氢原子百科 
麦芽糖（英语：Maltose），又称麦芽饴、饴糖[2]、4-O-α-D-吡喃葡萄糖，[3]分子式C12H22O11，[4]是一种还原性的二糖，由一分子α-D-吡喃葡萄糖C1上的苷羟基与另一分子D-吡喃葡萄糖C4上的醇羟基脱水，通过α-1,4-苷键连接而成的糖苷。[7]麦芽糖是白色针状结晶，粗制品呈稠厚糖浆状，易溶于水，微溶于乙醇，有甜味。[5]麦芽糖作为一种重要的碳水化合物，人体食用后无需胰岛素即可进入细胞内，[8]并在小肠内消化分解成单糖，而后被吸收，同时麦芽糖也具有为人体提供能量等作用。[9]
麦芽糖根据性状可以分为麦芽糖浆和结晶芽糖。根据麦芽糖的含量不同，麦芽糖浆（广义）有饴糖浆、麦芽糖浆（狭义，即普麦芽糖浆）、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆四种。[10]麦芽糖在植物中含量很少，[11]主要存在于发芽的谷粒尤其是麦芽中，麦芽糖也因此而得名，麦芽中含有淀粉酶，它可催化淀粉水解生成麦芽糖。在人体中，麦芽糖是淀粉水解的中间产物。[12]工业上主要采用酶法生产麦芽糖。[10]
麦芽糖应用广泛，在食品领域，麦芽糖浆不仅是甜味剂，而且是添加剂、保鲜剂、保湿剂，广泛的添加在固体食品、液体食品、冷冻食品、胶体食品等中；在医药领域，高纯结晶麦芽糖可配制成麦芽糖注射液，用于糖尿病人；在生物工程领域，超高麦芽糖浆能稳定蛋白酶活性，延长β-半乳糖苷酶的保存期，提高春日霉素的得率，也是提高白喉疫苗活性的必需物质（无替代品）；此外，麦芽糖还可作烟草、牙膏（粉）等的湿润调节剂。[10]世卫组织的一份指南建议，成年人和儿童应将其每天的游离糖（被添加到食品和饮料中的单糖和双糖等）摄入量降至其总能量摄入的10%以下。进一步降低到5%以下或者每天大约25克（6茶匙）会有更多健康益处。[13]
相关历史
中国麦芽糖制作历史悠久。《诗经·大雅·绵》：“周原抚，堇茶如饴。”意思是周原土地肥沃，生长的堇菜苦菜都甜如麦芽糖。说明远在西周时就已有麦芽糖。北朝贾思勰所著的《齐民要术》对麦芽糖的制作方法作了详尽叙述。[14]
杜布伦福（Dubrunfaut）于1847年将淀粉经酶水解制得二糖麦芽糖，因为它与葡萄糖有关联，故称为麦芽的葡萄糖。[6]同年，开始生产并应用于酒厂、啤酒厂生产甜酒、法国利久酒及其他酿造业中。[15]1872年奥沙利文(OSullivan)在翻译杜布伦福的研究成果时，称它为麦芽糖。 奥斯特于1904年用草酸将淀粉水解，取得和D-葡萄糖一起结晶的麦芽糖。[6]
物理性质
麦芽糖是白色针状结晶，粗制品呈稠厚糖浆状。一分子水的结晶麦芽糖于102~103℃熔融并分解；易溶于水，微溶于乙醇，有甜味（不及蔗糖，与蔗糖互为同分异构体）；麦芽糖的25℃溶解度为108g/100ml，甜度为蔗糖的1/3；[5]麦芽糖具有旋光性，属于右旋糖；[16]麦芽糖有良好的亲油性和保油能力，其最佳结晶温度为60~120℃。[17]
化学性质
麦芽糖分子结构中有醛基，具有还原性，是一种还原性糖，因此可以与银氨溶液发生银镜反应，也可以与新制碱性氢氧化铜反应生成砖红色沉淀。能使溴水褪色，被氧化成麦芽糖酸，在稀酸加热或α-葡萄糖苷酶作用下水解成2分子葡萄糖。[5]
吸收代谢
作用
麦芽糖可以为人体提供能量，[9]它不刺激胰岛素分泌，基本上不影响血糖值。能降低血液游离脂肪酸和酮体，改善脂肪代谢；可调节蛋白质的消耗，有利于正氮平衡；毒性低，不影响肝功能，亦无不良反应；稳定性好。[8]
分布
麦芽糖在植物中含量很少，[11]主要存在于发芽的谷粒尤其是麦芽中，麦芽糖也因此而得名，麦芽中含有淀粉酶，它可催化淀粉水解生成麦芽糖。在人体中，麦芽糖是淀粉水解的中间产物，[12]淀粉被唾液淀粉酶催化水解可以得到麦芽糖。[18]另外，麦芽糖也是玉米糖浆和麦芽糊精的主要成分之一。[19]
饮食建议
世卫组织的一份指南建议，成年人和儿童应将其每天的游离糖摄入量降至其总能量摄入的10%以下。进一步降低到5%以下或者每天大约25克（6茶匙）会有更多健康益处。游离糖是指由厂商、厨师或消费者添加到食品和饮料中的单糖和双糖等。[13]
食品工业
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。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，所以在冷饮的生产上有相当大的市场潜力。以高麦芽糖浆替代或部分替代蔗糖生产出来的冰淇淋制品，组织均匀、不带冰晶、有韧性、有光泽，品尝后给人以入口不黏不腻、甜味清淡绵长、爽口舒适的感觉。[10]
医药工业
高纯结晶麦芽糖在医药行业上可配制成麦芽糖大输液，用于糖尿病人。[10]最早的麦芽糖注射液(Martos-10)于1974年在日本上市，该注射液已载入日本药典。[9]麦芽糖的分子质量比葡萄糖大一倍，所以同样渗透压的麦芽糖大输液的质量百分浓度比葡萄糖大输液高一倍，提供的能量也大一倍，为高能量的注射液。给病人输液时，可以减少输液的体积和时间。10%麦芽糖大输液在临床上除了用于糖尿病人外，还可用于孕妇营养和保胎的补液以及手术病人和大面积创伤、烧伤及外科手术引起的肾上腺皮质激素增高而出现的“创伤性”糖尿病。[10][20]
生物工程及其他领域
超高麦芽糖浆能稳定蛋白酶活性，延长β-半乳糖苷酶的保存期，提高春日霉素的得率，也是提高白喉疫苗活性的必需物质（无替代品）。还可作烟草、牙膏（粉）等的湿润调节剂。[10]
熬制
熬制麦芽糖首先要准备麦芽。将大麦或小麦浸湿淘洗，盖上湿布并适当洒水，保持适宜的温度就可生成麦芽。麦芽味甜，含有较多的糖化酶。麦芽加水磨细备用。[14]
用米、碎米或玉米粉(只要是淀粉类都行)煮成粥，待粥冷却至温热时加入磨细的麦芽，搅拌后保温(或适当加温)以产生糖化反应，行话叫“焙瓮”。时间一般较长，需2-3小时。然后，滤出糖渣，长时间加温让糖液中的水分逐步蒸发，最终制成黏稠的麦芽糖。[14]
酶的选择
单一的糖化酶（如β-淀粉酶、麦芽糖生成酶、麦芽三糖酶、真菌α-淀粉酶[21]）作用很难得到高含量的麦芽糖浆，因此，工业生产中常利用双酶或多酶协同作用来生产高麦芽糖浆。总体上来看，外切酶（β-淀粉酶、Maltogenase酶）与脱支酶的组合效果要好于外切酶与内切酶(Temiamy、Ban酶、Fungamyl)的组合方式，而且外切酶与内切酶组合时条件相对比较苛刻，且现已开始使用多酶协同的方式，多酶协同法要好于双酶法。双酶糖化时，效果最好的是Maltogenase酶和脱支酶组合酶系，多酶协同糖化中效果最好的是β-淀粉酶、Promozyme酶、麦芽三糖酶和中温淀粉酶组合糖化。[10]
工艺流程
液化：液化是酶法制取麦芽糖的关键工序。麦芽糖工业上已普遍采用耐高温淀粉酶作为淀粉液化用酶。液化程度是用测量DE值控制的。为了提高麦芽糖的生成量，必须防止葡萄糖的聚合度为奇数的低聚糖的生成，液化后，DE值越高，则生成奇数低聚糖的机会也越多，糖化后生成较多的麦芽三糖，使麦芽糖的收率降低。若DE值太低，则糖液黏度太高而难以操作。一般情况下，液化液升温灭酶时可将料温升至125℃以上，维持时间10min，即可达到杀灭耐高温α-淀粉酶活力的目的。[10]
糖化：将液化液冷至57~62℃，用盐酸调pH5.5~6.0，加入一定量的β-淀粉酶，保温反应直到糖化结束。为了提高麦芽糖产率，糖化时可使用脱支酶，将支链淀粉切开。糖化应防止染菌，主要方法有提高糖化温度到60~62℃；设备清洗，管道灭菌，阀门消毒；降低糖化pH到4.8~5.0；控制合理的糖化时间；使用高质量酶制剂。[10]
脱色：糖化液用盐酸调pH4.8，加入淀粉质量0.3%~0.5%的糖用活性炭，开动搅拌，升温至75~85℃，保温20~30min，趁热压滤。若第一次脱色糖液的色价在0.4以下，则即可进行离子交换。否则要补加一定量的活性炭进行第二次脱色。第二次脱色回收的炭可用作下一批次第一次脱色。[10]
离子交换：脱色糖液送入离子交换柱进行离子交换，以除去脱色后糖液中的蛋白质、氨基酸、色素和灰分。离子交换床可按阳-阴-阳-阴串联，阳离子多选用001×7（即732强酸性离子交换树脂），阴离子多选用211×4（即711强碱性离子交换树脂）。树脂先经处理，糖液自上而下流过树脂，流速每小时为树脂体积的3~4倍，当阳离子柱流出液的pH上升到3.5左右，阴离子柱流出液 pH下降到4.5左右时，树脂的交换能力已大大下降，应停止交换，树脂进行再生。此时用温水洗出树脂内的残糖，将浓度高的清洗液与离子交换液合并后浓缩成成品。[10]
浓缩：脱色净化液在真空下浓缩，为了节约能源，可采用双效和三效蒸发器，在80kPa进行，当浓缩液的固形物达76%~85%即为成品。[10]
分类
麦芽糖根据性状可以分为麦芽糖浆和结晶芽糖。根据麦芽糖的含量不同，麦芽糖浆（广义）有饴糖浆、麦芽糖浆（狭义，即普麦芽糖浆）、高麦芽糖浆和超高麦芽糖浆四种。各种糖浆的组成如下表所示。[10]
| 类别 | DE（葡萄糖值）/% | 葡萄糖含量/% | 麦芽糖含量/% | 三糖含量/% | 四糖以上含量/% |
|---|---|---|---|---|---|
| 饴糖浆 | 35-50 | ＜10 | 40-60 | 10-20 | 30-40 |
| 麦芽糖浆 | 35-50 | 5-10 | 40-50 | 10-20 | 20-30 |
| 高麦芽糖浆 | 35-50 | 0.5-3.0 | 50-70 | 10-25 | 5-10 |
| 超高麦芽糖浆 | 45-60 | 1.5-2.0 | 70-85 | 8-21 | —— |
物质结构
麦芽糖是由一分子α-D-吡喃葡萄糖C1上的苷羟基与另一分子D-吡喃葡萄糖C4上的醇羟基脱水，通过α-1,4-糖苷键连接而成的糖苷。[7]若两分子α-D-葡萄糖按α-1,6糖苷键缩合、失水，则生成异麦芽糖。麦芽糖和异麦芽糖结构上的区别主要是糖苷键的不同。[22]
麦芽糖分子中还保留着一个苷羟基，[7]苷羟基在α位的为α-麦芽糖，在β位的β-麦芽糖，[23]所以有α-异构体和β-异构体两种异构体，并且在水溶液中可以通过链状结构相互转变。[7]这一结构特点决定了麦芽糖仍保持单糖的一般化学性质，如具有变旋现象和还原性，是还原性二糖，也可以生成糖脎和糖苷。[7]麦芽糖中苷键的构型是α型还是β型，通常用两种酶来区别它，麦芽糖酶能使α型苷键水解，而苦杏仁酶能使β型苷键水解。[24]
毒性
参考资料 25
- 麦芽糖 — 术语在线
- 参考 2
- 参考 3
- MAITOSE — PUBCHEM
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- 世卫组织呼吁各国减少成人和儿童糖摄入量 — 世界卫生组织
- 参考 14
- 参考 15
- 参考 16
- 参考 17
- 参考 18
- 参考 19
- 参考 20
- 参考 21
- 参考 22
- 参考 23
- 参考 24
- 参考 25