Melyek a maltodextrin funkcionális tulajdonságai és alkalmazásai?

A maltodextrin szabad keményítő nélküli keményítőszármazék, amelyet enzimatikus alacsony hidrolízissel, finomítással és permetszárítással állítanak elő keményítőből vagy amilopektinből. A maltodextrin nyersanyaga lehet keményítő, például kukoricakeményítő, tápióka-keményítő, búzakeményítő stb., vagy amilopektint tartalmazó nyers gabonafélék, például rizs és kukorica.
A maltodextrin keményítő-hidrolízis terméke, és a hidrolízis mértékét általában DE-értékkel fejezik ki.A DE-érték (glükóz-egyenérték) a keményítő-hidrolizátumban lévő közvetlen redukáló cukrok (glükózban kifejezve) százalékos arányára utal az összes szilárd anyag százalékában. A természetes keményítő DE-értéke közel 0, míg a teljesen hidrolizált glükóz DE-értéke közel 100. A maltodextrineket DE-értékük alapján 3 kategóriába sorolják: MD10, MD15 és MD20.
Mivel a maltodextrin a keményítő nem teljes hidrolízisének terméke, olyan keverék, amelynek funkcionális tulajdonságai szorosan kapcsolódnak a cukorösszetételhez (molekulatömeg-eloszlás, átlagos lánchossz, elágazási fok stb.), és a maltodextrinben lévő cukorösszetétel közvetlenül befolyásolja annak édességét, viszkozitását, higroszkóposságát és színező tulajdonságait.
Ha a maltodextrin DE-értéke 4-6, akkor a cukorösszetételét a tetraszacharid feletti nagyobb molekulák alkotják; ha a DE-érték 9-12, akkor a cukorösszetétele több magas molekulájú cukrot és kevesebb alacsony molekulájú cukrot tartalmaz, így ez a fajta maltodextrin nem édeskés, nem hajlamos a barnulásra és nem hajlamos a nedvesség felszívódására; ha a DE-érték 13-17, akkor alacsonyabb az édessége, viszonylag alacsonyabb a redukáló cukor aránya, jobb az oldhatósága, és megfelelő viszkozitást tud produkálni, ha élelmiszerben alkalmazzák; ha a DE-érték 13-17, akkor alacsonyabb az édessége, viszonylag alacsony a redukáló cukor aránya, és megfelelő viszkozitást tud produkálni. Ha a DE-érték 18～20, enyhén édes ízű lesz, a nedvességfelvétel megnő, és van redukáló cukor része, és a barnulási reakció bekövetkezik.
Minél magasabb a maltodextrin hidrolízis foka (annál magasabb a DE-érték), annál alacsonyabb az átlagos molekulatömeg, annál alacsonyabb a linearitás foka, annál egyszerűbb a molekulaszerkezet, annál alacsonyabb az öregedés foka, annál nagyobb az oldhatóság, az édesség, a higroszkóposság, a permeabilitás, az erjedés, a barnulási reakció, és annál nagyobb a fagyáspont csökkenése; és annál rosszabb a szervezettség, a viszkozitás, a stabilitás és a kristályosodásgátlás.
A különböző DE-értékkel rendelkező maltodextrinek különböző funkcionális tulajdonságainak is köszönhető, hogy a maltodextrineket széles körben használják az élelmiszerek széles skáláján, beleértve az édességeket, jégkrémeket, süteményeket, italokat és készételeket.
A maltodextrineket élelmiszeripari termékek szárítóanyagaként használják.

A maltodextrin jó folyékonyságú, nincs szaga, jó oldhatóság, erős hőállóság, alacsony higroszkóposság, nincs agglomeráció, még akkor is, ha nagy koncentrációban használják az állam nem fogja elfedni az ízét és aromáját más nyersanyagok, nagyon jó hordozó szerepe van, általában a gyümölcslé termékek szárítási folyamatában használt szárítószer szerepét, hogy megakadályozzák a gyümölcslé por termék agglomerációját, növeljék a termék oldhatóságát, javítsák a termék szervezeti szerkezetét.
A lekvár, gyümölcslé termékek előállítása során a magasabb feldolgozási hőmérséklet és a hosszabb feldolgozási idő miatt a gyümölcs tápanyag-összetételét befolyásolja, csökkenti az antioxidáns anyagok tartalmát a gyümölcsben.
Tanulmányok kimutatták, hogy a gyümölcsökben lévő polifenolok (például az antociánok) érzékenyebbek a hőmérsékletre, és ha a feldolgozási hőmérséklet 60 ℃-nál magasabb, az antociánok 20%-50%-vel veszítenek a friss gyümölcsökhöz képest. Ezért a kutatás középpontjában az áll, hogy hogyan lehet a gyümölcsök tápanyagait és érzékszervi tulajdonságait a feldolgozás és tárolás során megőrizni, és a gyümölcsök eltarthatósági idejét meghosszabbítani.
A permetszárítást általában a gyümölcsfeldolgozásban használják a folyadék porrá alakítására, amelynek előnyei a következők: a permetszárítás rövidebb feldolgozási idő és alacsonyabb hőmérséklet alkalmas a hőérzékeny összetevőket tartalmazó gyümölcsök számára; elősegíti az ízanyagok, a szín és a tápanyagok megőrzését a gyümölcsökben; a gyümölcsporokból készült gyümölcsporok csökkenthetik a csomag térfogatát, könnyebben kezelhetők és szállíthatók, és meghosszabbíthatják az eltarthatósági időt.
Annak ellenére, hogy az előnyök a permetszárítás több, de gyümölcslé termékek nem könnyű permetszárítás kezelés, főleg azért, mert a gyümölcslé termékek kis molekuláris cukor (fruktóz, glükóz, szacharóz) tartalom magas, vezet permetszárítás részecskék könnyen ragaszkodnak és könnyen ragaszkodnak a permetszárító torony falán a probléma, csökkenti a termikus hatékonyságát permetszárítás.
Ezen túlmenően, a gyümölcslé por a permetszárítás után könnyen felszívja a nedvességet, rossz folyékonyságú. Juice a kis molekula cukor hajlamos kötés jelenség miatt kis molekula cukor üveg átmeneti hőmérséklet (Tg) alacsony, minél alacsonyabb a Tg, annál könnyebb az anyag lesz kötve. Például a laktóz, a maltóz, a szacharóz, a glükóz és a fruktóz Tg értéke 101, 87, 62, 37 és 16 ℃, és a kötés relatív könnyűsége ennek megfelelően növekszik.
A maltodextrin nagyobb molekulatömege, alacsonyabb viszkozitása és magasabb Tg-je miatt hordozóként használható a porlasztva szárításhoz, hogy növelje a teljes rendszer Tg-jét, ezáltal csökkentve a rendszer összecsapódásának és kötésének jelenségét.
Araujo-Díaz és munkatársai maltodextrint és inulint használtak szárítási segédanyagként az áfonyalé permetszárításához, hogy áfonyaport nyerjenek, illetve értékelték a két szárítási segédanyag képességét az áfonyapor fizikai-kémiai tulajdonságai és az antioxidáns anyagok megtartása alapján. Megállapították, hogy a maltodextrinnel és az inulinnal mint hordozókkal készült gyümölcsléporok fizikai-kémiai tulajdonságai között nem volt különbség, de a maltodextrin mint hordozó hatékonyabban tartotta vissza az áfonyában lévő resveratrolt és a kvercetin 3-D-galaktopiranozidot, mint az inulin.
Ferrari és munkatársai a maltodextrin és az arabgumi mint hordozóanyagok hatását vizsgálták a porlasztva szárított szederpor fizikai-kémiai tulajdonságaira. A maltodextrint hordozóként tartalmazó szederpor a gumiarábikummal összehasonlítva kevésbé volt hajlamos a higroszkóposságra, nagyobb mennyiségű antociánt tartott meg, erősebb antioxidáns kapacitással rendelkezett, alacsonyabb volt a víztartalma és jobb volt a rehidratálhatósága. A permetszárítással nyert szederpor természetes színezőanyagként is felhasználható különböző élelmiszerekben (italok, desszertek, zselék, lekvárok stb.).
A maltodextrint a gyümölcslevek, például datolya, aszalt szilva, citrom, sárgarépa és szárított gyümölcsök, például mangó és paradicsom szárítására is használják.
A kutatók tovább vizsgálták a maltodextrinkoncentráció hatását a permetezéssel szárított gyümölcslevekre, Oberoi et al. különböző maltodextrin koncentrációkat (3%, 5%, 7% és 10%) választott a görögdinnye levének permetszárításához, és a maltodextrin hatékonyan enyhítette a görögdinnyepor kötődését, és a maltodextrin koncentrációjának növelésével a permetszárított görögdinnyepor nedvességtartalma csökkent, de a görögdinnyepor újraoldódásának ideje meghosszabbodott.
Negrao-Murakami és munkatársai különböző DE-értékű (DE10, DE15 és DE18) maltodextrinek hatását vizsgálták a permetszáraz paraguayi teakivonatokra, és az alacsony DE-értékű (DE10) maltodextrinek biztosították a legjobb védelmet a teakivonatoknak a tárolási időszak alatt, a legjobb polifenol-stabilitással és antioxidáns aktivitással.
Azt is megállapították, hogy a perlasztva szárított por nedvességtartalma a DE-érték növekedésével nőtt, és az újraoldódás ideje is nőtt, ami annak tulajdonítható, hogy a magas DE-értékkel rendelkező maltodextrinek nagyfokú elágazással és hidrofil csoportokkal rendelkeznek, amelyek porított állapotban nagyobb valószínűséggel kötik meg a vizet. Ez a megállapítás összhangban van Fazaeli et al. tanulmányával, miszerint minél alacsonyabb a DE-érték, annál jobb a szederpor szárító hatása.
A korábbi szakirodalom főként a maltodextrin hatását vizsgálta a permetezéssel szárított vagy fagyasztva szárított gyümölcsök Tg-értékére, és arra utalt, hogy a szárított gyümölcsök Tg-értéke a maltodextrintartalom növekedésével nő, de nem vette figyelembe, hogy a Tg-értéket az anyag szerkezete és az anyag nedvességtartalma (vagy a vízaktivitás) is befolyásolja, és hogy az aszalási anyag Tg-görbéinek és az izotermikus hígítási görbék átfogó figyelembevétele szisztematikusabb adatokat eredményezne, és felhasználható a feldolgozási jellemzők, a tárolási jellemzők és a textúra változásának szabályának előrejelzésére a gyümölcsök szárítási folyamatában.
Pycia és munkatársai módosított keményítőt használtak nyersanyagként különböző fokú enzimatikus lebontású maltodextrinek előállításához, a DE érték növekedésével a módosított keményítőből előállított maltodextrinek Tg értéke fokozatosan csökken, és a diasztárfoszfátból és acetilált diasztárfoszfátból (DE6) előállított maltodextrinek Tg értéke a legnagyobb, ha diasztárfoszfátból és acetilált diasztárfoszfátból készítik őket.
A maltodextrin módosításával vagy a maltodextrin módosított keményítőből történő előállításával tovább optimalizálható a maltodextrin mint szárítási segédanyag képessége a rendszer Tg-értékének szabályozására, és a maltodextrin több funkcionális tulajdonsággal rendelkező, testre szabott előállítása lesz a következő lépés, amelyet érdemes alapos kutatásnak alávetni.
A maltodextrin alkalmazása a beágyazásban

A maltodextrin az élelmiszer-mikrokapszulázáshoz használt jó falú anyagok egyike. A mikrokapszulázási technológiát széles körben használják a biológia, az orvostudomány, az élelmiszer, a növényvédő szerek, a kozmetikumok stb. területén. Az élelmiszerekben általánosan megtalálható aromaanyagok mikrokapszulázását tekintve az aromaanyagok a maganyag, míg a kapszulázott anyag a falanyag, vagy más néven a hordozó. Általában a mikrokapszula hossza nem haladja meg a 3 mm-t, és a beágyazott termék méretének megfelelően a következőkre osztható: nanoméretű (1-100 nm) és mikronméretű (100-1000 nm).
Az anyag beágyazásához nagyon fontos lépés a mikrokapszulák falanyagának szűrése, a jó falanyagnak a következő feltételeknek kell megfelelnie: jó emulgeáló tulajdonságok és filmképző tulajdonságok; alacsony viszkozitás és higroszkóposság magas szilárdanyag-tartalom mellett; a maganyag jobb védelme; stabilitás a feldolgozás és tárolás során; nincs íz; alacsony ár.
A maltodextrint mint mikrokapszulázott falanyagot számos különböző élelmiszeripari alkalmazásban kezdik használni, például funkcionális zsírok és olajok, biológiailag aktív anyagok, aromaanyagok, probiotikumok stb. kapszulázására.

A maltodextrinnel mint kapszulázó falanyaggal foglalkozó szakirodalom többsége elsősorban a különböző DE-értékkel rendelkező maltodextrin hatását vizsgálta a kapszulázási hatásra, azonban nem jutottak egységes következtetésre.
Matsuura és munkatársai a maltodextrinek különböző DE-értékeinek (DE2, DE10 és DE25) hatását vizsgálták a hidrogénezett kókuszolaj beágyazására, és megállapították, hogy a DE10-es maltodextrinnel beágyazott kókuszolajpor kevésbé volt stabil a rehidratálás után, ami a DE10-es maltodextrinek és az emulgeálószer szacharózészter közötti erősebb kölcsönhatásnak tudható be, ami befolyásolja az olajpor stabilitását a beágyazás után.
Míg az ízanyagok beágyazásakor a kutatók azt találták, hogy a magas DE-értékek jobb beágyazódást, hosszabb eltarthatóságot és csökkent oxigénátvitelt biztosítanak.Sheu et al. tejsavófehérje és maltodextrin (DE5, DE10 és DE15) keverékét használták etil-oktanoát beágyazására permetszárítással, és azt találták, hogy az alacsony DE-értékű maltodextrinekhez képest a magas DE-értékű dextrinek Azt találták, hogy az alacsony DE-értékű maltodextrinekhez képest, a magas DE-értékkel rendelkező dextrinek jobban képesek voltak csökkenteni a mikrokapszulák felületének egyenetlenségeit a beágyazás után, így megőrizték a mikrokapszulahéj funkcionalitását, és kevésbé voltak hajlamosak a romlásra és az ízvesztésre a tárolási időszak alatt.
Bár a magas DE-értékkel rendelkező maltodextrin jobb hatással van az oxigénszigetelésre és az íz felszabadítására, a DE-érték növekedésével a keményítő-hidrolizátum édessége magasabb lesz, könnyebben felszívja a nedvességet, és könnyebben alakul ki meladikus reakció. Ezért a fenti tényezőket figyelembe kell venni a megfelelő maltodextrin kiválasztásához.
Ezenkívül, bár a maltodextrin DE-értéke befolyásolja a falanyagként való funkcionalitását, a DE-érték önmagában nem elegendő a maltodextrin kapszulázó hatásának előrejelzéséhez.
A közelmúltban a kutatók azt is megállapították, hogy a maltodextrinek molekulatömeg-eloszlása nem azonos DE-érték esetén, és hogy a maltodextrinek molekulatömeg-eloszlása pontosabb lehet a maltodextrinek alkalmazási tulajdonságainak meghatározásában.
Gyenge emulgeáló képessége miatt a maltodextrint falanyagként más, jobb emulgeáló képességgel rendelkező falanyagokkal, például gumiarábikummal, tejfehérjével és más emulgeálószerekkel kombinálva is használják.
Premi et al. a maltodextrin, gumiarábikum és tejsavófehérje-koncentrátum különböző kombinációinak hatását vizsgálta a moringaolaj beágyazására, és a beágyazási hatást az emulziós tulajdonságokon, a beágyazási sebességen, a mikroszerkezeten és az olajpor oxidatív stabilitásán keresztül értékelte, és megállapították, hogy a maltodextrin és gumiarábikum használatával történő beágyazás hatása jobb volt, mint a maltodextrin és a tejsavófehérje-koncentrátum hatása, és megállapították továbbá, hogy a mikroszerkezet megfigyelésén keresztül A maltodextrin és gumiarábikum kombinációja képes volt folyamatos és sima felületet kialakítani, repedések nélkül a porított olajok és zsírok falának mikroszerkezetében.
Fernandes és munkatársai gumiarábikum, módosított keményítő, maltodextrin és inulin kombinációját használták rozmaring illóolaj beágyazására, és megállapították, hogy a maltodextrin használata gumiarábikummal és módosított keményítővel kombinálva, amely jobb emulgeáló tulajdonságokkal rendelkezik, hatékonyabb volt az illóanyagok megtartásában. Hasonlóképpen, a maltodextrin, a módosított keményítő és a gumiarábikum (1:1:4) kombinációja hatékonyabbnak bizonyult az aromaanyagok védelmében, mint az egyes falanyagok önmagukban, amikor fahéjolajos kivonatot ágyaztak be.
A maltodextrin alkalmazása a fehérjék funkcionális tulajdonságainak fokozására

Az élelmiszeripar felgyorsult fejlődésével az összetevők piacának sürgősen szüksége van funkcionális és táplálkozási tulajdonságokkal rendelkező fehérjékre, mint élelmiszer-összetevőkre. Ezért egyrészt erőteljesen ki kell fejlesztenünk a kiváló tulajdonságokkal rendelkező fehérjék erőforrásait, másrészt pedig módosítani kell a meglévő fehérjéket, hogy megfeleljenek az élelmiszerekben felmerülő különleges követelményeknek, ami a fehérjék módosítása.
A maltodextrin elsősorban a fehérjékkel való melad reakció révén javítja a fehérjék funkcionális tulajdonságait. Amikor a fehérjék maltodextrinnel való kovalens kötését a Melad-reakció segítségével valósítják meg a fehérjék funkcionális tulajdonságainak javítása érdekében, a reakciófolyamat szabályozása úgy, hogy a reakció az első szakaszban maradjon, nagyon fontos kulcspontja ennek a technológiának.
A fehérje és a maltodextrin oltványában a hidroxilcsoportok hidrofil jellege a maltodextrin polihidroxilcsoportokkal történő bevezetése miatt a teljes molekula oldhatóságának és emulgeáló tulajdonságainak jelentős növekedéséhez vezethet.
Shepherd és munkatársai a kazein és a maltodextrin oltványreakció termékeinek emulgeáló képességében nagyobb fokozódást találtak, mint a csak kazein esetében.
O'Regan és munkatársai maltodextrint használtak meladikus reakcióban nátrium-kazeinát hidrolizátumokkal (hidrolízisfok 6%, 13%, illetve 48%), és a reakciótermékek gyorsított eltarthatósági kísérletekben (7 d, 45°C) képesek voltak növelni az emulziók stabilitását, és a reakciótermékek javították a fehérjék oldhatóságát pH 4-en.0 és 5,5 között, a transzgeneratív térhálósító reakció nélküli nátrium-kazeinát hidrolizátumokkal összehasonlítva (10%-ről 50%-re történő növekedés).
Xue és munkatársai száraz hőt használtak a szójaizolátum fehérje és a maltodextrin melad reakciótermékének előállításához, a beoltott szójaizolátum fehérje izoelektromos ponton való oldhatósága jelentősen javult, és szerkezetileg a beoltott szójaizolátum fehérje fehérjeszerkezete az α-hélix és a β-hajtogatás mértékének csökkenését, valamint a szabálytalan fürtök növekedését mutatta. A kutatók azt is megállapították, hogy a fehérje maltodextrinnel való kezdeti melad reakcióját szabályozó reakciókörülmények kritikusak voltak.
Wang és munkatársai a melad-reakciót maltodextrin és tejsavóizolátum fehérjékkel végezték különböző pH-értékek mellett (pH 4-7), és a fehérjeproftok nagyfokú oltása, alacsony felületi hidrofóbicitása, alacsony izoelektromos pontja és magas termikus denaturációs hőmérséklete pH 6-nál a reakciótermékek legjobb termikus stabilizációját eredményezte.
A különböző fehérjék a meladikus reakcióban részt vevő maltodextrinekkel a megfelelő reakciókörülmények szabályozásával javíthatják a fehérjék funkcionális tulajdonságait, ami a fehérjék felhasználását több élelmiszeripari alkalmazásban is kiterjeszti.
Semenova és munkatársai tovább vizsgálták a különböző DE értékű maltodextrinek hatását a szójaglobulin termodinamikai tulajdonságaira, különböző DE értékeket (2, 6 és 10 DE értékek) használva a burgonyamaltodextrin és a szójaglobulin közötti melad reakcióban, és megállapították, hogy a 10 DE értékű maltodextrinnel történő reakció esetén a fehérjegraftok hidrofilitása drasztikusabban megnőtt, a felületi aktivitás pedig csökkent. A maltodextrin DE-értéke fordítottan arányos a molekulatömegével, és minél nagyobb a DE-érték, annál rövidebb az átlagos molekulalánc hossza, ami arra utal, hogy a maltodextrin fehérjével történő oltási reakciójában a DE-értéknek fontos hatása van a végtermék oldhatóságára és felületi aktivitására.
Mulcahy és munkatársai a maltodextrin (DE-értékek 6, 12 és 17), a kukoricaszirup-szárazanyag (DE-értékek 30 és 38) és a tejsavófehérje-melad reakciótermékek tulajdonságait vizsgálták nedves hővel. A beoltási reakció mértéke azonos reakcióidő mellett a DE-értékek növekedésével nőtt. A maltodextrin (DE-érték 6) jobban reagált a savófehérjével, hogy növelje a savófehérje hőstabilitását 50 mM NaCl-oldatban.