51麦芽糊精的生产原理及应用

第五章：麦芽糊精第一节：麦芽糊精及其应用知识目标1.了解麦芽糊精的概念及其性状；2.掌握麦芽糊精的生产原理和主要用途。一、讲解麦芽糊精的概况1.麦芽糊精的定义是一种介于淀粉和淀粉糖之间的、经控制而为低程度水解的产品，其商品的英文简称为MD。二、麦芽糊精的生产原理与性状（一）麦芽糊精的生产原理1.麦芽糊精(P27)麦芽糊精系列产品均以淀粉为原料，经酶法工艺控制水解转化而成。淀粉的分类：2.淀粉淀粉是由许多葡萄糖分子聚缩而成的碳水化合物，它的分子结构中大部分是由а-1，4键连接，少量是由а-1，6键连接。（1）直链淀粉（2）支链淀粉3.а-淀粉酶（1）酶制剂的特性具有催化效率高，专一性强，作用条件温和等特点。（2）а-淀粉酶•内切型淀粉酶，•切开а-1，4键，•液化作用。水解产物：•生成M、麦芽三糖和较大分子的寡糖，•然后再将麦芽三糖和寡糖缓慢水解成M和G。(3)а-淀粉酶的水解速度•а-淀粉酶的水解速度因底物分子和分子大小而不同。•直链淀粉的水解速度快于支链淀粉和糖原。4.麦芽糊精的生产原理•麦芽糊精是以淀粉为原料，经а-淀粉酶水解淀粉并控制水解率而制成的低程度水解产品。（二）麦芽糊精的性状•1.葡萄糖值(DE)DE反映葡萄糖的转化程度，即淀粉的水解率，它是掌握产品特性的重要指标。2.麦芽糊精的转化程度与性质关系•麦芽糊精的水解程度越高，产品的溶解性、甜度、吸湿性、渗透性、发酵型、褐变反映疾病点下降性越大，而组织性、黏度、色素稳定性、抗结晶性越差。•麦芽糊精中的糖成分将直接影响它的甜度、粘性、吸湿性及着色性。（1）DE在4%～6%时：其糖组成全部是四糖以上的较大分子；（2）DE在9%～12%时：其糖组成是低分子糖类较少，高分子糖类较多。产品无甜味，不易受潮，难以褐变；（3）DE在13%～17%时：其甜度较低，不易受潮，还原糖比例较低，难以褐变，溶解性较好；（4）DE在18%～22%时：稍有甜味，有一定的吸潮性，还原糖比例适当，能发生褐变反应，溶解性良好。3.酸法工艺生产糊精酸法工艺生产糊精，淀粉不规则地被切断，麦芽糊精中的糖成分不会随着DE值的不同而发生变化。4.酶法与酸法工艺的区别酶法与酸法工艺最大区别在于……不会析出长链支链淀粉成分，因此……不会产生白色沉淀物，从而大大地提高了麦芽糊精的商品价值。5.麦芽糊精的保水性•麦芽糊精的溶解度低于砂糖和葡萄糖，但水化力较强，一旦吸收水分后，保持水分的能力较强。•这是麦芽糊精很重要的一种特性。6.麦芽糊精的粘度随着淀粉的水解程度、浓度及温度的不同而发生变化。•（1）当浓度和温度相同时，产品的DE越低，产品的粘度越高；•（2）当产品的DE相同时，则浓度越高或温度越低，产品的粘度越高。7.麦芽糊精的主要性状特点（P31）三、麦芽糊精的主要原辅材料（一）大米的构造和性质1大米的构造：大米是稻谷的果实，由皮层、糊粉层、胚乳和胚组成。2大米的物理性质•（1）粒重：糙米千粒重28g以上为大粒；•（2）相对密度：约1.4；•（3）体积质量：1L米相当于790～830g；•（4）硬度：米的压碎耐力称为硬度。一般蛋白质含量与硬度成正比。•（5）胀性：米煮成饭所增加的体积称为胀性。通常1L白米煮饭2～4.5L。胀性增大是米陈化的表现。3大米的化学性质大米含有水分、淀粉、纤维素、蛋白质、脂肪和灰分等成分。（1）水分：14%左右；（2）淀粉：淀粉为米的主要碳水化合物，集中在胚乳内，约占米总量的75%左右，米淀粉由两类淀粉所构成，即直链淀粉和支链淀粉，这两种淀粉在胚乳内的含量决定米质。（3）纤维素：纤维素是植物细胞壁的主要成分，集中在米粒的皮层，米糠含纤维素10%，白米仅0.5%。纤维素能够吸水膨胀，淀粉中有纤维素存在，会降低可溶性固形物含量，增加米糟中水分。由于白米中纤维素含量较少，所以对麦芽糊精生产影响不大。（4）蛋白质：米内蛋白质主要为碱性米谷蛋白，占蛋白质总量的80%，其余的是清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白。•蛋白质的一个重要性质是加热变性，变性蛋白质结构改变，溶解度降低，变性蛋白质在等电点时成为沉淀析出。•酶法生产麦芽糊精就是利用酶作用专一性的特点，仅水解淀粉而不分解蛋白质，可以直接使用谷物原料，利用蛋白质加热变性原理，经过滤除去蛋白质。麦芽糊精中含有蛋白质对产品质量的影响：•液体麦芽糊精产品有蛋白质时会发生浑浊，降低产品的透明度。•蛋白质极易发生泡沫，蒸发时容易跑料，也容易焦化。•蛋白质在酸的作用下，极易分解为氨基酸，氨基酸与还原糖发生“美拉德”反应，生成黑色素，使产品色泽加深，增加精制困难。（5）脂肪：米的脂肪为不饱和脂肪酸，为液态油，大量集中在米糠中，约占18%，白米中的脂肪含量小于1%，故米糠可榨取糠油。脂肪对麦芽糊精生产的影响：•直链淀粉受游离脂肪酸包裹，阻碍了米粒吸水，糊化时淀粉粒细胞膜不易破裂，妨碍了酶的作用，•脂肪为疏水性物质，加热不会凝固，其粘性很大，能阻止过滤物料的通过，•同时不溶性淀粉粒系直链淀粉与脂肪酸生成的络合物，•因此，对于酶法生产麦芽糊精，脂肪的危害性相当明显。（6）灰分：大米的灰分为无机物，主要元素有磷、钾、镁等。•磷以肌醇六磷酸结合，经磷酸酶作用可释放出吝啬，故米为偏酸性。（二）主要的辅助原料1.酶制剂：а-淀粉酶2.氯化钙：•钙离子对酶活力的稳定性有明显的提高作用。•氯化钙是常用的酶稳定剂，在溶液中呈中性反应，为易溶性物质。•氯化钙在使用时要加水溶解。3.纯碱（碳酸钠）•纯碱为中和剂，主要作用是调节米浆的酸碱度。•纯碱使用时要加水溶解，配制成10%～20%左右溶液。4.盐酸：调节浆液PH值。5.水•每生产1吨产品，需用水20～40吨，包括用水洗米、浸泡、调浆、洗涤过滤机和过滤布以及浓缩用的冷却水等。•麦芽糊精生产对水的要求：水首先要符合饮用水标准，其次水质对产品质量和生产工艺应不会产生副作用。6.活性炭•活性炭具有很大的比表面积及细孔结构，可吸附非离子性的色素和相对分子质量较大的物质。•常用的粉状炭的表面积在500～1000㎡/g，平均孔半径1～2nm，粒度为200目。（三）麦芽糊精主要原辅材料的消耗麦芽糊精主要原辅材料的消耗为（p43）•原辅料名称质量标准消耗定额•碎米或大米含淀粉量≥75%1388～1460•耐高温а-淀粉酶酶活20000IU/mL0.5～0.6•耐高温а-淀粉酶酶活10000IU/mL1.0～1.2•活性炭吸附力≥110%7～10•氯化钙纯度≥95%0.3～0.4•碳酸钠纯度≥95%1.3～1.4四、麦芽糊精的主要用途（一）在糖果工业中的应用（p45）在糖果中使用麦芽糊精，可增加糖果的韧性，防止糖果“返沙”和“烊化”。•用麦芽糊精代替蔗糖制糖果，可减轻减少牙病、肥胖症、高血压、糖尿病等。（二）在饮料工业中的应用（p46）许多饮料冲剂都是以麦芽糊精为基础原料，加上合理调配，大大地突出了原有的天然风味，减少了营养损失，提高了溶解性能，增强了稠度，改善了口感，降低了甜度，提高了经济效益。（三）在方便食品中的应用•方便食品配料中加入麦芽糊精后可以大大改善产品风味，增加品种，降低成本，增加经济效益。•应用易消化的麦芽糊精作“载体”，开发儿童食品，将会逐步满足儿童实际需要，促进儿童健康成长。（四）麦芽糊精在食品工业中的用途及用量表•1糖果•2食品•3罐头•4饮料（五）在造纸工业中的应用•麦芽糊精具有较高的流动性及较强的粘合力，可用于造纸行业中，作表面施胶剂和涂布（纸）涂料的粘合剂。•麦芽糊精对浆种没有选择性，流动性能好，透明度强，用于表面施胶时，不但吸附在纸面纤维上，同时也向纸内渗透，提高纤维间的粘合力，改善外观及物理性能。（六）在其它行业中的应用1.化妆品：由于麦芽糊精的相对分子质量低，乳化稳定性强，用于粉末化妆品中作为遮盖剂和吸附剂，对增加皮肤的光泽和弹性，保护皮肤有较好的功效。2.农药3.牙膏：代替部分CMC（羟甲基纤维素），作为增稠剂和稳定剂。综上所述，麦芽糊精作为一种新型的淀粉衍生物，是一种投资少、见效显著的粮食深加工项目。归纳•▲知识点：麦芽糊精的概念、性状、生产原理及应用；•★重点：麦芽糊精的生产原理；•◆难点：麦芽糊精的主要用途。复习思考题•1什么是麦芽糊精？•2简述麦芽糊精的生产原理。•3简答在糖果中使用麦芽糊精的作用。•4简答在饮料中使用麦芽糊精的作用