麥芽糖醇（英文名：maltitol），又稱氫化麥芽糖，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，可由麥芽糖加氫制得，其甜度相當于蔗糖的80%～90%，是可以作為蔗糖替代物的雙糖醇，分子式為C??H??O??，相對分子質量為344.31，存在白色晶狀固態粉末和無色透明黏稠液體兩種形態，無氣味，極易溶于水，難溶于乙醇和甲醇，不溶于三氯甲烷（氯仿）、醋酸、乙醚等有機溶劑，熔點為148~151 °C，標準大氣壓下的沸點為788.53 °C。麥芽糖醇化學性質穩定，有較好的耐熱性和耐酸堿性。利用麥芽糖醇良好的理化特性和生理功效，可制成多種多樣的產品廣泛應用于食品工業，醫藥行業，化妝品行業等行業中。
發展歷史
1964年日本首先開始生產麥芽糖醇，20世紀60年代初，瑞典Lyckeby公司開始以氫化淀粉水解物的方式生產麥芽糖醇。在此之后麥芽糖醇和氫化水解物的工業化生產開始不斷發展，例如德國ZDS公司生產的麥芽糖醇Makbit，該產品其中除了主要成分麥芽糖醇外還包含少量的山梨醇、麥芽三糖醇及一些低級的糖類物質。美國Roquette公司生產氫化淀粉水解物的商品名稱為Lycasin，除本身含有的50%麥芽糖醇和20%的麥芽三糖醇之外，還存在30%左右的山梨醇和低級糖醇。
1999年國際食品法典委員會（英文名：Codex Alimentarius Commission，簡稱CAC）批準麥芽糖醇為在食品不受限制的食品添加劑。根據歐洲食品安全局（英文名：European Food Safety Authority，簡稱EFSA）和食品法典委員會（CAC）的評估，麥芽糖醇和一些其他低熱量甜味劑，對人體無害，只要按照每日可接受的每日攝入量（英文名：acceptable daily intake，簡稱ADI）攝入，就不會導致癌癥或其他與健康相關的問題。同樣，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采食量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。
化學結構
麥芽糖醇可看作一分子葡萄糖通過α-1，4-鍵與一分子山梨醇（葡萄糖醇）所連接而成的糖醇。如圖4所示。
理化性質
物理性質
麥芽糖醇由麥芽糖氫化而獲得，是較早應用于低熱量甜味劑的糖醇，有兩種產品：一為無色結晶性產品；二為無色粘稠狀液體，味甜，幾乎無氣味，具有顯著的吸濕性，極易溶于水，25 °C時水中溶解度為1.0X10? mg/L，微溶于乙醇和甲醇，不溶于三氯甲烷、乙醚等有機溶劑。麥芽糖醇晶體在標準大氣壓下的沸點為為788.53 °C，熔點為148~151 °C，25 °C時的蒸氣壓為4.82X10?1? mmHg，分配系數為-5.61，25 ℃，酸度系數范圍為12.84±0.70。
化學性質
麥芽糖醇化學性質十分穩定，有著優良的耐熱性，耐酸堿性。
麥芽糖醇由麥芽糖加氫氫化而成：
結構中不存在游離的羰基，麥芽糖醇在150 ℃以下加熱幾乎不著色，如下圖所示，這使麥芽糖醇在作為食糖的替代品時不會發生美拉德反應（美拉德反應又被稱為非酶褐變，是指體系中存在的氨基酸及其化合物與具有基的化合物之間所發生的羰-氨反應），從而不會在加熱過程或貯藏中發生焦化與褐變。
蔗糖和麥芽糖醇的一些理化性質的比較，如下表
功能特性
理化特性
溶解度與粘度
純凈的麥芽糖醇呈無色透明的晶體，溶解度與蔗糖無太大差別。與結晶的麥芽糖醇相比，液態麥芽糖醇在水中溶解度較大，其原因在于液態麥芽糖醇中存在較多的麥芽糖三醇之類的低級糖醇，會提高溶液粘度，進而抑制結晶的形成，達到提高溶解度的效果。
結晶麥芽糖醇的粘度低于蔗糖，由麥芽糖生成的麥芽低聚糖醇的粘度小于相應的同源糖類的粘度。
相關糖醇類產品粘度變化規律：結晶麥芽糖醇含量的增加會導致糖醇粘度的降低；結晶麥芽糖醇的聚合度越高，糖醇的粘度越高。
甜度和風味
麥芽糖醇的甜味與蔗糖相似，味道柔和。食用后不會有刺激性的口感和返酸的后味。此外，麥芽糖醇產品與其他甜味劑具有良好的相容性，并具有協同效應。當它與其他高功率甜味劑（如安賽蜜、阿斯巴甜、糖精等）混合使用時，它們可以掩蓋最初單獨食用時的不良后味。麥芽糖醇可作為蔗糖替代品或蔗糖混合劑廣泛應用于食品工業，以改善食品的甜度。
在20 ℃時，麥芽糖醇水的溶解熱是所有糖醇中最低的。與其他糖醇相比，麥芽糖醇食用后清涼感較低。同時，麥芽低聚糖醇的分子呈復雜的螺旋結構，使一些具有香味的物質與自身形成穩定的配位化合物。當麥芽糖醇復合物溶解在水中時，它會釋放出這些物質，并帶有香味，產生香氣和醇厚的味道。麥芽糖醇產品可以保留揮發性香氣物質，從而提高食品香氣和口感的感官體驗質量。
結晶性與吸濕性
麥芽糖醇是一種抑制結晶型糖醇結晶。麥芽糖醇具有顯著的吸濕性，可用作食品保濕劑或防止蔗糖結晶。從圖9中的數據可以看出，液態麥芽糖醇具有良好的保濕性，在該過程中吸濕和放濕是穩定。高純度的麥芽糖醇呈結晶態，完全不吸濕。
成形性
麥芽糖醇粉有較優異的抗壓縮性能和高流動性，適用于各種片劑加工。同時，麥芽糖醇和許多其他麥芽原料都有著極其優異的混合和均勻性，能夠最大限度上地防止麥芽糖醇與其他物質的混合不均勻。麥芽糖醇硬度和壓片糖用的蔗糖硬度有著幾乎同樣重要的物理化學特點，和壓力大小成正比關系（壓力越大，硬度越高）。也是可用來直接把各種軟性材料加工壓制成各種硬壓片產品，并被廣泛地用于硬壓片產品中的賦形劑。
生理功效
熱量低
麥芽糖醇的能量值低，理論上，結晶麥芽糖醇熱量通常認為為8.36KJ/g，麥芽糖醇類產品提供的熱量為10KJ/g~12.5KJ/g，相較于蔗糖16.7KJ/g的熱量，若采用麥芽糖醇類制品可以降低25%~50%的熱量。
實驗證明，麥芽糖醇在動物體內的利用率低，難以直接消化和代謝。攝入體內的麥芽糖醇中，約10%在小腸分解吸收后作為能源利用；余下的90%在大腸內的細菌作用下分解為短鏈脂肪酸，其余一部分在大腸吸收后作為能源利用。同時，麥芽糖醇不屬于糖類，因此可以避免因糖的消耗而轉化為脂肪的可能，從而大大降低人類肥胖的概率。
維持血糖
麥芽糖醇是糖尿病或肝病患者蔗糖的良好替代品。食用麥芽糖醇作為甜味劑不會引起血糖波動，不會刺激胰島素分泌，并具有降血脂、抗胴體等功能。根據人體試驗，證明人類食用麥芽糖醇產品后血糖波動明顯低于葡萄糖波動。
50 g麥芽糖醇允許量試驗（MIT）和50g葡萄糖允許量試驗（GIT）的比較，如下圖（圖11與圖12）：
降低脂肪
當與麥芽糖醇類和動物油脂等共同搭配食用脂肪時，能夠有效控制血脂并有效降低人體內脂類物質的長期過量儲存。胰島素有增強脂蛋白脂肪酶原（LPL）酶活力的生理功能特點，這無疑將使某些動物脂肪貯存組織無法貯存出過量的脂肪，但麥芽糖醇類的過量攝入并不能直接影響到胰島素的產生，這就能夠直接從某一定的程度上暫時減少動物身體組織中貯存的游離胰島素濃度，起到暫時穩定動物脂蛋白脂酶活力水平的生理目的，因此胰島素能夠有效控制動物脂類物質的長期過量貯存。
通過給大鼠喂食添加蔗糖或麥芽糖醇的高脂肪食物，可以發現麥芽糖醇實驗組脂肪組織和心臟中的高脂肪蛋白脂肪酶活性低于蔗糖。如圖13所示。
表1：添加麥芽糖醇或蔗糖于高脂肪食物中對體重及體蛋白和脂肪含量的影響
非齲齒性
麥芽糖醇不易被口腔中的細菌（如S突變鏈球菌）和其他微生物轉化為酸性物質，同時也能抑制這些細菌產生葡聚糖，從而達到抑制齲齒的目的，并具有更好的非致性。
齲齒的原因通常與口腔中的細菌密切相關。人們食用蔗糖后，它們會被口腔中的細菌分解成酸，或者直接在牙床中形成葡聚糖并附著在牙齒表面。在厭氧環境中，它們會發酵成丙酮酸或DL-乳酸等有機酸，溶解牙骨質，引起齲齒。
鈣吸收
鈣在人體內發揮著重要作用，如神經傳遞、肌肉收縮、血液凝固等重要生理功能。對人類來說，麥芽糖醇可以促進人體對鈣的吸收，解決部分人群的鈣吸收不足缺陷，改善人體骨骼質量。
滲透壓
麥芽糖醇的滲透壓相當于山梨醇和砂糖。因此，在加工某些食品時，它可以有效地滲透到食品中，加工成柔軟、適中、色彩豐富的產品。麥芽糖醇低聚糖醇可與其他低分子量、高滲透性的糖醇一起制備山梨醇、赤蘚糖醇、木糖醇等無糖飲料，可預防食用后的滲透性腹瀉。
對維C的穩定性
麥芽糖醇能抑制維生素c的氧化和分解。維生素C的熱解穩定性很差，在長期加熱貯存與低溫貯藏的過程中都會逐漸遭到高溫氧化分解并降解。增加可溶性糖質含量是一種改善天然食物中和天然飲料成分中的維生素C的穩定性的一種有效途徑。在日常貯藏和加熱處理中，麥芽糖醇能夠降低和控制維生素的氧化分解反應，而且在保存維生素C的情況下不導致色澤加深。尤其是在某些含有水溶性維生素飲料成分的食品添加劑配方中使用異麥芽糖醇更有起到穩定水溶性維生素C含量的效果。
H?產生
麥芽糖醇代謝在小腸代謝H?，可以減少肝臟氧化應激，減少神經疾病的嚴重程度，導致低濃度的炎癥細胞因子，并被用作藥物抑制餐后高血糖通過抑制二糖的消化。它還可以抑制2型糖尿病患者心肌梗死的風險。外源H?的主要來源是腸道微生物群產生難以消化的成分來源可以是粗食纖維（不可消化糖類和木質素），包括功能性纖維（孤立的非消化碳水化合物對人類有益的生理影響），并可以負責誘導H?生產。
制備方法
工藝流程
麥芽糖醇是由α淀粉酶、β-淀粉酶、γ-分支裂解酶和普魯蘭酶協同水解淀粉制得，以麥芽糖為主要成分，將大分子淀粉降解成高麥芽糖漿，再經加氫還原后將高麥芽糖漿轉化成麥芽糖醇。生產麥芽糖醇和山梨醇的原料、工藝和設備非常相似。在生產山梨醇的同時，可以生產麥芽糖醇或氫化淀粉水解物。
制備要點
在工藝流程中，如需獲得高品質麥芽糖醇，重點注意的工序有：淀粉液化工序、糖化工序以及氫化工序。其中最為主要的工序為氫化工序：麥芽糖與木糖、葡萄糖相比，其相對分子質量較高，氧化過程難度加大，需要適當調整包括工藝過程中催化劑的使用、反應壓力與反應溫度的控制等氫化反應的條件；由于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。
清潔生產
采用膜分離技術，多效蒸發系統提純可降低蒸發時所消耗的能量，達到節能的效果。麥芽糖醇生產過程中可形成廢渣廢活性炭及污泥，可用作燃料、建筑材料或肥料使用，在節約能源方面有著重要作用。
應用領域
食品工業
在食品行業中，麥芽糖醇通常用來預防肥胖、緩解或避免糖尿病和預防齲病。麥芽糖醇是由麥芽糖氫化獲得的糖醇，是一種與蔗糖相似的二糖。麥芽糖醇在烘焙、乳制品、蛋白巧克力和糖果等食品中有著許多應用。它可以以麥芽糖醇果露和結晶麥芽糖醇兩種形式。
下表總結了用麥芽糖醇代替蔗糖的常見食品
1.麥芽糖醇可1：1替代蔗糖制作烘焙食品。麥芽糖醇的甜味和膨脹特性相當于蔗糖，且麥芽糖醇的加入可以通過影響水的遷移率、熱性能和退化性，從而顯著影響面團和面包的質量。
2.利用麥芽糖醇所具有的低吸濕性，可廣泛用于巧克力的加工生產。它有助于在凝結和儲存過程中的高穩定性，同時在巧克力中添加甜味劑有助于減少可可的苦味，它對流變學特性的影響對巧克力的最終產品質量也起到一定作用。
3.麥芽糖醇可作為脂肪替代品和糖替代品應用于冷凍乳制品和冰淇淋中。它能維持產品的奶油狀態、保持甜味、粘稠感，并延長它們的保質期。它還可以使食品具有脂肪感和光滑結構的特點。
4.麥芽糖醇是慢性糖尿病患者及慢性肝炎患者服用的一種良好蔗糖替代品。麥芽糖醇在人放射性腸炎內發酵，其蛋白質消化的速率雖然減慢，但同時也并不能被完全地消化，產生出了顯著降低空腹血糖濃度和有效控制血清胰島素水平的增高等的治療效果，并能產生了降血脂、抗凝胴體增強等功能。麥芽糖醇醇可用于取代蔗糖并廣泛地用作于無糖的餡料制品和各種肉制品中。
5.葡萄糖和蔗糖與蔗糖攝入相比，麥芽糖醇加聚葡萄糖的最佳劑量使攝入后糞便雙歧桿菌、乳酸桿菌和短鏈脂肪酸的數量顯著增加。
6.利用麥芽糖醇可以促進鈣吸收和非齲病性的特性，來用于加工兒童和老人專門食用的口香糖、糖果、糕點、飲料等，可促進人體對鈣的吸收，增強人體骨骼質量，同時預防齲齒及老年骨質疏松癥。
化學工業
麥芽糖二醇有較優異的化學耐熱性、耐酸堿氧化性，可廣泛用作各種化工領域中的合成和化學改性的主要原材料，用以加工生產各種合成樹脂、表面活性劑、接觸反應試劑等。
醫藥工業
人體對麥芽糖醇的吸收率很低，且人體吸收的小部分首先水解成葡萄糖或山梨醇，然后進入各自的代謝途徑。此外，麥芽糖醇的水解速度緩慢，達不到引起人體血糖變化的水平，釋放出來的山梨醇具有抑制葡萄糖的作用。因此，服用麥芽糖醇后，血糖水平和胰島素水平增加幅度低。同時，麥芽糖醇還具有促進鈣吸收和保持脂肪含量的功能。它可用于制造醫療飲料和其他醫療產品，尤其適用于糖尿病、肝病、心血管疾病、動脈硬化、高血壓、肥胖和骨質疏松癥患者。
化妝品行業
麥芽糖醇具有良好的吸濕性、放濕性和保濕性，可作為化妝品的添加劑和水分調節劑，提高化妝品的保濕性能。
安全事宜
麥芽糖醇與其他糖醇一樣（赤蘚糖醇可能除外），具有瀉藥作用，當每天攝入超過90克時，通常會引起腹瀉。40克左右的劑量可能會導致腸胃脹氣和輕度嘔吐。
在歐盟和澳大利亞、加拿大、挪威、墨西哥和新西蘭等國家，麥芽糖醇的使用具有一定限制，如“過度食用可能會產生瀉藥作用”。”
在美國，它是一種普遍公認為安全的（GRAS）物質，當每天攝入超過100克時，建議人們注意麥芽糖醇可能會引起腹瀉的隱患。
參考資料 >