醇厚、細膩，味香濃郁速溶效果，抑制結(jié)晶析出。乳化效果好，載體作用明顯。參考用量10%-30%。適于生產(chǎn)咖啡伴侶的DE值24-29的麥芽糊精，用量可高達70%。
② 用于果汁飲料，象椰奶汁、花生杏仁露和各種乳酸飲品中，乳化能力強，果汁等原有營養(yǎng)風(fēng)味不變，易被人體吸收，粘稠度提高，產(chǎn)品純正，穩(wěn)定性好，不易沉淀。用于運動飲料，麥芽糊精在人體內(nèi)的新陳代謝作用中，熱能的供人消耗易保持平衡，腸胃消化吸收的負荷小。參考用量5%-15%。
?、? 用于冰淇淋、雪糕或冰棒等冷凍食品里，冰粒膨脹細膩，粘稠性能好，甜味溫和，少含或不含膽固醇，風(fēng)味純正，落口爽凈，口感良好，用量10%-25%。
麥芽糊精在飲料食品中的應(yīng)用
名 稱 用量% 作 用
冷飲冷食 5—15 增加稠度，改善風(fēng)味，改善口感
固體飲料 10—30 減少營養(yǎng)損失，提高溶解性和質(zhì)量，改善風(fēng) 味，增加稠度。
咖啡飲料 5—15 填充物，降低成本，改善風(fēng)味，減少含量。
速溶奶粉 15—25 改善風(fēng)味，降低成本。
冰淇淋粉 10—25 改善組織結(jié)構(gòu)，提高乳化效果，改善風(fēng)味，降低成本。
奶粉 5—20 改善營養(yǎng)配比，提高營養(yǎng)比價。
蛋黃粉 5—10 改善營養(yǎng)配比，提高營養(yǎng)比價。
酶制劑 5—10 起載體作用，減少酶活力損失。
抹茶冰淇淋配方：
白砂糖10% 飴糖10% 精制牛油2% 麥芽糊精5% 棕櫚油8% 鮮雞蛋2%
復(fù)合乳化穩(wěn)定劑0.5% 抹茶粉0.2% 食用香精0.1%
(3)在方便食品中的應(yīng)用
方便食品配料中加入麥芽糊精后可以大大改善產(chǎn)品的風(fēng)味，增加品種，降低成本，提高經(jīng)濟效益，目前我國兒童食品生產(chǎn)量不高，主要問題還是無理想“載體”及其產(chǎn)品不易消化，不能滿足兒童的實際需要，如果應(yīng)用易消化的麥芽糊精作“載體”開發(fā)兒童食品，將會滿足兒童的實際需要，促進兒童的健康成長。
麥芽糊精在方便食品中的應(yīng)用
名 稱 用量% 作 用
保健食品 5—15 減少營養(yǎng)損失，改善口感，提高保健效果
強化食品 15—30 減少營養(yǎng)損失，改善口感，提高保健效果
食品 5—10 減少營養(yǎng)損失，改善口感，提高保健效果
方便食品 5—15 增加稠度，改善結(jié)構(gòu)，改善消費直觀效果
湯美汁類 5—10 增加稠度，改善結(jié)構(gòu)，改善消費直觀效果
西餐食品 5—10 增加稠度，改善結(jié)構(gòu)，改善消費直觀效果
(4)在罐頭食品中的應(yīng)用
麥芽糊精在各色罐頭或湯羹汁類食品中，主要的作用是增加稠度，改善結(jié)構(gòu)、外觀和風(fēng)味。用于固體調(diào)味料、香料、粉末油脂等食品中，起著稀釋、填充的作用，可防潮結(jié)塊，使產(chǎn)品易貯藏。在粉末油脂中還能起到代用油脂的功能。
麥芽糊精在罐頭食品中的應(yīng)用
名 稱 用 量% 作 用
各種罐頭 5—10 增加稠度，改善風(fēng)味
果凍類 5—15 增加稠度，改善風(fēng)味
果茶類 10—20 增加稠度，改善風(fēng)味
(5)麥芽糊精添加于奶粉等乳制品中，可使產(chǎn)品體積膨脹，不易結(jié)塊，速溶，沖調(diào)性好，延長產(chǎn)品貨架期，同時降低成本，提高經(jīng)濟效益。也可改善營養(yǎng)配比，提高營養(yǎng)比價，易消化吸收。麥芽糊精在配制功能奶粉，特別是無蔗糖奶粉、助長奶粉等中的作用已得到確認。參考用量5%-20%。
(6)用在豆奶粉、速溶麥片和麥乳精等營養(yǎng)休閑食品，具有良好的口感和速溶增稠效果，避免沉淀分層現(xiàn)象，能吸收豆腥味或奶膻味，延長保持期，參考用量10%～25%。
(7)在焙烤食品中，用于餅干或其它方便食品，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，入口不沾牙，不留渣，次品少，貨架期也長。參考用量5%-10%。
(8)麥芽糊精可以用于脫水蔬菜生產(chǎn)，保持蔬菜原來的色澤，增加食品口感。主要應(yīng)用在脫水蔬菜的浸泡工序上，作為浸泡液的原料。在浸泡液中的用量在10%-20%。
(9)麥芽糊精應(yīng)用在調(diào)味品中，采用的工藝是噴霧干燥或擠壓。
具有抗結(jié)晶性和防止冰點下降的特點，可增加固形物含量、增稠;添加在醬中可使其具有光澤。麥芽糊精適于粉狀調(diào)料，因其具有低吸濕性：適于噴粉類調(diào)料中添加，可做香料的載體。
①噴霧干燥于70—80℃分散阿拉伯膠和麥芽糊精，以利兩者在溶液中的擴散，然后冷卻至50℃，加入香料油，40—50℃下乳化10min，噴霧干燥得到香料粉末產(chǎn)品，這種調(diào)味品可防止干燥風(fēng)味散失，防止氧化，有較長貨架期。
②擠壓：將麥芽糊精及乳化劑一起加熱到120—125℃，待混合物冷卻至110℃加人香料油，引入擠壓機中，擠出物掉入溶劑中，因為麥芽糊精不溶于，會形成香料包裹體，調(diào)味品含油量為8%—10%，較高者可達12%—33%，擠壓比噴霧干燥更優(yōu)越之處是熱處理溫度低，香料油中揮發(fā)性物質(zhì)損失少，產(chǎn)品儲存穩(wěn)定性高，油狀香料成為粉末，儲存和使用都更方便。
(10)在火腿和香腸等肉制品中添加麥芽糊精，可體現(xiàn)其膠粘性和增稠性強的特點，使產(chǎn)品細膩，口味濃郁，易包裝成型，延長保質(zhì)期。麥芽糊精作為火腿腸和香腸等肉制品的輔料加入到原料中，通常用量為5%-10%。
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