異麥芽酮糖醇的功能與應(yīng)用研究

丘春洪

（肇慶煥發(fā)生物科技有限公司，廣東 肇慶 526000）

異麥芽酮糖醇是一種食品原料，它的原材料是異麥芽酮糖。異麥芽酮糖醇是食品原料中的新資源。由于異麥芽酮糖醇是不會升高血糖、不會引發(fā)胰島素波動的糖果類食品，加之具備高耐受性特點(diǎn)，其功能性和食用安全性都得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并獲得“GRAS（公認(rèn)安全）”的食品安全最高等級，由美國FDA 授予，同時(shí)，2008 年，國家衛(wèi)生部也將異麥芽酮糖醇批準(zhǔn)為新資源食品，除了嬰幼兒食品外，該產(chǎn)品可在其他各類食品加工中應(yīng)用，建議每天食用量不要超過100 克。本文將對其的功能和應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行多層次的研究，作者研究的《由異麥芽酮糖通過催化加氫制備異麥芽酮糖醇的方法》曾獲國家發(fā)明專利（ZL201510361774.1）。

1 異麥芽酮糖醇概述

異麥芽酮糖醇（Isomalt）也稱為拉金糖醇，在國際上被譽(yù)為益壽糖，該物體為無臭結(jié)晶的白色性狀，味甜，約為蔗糖甜度的60%，輕度吸濕，表現(xiàn)為145℃～150℃的熔點(diǎn)；可溶于水，在水溫25℃時(shí)溶解度為37.8%，水溫40℃時(shí)溶解度為77.6%，水溫60℃時(shí)溶解度為134.1%，表現(xiàn)為-39.4kJ/g 的溶解熱，極小的負(fù)溶解熱性，在代糖產(chǎn)品中冷效應(yīng)最低，難以相溶乙醇，與蔗糖的味道接近，甜味清爽且能長時(shí)間延續(xù)，在功能上可以遽蔽苦味、平衡口感和風(fēng)味，熱值2Kcal/g（8.4K/g），大約為蔗糖的一半，具備良好的熱穩(wěn)定性和酸堿穩(wěn)定性，難以水解，在100℃加熱60min情況下仍然不分解，而蔗糖在該環(huán)境下可完全水解[1]。

當(dāng)前，異麥芽酮糖醇已經(jīng)在飲料和各類食品生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，并且西方無糖食品使用的甜味劑市場，有50%的市場份額被異麥芽酮糖醇占據(jù)。具體來說，包括飲料、食品、壓片糖、冰激凌、糖果、果醬、餐桌甜品、果凍、口香糖、烘烤食品、乳制品、巧克力、豆奶制品、中藥涼茶等方面。異麥芽酮糖醇的結(jié)構(gòu)為：α-D-吡喃葡糖基-1，6-山梨糖醇（GPS）和α-D-吡喃葡糖基-1，1-甘露醇（GPM），其原理是按照等摩爾的比例實(shí)施混合，其結(jié)構(gòu)見圖1。其中有2 個(gè)摩爾的結(jié)晶水包含在GPM 中，所以，異麥芽酮糖醇成品的混合物中，含有5%的結(jié)晶水白色結(jié)晶物[2]。

圖1 異麥芽酮糖醇結(jié)構(gòu)圖

2 異麥芽酮糖醇的生產(chǎn)工藝

2.1 生產(chǎn)流程

異麥芽酮糖→溶解→加氫→鎳過濾→脫色→過濾→降溫→離子交換→濃縮→噴霧造粒（結(jié)晶）→流化床降溫→粉碎→篩分→磁棒→包裝→金檢→碼垛入庫

2.2 生產(chǎn)工序

異麥芽酮糖醇的生產(chǎn)工序包括兩個(gè)步驟。第一步，利用α-葡基轉(zhuǎn)移酶反應(yīng)生成功能，將蔗糖原料生成異麥芽酮糖；第二步，將異麥芽酮糖利用催化劑氫化為異麥芽酮糖醇，在該過程中有兩個(gè)同分異構(gòu)體產(chǎn)生，即α-D-呋喃葡糖基-1，1-D-甘露醇（GPM）和α-D-呋喃葡糖基-1，6-D-山梨醇（GPS），有兩種糖醇通過等摩爾混合反應(yīng)形成，最后通過脫色、離交、濃縮、固化、粉碎、篩分后形成，可以視為蔗糖衍生的二元功能性糖醇。

3 異麥芽酮糖醇的功能特性

3.1 低糖、低熱量

1.低糖。因?yàn)楫慃溠客谴疾怀^0.3%的還原糖，糖尿病人食用異麥芽酮糖醇，不會升高胰島素和血糖，因此糖尿病的患者可適當(dāng)?shù)厥秤谩Ｔ诖斯δ芟?，很多糖果食品中可以?yīng)用異麥芽酮糖醇，例如，以其作為原料或者輔料，制作硬糖、巧克力、口香糖等一些食物，這些食物比較適合糖尿病以及害怕長胖的人群使用。

2.低熱量。異麥芽酮糖醇的熱值只有2Kcal/g（8.4 K/g），是高血糖、高血壓、高血脂患者最安全的糖類食品，并可以輔助減肥。

3.2 促進(jìn)良性菌群增值

對于體內(nèi)雙歧桿菌的繁殖來說，異麥芽酮糖醇是重要的因子。盡管人體的微生物酶系統(tǒng)不能直接吸收異麥芽酮糖醇，但人體腸道中的雙歧桿菌卻能夠分解異麥芽酮糖醇，然后將其充分利用，加快該良性菌群的生長繁殖，更好地平衡腸道的微生物，形成保護(hù)健康的屏障[3]。

3.3 具備高耐受性

很多甜味劑使用過多會導(dǎo)致腹脹、腹瀉等不適癥狀，如低聚糖、山梨醇、氫化淀粉水解物、木糖醇等食物，所以，F(xiàn)AO/WHO 都做了食用量的限制規(guī)定，但人體針對異麥芽酮糖醇的耐受量很大，所以，F(xiàn)AO/WHO 聯(lián)合食品添加劑專家委員會審查通過，同類食品中沒有做每日攝入量限制的就是異麥芽酮糖醇，但我國新資源食品做出每日低于100g 攝入量的規(guī)定。

3.4 高穩(wěn)定性、非吸濕性

1.高穩(wěn)定性。作為多元糖醇的異麥芽酮糖醇，因?yàn)闊o需還原而非常穩(wěn)定，哪怕是在超強(qiáng)的酸、堿環(huán)境里也不會水解，高溫下不會生成色素，其穩(wěn)定性比蔗糖大10 倍的數(shù)值，也不易與食品中的其他成分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。因?yàn)楫慃溠客谴茧y以被大部分微生物利用，所以，在產(chǎn)品中添加異麥芽酮糖醇，會有效延長貨架期。

2.非吸濕性。異麥芽酮糖醇比起蔗糖、某些低聚糖、葡萄糖，吸濕性極低。在溫度25℃下70%的相對濕度時(shí)，幾乎沒有吸濕現(xiàn)象，更有利于包裝和運(yùn)輸。

3.5 代謝功能

異麥芽酮糖醇和其他水溶性糖類有極大的區(qū)別，該糖醇的雙糖鍵裂解速率極低，因此在人體內(nèi)被吸收的成分極小，多糖類糖醇在人體內(nèi)要先分解為單糖，方可以被小腸吸收。試驗(yàn)結(jié)果顯示，口服異麥芽酮糖醇后，表現(xiàn)為低齲齒性；在小鼠的齲齒率方面，蔗糖為58%，異麥芽糖醇為15%，山梨醇為18%，木糖醇為11%。在攝入50g～100g 異麥芽酮糖醇時(shí)，血糖和胰島素都沒有變化；因?yàn)闊嶂档?，它主要部分進(jìn)入大腸，降解成CH4、CO2、H2，還有揮發(fā)性脂肪酸。胰島素?zé)o變化表明利用異麥芽酮糖醇進(jìn)行脂肪合成的可能性[4]。

3.6 其他功能特征

1.非致齲齒性。異麥芽酮糖醇不會導(dǎo)致口腔內(nèi)的變形鏈球菌的分解利用，因?yàn)椴荒苌伤岷推暇厶牵粫l(fā)生蛀牙現(xiàn)象，兒童食用很安全。

2.負(fù)溶解熱具備合理性。異麥芽酮糖醇產(chǎn)生的負(fù)溶解熱只有-39.4KJ/kg，因此，品嘗時(shí)不易出現(xiàn)口感的冰涼不適。

3.甜味純正天然。異麥芽酮糖醇能夠與其他強(qiáng)力甜味劑搭配使用，比如三氯蔗糖、甜菊糖、甜蜜素等，以覆蓋其他強(qiáng)力甜味劑不好的味道。

4 異麥芽酮糖醇的應(yīng)用研究

4.1 在各類飲品中的應(yīng)用

異麥芽酮糖醇完全可以應(yīng)用在飲料、涼茶、果汁、豆制品、乳制品等飲品中，其應(yīng)用價(jià)值表現(xiàn)在兩個(gè)方面。第一，因?yàn)槠錈o糖、零蛋白、低甜、零脂肪、低卡路里，同時(shí)具備益生元素和雙歧桿菌增生因子，顯著增加了飲品的特性和保健功能；第二，可以遮蔽異味、平衡口感和風(fēng)味。異麥芽酮糖醇針對果汁、豆制品、中藥存在的異味，能夠有效遮蔽，改善口感的同時(shí)，突出飲品原有的風(fēng)味。在各類飲品中應(yīng)用異麥芽酮糖醇，通常占比4%～6%即可，如果甜度不夠，可以適量復(fù)配甜菊糖或者麥芽糖醇。

4.2 在無糖硬糖中的應(yīng)用

目前市場上無糖硬糖的主要原料包括異麥芽酮糖醇、木糖醇、麥芽糖醇以及相關(guān)混合物。比起其他類型的糖醇，異麥芽酮糖醇的吸濕性極低，在溫度25℃，濕度70%條件下幾乎沒有吸濕性，這有利于產(chǎn)品儲存更加穩(wěn)定，讓硬糖的表面更光潔。異麥芽酮糖醇與蔗糖的風(fēng)味類似，更有利于硬糖中其他香味物質(zhì)釋放其風(fēng)味。目前比較流行的清咽潤喉型的硬糖，例如荷氏出品的冰球無糖薄荷糖，主要原料就是異麥芽酮糖醇和香精。該類硬糖中應(yīng)用異麥芽酮糖醇應(yīng)該注重兩方面的問題。第一，甜度。異麥芽酮糖醇本身不具備很高的甜度，大約只有蔗糖的50%，因此，制作無糖糖果一般需要加入其他甜度高的糖醇或者高倍的甜味劑。第二，結(jié)晶的問題。因?yàn)橛蔡侵谱鞒尚秃鬀]有固定的形態(tài)，一旦吸收水分極易發(fā)生重新結(jié)晶的問題，最佳措施是將適量的氫化淀粉水解物添加其中，可以有效地抗結(jié)晶。

4.3 在烘焙食品中的應(yīng)用

異麥芽酮糖醇具備蔗糖的風(fēng)味，又吸濕性極低，已經(jīng)普遍應(yīng)用在烘焙產(chǎn)品中，同時(shí)，該產(chǎn)品的理化性能良好，不但味道得以改善，更讓貨架期延長。例如，在青蘋果烘焙食品的制備中加入異麥芽酮糖醇，產(chǎn)品不僅理化性能極佳，也提升了產(chǎn)品儲存的穩(wěn)定性；同時(shí)，因?yàn)樘O果組織在高溫烘焙環(huán)節(jié)中得以有效保護(hù)，不僅產(chǎn)品品質(zhì)良好，而且，即使在水分活度極低的情況下，該產(chǎn)品也可以抗吸濕。研究實(shí)踐顯示，將異麥芽酮糖醇應(yīng)用在烘焙食品中，具備一定的抗壞血酸功能。在松餅制作中使用不同糖醇顯現(xiàn)的差異性表明，含有異麥芽酮糖醇的樣品，差不多具備與蔗糖相同的質(zhì)地參數(shù)，但會升高淀粉的糊化溫度。異麥芽酮糖醇在烘焙產(chǎn)品中的使用，不能忽略產(chǎn)品顏色的相關(guān)要求，因?yàn)槊防路磻?yīng)不會在異麥芽酮糖醇中產(chǎn)生，如果食品有顏色的必須要求，可以根據(jù)合理的配比添加木糖、葡萄糖等物質(zhì)，促進(jìn)其梅拉德反應(yīng)產(chǎn)生。

4.4 在無糖巧克力中的應(yīng)用

巧克力作為致密性的懸浮固體顆粒，除了少部分非脂可可固體外，糖分占據(jù)60%～70%，開發(fā)無糖巧克力具有極大的挑戰(zhàn)性，需要用其他物質(zhì)替代糖。異麥芽酮糖醇是最好的替代品，具備專用生產(chǎn)巧克力的細(xì)粉200 目以上，無需切削、粉碎和再加工，能夠直接與可可塊、全脂奶粉、可可油等充分混合后精磨。異麥芽酮糖醇不超過2%的水分，完全符合巧克力的生產(chǎn)要求。

4.5 在其他休閑食品中的應(yīng)用

德國曼海姆/奧克森富特的發(fā)明專利《谷物產(chǎn)品中的異麥芽酮糖醇》，是德國曼海姆/奧克森富特的發(fā)明專利，該技術(shù)以麥片棒、膨化大米、玉米片、膨化玉米等谷物產(chǎn)品為芯體，利用異麥芽酮糖醇作為涂層或者粘結(jié)劑，進(jìn)行休閑食品的開發(fā)，在降低產(chǎn)品糖分的同時(shí)，也大幅度降低了因?yàn)槭褂蒙嚼嫣谴?、木糖醇等?dǎo)致的腹瀉風(fēng)險(xiǎn)。

4.6 在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用

研究顯示，異麥芽酮糖醇在美國藥典、歐洲藥典、英國藥典等多國 藥典中都有記載和相關(guān)的描述，但制藥行業(yè)在對異麥芽酮糖醇的應(yīng)用中，異麥芽酮糖醇發(fā)揮著粘結(jié)劑和填充劑的作用，并且在壓片工序中作用比較明顯[5]。但因?yàn)橐?guī)格不同、粒度不同、狀態(tài)不同的異麥芽酮糖醇的壓片性能及片劑的性能會存在一定的差異性，需要根據(jù)實(shí)際情況合理應(yīng)用。

5 結(jié)語

綜上所述，在新的健康理念下，人們更加青睞低熱量和無糖食品，由此功能糖醇在食品和飲料行業(yè)的應(yīng)用得到快速的發(fā)展，其中最有發(fā)展前景的就是異麥芽酮糖醇產(chǎn)品。異麥芽酮糖醇具備極佳的理化性質(zhì)、功能特征以及特殊的口感，并且在應(yīng)用過程中比其他糖醇的耐受性更強(qiáng)，因此，異麥芽酮糖醇產(chǎn)品注定會在飲料、糖果食品行業(yè)得到更廣闊范圍的應(yīng)用，同時(shí)會增加功能性食品和飲料在市場上的競爭力。