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麥芽糖醇

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麥芽糖醇（maltitol）又名氫化麥芽糖，化學名1，4-o-α-D-吡喃葡萄糖基-D-山梨糖醇，是由1分子葡萄糖通過α-1，4-鍵連接一個山梨醇所組成的二糖。分子式為C12H24O11，相對分子質量為344.31。麥芽糖醇為無色透明晶體，易溶於水，難溶於甲醇和乙醇。 [1] 
麥芽糖醇是一種新型的甜味劑，廣泛用於糖味食品加工中。以往人們食用的甜味劑基本上都是熱量高、甜度大的糖類，易引起糖尿病、肥胖症、動脈硬化和心臟衰弱等疾病。麥芽糖醇甜度高、熱量低、安全性好，原料也比較充足，製造工藝簡單，具有其他甜味料所不具備的獨特性能。 [2] 
中文名
麥芽糖醇 [1] 
外文名
Maltitol [1] 
別    名
氫化麥芽糖 [1] 
化學式
C12H24O11 [9] 
分子量
344.31 [1] 
CAS登錄號
585-88-6 [3] 
EINECS登錄號
209-567-0 [3] 
熔    點
135 ℃ [1] 
水溶性
易溶於水 [1] 
密    度
1.36 g/cm³ [1] 
化學名
1，4-o-α-D-吡喃葡萄糖基-D-山梨糖醇

目錄

  1. 1 簡介
  2. 2 功能特性
  1. 3 儲存與安全性
  2. 4 生產工藝
  1. 5 主要用途
  2. 6 發展展望

麥芽糖醇簡介

麥芽糖醇由麥芽糖氫化而獲得，是較早應用於低熱量甜味劑的糖醇，有兩種個產品：一為無色結晶性產品；二為無色粘稠狀液體。其他還有麥芽全糖醇粉，系麥芽糖醇噴霧乾燥製得，僅水分≤0.1%外，其餘指標同液體麥芽糖醇。 [4] 
麥芽糖的半縮醛羥基被還原成羥基，轉變成麥芽糖醇，甜度增高，相對甜度約為蔗糖的0.9倍，味道純正，接近蔗糖，但不被消化，又不被口腔微生物代謝，不會引起齲齒病，為低熱量 [10]  的食品甜味料，特別適於糖尿病、肥胖病患者食用。 [4] 

麥芽糖醇功能特性

非腐蝕性：麥芽糖醇不是產酸的基質，幾乎完全不會導致細菌合成不溶性聚糖，所以麥芽糖醇是極難形成齲齒的非腐蝕性新糖質。 [5] 
促進鈣的吸收：通過動物實驗表明麥芽糖醇有促進腸道對鈣吸收的作用和增加骨量及提升骨強度的性能。 [5] 
不刺激胰島素的分泌：麥芽糖醇由於難以消化吸收，血糖值上升少，故而對葡萄糖代謝所必須的胰島素的分泌，沒有什麼刺激作用，這樣一來減少了胰島素的分泌。由此可見，麥芽糖醇可以作為供糖尿病患者食用的甜味劑。 [5] 
抑制體內脂肪過多積聚：如果同時攝入高脂肪和砂糖後，由於刺激了胰島素的分泌，脂蛋白分解酶活性提高，故而很容易增加體內脂肪的積聚。若用麥芽糖醇替代砂糖製造如冰淇淋、蛋糕、巧克力之類的高脂肪食品，由於不會刺激胰島素分泌，因此可以期望減少體內脂肪的過度積聚。 [5] 
難消化性：麥芽糖醇在人體內幾乎完全不能為唾液、胃液、小腸膜酶等分解，除腸內細菌可利用一部分外，其餘均無法消化而排出體外。 [5] 
攝入體內的麥芽糖醇中，約10%在小腸分解吸收後作為能源利用；餘下的90%在大腸內的細菌作用下分解為短鏈脂肪酸，其餘一部分在大腸吸收後作為能源利用。因而將麥芽糖醇在小腸內的吸收量加上大腸內短鏈脂肪酸的吸收量，可以計算出麥芽糖醇的熱量值約為2Kal/g。 [5] 

麥芽糖醇儲存與安全性

麥芽糖醇具有較好的温度和化學穩定性。當加熱到200℃以上時，發生降解（依賴於時間、温度和其他主要條件）。麥芽糖醇與氨基酸反應變成褐色。在20℃下只有相對濕度等於或高於89%時才吸濕。 [6] 
麥芽糖醇用於口服制劑、糖果、食品、無齲蝕性、無毒性、無過敏性及無刺激性。 [6] 
麥芽糖醇消化有兩條代謝途徑：小腸吸收、在大腸發酵（結腸）。在計算能量值時，採用哪條途徑應予以考慮。麥芽糖醇具有較低的血糖量，因此在醫學監測下，糖尿病人是可以從飲食中攝取的，但在計算每天允許攝入糖量時，麥芽糖醇必須計算在內。 [6] 
FDA認定麥芽糖醇可安全使用。1985年，FAO/WHO食品添加劑聯合專家委員會決定對麥芽糖醇的最大允許日採食量ADI值不做規定，可根據各種不同的實際需要決定其示意添加量。 [1]  儘管麥芽糖醇非常安全，但是也不能無限制地食用，因為麥芽糖醇和其他糖醇一樣，大量食用將會導致腹瀉，一般規定每日攝人以不超過100g為佳。 [7] 

麥芽糖醇生產工藝

麥芽糖醇是以澱粉為原料，採用α-澱粉酶、β-澱粉酶、脱支酶協同水解澱粉，將大分子澱粉降解為以麥芽糖為主要成分的麥芽糖漿，再經氫化還原後，將麥芽糖漿轉化為麥芽糖醇漿。 [1] 
生產工藝
工藝步驟
具體操作
配料
根據生產經驗，澱粉經調漿後配成固形物含量為28%-32%的澱粉漿。 [1] 
液化
加入α-澱粉酶，採用噴射液化，液化深度控制在DE值8%-12%。 [1] 
糖化
加入β-澱粉酶、麥芽糖生成酶和支鏈澱粉酶進行糖化，糖化温度55-60℃、時間36-48h，生成麥芽糖液，如果採用膜技術對糖化液中的麥芽糖進行截留，那麼，麥芽糖含量96%以上的產品對澱粉收率可達到75%-80%，甚至更高，副產物為附加值很高基本溶於水的低DE值（<10%）麥芽糊精。 [1] 
制氫
採用甲醇裂解變壓吸附製取氫氣。 [1] 
氫化
氫化工序是麥芽糖醇生產的關鍵工序之一。與木糖、葡萄糖的氫化工藝相比，麥芽糖的相對分子質量較高，使得氧化難度加大。因此為了獲得高氫化轉化率的麥芽糖醇漿，適當調整包括催化劑、反應壓力、反應温度在內的若干氫化條件是十分必要的。 [1] 
將麥芽糖漿稀釋到需要的濃度，一般在12%-15%，也有采用25%-30%的，但最後需以單位催化劑能反應的糖總量為依據。將糖漿用NaOH調pH至7.5-8.0，調好的糖漿進入加氫反應釜進行加氫，加氫反應催化劑為骨架鎳，間歇反應用粉狀催化劑（ Ni、Al、Mo），連續反應用塊狀催化劑，用量為10% -12%。加氫反應壓力7.5-8.0MPa，反應温度115-125℃；也可以適當將氫化反應釜壓力升至8-12MPa，反應温度120- 140℃。 [1] 
精製
氫化液先經過濾，濾框中加入活性炭，一方面濾去雜質，另一方面除去氫化液中的色素，然後進行離子交換，主要目的是除去金屬離子，最後可在負壓下，用刮板式或薄膜式蒸發器一次濃縮到含麥芽糖醇70%以上的成品。 [1] 
結晶麥芽糖醇的生產工藝中，對原料麥芽糖的要求較高，麥芽糖的純度越高，加氫後的麥芽糖醇純度就越高。當麥芽糖醇的純度在90%左右時，其結晶過程才能順利進行。這就要求原料麥芽糖的純度達到90%以上，而以目前麥芽糖的生產工藝，要得到高純度的麥芽糖，成本會大幅增加。採用色譜分離技術製備超高麥芽糖醇，將會使運行成本顯著降低。麥芽糖醇液經色譜分離後，得到山梨醇、其他雜糖醇和純度95%以上的麥芽糖醇三種組分，收集純度為95%以上的麥芽糖醇組分，經濃縮、結晶、離心、乾燥等工序得到晶體麥芽糖醇產品。 [1] 
以聚苯乙烯大孔型樹脂為固定相，以水為洗脱劑，當進料的麥芽糖醇純度為85%左右，進料濃度為25%左右，色譜分離温度為60℃，麥芽糖醇色譜分離收率達70%以上。以此工藝條件試製小高純度結晶麥芽糖醇樣品，純度達98%，熔點大於148℃，產品質量達到國外同類產品水平。 [1] 
由於結晶麥芽糖醇生產難度大，工藝技術要求嚴格，國內外能夠生產該產品的廠家極少。2009年全球能夠生產結晶麥芽糖醇的企業只有羅蓋特、嘉吉公司、綠健公司、華康藥業四家公司。按目前的應用領域來看，國內市場的麥芽糖醇需求量已經達到近5萬t，然而實際的供應量卻不足2萬t，存在極大的供應缺口，而且隨着需求量的不斷增加，這一缺口會進一步擴大。現在整個國際市場的麥芽糖醇的供應，全年總的產量不足20萬t，遠遠不能滿足現有40餘萬t的需求。華康藥業已推出了結晶麥芽糖醇，並正在開發壓片級的麥芽糖醇及粉末狀的麥芽糖醇產品，使產品線更加全面及系列化。 [1] 

麥芽糖醇主要用途

1. 食品工業
（1）低熱量功能性甜味劑
通過對糖尿病患者進行急性試驗共38例，服用麥芽糖醇餐後1h及2h的血糖和對照組相比無顯著差異。4例糖尿病患者， 每日服麥芽糖醇20g，連續服用40天 （二個療程） ，檢查血糖、血脂、腎功、肝功未見變化，説明糖尿病患者可食用麥芽糖醇。麥芽糖醇對熱及酸都比較穩定，粘度比木糖醇、山梨醇大2倍。因此麥芽糖醇可代替蔗糖廣泛應用於無糖餡料、無糖食品中。 [8] 
（2）用作脂肪替代品
糖醇是蛋糕和奶油有效的乳化劑和發泡劑，利用糖醇的乳化穩定性，生產的油、水型乳化人造奶油，不僅質量高，用於食品生產中還可以使食品產生油脂感和光滑結構的特性， 因而用麥芽糖醇做脂肪代用品， 生產低熱量食品， 能保持原有脂肪食品的風味和組織。 [8] 
（3）用作冰淇淋、奶油糕點、奶糖等高脂肪食品的甜味劑， 可抑制體內脂肪積蓄， 防止肥胖。 [8] 
（4）用於加工口香糖、糖果、糕點、飲料及兒童、老年食品等， 可促進人體對鈣的吸收， 並可預防齲齒及老年疏鬆症。 [8] 
（5）麥芽糖醇甜味柔和純正， 加熱至150℃不着色， 與氨基酸一起加熱不引起美拉德反應， 適於加工高檔硬糖、奶糖、水晶奶糖等。另外， 麥芽糖醇具有極好的護色作用， 用於加工果脯、果凍、醃漬物等， 能延長果蔬的保鮮期。 [8] 
（6）麥芽糖醇具有良好的保濕性， 非發酵性， 用於麪包、糕點中， 可延長貨架期。 [8] 
2. 化學工業
麥芽糖醇對酸、熱穩定， 在化學工業中， 可作為合成化學的原料， 用於製造合成樹脂、表面活性劑、接觸劑等。 [8] 
3. 醫藥工業
從代謝物性分析， 人體對麥芽糖醇的吸收率較低， 被吸收的麥芽糖醇首先水解生成葡萄糖或山梨糖醇， 進入各自的代謝途徑中。由於麥芽糖醇在體內的水解速度很慢， 所釋放出的葡萄糖不足以引起血糖水平的波動， 同時水解釋放出的山梨糖醇的吸收更為緩慢， 在某種程度上還會抑制葡萄糖的吸收， 因此， 人體攝入麥芽糖醇後血糖水平和血液胰島素水平增加幅度很小， 此外還能促進鈣的吸收， 因此可作成藥用飲料等產品， 專用於糖尿病、肝病、心血管病、動脈硬化、高血壓、肥胖病以及骨質疏鬆症患者。 [8] 
4. 化妝品
由於麥芽糖醇具有良好的吸濕性、保濕性， 可作為化妝品的某種成分， 用作濕潤調節劑。 [8] 

麥芽糖醇發展展望

近幾年， 隨着經濟發展、生活水平的提高， 我們的食品消費觀念發生了極大的改變， 已越來越注意飲食對自身健康水平的影響， 消費趨勢漸漸從色香味均佳的食品轉向具有合理營養和保健功能的食品， 無糖食品有着廣闊的市場潛力。 [8] 
麥芽糖醇是一種重要的食品添加劑和功能性甜味劑， 因其具有獨特的生理功能和防齲齒作用， 是糖尿病患者的專用食品的甜味劑， 對糖尿病患者起着營養劑和輔助治療的作用。我國有近3000萬糖尿病患者， 7000萬肥胖者， 9500萬高血脂病人， 有3億人患齲齒， 對麥芽糖醇的需求量是相當可觀的；我國又有近4億兒童， 兒童的專用食品和保健食品發展迅速， 這都是麥芽糖醇發展的潛在市場， 為麥芽糖醇的發展提供了契機。目前， 麥芽糖醇已被列入美國藥典， 其在醫藥上的用途正不斷被開發。因國內麥芽糖醇的應用剛剛起步， 麥芽糖醇作為食品添加劑， 我國已將其列入GB2760標準， 允許在雪糕、糕點、果汁、餅乾、麪包、醬菜、糖果中使用。製藥行業的應用尚為空白， 也未列入藥典。麥芽糖醇的發展潛力巨大， 隨着我國經濟的發展和人民生活水平的提高， 對含麥芽糖醇的食品、化妝品和衞生用品的消費將逐步擴大， 麥芽糖醇的銷售量將會增加， 我國麥芽糖醇市場將呈增長趨勢。 [8] 
參考資料
  • 1.    姜錫瑞，霍興雲，黃繼紅，孫中濤．生物發酵產業技術．北京：中國輕工業出版社，2016：300-303
  • 2.    杜連啓．甘薯綜合加工技術．北京：中國輕工業出版社，2014：61
  • 3.    麥芽糖醇  ．中國化工製造網
  • 4.    張力田，高羣玉．澱粉糖 第3版．北京：中國輕工業出版社，2011：217
  • 5.    李朝霞．中國食材辭典．太原：山西科學技術出版社，2012：28-29
  • 6.    R.C.羅，P.J.舍斯基，P.J.維勒，鄭俊民．藥用輔料手冊（原著第四版）．北京：化學工業出版社，2004：418
  • 7.    趙光輝. 麥芽糖醇的生產與應用[C]. 中國食品添加劑和配料協會、《中國食品添加劑》雜誌社、中國國際貿易促進委員會輕工行業分會.第十四屆中國國際食品添加劑和配料展覽會學術論文集.中國食品添加劑和配料協會、《中國食品添加劑》雜誌社、中國國際貿易促進委員會輕工行業分會：中國食品添加劑生產應用工業協會，2010：219-223.
  • 8.    賀東海，修秀紅，方春雷.麥芽糖醇的功能特性、應用及生產[J].山東輕工業學院學報(自然科學版)，2012，26(01)：31-34.
  • 9.    麥芽糖醇  ．化源網[引用日期2022-08-23]
  • 10.    於洪濤主編. 危重症患者營養的理論與實踐. 鄭州：河南科學技術出版社, 2017.08:261.