Hvad er de funktionelle egenskaber ved maltodextrin og dets anvendelsesmuligheder?

Maltodextrin er et stivelsesderivat uden fri stivelse fremstillet af stivelse eller amylopektin ved enzymatisk lavhydrolyse, raffinering og spraytørring. Råmaterialet til maltodextrin kan være stivelse, f.eks. majsstivelse, tapiokastivelse, hvedestivelse osv. eller rå korn, der indeholder amylopektin, f.eks. ris og majs.
Maltodextrin er et stivelseshydrolyseprodukt, og graden af hydrolyse udtrykkes generelt som DE-værdien. DE-værdien (glukoseækvivalent) henviser til procentdelen af direkte reducerende sukkerarter (udtrykt som glukose) i stivelseshydrolysatet som en procentdel af det samlede tørstof. DE-værdien for naturlig stivelse er tæt på 0, mens DE-værdien for fuldt hydrolyseret glukose er tæt på 100. Maltodextriner klassificeres i 3 kategorier i henhold til deres DE-værdi: MD10, MD15 og MD20.
Da maltodextrin er et ufuldstændigt hydrolyseprodukt af stivelse, er det en blanding, hvis funktionelle egenskaber er tæt forbundet med sukkersammensætningen (molekylvægtfordeling, gennemsnitlig kædelængde, forgreningsgrad osv.), og sukkersammensætningen i maltodextrin vil direkte påvirke dets sødme, viskositet, hygroskopicitet og farveegenskaber.
Når DE-værdien for maltodextrin er 4-6, er dens sukkersammensætning alle større molekyler over tetrasaccharid; når DE-værdien er 9-12, indeholder dens sukkersammensætning flere højmolekylære sukkerarter og mindre lavmolekylære sukkerarter, så denne form for maltodextrin har ingen sødme, er ikke tilbøjelig til brunfarvning og er ikke tilbøjelig til fugtabsorption; når DE-værdien er 13-17, har den lavere sødme, relativt lavere andel af reducerende sukker, bedre opløselighed og kan producere passende viskositet, når den anvendes til mad; når DE-værdien er 13-17, har den lavere sødme, relativt lav andel af reducerende sukker og kan producere passende viskositet; DE-værdien er 13-17, den har lavere sødme og kan producere passende viskositet, når den anvendes til mad. Når DE-værdien er 18 ～ 20, vil den have en lidt sød smag, fugtabsorptionen vil stige, og der er en del reducerende sukker, og bruningsreaktionen vil forekomme.
Jo højere grad af hydrolyse af maltodextrin (jo højere DE-værdi), jo lavere gennemsnitlig molekylvægt, jo lavere grad af linearitet, jo enklere molekylær struktur, jo lavere grad af ældning, jo større opløselighed, sødme, hygroskopicitet, permeabilitet, gæring, bruningsreaktion og jo større fald i frysepunkt; og jo værre organisation, viskositet, stabilitet og antikrystallisering.
Det er også på grund af de forskellige funktionelle egenskaber ved maltodextriner med forskellige DE-værdier, at maltodextriner i vid udstrækning anvendes i en lang række fødevareprodukter, herunder konfekture, is, kager, drikkevarer og færdigretter.
Maltodextriner bruges som tørremidler til fødevarer.

Maltodextrin har god fluiditet, ingen lugt, god opløselighed, stærk varmebestandighed, lav hygroskopicitet, ingen agglomerering, selvom det bruges i en høj koncentration af staten, vil det ikke maskere smag og aroma af andre råvarer, har en meget god bærerrolle, der ofte bruges i tørringsprocessen af juiceprodukter til at spille rollen som tørremiddel for at forhindre agglomerering af juicepulverproduktet, øge produktets opløselighed, forbedre produktets organisatoriske struktur.
Ved fremstilling af marmelade vil juiceprodukter på grund af højere forarbejdningstemperaturer og længere forarbejdningstid påvirke frugtens næringsstofsammensætning og reducere indholdet af antioxidanter i frugten.
Undersøgelser har vist, at polyfenoler i frugt (såsom anthocyaniner) er mere følsomme over for temperatur, og når forarbejdningstemperaturen er højere end 60 °C, vil anthocyaniner gå tabt med 20% til 50% sammenlignet med frisk frugt. Derfor er der fokus på forskning i, hvordan man bevarer frugters næringsstoffer og sensoriske egenskaber under forarbejdning og opbevaring, og hvordan man forlænger frugters holdbarhed.
Spraytørring bruges ofte i frugtforarbejdning til at omdanne væske til pulver, hvilket har følgende fordele: spraytørring kortere behandlingstid og lavere temperatur er velegnet til frugter, der indeholder varmefølsomme komponenter; det bidrager til at opretholde smagsstoffer, farve og næringsstoffer i frugterne; lavet af frugtpulver kan reducere emballagens volumen, lettere at betjene og transportere og forlænge holdbarheden.
På trods af fordelene ved spraytørring mere, men frugtsaftprodukter er ikke lette at spraytørre behandling, hovedsageligt på grund af frugtsaftprodukter i små molekylære sukker (fruktose, glukose, saccharose) indhold er højt, vil føre til spraytørring partikler er lette at klæbe og lette at klæbe spraytørring tårnvæggen af problemet, reducere den termiske effektivitet af spraytørring.
Derudover er juicepulveret efter spraytørring let at absorbere fugt, dårlig fluiditet. Juice i det lille molekylesukker er tilbøjelig til at binde fænomenet skyldes, at glasovergangstemperaturen (Tg) for små molekyler er lav, jo lavere Tg, jo lettere vil materialet blive bundet. For eksempel er Tg for laktose, maltose, saccharose, glukose og fruktose henholdsvis 101, 87, 62, 37 og 16 ℃, og deres relative lethed ved binding øges tilsvarende.
Maltodextrin kan på grund af sin højere molekylvægt, lavere viskositet og højere Tg bruges som bærestof til spraytørring for at øge det samlede systems Tg og derved reducere fænomenet med sammenklumpning og binding af systemet.
Araujo-Díaz et al. brugte maltodextrin og inulin som tørremidler til at spraytørre henholdsvis blåbærsaft og blåbærpulver og vurderede de to tørremidlers evne til at bevare de fysisk-kemiske egenskaber ved blåbærpulveret og tilbageholdelsen af antioxidante stoffer. De fandt, at der ikke var nogen forskel i de fysisk-kemiske egenskaber mellem saftpulverne med maltodextrin og inulin som bærestoffer, men maltodextrin som bærestof fastholdt resveratrol og quercetin 3-D-galactopyranosid i blåbær mere effektivt end inulin.
Ferrari et al. undersøgte effekten af maltodextrin og gummi arabicum som bærestoffer på de fysisk-kemiske egenskaber af spraytørret brombærpulver. Sammenlignet med arabisk gummi var brombærpulver med maltodextrin som bærestof mindre tilbøjeligt til at være hygroskopisk, bevarede en større mængde anthocyaniner, havde en stærkere antioxidantkapacitet, havde et lavere vandindhold og havde en bedre rehydreringskapacitet. Brombærpulveret, der er fremstillet ved spraytørring, kan også bruges som et naturligt farvestof i en række forskellige fødevarer (drikkevarer, desserter, gelé, syltetøj osv.).
Maltodextrin er også blevet brugt til tørring af frugtsaft som dadler, svesker, citroner, gulerødder og tørrede frugter som mango og tomater, som alle giver et godt tørringsmiddel.
Forskere har yderligere undersøgt effekten af maltodextrinkoncentration på spraytørret frugtsaft, Oberoi et al. valgte forskellige maltodextrinkoncentrationer (3%, 5%, 7% og 10%) til spraytørring af vandmelonsaft, og maltodextrin var effektivt til at afhjælpe binding af vandmelonpulver, og med stigningen i maltodextrinkoncentrationen blev fugtindholdet i det spraytørrede vandmelonpulver reduceret, men tiden for re-solubilisering af vandmelonpulveret ville blive forlænget.
Negrao-Murakami et al. undersøgte effekten af maltodextriner med forskellige DE-værdier (DE10, DE15 og DE18) på spraytørrede paraguayanske teekstrakter, og maltodextriner med en lav DE-værdi (DE10) gav den bedste beskyttelse af teekstrakterne under opbevaringsperioden med den bedste polyfenolstabilitet og antioxidantaktivitet.
Det blev også konstateret, at fugtindholdet i det spraytørrede pulver steg med stigende DE-værdi, og tiden for re-solubilisering voksede, hvilket kunne tilskrives det faktum, at maltodextriner med høje DE-værdier har en høj grad af forgrening og hydrofile grupper, som er mere tilbøjelige til at binde vand i pulveriseret tilstand. Dette resultat er i overensstemmelse med undersøgelsen af Fazaeli et al. Jo lavere DE-værdi, jo bedre er tørreeffekten på brombærpulver.
Den tidligere litteratur undersøgte hovedsageligt effekten af maltodextrin på Tg af spraytørrede eller frysetørrede frugter, hvilket indikerer, at Tg af tørrede frugter ville blive øget med stigningen i maltodextrinindholdet, men det overvejede ikke, at Tg også ville blive påvirket af materialets struktur og materialets fugtindhold (eller vandaktivitet) på samme tid, og at en omfattende overvejelse af tørrematerialets Tg-kurver og de isotermiske fortyndingskurver ville resultere i mere systematiske data, og det kan bruges til at forudsige ændringsreglen for forarbejdningsegenskaber, opbevaringsegenskaber og tekstur i tørringsprocessen af frugt.
Pycia et al. brugte modificeret stivelse som råmateriale til at fremstille maltodextriner med forskellige grader af enzymatisk nedbrydning, med stigningen i DE-værdien vil Tg for maltodextriner fremstillet af modificeret stivelse gradvist falde, og maltodextriner fremstillet af diastarkfosfat og acetyleret diastarkfosfat (DE6) har den største Tg, når de er fremstillet af diastarkfosfat og acetyleret diastarkfosfat.
Ved at modificere maltodextrin eller fremstille maltodextrin af modificeret stivelse kan maltodextrins evne til at regulere systemets Tg som tørringshjælpemiddel optimeres yderligere, og den tilpassede fremstilling af maltodextrin med flere funktionelle egenskaber vil være det næste skridt, der fortjener dybdegående forskning.
Anvendelse af maltodextrin til indlejring

Maltodextrin er et af de gode vægmaterialer, der bruges til mikroindkapsling af fødevarer. Mikroindkapslingsteknologi er blevet brugt i vid udstrækning inden for biologi, medicin, fødevarer, pesticider, kosmetik og så videre. Hvis vi tager mikroindkapsling af smagsstoffer, der ofte findes i fødevarer, som et eksempel, er smagsstofferne kernematerialet, mens det indkapslede materiale er vægmaterialet eller kendt som bæreren. Generelt vil længden af mikrokapslen ikke overstige 3 mm, og i henhold til størrelsen af det indlejrede produkt kan den opdeles i: nanoskala (1-100 nm) og mikronskala (100-1000 nm).
For materialeindlejringen er et meget vigtigt skridt at screene vægmaterialet i mikrokapsler, et godt vægmateriale skal opfylde følgende betingelser: gode emulgeringsegenskaber og filmdannende egenskaber; lav viskositet og hygroskopicitet under højt faststofindhold; bedre beskyttelse af kernematerialet; stabilitet under forarbejdning og opbevaring; ingen smag; lav pris.
Maltodextriner som mikroindkapslede vægmaterialer er begyndt at blive brugt i en række forskellige fødevareapplikationer, såsom indkapsling af funktionelle fedtstoffer og olier, biologisk aktive stoffer, smagsstoffer, probiotika og så videre.

Det meste af litteraturen om maltodextrin som vægmateriale til indkapsling undersøgte hovedsageligt effekten af maltodextrin med forskellige DE-værdier på indkapslingseffekten, men der blev ikke opnået nogen konsekvent konklusion.
Matsuura et al. undersøgte effekten af forskellige DE-værdier af maltodextriner (DE2, DE10 og DE25) på indlejringen af hydrogeneret kokosolie og fandt, at kokosoliepulveret indlejret med maltodextriner af DE10 var mindre stabilt efter rehydrering, hvilket kan skyldes den stærkere interaktion mellem maltodextriner af DE10 og emulgatoren saccharoseester, som påvirker oliepulverets stabilitet efter indlejring.
Ved indlejring af smagsstoffer har forskere fundet ud af, at høje DE-værdier giver bedre indlejring, længere holdbarhed og reduceret ilttransmission.Sheu et al. brugte en blanding af valleprotein og maltodextrin (DE5, DE10 og DE15) til at indlejre ethyloctanoat ved hjælp af spraytørring, og de fandt ud af, at sammenlignet med maltodextriner med en lav DE-værdi var dextriner med en høj DE-værdi De fandt ud af, at sammenlignet med maltodextriner med en lav DE-værdi var dextriner med en høj DE-værdi mere i stand til at indlejre smagsstoffer, dextriner med høje DE-værdier var bedre i stand til at reducere ujævnhederne i mikrokapslernes overflade efter indlejring og dermed bevare mikrokapselskallernes funktionalitet og var mindre modtagelige for forringelse og tab af smag i løbet af opbevaringsperioden.
Selvom maltodextrin med høj DE-værdi har bedre effekt på iltisolering og smagsfrigivelse, vil stivelseshydrolysatets sødme være højere med stigningen i DE-værdi, det er lettere at absorbere fugt, og det er også lettere at få Meladic-reaktion. Derfor skal ovenstående faktorer overvejes for at vælge det passende maltodextrin.
Selv om maltodextrins DE-værdi påvirker dets funktionalitet som vægmateriale, er DE-værdien alene ikke tilstrækkelig til at forudsige maltodextrins indkapslingseffekt.
For nylig har forskere også fundet ud af, at maltodextrins molekylvægtfordeling ikke er den samme for den samme DE-værdi, og at maltodextrins molekylvægtfordeling kan være mere præcis, når man skal bestemme maltodextrins anvendelsesegenskaber.
På grund af sin svage emulgeringsevne bruges maltodextrin også som vægmateriale i kombination med andre vægmaterialer, der har bedre emulgeringsevne, såsom arabisk gummi, mælkeprotein og andre emulgatorer.
Premi et al. undersøgte effekten af forskellige kombinationer af maltodextrin, arabisk gummi og valleproteinkoncentrat på indlejringen af moringaolie og evaluerede indlejringseffekten gennem emulsionsegenskaberne, indlejringshastigheden, mikrostrukturen og den oxidative stabilitet af oliepulveret, og det blev fundet, at effekten af indlejring ved hjælp af maltodextrin og arabisk gummi var bedre end effekten af maltodextrin og valleproteinkoncentrat, og det blev yderligere fundet, at kombinationen af maltodextrin og arabisk gummi gennem observation af mikrostrukturen var i stand til at danne en kontinuerlig og glat overflade uden revner i mikrostrukturen i væggen af de pulveriserede olier og fedtstoffer.
Fernandes et al. brugte en kombination af arabisk gummi, modificeret stivelse, maltodextrin og inulin til at indlejre æterisk rosmarinolie og fandt, at brugen af maltodextrin kombineret med arabisk gummi og modificeret stivelse, som havde bedre emulgeringsegenskaber, var mere effektiv til at fastholde flygtige stoffer. På samme måde viste kombinationen af maltodextrin, modificeret stivelse og arabisk gummi (1:1:4) sig at være mere effektiv til at beskytte smagsstoffer end hvert vægmateriale alene ved indlejring af kaneloleoresin.
Anvendelse af maltodextrin til forbedring af proteiners funktionelle egenskaber

Med den accelererede udvikling af fødevareindustrien har ingrediensmarkedet et presserende behov for proteiner med funktionelle og ernæringsmæssige egenskaber som fødevareingredienser. Derfor bør vi på den ene side kraftigt udvikle ressourcerne til proteiner med fremragende egenskaber, og på den anden side er vi nødt til at ændre de eksisterende proteiner for at opfylde deres særlige krav i fødevarer, hvilket er ændringen af proteiner.
Maltodextrin forbedrer proteiners funktionelle egenskaber hovedsageligt gennem melad-reaktionen med proteiner. Når den kovalente binding af proteiner med maltodextriner realiseres ved hjælp af Melad-reaktionen for at forbedre proteinernes funktionelle egenskaber, er det et meget vigtigt nøglepunkt i denne teknologi at kontrollere reaktionsprocessen, så reaktionen forbliver i første fase.
Hydroxylgruppernes hydrofile natur i podningen af protein og maltodextrin, på grund af indførelsen af maltodextrin med polyhydroxylgrupper, kan føre til en betydelig forøgelse af hele molekylets opløselighed og emulgeringsegenskaber.
Shepherd et al. fandt en større forbedring af emulgeringskapaciteten hos kasein- og maltodextrin-podningsreaktionsprodukter sammenlignet med kasein alene.
O'Regan et al. brugte maltodextrin i en meladisk reaktion med hydrolysater af natriumkaseinat (hydrolysegrader på henholdsvis 6%, 13% og 48%), og reaktionsprodukterne var i stand til at forbedre emulsionernes stabilitet i accelererede holdbarhedseksperimenter (7 d, 45 °C), og reaktionsprodukterne forbedrede proteinernes opløselighed ved pH 4.0 til 5,5 sammenlignet med hydrolysater af natriumkaseinat uden den transgenerative tværbindingsreaktion (stigning på 10% til 50%).
Xue et al. brugte tør varme til at forberede meladreaktionsproduktet af sojabønneisolatprotein og maltodextrin, opløseligheden af det podede sojabønneisolatprotein ved det isoelektriske punkt blev kraftigt forbedret, og strukturelt viste proteinstrukturen af det podede sojabønneisolatprotein et fald i graden af α-helix og β-foldning og en stigning i de uregelmæssige krøller. Forskerne fandt også ud af, at reaktionsbetingelserne, der kontrollerede den indledende meladreaktion af proteinet med maltodextrin, var kritiske.
Wang et al. udførte melad-reaktionen med maltodextrin og valleisolatproteiner ved forskellige pH-forhold (pH 4-7), og den høje grad af podning, lav overfladehydrofobicitet, lavt isoelektrisk punkt og høj termisk denatureringstemperatur for proteintransplantaterne ved pH 6 resulterede i den bedste termiske stabilisering af reaktionsprodukterne.
Forskellige proteiner med maltodextriner, der gennemgår den meladiske reaktion, kan forbedre proteinernes funktionelle egenskaber ved at kontrollere de passende reaktionsbetingelser, hvilket også vil udvide brugen af proteiner i flere fødevareapplikationer.
Semenova et al. undersøgte yderligere effekten af maltodextriner med forskellige DE-værdier på de termodynamiske egenskaber af sojabøndeglobulin ved at bruge forskellige DE-værdier (DE-værdier på 2, 6 og 10) til meladreaktionen mellem kartoffelmaltodextrin og sojabøndeglobulin og fandt, at proteintransplantaternes hydrofilicitet blev øget mere dramatisk, og overfladeaktiviteten faldt i tilfælde af reaktionen med maltodextrin med en DE-værdi på 10. DE-værdien for maltodextrin er omvendt proportional med dets molekylvægt, og jo større DE-værdi, jo kortere er den gennemsnitlige molekylære kædelængde, hvilket indikerer, at DE-værdien i podningsreaktionen af maltodextrin med protein vil have en vigtig effekt på slutproduktets opløselighed og overfladeaktivitet.
Mulcahy et al. undersøgte egenskaberne ved maltodextrin (DE-værdier 6, 12 og 17), majssirupstørstoffer (DE-værdier 30 og 38) og valleproteinmelade-reaktionsprodukter ved hjælp af en fugtig varmemetode. Omfanget af podningsreaktionen steg med stigende DE-værdier for den samme reaktionstid. Maltodextrin (DE-værdi 6) reagerede bedre med valleprotein for at øge den termiske stabilitet af valleprotein i 50 mM NaCl-opløsning.