Was sind die funktionellen Eigenschaften von Maltodextrin und seine Anwendungen?

Maltodextrin ist ein Stärkederivat ohne freie Stärke, das aus Stärke oder Amylopektin durch enzymatische Niedrighydrolyse, Raffination und Sprühtrocknung hergestellt wird. Der Rohstoff für Maltodextrin kann Stärke sein, z. B. Maisstärke, Tapiokastärke, Weizenstärke usw., oder amylopektinhaltiges Rohgetreide, z. B. Reis und Mais.
Maltodextrin ist ein Stärkehydrolyseprodukt, und der Grad der Hydrolyse wird im Allgemeinen als DE-Wert ausgedrückt. Der DE-Wert (Glukoseäquivalent) bezieht sich auf den prozentualen Anteil der direkten reduzierenden Zucker (ausgedrückt als Glukose) im Stärkehydrolysat als Prozentsatz der gesamten Feststoffe. Der DE-Wert von natürlicher Stärke liegt nahe bei 0, während der DE-Wert von vollständig hydrolysierter Glukose nahe bei 100 liegt. Maltodextrine werden entsprechend ihrem DE-Wert in drei Kategorien eingeteilt: MD10, MD15 und MD20.
Da Maltodextrin ein unvollständiges Hydrolyseprodukt von Stärke ist, handelt es sich um ein Gemisch, dessen funktionelle Eigenschaften eng mit der Zuckerzusammensetzung zusammenhängen (Molekulargewichtsverteilung, durchschnittliche Kettenlänge, Verzweigungsgrad usw.), und die Zuckerzusammensetzung in Maltodextrin wirkt sich direkt auf seine Süße, Viskosität, Hygroskopizität und Farbeigenschaften aus.
Wenn der DE-Wert von Maltodextrin 4-6 beträgt, besteht seine Zuckerzusammensetzung ausschließlich aus größeren Molekülen oberhalb von Tetrasacchariden; wenn der DE-Wert 9-12 beträgt, enthält seine Zuckerzusammensetzung mehr hochmolekulare Zucker und weniger niedermolekulare Zucker, so dass diese Art von Maltodextrin keine Süße aufweist, nicht zum Braunwerden neigt und nicht zur Feuchtigkeitsaufnahme neigt; wenn der DE-Wert 13-17 ist, hat es eine geringere Süße, einen relativ geringen Anteil an reduzierendem Zucker, eine bessere Löslichkeit und kann eine geeignete Viskosität erzeugen, wenn es für Lebensmittel verwendet wird; wenn der DE-Wert 13-17 ist, hat es eine geringere Süße, einen relativ geringen Anteil an reduzierendem Zucker und kann eine geeignete Viskosität erzeugen; wenn der DE-Wert 13-17 ist, hat es eine geringere Süße und kann eine geeignete Viskosität erzeugen, wenn es für Lebensmittel verwendet wird. Bei einem DE-Wert von 18～20 hat es einen leicht süßen Geschmack, die Feuchtigkeitsaufnahme nimmt zu, ein Teil des reduzierenden Zuckers ist vorhanden, und es kommt zu einer Bräunungsreaktion.
Je höher der Hydrolysegrad von Maltodextrin (je höher der DE-Wert), je geringer das durchschnittliche Molekulargewicht, je geringer der Grad der Linearität, je einfacher die Molekularstruktur, je geringer der Grad der Alterung, desto größer die Löslichkeit, Süße, Hygroskopizität, Permeabilität, Fermentierung, Bräunungsreaktion und desto stärker die Senkung des Gefrierpunkts; und desto schlechter die Organisation, Viskosität, Stabilität und Antikristallisation.
Die unterschiedlichen funktionellen Eigenschaften von Maltodextrinen mit verschiedenen DE-Werten sind auch der Grund dafür, dass Maltodextrine in einer Vielzahl von Lebensmitteln wie Süßwaren, Speiseeis, Gebäck, Getränken und Fertiggerichten verwendet werden.
Maltodextrine werden als Trocknungsmittel für Lebensmittel verwendet.

Maltodextrin hat eine gute Fluidität, kein Geruch, gute Löslichkeit, starke Hitzebeständigkeit, geringe Hygroskopizität, keine Agglomeration, auch wenn in einer hohen Konzentration des Staates verwendet wird nicht den Geschmack und das Aroma von anderen Rohstoffen zu maskieren, hat eine sehr gute Träger Rolle, die üblicherweise in den Trocknungsprozess von Saft-Produkte, um die Rolle der Trocknungsmittel spielen, um so zu verhindern, dass der Saft Pulver Produkt Agglomeration, erhöhen die Löslichkeit des Produkts, zur Verbesserung der Produkt-Organisationsstruktur.
Bei der Herstellung von Marmelade und Saftprodukten beeinträchtigen höhere Verarbeitungstemperaturen und längere Verarbeitungszeiten die Nährstoffzusammensetzung der Früchte und verringern den Gehalt an antioxidativen Substanzen in den Früchten.
Studien haben gezeigt, dass Polyphenole in Früchten (wie z. B. Anthocyane) temperaturempfindlicher sind. Wenn die Verarbeitungstemperatur über 60 ℃ liegt, gehen die Anthocyane im Vergleich zu frischen Früchten um 20% bis 50% verloren. Daher steht die Frage, wie die Nährstoffe und die sensorischen Eigenschaften von Früchten während der Verarbeitung und Lagerung erhalten werden können, und wie die Haltbarkeit von Früchten verlängert werden kann, im Mittelpunkt der Forschung.
Die Sprühtrocknung wird in der Obstverarbeitung häufig eingesetzt, um Flüssigkeit in Pulver umzuwandeln, was folgende Vorteile hat: Sprühtrocknung kürzere Verarbeitungszeit und niedrigere Temperatur eignet sich für Früchte, die hitzeempfindliche Komponenten enthalten; es ist förderlich für die Erhaltung der Geschmacksstoffe, Farbe und Nährstoffe in den Früchten; aus Fruchtpulver kann das Volumen der Verpackung zu reduzieren, einfacher zu bedienen und zu transportieren, und verlängern die Haltbarkeit.
Trotz der Vorteile der Sprühtrocknung mehr, aber Fruchtsaft-Produkte sind nicht einfach zu Sprühtrocknung Behandlung, vor allem wegen der Fruchtsaft-Produkte in kleinen molekularen Zucker (Fructose, Glucose, Saccharose) Inhalt ist hoch, wird dazu führen, dass Sprühtrocknung Partikel sind leicht zu kleben und leicht zu kleben die Sprühtrocknung Turm Wand des Problems, reduzieren die thermische Effizienz der Sprühtrocknung.
Darüber hinaus ist der Saft Pulver nach Sprühtrocknung leicht zu absorbieren Feuchtigkeit, schlechte Fluidität. Saft in der kleinen Molekülzucker ist anfällig für die Bindung Phänomen ist aufgrund der kleinen Molekülzucker Glasübergangstemperatur (Tg) ist niedrig, je niedriger die Tg, desto leichter wird das Material gebunden werden. Zum Beispiel sind die Tg von Laktose, Maltose, Saccharose, Glukose und Fruktose 101, 87, 62, 37 und 16 ℃ jeweils, und ihre relative Leichtigkeit der Bindung steigt entsprechend.
Maltodextrin kann aufgrund seines höheren Molekulargewichts, seiner niedrigeren Viskosität und seiner höheren Tg als Trägerstoff für die Sprühtrocknung verwendet werden, um die Tg des Gesamtsystems zu erhöhen und dadurch das Phänomen des Verbackens und Verklebens des Systems zu verringern.
Araujo-Díaz et al. verwendeten Maltodextrin und Inulin als Trocknungshilfsmittel zur Sprühtrocknung von Heidelbeersaft, um Heidelbeerpulver zu erhalten, und bewerteten die Fähigkeit der beiden Trocknungshilfsmittel anhand der physikochemischen Eigenschaften des Heidelbeerpulvers und der Rückhaltung antioxidativer Substanzen. Sie fanden heraus, dass es keinen Unterschied in den physikalisch-chemischen Eigenschaften zwischen den Saftpulvern mit Maltodextrin und Inulin als Trägerstoffe gab, aber Maltodextrin als Trägerstoff hielt Resveratrol und Quercetin-3-D-Galactopyranosid in Heidelbeeren effektiver zurück als Inulin.
Ferrari et al. untersuchten die Auswirkungen von Maltodextrin und Gummiarabikum als Trägerstoffe auf die physikochemischen Eigenschaften von sprühgetrocknetem Brombeerpulver. Im Vergleich zu Gummi arabicum war Brombeerpulver mit Maltodextrin als Trägerstoff weniger hygroskopisch, behielt eine höhere Menge an Anthocyanen, hatte eine stärkere antioxidative Kapazität, einen geringeren Wassergehalt und eine bessere Rehydrationskapazität. Das durch Sprühtrocknung gewonnene Brombeerpulver kann auch als natürlicher Farbstoff in einer Vielzahl von Lebensmitteln (Getränke, Desserts, Gelees, Konfitüren usw.) verwendet werden.
Maltodextrin wird auch zur Trocknung von Fruchtsäften wie Datteln, Pflaumen, Zitronen, Karotten und Trockenfrüchten wie Mangos und Tomaten verwendet, die allesamt ein gutes Trocknungsmittel darstellen.
Weitere Forscher haben die Auswirkungen der Maltodextrin-Konzentration auf sprühgetrocknete Fruchtsäfte untersucht: Oberoi et al. wählten verschiedene Maltodextrin-Konzentrationen (3%, 5%, 7% und 10%) für die Sprühtrocknung von Wassermelonensaft, und Maltodextrin war wirksam bei der Verringerung der Bindung des Wassermelonenpulvers, und mit der Erhöhung der Maltodextrin-Konzentration wurde der Feuchtigkeitsgehalt des sprühgetrockneten Wassermelonenpulvers verringert, aber die Zeit der Re-Solubilisierung des Wassermelonenpulvers würde verlängert werden.
Negrao-Murakami et al. untersuchten die Wirkung von Maltodextrinen mit unterschiedlichen DE-Werten (DE10, DE15 und DE18) auf sprühgetrocknete paraguayische Teeextrakte, und Maltodextrine mit einem niedrigen DE-Wert (DE10) boten den besten Schutz der Teeextrakte während der Lagerzeit mit der besten Polyphenolstabilität und antioxidativen Aktivität.
Es wurde auch festgestellt, dass der Feuchtigkeitsgehalt des sprühgetrockneten Pulvers mit steigendem DE-Wert zunahm und die Zeit der Resolubilisierung anstieg, was darauf zurückzuführen sein könnte, dass Maltodextrine mit hohen DE-Werten einen hohen Verzweigungsgrad und hydrophile Gruppen aufweisen, die im pulverisierten Zustand eher Wasser binden können. Dieses Ergebnis stimmt mit der Studie von Fazaeli et al. überein. Je niedriger der DE-Wert, desto besser ist der Trocknungseffekt bei Brombeerpulver.
In der bisherigen Literatur wurde hauptsächlich die Wirkung von Maltodextrin auf die Tg von sprüh- oder gefriergetrockneten Früchten untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass die Tg von Trockenfrüchten mit zunehmendem Maltodextrin-Gehalt ansteigt, aber es wurde nicht berücksichtigt, dass die Tg gleichzeitig auch von der Struktur des Materials und dem Feuchtigkeitsgehalt des Materials (oder der Wasseraktivität) beeinflusst wird, und dass eine umfassende Betrachtung der Tg-Kurven des Trocknungsmaterials und der isothermen Verdünnungskurven zu systematischeren Daten führen würde und zur Vorhersage der Änderungsregel der Verarbeitungseigenschaften, der Lagereigenschaften und der Textur beim Trocknungsprozess von Früchten verwendet werden kann.
Pycia et al. verwendeten modifizierte Stärke als Rohstoff für die Herstellung von Maltodextrinen mit unterschiedlichen Graden des enzymatischen Abbaus. Mit der Erhöhung des DE-Wertes sinkt die Tg der aus modifizierter Stärke hergestellten Maltodextrine allmählich, und die aus Diastärkephosphat und acetyliertem Diastärkephosphat (DE6) hergestellten Maltodextrine weisen die größte Tg auf, wenn sie aus Diastärkephosphat und acetyliertem Diastärkephosphat hergestellt wurden.
Durch die Modifizierung von Maltodextrin oder die Herstellung von Maltodextrin aus modifizierter Stärke kann die Fähigkeit von Maltodextrin als Trocknungshilfsmittel zur Regulierung der Tg des Systems weiter optimiert werden, und die maßgeschneiderte Herstellung von Maltodextrin mit mehr funktionellen Eigenschaften wird der nächste Schritt sein, der eingehender Forschung bedarf.
Verwendung von Maltodextrin bei der Einbettung

Maltodextrin ist eines der besten Wandmaterialien, die für die Mikroverkapselung von Lebensmitteln verwendet werden. Die Technologie der Mikroverkapselung findet breite Anwendung in den Bereichen Biologie, Medizin, Lebensmittel, Pestizide, Kosmetika usw. Bei der Mikroverkapselung von Aromastoffen, die üblicherweise in Lebensmitteln vorkommen, sind die Aromastoffe das Kernmaterial, während das eingekapselte Material das Wandmaterial ist, das auch als Träger bezeichnet wird. Im Allgemeinen beträgt die Länge der Mikrokapsel nicht mehr als 3 mm, und je nach Größe des eingebetteten Produkts kann man zwischen Nanoskala (1-100 nm) und Mikromaßstab (100-1000 nm) unterscheiden.
Für das Material Einbettung ist sehr wichtiger Schritt ist es, die Wand Material von Mikrokapseln Bildschirm, gute Wand Material muss die folgenden Bedingungen erfüllen: gute Emulgiereigenschaften und filmbildenden Eigenschaften; niedrige Viskosität und Hygroskopizität unter hohen Feststoffgehalt; besseren Schutz des Kernmaterials; Stabilität bei der Verarbeitung und Lagerung; kein Geschmack; niedrigen Preis.
Maltodextrine als mikroverkapselte Wandmaterialien werden inzwischen in einer Reihe verschiedener Lebensmittelanwendungen eingesetzt, z. B. zur Verkapselung von funktionellen Fetten und Ölen, biologisch aktiven Substanzen, Aromastoffen, Probiotika usw.

In der Literatur über Maltodextrin als Wandmaterial für die Verkapselung wurde hauptsächlich die Wirkung von Maltodextrin mit unterschiedlichen DE-Werten auf den Verkapselungseffekt untersucht, wobei jedoch keine einheitliche Schlussfolgerung gezogen wurde.
Matsuura et al. untersuchten die Auswirkungen verschiedener DE-Werte von Maltodextrinen (DE2, DE10 und DE25) auf die Einbettung von hydriertem Kokosnussöl und stellten fest, dass das mit Maltodextrinen von DE10 eingebettete Kokosnussölpulver nach der Rehydrierung weniger stabil war, was auf die stärkere Wechselwirkung zwischen Maltodextrinen von DE10 und dem Emulgator Saccharoseester zurückzuführen sein könnte, die die Stabilität des Ölpulvers nach der Einbettung beeinträchtigt.
Bei der Einbettung von Aromastoffen hingegen haben Forscher festgestellt, dass hohe DE-Werte eine bessere Einbettung, eine längere Haltbarkeit und eine geringere Sauerstoffdurchlässigkeit ermöglichen.Sheu et al. Sheu et al. verwendeten eine Mischung aus Molkenprotein und Maltodextrin (DE5, DE10 und DE15), um Ethyloctanoat durch Sprühtrocknung einzubetten, und stellten fest, dass Dextrine mit hohem DE-Wert im Vergleich zu Maltodextrinen mit niedrigem DE-Wert Dextrine mit hohem DE-Wert im Vergleich zu Maltodextrinen mit niedrigem DE-Wert besser in der Lage waren, die Unebenheiten der Oberfläche der Mikrokapseln nach dem Einbetten zu verringern, wodurch die Funktionalität der Mikrokapselhüllen erhalten blieb, und weniger anfällig für eine Verschlechterung und einen Verlust des Geschmacks während der Lagerzeit waren.
Obwohl Maltodextrin mit einem hohen DE-Wert eine bessere Wirkung auf die Isolierung von Sauerstoff und die Freisetzung von Aromastoffen hat, ist die Süße des Stärkehydrolysats mit steigendem DE-Wert höher, es kann leichter Feuchtigkeit absorbieren und es kann auch leichter zu einer meladischen Reaktion kommen. Daher müssen die oben genannten Faktoren bei der Auswahl des geeigneten Maltodextrins berücksichtigt werden.
Obwohl der DE-Wert von Maltodextrin seine Funktionalität als Wandmaterial beeinflusst, reicht der DE-Wert allein nicht aus, um die Verkapselungswirkung von Maltodextrin vorherzusagen.
Kürzlich haben Forscher auch festgestellt, dass die Molekulargewichtsverteilung von Maltodextrinen bei gleichem DE-Wert nicht gleich ist und dass die Molekulargewichtsverteilung von Maltodextrinen bei der Bestimmung der Anwendungseigenschaften von Maltodextrinen genauer sein kann.
Aufgrund seiner schwachen Emulgierfähigkeit wird Maltodextrin auch als Wandmaterial in Kombination mit anderen Wandmaterialien verwendet, die eine bessere Emulgierfähigkeit aufweisen, wie Gummiarabikum, Milcheiweiß und andere Emulgatoren.
Premi et al. untersuchten die Wirkung verschiedener Kombinationen von Maltodextrin, Gummiarabikum und Molkenproteinkonzentrat auf die Einbettung von Moringaöl und bewerteten die Einbettungswirkung anhand der Emulsionseigenschaften, der Einbettungsgeschwindigkeit, der Mikrostruktur und der oxidativen Stabilität des Ölpulvers, und es wurde festgestellt, dass die Wirkung der Einbettung mit Maltodextrin und Gummi arabicum der Wirkung von Maltodextrin und Molkeproteinkonzentrat überlegen war, und es wurde weiter festgestellt, dass durch die Beobachtung der Mikrostruktur Die Kombination von Maltodextrin und Gummi arabicum war in der Lage, eine kontinuierliche und glatte Oberfläche ohne Risse in der Mikrostruktur der Wand der pulverisierten Öle und Fette zu bilden.
Fernandes et al. verwendeten eine Kombination aus Gummi arabicum, modifizierter Stärke, Maltodextrin und Inulin zur Einbettung von ätherischem Rosmarinöl und stellten fest, dass die Verwendung von Maltodextrin in Kombination mit Gummi arabicum und modifizierter Stärke, die bessere Emulgierungseigenschaften aufweist, die flüchtigen Stoffe besser zurückhält. In ähnlicher Weise erwies sich die Kombination von Maltodextrin, modifizierter Stärke und Gummi arabicum (1:1:4) beim Einbetten von Zimt-Oleoresin als wirksamer für den Schutz der Aromastoffe als jedes Wandmaterial allein.
Anwendung von Maltodextrin zur Verbesserung der funktionellen Eigenschaften von Proteinen

Angesichts der beschleunigten Entwicklung der Lebensmittelindustrie besteht auf dem Markt für Lebensmittelzutaten ein dringender Bedarf an Proteinen mit funktionellen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften. Daher sollten wir einerseits die Ressourcen an Proteinen mit hervorragenden Eigenschaften energisch entwickeln und andererseits die vorhandenen Proteine modifizieren, um ihre speziellen Anforderungen in Lebensmitteln zu erfüllen, d.h. die Modifikation von Proteinen.
Maltodextrin verbessert die funktionellen Eigenschaften von Proteinen hauptsächlich durch die Melad-Reaktion mit Proteinen. Wenn die kovalente Bindung von Proteinen mit Maltodextrinen durch die Melad-Reaktion realisiert wird, um die funktionellen Eigenschaften von Proteinen zu verbessern, ist die Kontrolle des Reaktionsprozesses, damit die Reaktion in der ersten Stufe bleibt, ein sehr wichtiger Schlüsselpunkt dieser Technologie.
Die hydrophile Natur der Hydroxylgruppen in der Pfropfung von Protein und Maltodextrin, die auf die Einführung von Maltodextrin mit Polyhydroxylgruppen zurückzuführen ist, kann zu einer erheblichen Verbesserung der Löslichkeit und der Emulgiereigenschaften des gesamten Moleküls führen.
Shepherd et al. stellten fest, dass die Emulgierfähigkeit von Pfropfprodukten aus Kasein und Maltodextrin im Vergleich zu Kasein allein stärker ausgeprägt ist.
O'Regan et al. verwendeten Maltodextrin in einer meladischen Reaktion mit Hydrolysaten von Natriumkaseinat (Hydrolysegrade von 6%, 13% bzw. 48%), und die Reaktionsprodukte waren in der Lage, die Stabilität von Emulsionen in Experimenten zur beschleunigten Haltbarkeit (7 d, 45°C) zu erhöhen, und die Reaktionsprodukte verbesserten die Löslichkeit von Proteinen bei pH 4.Die Reaktionsprodukte verbesserten die Löslichkeit der Proteine bei einem pH-Wert von 4,0 bis 5,5 im Vergleich zu Natriumcaseinat-Hydrolysaten ohne die transgenerative Vernetzungsreaktion (Anstieg von 10% auf 50%).
Xue et al. verwendeten trockene Hitze, um das Melad-Reaktionsprodukt aus Sojabohnen-Isolatprotein und Maltodextrin herzustellen. Die Löslichkeit des gepfropften Sojabohnen-Isolatproteins am isoelektrischen Punkt wurde stark verbessert, und strukturell zeigte die Proteinstruktur des gepfropften Sojabohnen-Isolatproteins eine Abnahme des Grads der α-Helix und der β-Faltung sowie eine Zunahme der unregelmäßigen Locken. Die Forscher fanden auch heraus, dass die Reaktionsbedingungen, die die anfängliche Melad-Reaktion des Proteins mit Maltodextrin steuern, entscheidend sind.
Wang et al. führten die Melad-Reaktion mit Maltodextrin und Molkeisolatproteinen bei verschiedenen pH-Werten (pH 4-7) durch, und der hohe Pfropfungsgrad, die geringe Oberflächenhydrophobie, der niedrige isoelektrische Punkt und die hohe thermische Denaturierungstemperatur der Proteintransplantate bei pH 6 führten zur besten thermischen Stabilisierung der Reaktionsprodukte.
Verschiedene Proteine mit Maltodextrinen, die der meladischen Reaktion unterzogen werden, können die funktionellen Eigenschaften von Proteinen verbessern, indem die entsprechenden Reaktionsbedingungen kontrolliert werden, was auch die Verwendung von Proteinen in mehr Lebensmittelanwendungen erweitern wird.
Semenova et al. untersuchten ferner die Auswirkungen von Maltodextrinen mit unterschiedlichen DE-Werten auf die thermodynamischen Eigenschaften von Sojaglobulin, wobei sie verschiedene DE-Werte (DE-Werte von 2, 6 und 10) für die Melad-Reaktion zwischen Kartoffelmaltodextrin und Sojaglobulin verwendeten, und stellten fest, dass die Hydrophilie der Proteintransplantate stärker zunahm und die Oberflächenaktivität bei der Reaktion mit Maltodextrin mit einem DE-Wert von 10 abnahm. Der DE-Wert von Maltodextrin ist umgekehrt proportional zu seinem Molekulargewicht, und je größer der DE-Wert ist, desto kürzer ist die durchschnittliche Molekülkettenlänge, was darauf hindeutet, dass bei der Pfropfreaktion von Maltodextrin mit Protein der DE-Wert einen wichtigen Einfluss auf die Löslichkeit und Oberflächenaktivität des Endprodukts hat.
Mulcahy et al. untersuchten die Eigenschaften von Maltodextrin (DE-Werte 6, 12 und 17), Maissirupfeststoffen (DE-Werte 30 und 38) und Molkenprotein-Melad-Reaktionsprodukten unter Verwendung einer Methode der feuchten Hitze. Das Ausmaß der Pfropfreaktion nahm mit steigenden DE-Werten bei gleicher Reaktionszeit zu. Maltodextrin (DE-Wert 6) reagierte besser mit Molkenprotein und erhöhte die thermische Stabilität von Molkenprotein in 50 mM NaCl-Lösung.