異麥芽酮糖又稱帕拉金糖，是蔗糖的同分異構(gòu)體，少量存在于蜂蜜、甘蔗汁等物質(zhì)中，能選擇性促進(jìn)人體腸道內(nèi)雙歧桿菌的生長，具有低熱量、防齲齒、抑制肥胖等功能特性。異麥芽酮糖分子式為C12H12O11·H2O，分子質(zhì)量為360.32，是由葡萄糖和果糖以α-1，6糖苷鍵連接形成的還原性二糖，其作為一種結(jié)晶狀的雙糖，含1moL的結(jié)晶水，且失去結(jié)晶水后不形成結(jié)晶，其結(jié)構(gòu)式如下圖所示。

異麥芽酮糖外觀和味道與蔗糖相似，呈白色結(jié)晶，甜度約為蔗糖的42%，不隨環(huán)境變化而改變。溶解度在室溫下僅為蔗糖的50%，溫度升高時(shí)，溶解度急劇增加，80 ℃ 時(shí)達(dá)到蔗糖的85%。與蔗糖的熔點(diǎn)（160~185 ℃ ）相比，異麥芽酮糖的更低（123~124 ℃）。

異麥芽酮糖還具有高穩(wěn)定性，主要表現(xiàn)：(1) 耐酸水解性良好，pH 2.0時(shí)，20%的異麥芽酮糖溶液沸騰1h也不發(fā)生水解反應(yīng)，因此，在酸性食品中比蔗糖更穩(wěn)定；(2) 異麥芽酮糖添加到等滲或低滲飲料中能保持滲透壓的穩(wěn)定；(3) 異麥芽酮糖對(duì)大多數(shù)細(xì)菌和酵母有抗性，不易被利用，因而添加異麥芽酮糖的產(chǎn)品更易保持甜味。

異麥芽酮糖的生產(chǎn)制備

異麥芽酮糖在自然界中含量低，使用化學(xué)方法合成難度較大，因此，主要利用微生物轉(zhuǎn)化和酶異構(gòu)化蔗糖方式生產(chǎn)。其中酶異構(gòu)化蔗糖是一種利用蔗糖異構(gòu)酶 ( SIase，EC5. 4. 99. 11)催化蔗糖生成異麥芽酮糖的酶促反應(yīng)，具有極大的商業(yè)潛力。

1、微生物轉(zhuǎn)化法

早期一般采用微生物轉(zhuǎn)化法來生產(chǎn)異麥芽酮糖，主要包括菌體發(fā)酵轉(zhuǎn)化蔗糖與菌體細(xì)胞固定化兩種方式。迄今已發(fā)現(xiàn)多種微生物能發(fā)酵蔗糖轉(zhuǎn)化異麥芽酮糖，如沙雷氏桿菌屬( Serratia plymuthica ATCC15928 )、歐文氏桿菌屬(Erwinia rhapontici NX-5)、克雷伯氏桿菌屬 ( Klebsiella sp. LX-3)等均有產(chǎn)異麥芽酮糖的能力。

① 菌體發(fā)酵法。菌體發(fā)酵蔗糖生成異麥芽酮糖的方法實(shí)質(zhì)是靠微生物體內(nèi)表達(dá)的SIase催化蔗糖的轉(zhuǎn)化來完成的。基于菌株性質(zhì)的不同，可將其分為原始菌株發(fā)酵、誘變菌株發(fā)酵和重組菌株發(fā)酵。菌株經(jīng)優(yōu)化培養(yǎng)條件或誘變處理后均能達(dá)到較高蔗糖轉(zhuǎn)化率，但這種菌體發(fā)酵轉(zhuǎn)化蔗糖的方法一般存在生產(chǎn)周期長、發(fā)酵液成分復(fù)雜、分離純化目標(biāo)產(chǎn)物成本高等缺點(diǎn)，無法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，因此應(yīng)用較少。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，多采用代謝工程的手段構(gòu)建 SIase 生產(chǎn)菌株，這種方法是將某種產(chǎn)異麥芽酮糖菌株中編碼SIase的基因?qū)肓硪环N微生物，再利用工程菌在生長代謝過程中不斷產(chǎn)異麥芽酮糖。目前，最常用作SIase 表達(dá)載體的是大腸桿菌 ( E. coli)。

② 固定化細(xì)胞轉(zhuǎn)化。固定化細(xì)胞生產(chǎn)異麥芽酮糖的工藝已日趨成熟。與菌體發(fā)酵法相比，固定化細(xì)胞技術(shù)既利于細(xì)胞的循環(huán)使用、增強(qiáng)細(xì)胞機(jī)械強(qiáng)度，又利于提高蔗糖轉(zhuǎn)化率、降低分離下游產(chǎn)物的成本。用于固定化的載體種類眾多，典型的如海藻酸鈉、殼聚糖、聚乙烯醇等。利用海藻酸鈉作包埋劑，CaCl2作交聯(lián)劑的固定化細(xì)胞穩(wěn)定性好、可操作性強(qiáng)且成本低廉。

2、酶催化合成法

微生物轉(zhuǎn)化法中蔗糖底物濃度有限，蔗糖既是 SIase 的底物又是細(xì)胞生長所需的碳源，即使能轉(zhuǎn)化蔗糖生成異麥芽酮糖，也無法避免細(xì)胞利用產(chǎn)生額外的蔗糖消耗，而且細(xì)胞壁的存在進(jìn)一步增大細(xì)胞傳質(zhì)阻力，導(dǎo)致反應(yīng)速度大幅降低。此外，這些異麥芽酮糖生產(chǎn)菌株缺乏食品級(jí)遺傳背景，各種未經(jīng)認(rèn)證的胞外產(chǎn)物的存在又使異麥芽酮糖的回收過程復(fù)雜化。 因此，直接利用 SIase 進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)更適用于底物濃度較高及發(fā)酵產(chǎn)物難以分離的異麥芽酮糖生產(chǎn)過程。

① 固定化酶生產(chǎn)異麥芽酮糖。通常來說，野生菌株分泌的SIase 活性低，不能滿足異麥芽酮糖的生產(chǎn)。考慮到固定化酶有良好的操作性和存儲(chǔ)穩(wěn)定性，現(xiàn)已嘗試固定化SIase 以實(shí)現(xiàn)酶的重復(fù)利用。以殼聚糖為載體通過吸附交聯(lián)法制備的固定化酶具有廣闊前景，但這種固定化方法目前僅限于實(shí)驗(yàn)室研究階段，工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用仍有待研究。

② 細(xì)胞表面展示系統(tǒng)。細(xì)胞表面展示系統(tǒng)本質(zhì)上是酶應(yīng)用技術(shù)的延伸，這種技術(shù)的最大特點(diǎn)是微生物細(xì)胞表面酶分子的生成與自固定可同步進(jìn)行，同時(shí)因活體全細(xì)胞生物催化劑易制備，不需進(jìn)一步純化或固定酶，因此極具研究價(jià)值。雖然表面展示系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)顯現(xiàn)出良好的性能和應(yīng)用前景，但仍存在一些不確定因素影響此技術(shù)的普及：由于膜面積的限制，酶的產(chǎn)生量有限，展示的酶數(shù)量通常在103 ~104之間，部分催化反應(yīng)需要內(nèi)源性輔酶的參與才能進(jìn)行酶促反應(yīng)，限制了酶的種類。因此，開發(fā)工業(yè)化的展示酶技術(shù)，必須考慮酶的種類、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等因素。

異麥芽酮糖的應(yīng)用

異麥芽酮糖具有與蔗糖類似的理化性質(zhì)，其代替蔗糖應(yīng)用于奶油等產(chǎn)品具有與蔗糖相似的黏度和流體特征。異麥芽酮糖甜味純正，可以遮蔽異味，還可以平衡口感，改善食物風(fēng)味，為利用天然健康原料開發(fā)口味、口感良好的功能食品提供了便利，同時(shí)其緩慢釋放能量、不引起血糖升高、防止齲齒，改善大腦功能等的健康功效，使其廣泛應(yīng)用到特定人群食品中。

1、在乳制品中的應(yīng)用

異麥芽酮糖在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于乳制品中，異麥芽酮糖應(yīng)用在乳制品中可以遮蔽異味，同時(shí)賦予乳制品一定的健康功效，這為兒童和中老年乳制品食品開發(fā)提供了幫助。如舒理他推出活性酸奶，其甜味劑使用異麥芽酮糖和三氯蔗糖，韓國的Maeil 功能性黑芝麻豆奶也添加異麥芽酮糖用來掩蓋豆?jié){的不良風(fēng)味。

2、在烘焙食品中的應(yīng)用

GB2760-2014規(guī)定異麥芽酮糖應(yīng)用于面包、糕點(diǎn)、餅干等烘焙食品中的限量要求是按照需要適量添加。國內(nèi)已有企業(yè)在餅干、手撕面包等產(chǎn)品中添加了異麥芽酮糖，異麥芽酮糖應(yīng)用于烘焙食品可以改善產(chǎn)品味道和儲(chǔ)存穩(wěn)定性，由于異麥芽酮糖幾乎不吸濕，將其用于華夫餅，可明顯改善制品結(jié)構(gòu)。

3、在糖果巧克力中的應(yīng)用

異麥芽酮糖物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、低吸濕性、易于精制研磨等優(yōu)良特性使其在糖果巧克力中的應(yīng)用具有很大優(yōu)勢。應(yīng)用于硬糖果可防止糖果粘結(jié)在一起，也不易于糖果變形，異麥芽酮糖硬糖果玻璃化溫度高，具有很高的溫度穩(wěn)定性，即使在潮熱氣候地區(qū)使用也非常理想；用作包衣原料可制備軟糖果、巧克力豆、果仁糖、凝膠型產(chǎn)品，異麥芽酮糖的低加工溫度（45℃～55℃）能順利的對(duì)熱敏性的芯料完成包衣；異麥芽酮糖具有與蔗糖相媲美的口感且不受冷效應(yīng)影響，用于巧克力使甜味自然，并能與脂肪替代物及填充物結(jié)合，使巧克力具有穩(wěn)定的流動(dòng)性質(zhì)。

4、用于特定人群食品開發(fā)

異麥芽酮糖低GI值（升胰島素指數(shù)）的特性為其用于糖尿病人食品提供了依據(jù)。應(yīng)用異麥芽酮糖開發(fā)運(yùn)動(dòng)食品在國外也十分廣泛，如日本井村屋出品的 Sports Yo-Kan 運(yùn)動(dòng)羊羹，是一種即食能量補(bǔ)充羊羹（紅豆糕），能輕松補(bǔ)充能量，內(nèi)含帕拉金糖 TM（異麥芽酮糖）和麥芽糊精，是一種持續(xù)提供能量的食品。比利時(shí)3 Action sports nutrition 系列產(chǎn)品，以異麥芽酮糖作為主要原料，可持久提供能量和動(dòng)力。

利用異麥芽酮糖抑制脂肪積累，加速脂肪氧化的功效特性，把異麥芽酮糖作為原料之一，與其他健康配料配伍可開發(fā)出具有減肥瘦身功效的產(chǎn)品，同時(shí)低 GI 和低 GL（血糖負(fù)荷）飲食有助于減肥后體重的維持。

參考資料：

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[2]金利群，沈驥冬，柳志強(qiáng)等.異麥芽酮糖醇的生理活性及生物合成研究進(jìn)展[J].食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2023，41(06)

[3]劉娜，彭丹丹，劉亞楠等.異麥芽酮糖及其生產(chǎn)方式的研究進(jìn)展[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2021，42(05)

作者簡介：

小泥沙，食品科技工作者，食品科學(xué)碩士，現(xiàn)就職于國內(nèi)某大型藥物研發(fā)公司，從事營養(yǎng)食品的開發(fā)與研究。