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麦芽糖及麦芽糖醇的生产和应用

发布时间:

2022-05-06 16:05

麦芽糖,相对分子量:360。根椐麦芽糖含量的不同又分为饴糖、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆。麦芽糖的传统制法是用含有淀粉的谷物经麦芽酶糖化制得,所以叫麦芽糖,民间俗称糖瓜、糖稀。

早在1500年以前,我国就有麦芽糖的生产。麦芽糖多为透明黏稠的液体,也有浓缩冷却结晶成固体的,是很有发展前景的低热值、低甜度糖类之一,其甜度相当于蔗糖的30%~40%,热值仅为蔗糖的5%。将麦芽糖氧化可制得麦芽糖醇。

麦芽糖醇,相对分子质量344,纯净的麦芽糖醇为无色透明的晶体,是一种具有蔗糖同等甜度的低热域的甜味剂。麦芽糖醇的低热量、不产生蛀牙、较好的口感以及对比大多数其他糖醇的高甜度,使其得以广泛应用。

目前人们对低热量和低脂肪产品的健康要求越来越高,麦芽糖醇产业的发展前景也随之越来越好。本文就目前麦芽糖和麦芽糖醇的生产工艺及其应用进行了探讨。

01

麦芽糖的生产技术

1、麦芽糖的生产工艺

淀粉—糊化一酸液化(酶液化)—糖化—脱色一离子交换一浓缩一成品

2、超高麦芽糖浆的生产

1)超高麦芽糖浆生产过程

超高麦芽糖浆的麦芽糖含量超过70%,其中发酵性糖的含量达80%以上,超高麦芽糖浆的用途不同于一般的麦芽糖浆,主要用于制造纯麦芽糖,将其干燥后制造麦芽糖粉,将其氢化后制造麦芽糖醇。生产超高麦芽糖浆必须并用脱支酶,并严格控制液化程度,DE值应不超过10%,由于黏度高,因此底物浓度不宜太高,一般控制在30%以下,尤其是制造麦芽糖含量在90%以上的超高麦芽糖浆时,液化液的DE值应在1%以下。

2)并用β一淀粉酶和脱支酶的糖化方法

以固形物浓度30%,DE值8%的淀粉液化液为底物,加入不同量的β一淀粉酶、支链淀粉酶和异淀粉酶,在50℃水解不同时间,可明显促进麦芽糖的生成。

3、纯麦芽糖的生产

1)结晶法

麦芽糖的结晶同过饱和度有着密切关系,纯麦芽糖的溶解度在常温下比蔗糖和葡萄糖小,而在90℃~100℃时,又比上述两种糖大得多,可达90%以上,将纯度为94%的麦芽糖浆浓缩到70%浓度,按干物质0.1%~0.3%加入晶种,从40℃~50℃逐步冷却到30℃~27℃,保持过饱和度1.15~1.30,缓慢降温,40h结晶完毕,收率约60%,纯度97%以上,母液可以重复利用,废糖蜜经干燥可制全糖粉。

2)吸附法

①活性炭吸附法

糖浆中各种糖分子先吸附于活性炭后,用酒精浓度递增的办法将各种糖依次洗下,从而达到分离的目的。也有将活性炭用溶剂处理后装柱,通过糖浆,使麦芽三糖以上的低聚糖吸附于柱上而得到高纯度的麦芽糖。不同的活性炭对糊精和各种寡糖的吸附能力不同,适当组合两种活性炭柱,吸附除去糊精和寡糖而得到较纯的麦芽糖。

②离子交换法

阴离子交换树脂DowexZ,Amberlite RA41l等,可吸附糖液中的麦芽糖和麦芽三糖,用水和2%盐酸洗出麦芽糖,其收率可达100g/L树脂,纯度97%。

③溶剂沉淀法

将糖浆冷却到20℃以下,加丙酮30%~40%(W/W)可得到纯度95%~98%的麦芽糖,收率50%以上。

④膜分离法

用膜过滤分离各种糖的方法很早就被提出了,随着膜技术的发展,利用超滤和反渗透都可得到纯度96%以上的麦芽糖。

 

02

麦芽糖醇的生产工艺

糖醇产品都可以用相应的糖通过加氢还原获得,如木糖加氢制木糖醇、葡萄糖氢化制山梨醇、果糖氢化制甘露醇、麦芽糖氢化制麦芽糖醇,生产工艺也相似。生产麦芽糖醇的原料可从市场采购,也可自己生产,其生产流程如下:

麦芽糖—调pH—加氢—过滤脱色—离子交换—蒸发浓缩—结晶—成品

将麦芽糖浆稀释到50%左右,用NaOH调pH至7.5~8。调好的糖浆进入加氢反应器进行加氢,所用催化剂为骨架镍,间歇反应用粉状(Ni、Al、Mo),连续反应用块状,用量为10%~12%。控制反应压力7.5MPa~8MPa,反应温度115℃~125℃。氢化液先经过滤,一方面滤去杂质,另一方面除去氢化液中色素,然后进行离子交换,主要目的是除去金属离子,最后可在负压下。用刮板式或薄膜式蒸发器一次浓缩到干物含量为70%以上的成品。

麦芽糖醇有液体状和结晶状两种产品。因晶体麦芽糖醇产品运输方便、纯度高、在食品等行业中可直接添加、安全可靠,故市场销量远远超过液体产品。但目前结晶麦芽糖醇的生产工艺中,对原料麦芽糖的要求较高。作为麦芽糖醇的原料,麦芽糖的含量要达到60%以上为好,否则氢化后总醇中麦芽糖醇达不到50%,就不能叫麦芽糖醇。

麦芽糖的纯度越高,加氢后的麦芽糖醇纯度就越高。当麦芽糖醇的纯度在90%左右时,其结晶过程才能顺利进行。这就要求原料麦芽糖的纯度达到90%以上,而以目前麦芽糖的生产工艺,要得到高纯度的麦芽糖,成本势必大幅增加。SSMB三元分离的方法,可有效解决这一问题。

淀粉经普通的α一淀粉酶、β一淀粉酶与普鲁兰酶的组合酶转化制得纯度75%以上的麦芽糖,用此麦芽糖加氢可得到纯度75%的麦芽糖醇,将该麦芽糖醇通过SSMB顺序式模拟移动床分离,得到山梨醇、其他杂糖醇和纯度95%以上的麦芽糖醇三种组分,纯度95%以上的麦芽糖醇经浓缩结晶、离心分离后就能得到晶体麦芽糖醇。

 

 

03

麦芽糖与麦芽糖醇的应用

1、麦芽糖的应用

麦芽糖浆用途广泛,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)等无所不及。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。

在糕点中加入麦芽糖浆,可使糕点新鲜可口,但当麦芽糖吸收了6%~12%的水分后,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,使食品长期处于绵软、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pH=3和120℃加热90min几乎不分解,熬糖温度可达160℃,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,有较好的抗砂抗烊性,从而可延长保存期。高麦芽糖浆热稳定性好,在制造糖果时比饴糖更适合于用真空薄膜法熬制糖和浇铸成型。

2、麦芽糖醇的应用

1)在功能性食品中的应用

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。现例举低热量奶油蛋糕配方如表1:

图片

2)用于糖果、巧克力生产

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。现例举麦芽糖醇制造糖果配方如表2:

图片

3)在果汁饮料中的应用

麦芽糖醇有一定的黏稠度,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。

4)在冷冻食品中的应用

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。麦芽糖醇作为食品添加剂,被允许在冷饮、糕点、果汁、饼干、面包、酱菜、糖果中使用,可按生产需要确定用量。

 

 

04

麦芽糖和麦芽糖醇的市场与发展前景

麦芽糖和麦芽糖醇从研制至今已多年,但由于我国人民的消费习惯和消费水平所限,工业化生产起步较晚,远远不能满足市场需求,但发展的趋势已形成。从麦芽糖和麦芽糖醇的消费结构来看,绝大多数用于食品和功能性食品。产品大部分内销,也有出口,并且出口量呈上升的趋势。

麦芽糖和麦芽糖醇是一种重要的食品添加剂和甜味剂,因其具有独特的生理功能和防龋齿作用,是糖尿病患者专用食品的甜味剂,对糖尿病患者起着营养剂和辅助治疗剂的作用,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,人民生活逐渐由温饱型向营养型、保健型转变,麦芽糖和麦芽糖醇走进人民生活是顺理成章的事,我国有近3000万糖尿病患者,对麦芽糖和麦芽糖醇的需求量是相当可观的;我国又有近4亿儿童,儿童的专用食品和保健食品发展迅速,这都是麦芽糖和麦芽糖醇发展的潜在市场,也为麦芽糖和麦芽糖醇的发展提供了契机。

同时,随着我国人民生活水平的不断提高和食品结构的不断改变,作为食糖代用品的麦芽糖和麦芽糖醇,必将在我国食品工业中占有一席之地。作为农业大国,淀粉原料充足,为麦芽糖和麦芽糖醇的生产提供了得天独厚的条件,我国的麦芽糖和麦芽糖醇工业必将会有更大的发展。

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