¿Cuáles son las propiedades funcionales de la maltodextrina y sus aplicaciones?

La maltodextrina es un derivado del almidón sin almidón libre fabricado a partir de almidón o amilopectina mediante hidrólisis enzimática baja, refinado y secado por pulverización. La materia prima de la maltodextrina puede ser almidón, como almidón de maíz, almidón de tapioca, almidón de trigo, etc., o granos crudos que contienen amilopectina, como el arroz y el maíz.
La maltodextrina es un producto de la hidrólisis del almidón, y el grado de hidrólisis se expresa generalmente como valor de ED. El valor de ED (equivalente de glucosa) se refiere al porcentaje de azúcares reductores directos (expresados como glucosa) en el hidrolizado de almidón como porcentaje de los sólidos totales. El valor de ED del almidón natural es cercano a 0, mientras que el valor de ED de la glucosa totalmente hidrolizada es cercano a 100. Las maltodextrinas se clasifican en 3 categorías según su valor de ED: MD10, MD15 y MD20.
Dado que la maltodextrina es un producto de hidrólisis incompleta del almidón, es una mezcla cuyas propiedades funcionales están estrechamente relacionadas con la composición de azúcares (distribución del peso molecular, longitud media de la cadena, grado de ramificación, etc.), y la composición de azúcares de la maltodextrina afectará directamente a su dulzor, viscosidad, higroscopicidad y propiedades colorantes.
Cuando el valor DE de la maltodextrina es de 4-6, su composición de azúcares es toda de moléculas más grandes por encima del tetrasacárido; cuando el valor DE es de 9-12, su composición de azúcares contiene más azúcares de alto peso molecular y menos azúcares de bajo peso molecular, por lo que este tipo de maltodextrina no tiene dulzor, no es propensa al pardeamiento y no es propensa a la absorción de humedad; cuando el valor de DE es 13-17, tiene menor dulzor, una proporción relativamente baja de azúcar reductor, mejor solubilidad y puede producir una viscosidad adecuada cuando se aplica a los alimentos; cuando el valor de DE es 13-17, tiene menor dulzor, una proporción relativamente baja de azúcar reductor y puede producir una viscosidad adecuada. Cuando el valor DE es 18～20, tendrá un sabor ligeramente dulce, aumentará la absorción de humedad, y hay parte de azúcar reductor, y se producirá la reacción de pardeamiento.
A mayor grado de hidrólisis de la maltodextrina (mayor valor DE), menor peso molecular medio, menor grado de linealidad, estructura molecular más simple, menor grado de envejecimiento, mayor solubilidad, dulzor, higroscopicidad, permeabilidad, fermentación, reacción de pardeamiento y mayor disminución del punto de congelación; y peor organización, viscosidad, estabilidad y anticristalización.
También es debido a las diferentes propiedades funcionales de las maltodextrinas con diferentes valores de DE que las maltodextrinas se utilizan ampliamente en una gran variedad de productos alimenticios, como confitería, helados, bollería, bebidas y alimentos precocinados.
Las maltodextrinas se utilizan como agentes secantes para productos alimentarios.

La maltodextrina tiene buena fluidez, sin olor, buena solubilidad, fuerte resistencia al calor, baja higroscopicidad, sin aglomeración, incluso si se utiliza en una alta concentración del estado no enmascarar el sabor y el aroma de otras materias primas, tiene un muy buen papel portador, de uso común en el proceso de secado de los productos de jugo para desempeñar el papel de agente de secado, a fin de evitar la aglomeración de jugo en polvo producto, aumentar la solubilidad del producto, mejorar la estructura organizativa del producto.
En la preparación de mermelada, los productos de zumo debido a las temperaturas de procesamiento más altas y el tiempo de procesamiento más largo afectará a la composición de nutrientes de la fruta, reducir el contenido de sustancias antioxidantes en la fruta.
Los estudios han demostrado que los polifenoles de las frutas (como las antocianinas) son más sensibles a la temperatura, y cuando la temperatura de procesado es superior a 60 ℃, las antocianinas se perderán entre 20% y 50% en comparación con las frutas frescas. Por lo tanto, la investigación se centra en cómo conservar los nutrientes y las propiedades sensoriales de las frutas durante el procesado y el almacenamiento, y prolongar su vida útil.
El secado por pulverización se utiliza comúnmente en el procesamiento de frutas para convertir el líquido en polvo, lo que tiene las siguientes ventajas: el secado por pulverización tiene un tiempo de procesamiento más corto y una temperatura más baja, es adecuado para frutas que contienen componentes sensibles al calor; es propicio para mantener las sustancias de sabor, el color y los nutrientes de las frutas; hecho de polvos de fruta puede reducir el volumen del envase, más fácil de manejar y transportar, y extender la vida útil.
A pesar de las ventajas de secado por pulverización más, pero los productos de zumo de fruta no son fáciles de tratamiento de secado por pulverización, principalmente debido a los productos de zumo de fruta en el azúcar molecular pequeño (fructosa, glucosa, sacarosa) el contenido es alto, dará lugar a partículas de secado por pulverización son fáciles de pegar y fácil de pegar la pared de la torre de secado por pulverización del problema, reducir la eficiencia térmica de secado por pulverización.
Además, el polvo de jugo después del secado por pulverización es fácil de absorber la humedad, la mala fluidez. Jugo en la pequeña molécula de azúcar es propenso a la unión fenómeno se debe a la pequeña molécula de azúcar temperatura de transición vítrea (Tg) es baja, menor es la Tg, más fácil será el material de unión. Por ejemplo, la Tg de la lactosa, maltosa, sacarosa, glucosa y fructosa son 101, 87, 62, 37 y 16 ℃, respectivamente, y su relativa facilidad de unión aumenta en consecuencia.
La maltodextrina, debido a su mayor peso molecular, menor viscosidad y mayor Tg, puede utilizarse como portador en el secado por pulverización para mejorar la Tg del sistema global, reduciendo así el fenómeno de apelmazamiento y adhesión del sistema.
Araujo-Díaz et al. utilizaron maltodextrina e inulina como coadyuvantes de secado para secar por atomización zumo de arándanos y obtener polvo de arándanos, respectivamente, y evaluaron la capacidad de los dos coadyuvantes de secado mediante las propiedades fisicoquímicas del polvo de arándanos y la retención de sustancias antioxidantes. Descubrieron que no había diferencias en las propiedades fisicoquímicas entre los polvos de zumo con maltodextrina e inulina como soportes, pero la maltodextrina como soporte retenía el resveratrol y la quercetina 3-D-galactopiranósido de los arándanos de forma más eficaz que la inulina.
Ferrari et al. examinaron los efectos de la maltodextrina y la goma arábiga como portadores en las propiedades fisicoquímicas del polvo de mora secado por atomización. En comparación con la goma arábiga, el polvo de mora con maltodextrina como portador era menos propenso a la higroscopicidad, retenía una mayor cantidad de antocianinas, tenía una mayor capacidad antioxidante, un menor contenido de agua y una mejor capacidad de rehidratación. El polvo de mora obtenido mediante secado por atomización también puede utilizarse como colorante natural en diversos alimentos (bebidas, postres, gelatinas, mermeladas, etc.).
La maltodextrina también se ha utilizado en el secado de zumos de frutas como dátiles, ciruelas pasas, limones, zanahorias y frutas deshidratadas como mangos y tomates.
Los investigadores han examinado además el efecto de la concentración de maltodextrina en los zumos de fruta secados por atomización, Oberoi et al. seleccionaron diferentes concentraciones de maltodextrina (3%, 5%, 7%, y 10%) para el secado por atomización de zumo de sandía, y la maltodextrina fue eficaz para aliviar la adherencia del polvo de sandía, y con el aumento de la concentración de maltodextrina, se redujo el contenido de humedad del polvo de sandía secado por atomización, pero se prolongó el tiempo de resolubilización del polvo de sandía.
Negrao-Murakami et al. investigaron el efecto de maltodextrinas con diferentes valores de DE (DE10, DE15 y DE18) en extractos de té paraguayo secados por aspersión, y las maltodextrinas con un valor bajo de DE (DE10) proporcionaron la mejor protección de los extractos de té durante el período de almacenamiento, con la mejor estabilidad de polifenoles y actividad antioxidante.
También se observó que el contenido de humedad del polvo secado por atomización aumentaba con el incremento del valor de DE y el tiempo de resolubilización crecía, lo que podría atribuirse al hecho de que las maltodextrinas con altos valores de DE tienen un alto grado de ramificación y grupos hidrófilos, que son más propensos a ligar agua en estado pulverizado. Este hallazgo coincide con el estudio de Fazaeli et al. Cuanto menor es el valor de DE, mejor es el efecto de secado en el polvo de mora.
La bibliografía anterior investigaba principalmente el efecto de la maltodextrina en la Tg de las frutas secadas por pulverización o liofilizadas, indicando que la Tg de las frutas secas aumentaría con el aumento del contenido de maltodextrina, pero no tenía en cuenta que la Tg también se vería afectada por la estructura del material y el contenido de humedad del material (o la actividad del agua) al mismo tiempo, y que una consideración exhaustiva de las curvas de Tg del material de secado y de las curvas de dilución isotérmica daría lugar a datos más sistemáticos y puede utilizarse para predecir la regla de cambio de las características de procesado, las características de almacenamiento y la textura en el proceso de secado de las frutas.
Pycia et al. utilizaron almidón modificado como materia prima para preparar maltodextrinas con diferentes grados de degradación enzimática, con el aumento del valor de DE, la Tg de las maltodextrinas preparadas a partir de almidón modificado disminuirá gradualmente, y las maltodextrinas preparadas a partir de fosfato de diastarco y fosfato de diastarco acetilado (DE6) tienen la mayor Tg cuando se preparan a partir de fosfato de diastarco y fosfato de diastarco acetilado.
Modificando la maltodextrina o preparando maltodextrina a partir de almidón modificado, se puede optimizar aún más la capacidad de la maltodextrina como auxiliar de secado para regular la Tg del sistema, y la preparación personalizada de maltodextrina con más propiedades funcionales será el siguiente paso digno de una investigación en profundidad.
Aplicación de la maltodextrina en la incrustación

La maltodextrina es uno de los materiales de pared más utilizados para la microencapsulación de alimentos. La tecnología de microencapsulación se ha utilizado ampliamente en los campos de la biología, la medicina, la alimentación, los pesticidas y los cosméticos, entre otros. Tomando como ejemplo la microencapsulación de sustancias aromatizantes que se encuentran comúnmente en los alimentos, las sustancias aromatizantes son el material del núcleo, mientras que el material encapsulado es el material de la pared, o conocido como portador. Por lo general, la longitud de la microcápsula no superará los 3 mm, y según el tamaño del producto incrustado puede dividirse en: nanoescala (1-100 nm) y microescala (100-1000 nm).
Para la incrustación de material es muy importante paso es la pantalla del material de la pared de microcápsulas, buen material de la pared tiene que cumplir las siguientes condiciones: buenas propiedades de emulsificación y propiedades de formación de película; baja viscosidad y higroscopicidad bajo alto contenido de sólidos; una mejor protección del material del núcleo; estabilidad durante el procesamiento y almacenamiento; sin sabor; bajo precio.
Las maltodextrinas como materiales de pared microencapsulados han empezado a utilizarse en diversas aplicaciones alimentarias, como la encapsulación de grasas y aceites funcionales, sustancias biológicamente activas, sustancias aromatizantes, probióticos, etc.

La mayor parte de la bibliografía sobre la maltodextrina como material de pared para la encapsulación investigó principalmente el efecto de la maltodextrina con diferentes valores de DE sobre el efecto de encapsulación, sin embargo, no se obtuvo ninguna conclusión coherente.
Matsuura et al. investigaron el efecto de diferentes valores de DE de las maltodextrinas (DE2, DE10 y DE25) en la incrustación de aceite de coco hidrogenado, y descubrieron que el polvo de aceite de coco incrustado con maltodextrinas de DE10 era menos estable tras la rehidratación, lo que puede deberse a la mayor interacción entre las maltodextrinas de DE10 y el éster de sacarosa emulsionante, que afecta a la estabilidad del polvo de aceite tras la incrustación.
En cambio, cuando se incrustan sustancias aromatizantes, los investigadores han descubierto que los valores altos de DE proporcionan una mejor incrustación, una vida útil más larga y una menor transmisión de oxígeno.Sheu et al. utilizaron una mezcla de proteína de suero y maltodextrina (DE5, DE10 y DE15) para incrustar octanoato de etilo mediante secado por pulverización, y descubrieron que, en comparación con las maltodextrinas con un valor de DE bajo, las dextrinas con un valor de DE alto eran Descubrieron que, en comparación con las maltodextrinas con un valor de DE bajo, las dextrinas con altos valores de DE eran más capaces de reducir la irregularidad de la superficie de las microcápsulas tras la incrustación, manteniendo así la funcionalidad de las cubiertas de las microcápsulas, y eran menos susceptibles al deterioro y la pérdida de sabor durante el periodo de almacenamiento.
Aunque la maltodextrina con un alto valor de DE tiene un mejor efecto sobre el aislamiento del oxígeno y la liberación del sabor, con el aumento del valor de DE, el dulzor del hidrolizado de almidón será mayor, es más fácil que absorba humedad y también es más fácil que se produzca una reacción meládica. Por lo tanto, es necesario tener en cuenta los factores anteriores para seleccionar la maltodextrina adecuada.
Además, aunque el valor DE de la maltodextrina afecta a su funcionalidad como material de pared, el valor DE por sí solo no es suficiente para predecir el efecto de encapsulación de la maltodextrina.
Recientemente, los investigadores también han descubierto que la distribución del peso molecular de las maltodextrinas no es la misma para el mismo valor de DE, y que la distribución del peso molecular de las maltodextrinas puede ser más precisa para determinar las propiedades de aplicación de las maltodextrinas.
Debido a su escasa capacidad emulsionante, la maltodextrina también se utiliza como material de pared en combinación con otros materiales de pared que tienen mejor capacidad emulsionante, como la goma arábiga, la proteína láctea y otros emulsionantes.
Premi et al. investigaron el efecto de diferentes combinaciones de maltodextrina, goma arábiga y concentrado de proteína de suero en la incrustación de aceite de moringa y evaluaron el efecto de incrustación a través de las propiedades de emulsión, la velocidad de incrustación, la microestructura y la estabilidad oxidativa del aceite en polvo, y se comprobó que el efecto de la incrustación utilizando maltodextrina y goma arábiga era superior al efecto de la maltodextrina y el concentrado de proteína de suero, y se comprobó además que mediante la observación de la microestructura La combinación de maltodextrina y goma arábiga era capaz de formar una superficie continua y lisa sin grietas en la microestructura de la pared de los aceites y grasas en polvo.
Fernandes et al. utilizaron una combinación de goma arábiga, almidón modificado, maltodextrina e inulina para incrustar aceite esencial de romero y descubrieron que el uso de maltodextrina combinada con goma arábiga y almidón modificado, que tenía mejores propiedades de emulsificación, era más eficaz para retener las sustancias volátiles. Del mismo modo, la combinación de maltodextrina, almidón modificado y goma arábiga (1:1:4) resultó más eficaz para proteger las sustancias aromatizantes que cada material de pared por separado al incrustar oleorresina de canela.
Aplicación de la maltodextrina para mejorar las propiedades funcionales de las proteínas

Con el desarrollo acelerado de la industria alimentaria, el mercado de ingredientes necesita urgentemente proteínas con propiedades funcionales y nutricionales como ingredientes alimentarios. Por lo tanto, por un lado, debemos desarrollar enérgicamente los recursos de proteínas con excelentes características, y por otro lado, necesitamos modificar las proteínas existentes para satisfacer sus requisitos especiales en los alimentos, que es la modificación de proteínas.
La maltodextrina mejora las propiedades funcionales de las proteínas principalmente mediante la reacción melad con proteínas. Cuando la unión covalente de proteínas con maltodextrinas se realiza mediante el uso de la reacción Melad para mejorar las propiedades funcionales de las proteínas, controlar el proceso de reacción para que la reacción se mantenga en la primera etapa es un punto clave muy importante de esta tecnología.
La naturaleza hidrófila de los grupos hidroxilo en el injerto de proteína y maltodextrina, debida a la introducción de maltodextrina con grupos polihidroxilo, puede dar lugar a un aumento significativo de la solubilidad y las propiedades de emulsificación de toda la molécula.
Shepherd et al. descubrieron una mayor mejora en la capacidad de emulsificación de los productos de reacción de injerto de caseína y maltodextrina en comparación con la caseína sola.
O'Regan et al. utilizaron maltodextrina en una reacción meládica con hidrolizados de caseinato sódico (grados de hidrólisis de 6%, 13% y 48%, respectivamente), y los productos de la reacción fueron capaces de mejorar la estabilidad de las emulsiones en experimentos de vida útil acelerada (7 d, 45°C), y los productos de la reacción mejoraron la solubilidad de las proteínas a pH de 4.0 a 5,5, en comparación con los hidrolizados de caseinato sódico sin la reacción de reticulación transgenerativa (aumento de 10% a 50%).
Xue et al. utilizaron calor seco para preparar el producto de la reacción de melad de la proteína aislada de soja y la maltodextrina, la solubilidad de la proteína aislada de soja injertada en el punto isoeléctrico aumentó considerablemente, y estructuralmente la estructura proteica de la proteína aislada de soja injertada mostró una disminución del grado de α-hélice y β-plegado, y un aumento de los rizos irregulares. Los investigadores también descubrieron que las condiciones de reacción que controlaban la reacción de melad inicial de la proteína con la maltodextrina eran críticas.
Wang et al. llevaron a cabo la reacción de melad con maltodextrina y proteínas aisladas del suero en diferentes condiciones de pH (pH 4-7), y el alto grado de injerto, la baja hidrofobicidad superficial, el bajo punto isoeléctrico y la alta temperatura de desnaturalización térmica de los injertos proteicos a pH 6 dieron lugar a la mejor estabilización térmica de los productos de reacción.
Diferentes proteínas con maltodextrinas sometidas a la reacción meládica pueden mejorar las propiedades funcionales de las proteínas controlando las condiciones de reacción adecuadas, lo que también ampliará el uso de proteínas en más aplicaciones alimentarias.
Semenova et al. investigaron además el efecto de las maltodextrinas con diferentes valores de DE sobre las propiedades termodinámicas de la globulina de soja, utilizando diferentes valores de DE (valores de DE de 2, 6 y 10) para la reacción de melado entre la maltodextrina de patata y la globulina de soja, y descubrieron que la hidrofilicidad de los injertos de proteína aumentaba más drásticamente, y la actividad superficial disminuía en el caso de la reacción con maltodextrina con valor de DE de 10. El valor de DE de la maltodextrina es inversamente proporcional a su peso molecular, y cuanto mayor es el valor de DE, menor es la longitud media de la cadena molecular, lo que indica que en la reacción de injerto de maltodextrina con proteína, el valor de DE tendrá un efecto importante sobre la solubilidad y la actividad superficial del producto final.
Mulcahy et al. investigaron las propiedades de la maltodextrina (valores de DE 6, 12 y 17), los sólidos de jarabe de maíz (valores de DE 30 y 38) y los productos de reacción de melad de proteína de suero utilizando un método de calor húmedo. La extensión de la reacción de injerto aumentó con el incremento de los valores de DE para el mismo tiempo de reacción. La maltodextrina (valor DE 6) reaccionó mejor con la proteína de suero para aumentar la estabilidad térmica de la proteína de suero en una solución de NaCl 50 mM.