隨著人們健康意識(shí)的逐步提高，含有大量高甜度，高熱量糖漿的食品正被越來越多的消費(fèi)者所拋棄，進(jìn)而轉(zhuǎn)向具有甜度溫和，熱量低，有較高營(yíng)養(yǎng)功效的食物。糖果、糕點(diǎn)以及果凍、果醬甚至飲料如果要進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，均需要一種甜度較低，既有營(yíng)養(yǎng)又具保健作用的甜味料。1973年以來，人們發(fā)現(xiàn)某些鏈霉菌、枯草桿菌、假單胞菌能分泌一種專門的酶，把糊精轉(zhuǎn)化為甜度較低的麥芽三糖、麥芽四糖、麥芽五塘、麥芽六塘以至麥芽十糖。后來又發(fā)現(xiàn)這些麥芽低聚糖對(duì)腸道內(nèi)腐敗菌有抑制作用，從而確定其具有保健作用。近年來麥芽低聚糖已被作為一種“功能性食品”被人們所接受。
麥芽四糖（G4，Maltotetraose）是由α-1, 4糖苷鍵連接的葡萄糖四聚體，一般是由麥芽四糖淀粉酶水解淀粉而來，屬于低聚麥芽糖中的直鏈低聚麥芽糖，集營(yíng)養(yǎng)、保健、食療等功能于一體，被譽(yù)為最有希望的低聚麥芽糖。
麥芽四糖的分子結(jié)構(gòu)
麥芽四糖的特性
麥芽四糖的甜度僅為蔗糖的20％，但粘度為蔗糖的5倍，是一種極好的食品添加劑。麥芽四糖對(duì)氨基酸引起的褐變反應(yīng)（也稱為美拉德反應(yīng)）具有很高的穩(wěn)定性，并且耐酸和耐熱。另外，麥芽四糖還具有防止食品中蛋白質(zhì)變性及保持速凍食品新鮮度等功能。同時(shí)，它還是很好的保健品，可作為“功能性食品”的原料，主要添加到家禽、家畜、魚等飼料中，還可使用于養(yǎng)蜂、養(yǎng)蠶等。
表1 麥芽四糖的主要特性
| 類別 | 特性 |
| 甜度 | 蔗糖的20%，無糊精味，可做填充劑 |
| 粘度 | 蔗糖的2-5倍，可做增稠劑 |
| 結(jié)晶性 | 防止蔗糖結(jié)晶 |
| 吸濕性 | 吸濕性小，可做水分調(diào)節(jié)劑 |
| 保濕性 | 保濕性好，能保持食品松軟 |
| 凍結(jié)溫度 | 冰點(diǎn)降低作用小，易凍結(jié) |
| 成膜性 | 能在食品表面形成光潔的皮膜 |
| 滲透壓 | 滲透壓低于葡萄糖、蔗糖 |
| 化學(xué)穩(wěn)定性 | 耐酸、耐熱性較好 |
麥芽四糖的應(yīng)用
1）優(yōu)良的食品添加劑：麥芽四糖由于其良好的流動(dòng)性、無色、無異臭味、微甜等特點(diǎn)，在食品行業(yè)被廣泛應(yīng)用，是一種優(yōu)良的添加劑。麥芽四糖易溶于水，黏性適度，增稠性、膠黏性、抑制糖結(jié)晶和穩(wěn)定泡沫的效果好，具有優(yōu)良的乳化性能，有促進(jìn)產(chǎn)品成型和調(diào)整產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)的作用，可用于糖果、糕點(diǎn)、飲料、冷飲中，能防止晶體析出、抑制淀粉老化、增加粘稠感、提高食品的感官品質(zhì)。
2）功能性食品：麥芽四糖具有較好的耐酸鹽和耐熱性，并且不易褐變，在人體內(nèi)的消化吸收非常好，可作為兒童病人及運(yùn)動(dòng)員的食品原料。人體長(zhǎng)期食用，能有效抑制腸道中產(chǎn)氣腐敗菌和胡蘿卜軟腐歐文氏病原菌的增殖，具有凈化腸道、增進(jìn)健康的作用。因此，近年來麥芽四糖在食品行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，是理想的食品基礎(chǔ)原料。
3）作為經(jīng)腸營(yíng)養(yǎng)劑：經(jīng)腸營(yíng)養(yǎng)劑是專門為消化吸收機(jī)能低下和低營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的人群設(shè)計(jì)的一種營(yíng)養(yǎng)品。該營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是以經(jīng)口、經(jīng)管營(yíng)養(yǎng)為主的營(yíng)養(yǎng)劑，以補(bǔ)助營(yíng)養(yǎng)為目的，可刺激食欲和調(diào)節(jié)胃腸道功能，并且安全易行，因此受到廣泛的應(yīng)用。然而經(jīng)腸營(yíng)養(yǎng)劑中的糖類以前多采用葡萄糖、蔗糖、麥芽糖等單糖或雙糖，但由于這些糖類使用時(shí)滲透壓很高，很容易引起滲透壓性腹瀉，所以都會(huì)同時(shí)加入調(diào)節(jié)滲透壓的糊精。研究發(fā)現(xiàn)，麥芽四糖由于其分支結(jié)構(gòu)少，并且屬于直鏈狀的低聚糖，低滲透壓，能夠以高效率分解、代謝，所以可以作為營(yíng)養(yǎng)劑有效的糖類和能量來源。
麥芽四糖的生產(chǎn)現(xiàn)狀
中國(guó)是世界功能性低聚糖主要的生產(chǎn)基地和消費(fèi)市場(chǎng)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2008年中國(guó)功能性低聚糖生產(chǎn)占到全球總產(chǎn)量的30%左右，2010年行業(yè)銷售額達(dá)到3.5億美金，而麥芽四糖作為一種重要的功能性低聚糖，具有廣泛的商業(yè)前景。
國(guó)內(nèi)對(duì)麥芽四糖的研究起步較晚，現(xiàn)發(fā)表文章中，僅有以篩選的產(chǎn)堿菌發(fā)酵麥芽四糖淀粉酶的報(bào)道。目前麥芽四糖不能通過簡(jiǎn)單的酶法或酸法水解得到，必須采用專一的麥芽四糖酶水解經(jīng)過液化的淀粉來制備，生產(chǎn)成本相對(duì)較高。南京先進(jìn)生物技術(shù)和生命科學(xué)研究院開發(fā)了一套利用酶法催化淀粉生產(chǎn)麥芽四糖的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)的產(chǎn)品純度高，質(zhì)量好，轉(zhuǎn)化率高達(dá)75%，極大的降低了麥芽四糖的的生產(chǎn)成本，為麥芽四糖的大規(guī)模應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保證。