低聚異麥芽糖的物理特性、功能與應用姓名：賀湘專業(yè)：制糖工程摘要:本文在介紹了低聚異麥芽糖物理性質(zhì)及生理功能的基礎上，對其作為一種添加劑在食品工業(yè)各領(lǐng)域中的應用進行了綜述。關(guān)鍵詞:低聚異麥芽糖；物理特性；應用1前言眾所周知，麥芽糖是兩個葡萄糖分子以a-1，4糖苷鍵連接起來的雙糖，異麥芽糖則是兩個葡萄糖分子以a-1，6糖苷鍵連接起來的雙糖［1］。由于分子構(gòu)象不同，所以，為區(qū)別于麥芽糖而稱為異麥芽糖。通常，麥芽糖容易被酵母所發(fā)酵，異麥芽糖不易被酵母所發(fā)酵，異麥芽糖系非發(fā)酵性低聚糖［2］。低聚異麥芽糖能有效的促進人體內(nèi)有益細菌-雙歧桿菌的生長繁殖，故又稱為“雙歧桿菌生長促進因子”，簡稱“雙歧因子'。經(jīng)多年臨床與實際應用表明，雙歧桿菌有許多保健功能，而作為雙歧桿菌促進因子的低聚異麥芽糖自然就受到了人們的關(guān)注［3］。自然界中低聚異麥芽糖極少以游離狀態(tài)存在，但作為支鏈淀粉或多糖的組成部分，在某些發(fā)酵食品如醬油、黃酒或酶法葡萄糖漿中有少量存在［4］。2低聚異麥芽糖的物理特性2.1甜度甜度低，為蔗糖的40%-50%。低聚異麥芽糖甜度低、熱量低，難以被人體消化，食用后基本上不增加血糖血脂，但有潤腸、通便作用，可用來代替部分蔗糖，降低食品甜度并改變其味質(zhì)，增加味感［5］。2.2粘度低聚異麥芽糖漿與相同濃度蔗糖溶液粘度很接近，食品加工時比飴糖容易操作，對于糖果、糕點等食品的組織與特性無不良影響［6］。2.3耐熱性和耐酸性低聚異麥芽糖耐熱、耐酸性極佳。濃度50%糖漿在pH3、120°C之下長時間加熱不會分解。應用到飲料、罐頭及高溫處理或低PH食品中可保持原有特性與功能［7］。2.4保濕性與防止淀粉老化低聚異麥芽糖具有保濕性，使水分不易蒸發(fā)，對各種食品的保濕與其品質(zhì)的維持有較好的效果，并能抑制蔗糖與葡萄糖的形成結(jié)晶。面包類、甜點心等以淀粉為主體的食品，往往稍加存放即行硬化，而添加低聚異麥芽糖就能防止淀粉老化，延長食品的保存時間［8］。2.5著色性低聚異麥芽糖所含糖分子末端為還原基因，與蛋白質(zhì)或氨基酸共熱會發(fā)生Maillard反應而產(chǎn)生裼變著色，著色程度的深淺與糖濃度有關(guān)，并與共熱的蛋白質(zhì)或氨基酸的種類、PH、加熱溫度及時間長短有關(guān)。所以，采用低聚異麥芽糖加工各種食品時應考慮到上述各種因素的配合［9］。2.6水分活度低聚異麥芽糖水分活度：在濃度75%、25°C時為0.75。接近蔗糖，用于代替部分蔗糖在食品配方中的換算頗為方便［10］。2.7冰點下降低聚異麥芽糖的冰點下降與蔗糖接近，凍結(jié)溫度高于果糖。用于冷飲品制造，使產(chǎn)品松軟可口［11］。2.8發(fā)酵性低聚異麥芽糖是酵母與乳酸菌不能利用的糖類。添加到面包、發(fā)酵乳（酸奶）中，不會被酵母菌、乳酸菌利用掉而殘留在食品中發(fā)揮其特性，促進雙歧桿菌發(fā)育。特別是在發(fā)酵乳中不會妨礙正常乳酸菌發(fā)酵［12］。2.9抗齲齒性低聚異麥芽糖抗齲齒性甚佳，不易被蛀牙病原菌-變異鏈球菌發(fā)酵，所以產(chǎn)生的酸少，牙齒不易腐蝕，它與蔗糖并用時，也能阻礙蔗糖不易被變異鏈球菌作用而產(chǎn)生水不溶性的高分子葡聚糖，抑制蔗糖的蛀牙性。低聚異麥芽糖中潘糖對阻礙齒垢形成的效果極為明顯13］。齲齒也是我國兒童最普遍的牙病之一，保護兒童口腔衛(wèi)生、預防牙病，以低聚異麥芽糖代替白砂糖，生產(chǎn)不易齲齒的食品和飲料是一件很有價值的工作，希望引起衛(wèi)生界、食品保健界注目［14］。2.10安全性低聚異麥芽糖的最大無作用量在2g/kg體重以上。對于低聚異麥芽糖粉，老鼠經(jīng)口投與急性毒性LD50為4g/kg體重以上，與低毒性蔗糖（LD50為29.8/kg體重）和麥芽糖（LD50為26.7/kg體重）相比較，它是極其安全的［15］。飲水中添加上述糖粉，1年內(nèi)老鼠自由攝取，每日攝取量為異麥芽糖2.7-5.0g/kg體重，經(jīng)長期飼養(yǎng)試驗，解剖結(jié)果和血液檢查無任何異?，F(xiàn)象，用細菌回歸變異試驗及培養(yǎng)細胞的染色體異常試驗，無任何變異原性。所以，低聚異麥芽糖是安全性極高的甜味劑［16］。3低聚異麥芽糖的生理功能低聚異麥糖屬于非消化性低聚糖類，它的生理功能可分為直接效應和間接效應。3.1直接效應［17］低聚異麥糖,食用后可直接產(chǎn)生的一些生理功能效應，為低聚異麥糖本身所固有的性質(zhì)。低聚異麥糖難以被消化，低甜度，低熱量，基本上不增加血糖血脂，有利于防止心腦血管疾病。這主要是由于口腔和腸道中不含有消化低聚異麥芽糖的酶類，低聚異麥芽糖可以順利達到大腸，為雙歧桿菌所利用，因此它在一定程度上起到了水溶性膳食纖維的作用，并且促進了人體腸道內(nèi)雙歧桿菌的增加，從而能抑制腸道內(nèi)有害菌及腐敗物質(zhì)的形成，提高了機體的免疫力。又由于低聚異麥芽糖的吸收與人體胰島素無關(guān)（或關(guān)系極少，不會引起血糖和胰島素水平的較大變化），所以它又是糖尿病人和低血糖患者理想的甜味劑，同時它不易被齲齒菌利用，不會引起齲齒的發(fā)生。3.2間接效應［17］由于低聚異麥糖促進有益菌生長后，由有益菌所產(chǎn)生的許多生理效應，為有益菌本身所固有的性質(zhì)。對一個健壯的人來說，有益菌群如雙歧桿菌、乳桿菌占95%以上，而有害菌群如大腸桿菌、校菌等僅占有1%左右。這些細菌之間，處于生態(tài)平衡，使人體保持健康狀態(tài)。其中雙歧桿菌是人體的“健康衛(wèi)士”。雙歧桿菌對人體的生長發(fā)育、防病抗病、新陳代謝、健康長壽、生老病死都起著舉足輕重的作用。低聚異麥芽糖進入人體后，能促進體內(nèi)雙歧桿菌的繁殖，調(diào)整腸道內(nèi)的菌群，增加有益菌的比例。作為人體腸道中最重要的有益菌群-雙歧桿菌的增殖因子，低聚異麥芽糖間接的生理功能己為國內(nèi)外許多科學家所證實，因此低聚異麥芽糖的生理功能是顯著的。4低聚異麥芽糖在食品工業(yè)中的應用4.1在面包中的應用[18]低聚異麥芽糖部分代替白砂糖應用于面包生產(chǎn)中，效果較好幾乎不影響成品的質(zhì)，產(chǎn)品的保濕性好。但在低聚異麥芽糖添加時，要考慮低聚異麥芽糖對酵母菌發(fā)酵起抑制作用的因素,添加量要以不影響面包膨發(fā)為宜。4.2在糖果、焙烤制品及小食品中的應用[19]用于糖果生產(chǎn)的低聚異麥芽糖（糖漿和糖粉），要求的水解率（DE值）都比較低，一般在40-42之間。因為低DE值的低聚異麥芽糖在明膠、蛋白干的配合下，經(jīng)過長時間的攪打充氣，形成了多相網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，口感柔韌，有咀嚼感。同時還要求糖份組成中葡萄糖含量要少，聚合度小的低聚糖含量要多，糖漿純度要高。在糖果配方中，低聚異麥芽糖與蔗糖的比值必須大于1。在這種比值條件下，低聚異麥芽糖能阻止蔗糖變?yōu)椴蝗苄云暇厶切纬升X垢而蛀牙，起到抗齲齒的作用。4.3在冰淇淋等冷飲中的應用[13]低聚異麥芽糖粘度比砂糖稍高，且其粘度隨溫度升高而降低，隨濃度的升高而升高°pH值及鹽類對其粘度影響較小。其添加于低糖冰淇淋中后對膨脹率有一定抑制作用，低糖冰淇淋物性指標低于普通冰淇淋。應用低聚異麥芽糖開發(fā)低糖冰淇淋的工藝仍有待進一步研究。4.4在飲料行業(yè)中的應用[20]低聚異麥芽糖適合代替部分蔗糖，添加到各種飲料、食品等中配制功能食品飲料。低聚異麥芽糖的耐熱性和耐酸性比蔗糖好，水分活性比蔗糖低，粘度與蔗糖相仿。所以用低聚異麥芽糖代替或部分代替蔗糖，工藝和設備不必更改。例如碳酸飲料、豆奶飲料、果汁飲料、蔬菜汁飲料、茶飲料、營養(yǎng)飲料、補鐵、補鈣、補碘飲料、酒精飲料、咖啡、可可粉末飲料等。4.5在乳品中的應用[21]奶粉：添加于嬰幼兒和中老年奶粉中，低聚異麥芽糖既有雙歧桿菌增殖功效，還有降血脂降血糖、促進礦物元素的吸收等功效。低聚異麥芽糖添加量1%?3%發(fā)酵酸奶：在鮮牛奶中加入低聚異麥芽糖漿，經(jīng)雙歧桿菌和乳酸發(fā)酵產(chǎn)生活性酸奶，低聚異麥芽糖對保持酸奶中雙歧桿菌的數(shù)量和存活起了關(guān)鍵作用，低聚異麥芽糖的添加量為1%?5%。風味乳飲料和乳酸飲料：可增加乳飲料的營養(yǎng)和保健功能。4.6在酒業(yè)中的應用利用低聚異麥芽糖的甜度特性，可替代蔗糖作為酒類的糖源。在黃酒釀造中添加低聚異麥芽糖，在主發(fā)酵階段添加40%，后發(fā)酵階段添加60%，總添加量為原料配方總量的30%,同時陳年黃酒的添加量為配方總量的30%。經(jīng)過二次發(fā)酵的保健型低聚異麥芽糖黃酒，色澤橙黃、透明，口感清爽，甜酸協(xié)調(diào)，風味獨特［12］。在啤酒生產(chǎn)應用中只需在麥汁煮沸終了前加入即可，使用操作非常方便，可保持啤酒原有特點并增加啤酒泡沫性和賦予啤酒特殊的生理功能［22］。5展望作為一類新的生理活性物質(zhì)，低聚異麥芽糖在食品各領(lǐng)域方面的應用的潛力巨大。它具有促進雙歧桿菌超強增殖、抗齲齒、消除疲勞、促進鈣的吸收、增強機體免疫力、潤腸通便等生理功能。又因其具有低甜度、低熱值、低粘度、保濕性、非發(fā)酵性、耐酸熱性等特性，所以被作為添加劑廣泛應用于各類保健品、飲品、奶制品、糖果和面食等。不但改善了食品的品質(zhì)，更使產(chǎn)品具有了營養(yǎng)保健功能，提高了產(chǎn)品檔次，增強了產(chǎn)品的市場競爭力。由于低聚異麥糖的特殊功能特性，相信隨著人們認識的深入，它的開發(fā)和應用將會更加深入廣闊，并將對國民經(jīng)濟、人體健康和食品工業(yè)等發(fā)展起重要的推動作用。參考文獻：黃祥斌，于淑娟.低聚異麥芽糖的最新研究進展[J].中國甜菜糖業(yè),2003,(3):13-16.KowJ,DuanD,ChyiS,etal.ReactionMechanismofIsomaltooligosaccharidesSynthesisbyAlpha-glucosidasefromAspergillusCarbonarious[J].BiotechnologyLetters,1994,16(11):1151-1156.KurikiT,YanaseM,TakataH,etal.ANewWayofProducingIsomaltooligosaccharidesSyrupbyUsingtheTransglycosylationReactionofNeopullulanase[J].ApplicationofEnvironmentMicrobiology,1993,59:953-959.KohmotoT,FukuiF,TakakuH,etal.EffectofIsomaltooligosaccharidesonHumanFecalFlora[J].BifidobacteriaandMicroflora,2000,7(2):61-69.黃圣基，萬守明.功能性低聚糖的特性及生理功能[J].食品研究與開發(fā),1999,20⑷：47-5l畢金峰，劉長江.低聚異麥芽糖的特性及應用[J].糧油食品科技,2002,10(5):42-44鮑元興，楊維亞,孫榕蔚.低聚異麥芽糖的高新分離技術(shù)[J].淀粉與淀粉糖,200l(1):24-29,18NakaoM,NakayamaT,etal.PurificationandCharacterizationofaBacillussp.SAM1606ThermostableAlpha-GlucosidasewithTransglucosyl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