麦芽糊精在食品工业中的应用.pdf

现代食品XIANDAISHIPIN14/行业综述Industry Reviewdoi:10.16736/41-1434/ts.2023.13.004麦芽糊精在食品工业中的应用Application of Maltodextrin in Food Industry 赵 灿，楚文靖，钟华玲，李林华（黄山学院生命与环境科学学院，安徽 黄山 245041）ZHAO Can,CHU Wenjing,ZHONG Hualing,LI Linhua(College of Life and Environmental Sciences,Huangshan University,Huangshan 245041,China)摘 要：麦芽糊精作为一种广泛使用的食品原料，它的功能特性及应用已被人们熟知。麦芽糊精添加于果蔬粉中，能提高果蔬粉的贮藏稳定性，减少粉末的结块发黏现象，改善食品品质。本文概述了麦芽糊精作为干燥助剂、包埋剂、增稠剂等的应用，并从对果蔬粉品质、抗氧化性、吸湿性、玻璃化转变的影响，探讨麦芽糊精对果蔬粉加工的影响，为进一步研究麦芽糊精在食品工业中的应用提供参考。关键词：麦芽糊精；功能特性；包埋剂；抗氧化特性Abstract：Maltodextrin as a widely used food raw materials,its functional properties and applications are well known.Maltodextrin added to fruit and vegetable powder can improve the storage stability of fruit and vegetable powder,reduce the caking phenomenon of powder and improve product quality.In this paper,the application of maltodextrin as drying agent,embedding agent and thickening agent was summarized,and the influence of maltodextrin on the processing of fruit and vegetable powder was discussed from the aspects of its influence on the quality,antioxidant,hygroscopicity and glass transition of fruit and vegetable powder.The purpose of this paper is to provide reference for further study on the application of maltodextrin in food industry.Keywords：maltodextrin;functional characteristics;embedding agent;antioxidant properties中图分类号：TS202.1麦芽糊精是以淀粉为原料，经酶法水解、精制、喷雾干燥制成的淀粉衍生物。麦芽糊精常常以食品原材料的形式添加到各种食品中，可以起到增稠、提高乳化性效果和溶解性以及改善风味的作用。例如，麦芽糊精无色、微甜，可以作为糖源；在面包的生产中，麦芽糊精的乳化性可以较好地促使水和油的结合，增加面包的弹性，延长面包的保质期；在糖果的生产中，麦芽糊精可以增强糖果的硬度和透明度，降低糖果的甜度等。近年来，人们对麦芽糊精功能特性及其在食品加工方面的研究愈来愈多，本文从麦芽糊精作为食品原材料的应用、在果蔬加工方面的应用及在其他食品加工中的应用 3 个方面进行概述，以期为麦芽糊精的研究提供参考。1 麦芽糊精作为食品原材料的应用1.1 麦芽糊精作为食品干燥助剂的应用麦芽糊精具有流动性好、溶解性高、耐热性强、基金项目：安徽省高校自然科学重点研究项目（2022AH051949）；安徽省大学生创新训练项目（202210375093）。作者简介：赵灿（2000），女，本科在读，研究方向为食品贮藏与加工。通信作者：楚文靖（1982），女，博士，副教授，研究方向为食品贮藏与加工。E-mail：。现代食品XIANDAISHIPIN15/行业综述IndustryReview吸湿性低、不结团及无臭等优点，可以很好地应用在果蔬粉的加工中。果蔬粉的加工通常采用喷雾干燥的方法，而喷雾干燥的方法在操作中通常会伴随着粘壁的情况，导致粉末的产率很低。果蔬粉在贮藏过程中容易结块、发黏。将麦芽糊精作为添加剂可以很好地改善粘壁的情况，也可以减少粉末结块和发黏的情况。麦芽糊精（Maltodextrin，MD）是淀粉的水解产物，因水解程度不同而具有不同的葡萄糖当量（Dextrose Equivalent，DE），已广泛应用于食品的喷雾干燥1-2。食品级干燥辅助剂（载体），如麦芽糊精和阿拉伯胶，已被添加到漆树粉末的喷雾干燥中3-4。应欣等5对麦芽糊精用作食品干燥助剂、包埋用壁材和提升蛋白功能特性 3 个应用领域的最新研究进展进行综述，得出开发更具功能特性的麦芽糊精是以后值得深入研究的方向。刘慧等6研究了五味子粉末在喷雾干燥中加入不同 DE 值的麦芽糊精对其性质的影响，发现麦芽糊精的加入均有利于干燥过程中因水分蒸发不粘壁的现象的发生。但 DE 值会影响粉末的稳定性。DE 值越高，吸湿性越高，稳定性也就越差，所以应选用 DE 值较低的麦芽糊精，出粉率也就越高。董楠等7研究不同含量的麦芽糊精和-环糊精以及不同麦芽糊精和-环糊精的复配比例对喷雾干燥甘薯全粉的品质影响。不同含量的麦芽糊精和-环糊精均能提高甘薯粉的出粉率，但降低了甘薯粉的持久力，通过对比这几种添加方法，可知 20 g/100 g 麦芽糊精+4 g/100 g-环糊精所得产品的出粉率最高，对花色苷、类黄酮及总酚的保留率分别可达到 69.24%、68.12%以及 60.42%。1.2 麦芽糊精作为包埋剂的应用微胶囊技术是一类将固态、液态或气态的微量物质包覆在聚合物壁壳内形成微小粒子的包装技术。该技术能很好地遮盖食品中产生的不良气味，提升其稳定性，保护囊心不受外界因素的影响，在医药食品等领域被广泛使用。微胶囊壁材要具有良好的成膜性及乳化性，有较低的黏度和吸湿性，具有稳定、价格低廉等优点。杜艳瑜等8通过研究大黄鱼鱼卵磷脂/麦芽糊精-虾青素微胶囊的理化性质、微观结构、红外光谱热稳定性等，证明了大黄鱼鱼卵磷脂/麦芽糊精-虾青素微胶囊含水量低，溶解度较高，包埋率为（90.122.01）%，其过氧化值和酸价均符合标准，麦芽糊精是一种很好的微胶囊壁材，有较低的黏度和吸湿性。1.3 麦芽糊精作为增稠剂的应用麦芽糊精具有甜度低、填充效果好、不易吸潮、增稠性强等特点，用于增加产品的黏稠度以及分散性等，溶解性麦芽糊精有较好的乳化和增稠的作用。王海鸥等9探究了麦芽糊精、黄原胶、羧甲基纤维素钠作为增稠剂对于杏鲍菇冻干粉品质的影响。以堆积密度、吸湿性、溶解性为指标，发现麦芽糊精的最适添加量为 15%，此时其堆积密度最高、吸湿性最低、溶解时间最短。若麦芽糊精的添加量过高，则会导致黏度过高，从而导致堆积密度减小。安鸿雁等10研究了改性麦芽糊精在低温肠中的开发应用，改性麦芽糊精溶液的稳定性和透明度较好，改性后分子间的氢键减少，分子链极性改变，使其具有双亲特性，可作为增稠剂用在低温肠中，将肠中的淀粉、油脂、水等很好地结合起来，增加肠的稳定性和弹性，从而改善低温食品品质。当改性麦芽糊精添加量10%、淀粉添加量4%时，效果最佳。2 麦芽糊精在果蔬粉加工方面的应用2.1 麦芽糊精对果蔬粉品质的影响相关研究表明，将麦芽糊精应用于果蔬粉加工中，如蓝莓11、枣粉12等，可以对果蔬粉的水分、色泽、流动性等性质产生显著影响。麦芽糊精可以改善产品品质，防止产品结块，增强产品溶解性，使产品表面光滑，提高粉体亮度，延长产品货架期，降低成本。董楠等7研究-环糊精和麦芽糊精单独加入或以一定比例加入对甘薯全粉的出粉率、色泽、流动性、抗氧化性等品质的影响，结果发现麦芽糊精能提高出粉率、粉体亮度，降低水分含量，提高粉末流动性，对淀粉颗粒具有保护作用。刘慧等6通过在五味子中加入不同 DE 值的麦芽糊精探究其对喷雾干燥的影响，发现加入麦芽糊精后得粉率显著提高，麦芽糊精在粉体内分布均匀，使五味子的粉末粒径分布均匀，流动性得到改善，休止角减小，也有利于水分蒸发，使含水量减小，粘壁的情况得到了改善。不同麦芽糊精添加量对果蔬粉理化性质有显著影响。陈芳等13探究不同麦芽糊精添加量对紫薯全粉理化性质的影响，结果发现紫薯全粉的流动性、色差、亮度及花色苷的保留率会随着麦芽糊精的添加量的增加而改善，但是吸湿性及持水能力会降低。当麦芽糊精的添加量大于 30%时，出粉率会逐渐降低。所以麦芽糊精的添加量要控制在可控的范围内。FARAHNAKY 等12对麦芽糊精现代食品XIANDAISHIPIN16/行业综述Industry Review的抗塑化作用进行研究，发现加入麦芽糊精可以降低枣糖浆的结块程度，改善粉末的储存和处理质量，且添加 10%的麦芽糊精可使结块程度降低约 30%，显著提高粉末的贮藏稳定性。2.2 麦芽糊精对果蔬粉抗氧化特性的影响麦芽糊精可以显著提高果蔬粉的抗氧化能力，增强抗氧化成分的保护效果，使抗氧化成分不被过度氧化和热降解7。董楠等7采用不同方法对比麦芽糊精及-环糊精单独及复配使用后甘薯全粉抗氧化成分以及抗氧化能力的变化情况。结果表明，添加 20%麦芽糊精+40%-环糊精时，产品中的总酚、花色苷、类黄酮的保留率分别可达到 60.42%、69.24%及68.12%，效果最优，而且麦芽糊精组的花色苷、类黄酮和总酚含量以及抗氧化能力比其他组高，其研究结果和 OKI 等14一致。然而，有研究发现麦芽糊精能减弱食品粉体的抗氧化能力。曹承旭等15测定添加不同量麦芽糊精的蛋白粉的 DPPH 自由基清除率，发现随着麦芽糊精添加量的增加，DPPH 自由基的清除率逐渐减小。这是由于添加麦芽糊精稀释了蛋白粉中抗氧化物质的浓度，对抗氧化能力产生了影响。2.3 麦芽糊精对果蔬粉吸湿特性的影响果蔬粉的吸湿性是决定其贮藏性、稳定性、加工性能等的关键因素。一般情况下，粉体的吸湿会导致溶解、结块以及霉菌生长等问题。李聪等16考察了麦芽糊精添加量对喷雾干燥桃全粉吸湿特性的影响，结果发现当相对湿度（Relative Humidity，RH）较低时，桃粉的水分吸附量较小，而 RH 较高时，桃粉的水分吸附量明显增大，但随着麦芽糊精含量的增多，最终水分吸附量呈下降趋势。该研究结果与 OSMAN等17的研究一致，麦芽糊精含量的增加会降低粉末的吸湿性。CATALINA 等18将麦芽糊精添加到用苹果泥制成的苹果果丹皮中，发现麦芽糊精的加入可降低苹果果丹皮的吸湿性，在相对湿度 44%条件下，添加 15%的麦芽糊精，使样品的吸湿率降低了 45%。陈芳等13研究不同浓度麦芽糊精对紫薯吸湿性的影响，采用 Halsey 模型拟合数据，发现在同一水分活度下，麦芽糊精的添加量越大，紫薯全粉的平衡水分含量越低。因此，麦芽糊精的添加量对果蔬粉吸湿性有重要 影响。2.4 麦芽糊精对果蔬粉玻璃化转变温度的影响玻璃化转变温度（Glass Transition Temperature，Tg）是指非晶态的食品从玻璃态到橡胶态转变时的温度。小分子糖容易出现黏结的现象，这与玻璃化转变温度有关，Tg 越低，越容易黏结，而麦芽糊精具有较高的分子量、较低的黏度和较高的 Tg，作为载体可以提高体系的 Tg，从而改善体系结块、黏结的现象，提高产品稳定性。FONGIN 等19研究麦芽糊精对冻干芒果溶质的玻璃化转变温度的影响，发现芒果溶质（32%）的 Tg 随麦芽糊精质量分数的增加而不连续地增加，阶梯点在 0.6 0.7，芒果粉的玻璃化转变温度升至 49。CAPARINO 等20以麦芽糊精（DE=10）为助剂制备喷雾干粉，并研究干燥方法对芒果粉末的性质影响，结果发现可能是喷雾干燥前加入了 Tg 值较高的麦芽糊精，喷雾干燥产品 Tg 值较高。麦芽糊精分子量高，将这种无定形材料添加到低分子量富糖材料中，产品的玻璃化转变温度增加。石启龙等21采用差示扫描量热仪（Differential Scanning Calorimeter，DSC）测定喷雾干燥不同助干剂的加入对桑葚粉 Tg的影响，结果发现当进料溶液中麦芽糊精比例逐渐增加时，桑葚粉的 Tg 逐渐升高，当进料溶液中只有麦芽糊精时，桑葚粉的 Tg 最高。SICCAMA 等22在测定芦笋粉的 Tg 含量中发现麦芽糊精浓度的增加与较高的玻璃化转变温度相关，粉体的 Tg 受其固体成分和水分含量的影响，麦芽糊精含量越少，水分含量越大，Tg 值越低；增加麦芽糊精的浓度，喷雾干燥粉的水分含量降低，Tg 升高，不良结块减少，贮藏稳定性提高。3 麦芽糊精在其他食品加工中的应用3.1 在糖果类食品中的应用麦芽糊精的溶解度低，但是溶于水的能力很强，可以很好地保持水分，所以能够防止糖果烊化，延长保质期。麦芽糊精具有较好的乳化性、稳定性、流动性等，在夹心糖果中有抗砂、减少龋齿的效果，还可以增加牛皮糖的弹性和韧性，预防苏式糖果潮解，并有降低甜度、改善风味的作用等。王振东等23在枸杞桑葚黑豆压片糖果的加工工艺中，将麦芽糊精作为压片糖果的填充剂使用，主要因为麦芽糊精可以增加糖果的硬度，具有良好的感官品质。但过多的添加会使压片的硬度过大，影响咀嚼感。当麦芽糊精的添加量为 10%时，压片硬度和咀嚼感均适宜。3.2 麦芽糊精作为油脂替代品董彦夫等24研究将麦芽糊精作为脂肪代替品加入低脂冰淇淋，并研究麦芽糊精对其膨胀率、融化率及现代食品XIANDAISHIPIN17/行业综述IndustryReview开始融化时间、浆料黏度等的影响。结果发现，麦芽糊精具有良好的稳定性、持水能力和形成凝胶能力，可以有效提高低脂冰淇淋的膨胀率、减少融化时间、增加浆料的黏度。4 结语麦芽糊精作为干燥助剂、包埋剂、增稠剂等在食品加工和贮藏等领域得到了广泛应用。麦芽糊精的添加降低了果蔬粉的吸湿性、结块度，提高了制品的 Tg、流动性、贮藏性，改变了制品的抗氧化性。随着对麦芽糊精功能特性的研究深入，其应用场景将进一步 扩展。参考文献1FABRA M J，MRQUEZ E，CASTRO D，et al.Effect of maltodextrins in the water-content-water activity-glass transition relationships of noni（Morinda citrifolia L.）pulp powderJ.Journal of Food Engineering，2011，103（1）：47-51.2CALISKAN G，DIRIM S N.The effects of the different drying conditions and the amounts of maltodextrin addition during spray drying of sumac extractJ.Food&Bioproducts Processing，2013，91（4）：539-548.3SHISHIR M R I，CHEN W.Trends 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