مالتودکسترین

مالتو دکسترین، خواص و کاربردها

چکیده:
مالتو دکسترین پلیمری از ساکاریدهای فاقد طعم شیرین بوده که اکی والان دکستروز آن کمتر از 20 و شامل مخلوطی از ترکیبات با وزن مولکولی مختلف است. برای تولید مالتو دکسترین از روش های مختلفی استفاده می شود ؛ در یکی از این روش ها نشاسته را در معرض هیدروکلریک اسید قرار می دهند. روش دیگر روش آنزیمی است. امروزه برای تداوم فرآیند هیدرولیز از ترکیب مداوم اسید و آنزیم استفاده می کنند. از جمله خواص مالتودکسترین افزایش حجم، ایجاد بافت و بدنه و غیره می باشد. در این تحقیق تلاش شده تا مالتودکسترین و ویژگی های آن بیشتر شناخته شود.
مقدمه:
نشاسته پلی مری از مولکول های گلوکز است. این ماده در بافت های گیاهی به صورت دانه هایی جدا از هم یا گرانول وجود داردکه قطر آنها از 2 تا 100 میکرون متغیر می باشد.خصوصیات این گرانول ها در گیاهان مختلف متفاوت می باشد از این نظر می تواند به منزله ی مبنایی برای تقسیم بندی نشاسته های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. مهمترین منبع تهیه نشاسته، ذرت است اما نشاسته گندم، برنج، سیب زمینی، کاساوا و ساگو نیز تولید و به بازار عرضه می شوند. در این میان بزرگترین گرانول ها مربوط به سیب زمینی و کوچکترین آنها متعلق به برنج می باشد. [2]

امروزه مشتقات اصلاح شده نشاسته، کاربردهای گسترده ای در صنعت مواد غذایی یافته اند. انواع این فراورده ها از تیمار فیزیکی، شیمیایی، و آنزیمی نشاسته به دست می آیند که حاوی الیگومر های دپلیمریزه شده هستند. گستره وسیعی از فرآورده های حاصل از هیدرولیز نشلسته بر اساس اکی والان دکستروز (DE) آنها توصیف و نام گذاری می گردند، که عبارت است از قدرت احیا کنندگی مجموع قندهای محصول بر اساس میزان گلوکز موجود در ماده خشک آن[4] بر اساس اکی والان دکستروز دامنه وسیعی از هیدرولیزها قابل انجام می باشد. مالتودکسترین یکی از ترکیبات حاصل از این هیدرولیزها می باشد[6]

مالتودکسترین:

مالتودکسترینC2H10O5)n H2O] )] پلیمری از ساکاریدهای فاقد طعم شیرین بوده که اکی والان دکستروز آن کمتر از 20 و شامل مخلوطی از ترکیبات با وزن مولکولی بین پلی ساکاریدها و الیگوساکاریدهاست که به صورت پودرهای سفید رنگ یا شربت های غلیظ در دسترس می باشد. ماده خامی که به صورت گسترده در تولید مالتودکسترین مورد استفاده قرار می گیرد، نشاسته ذرت است.[1]

بر خلاف نشاسته اولیه مالتودکسترین در آب محلول است در واقع حلالیت بیشتری در آب دارد، نسبت به اکثر هیدروکلوئید های خوراکی ارزان تر هستند و محلول آنها فاقد طعم و رنگ است. استفاده از مالتودکسترین به عنوان افزودنی از 25 سال پیش رواج یافته است. [4]

برای تولید مالتودکسترین از نشاسته می توان به این صورت عمل کرد که نشاسته را در معرض هیدروکلریک اسید 03/0 – 02/0 مولار در دمای 150 – 135 درجه سانتی گراد به مدت 8 – 5 دقیقه قرار داد. امروزه هیدرولیزهای اسیدی منحصرا” برای تولید دکسترین های با DE < 5 توصیه می شوند. برای تداوم فرآیند هیدرولیز، به جای هیدرولیز آنزیمی از ترکیب مداوم اسید و آنزیم استفاده می کنند. در این صورت آنزیم و سوسپانسیون نشاسته را ترکیب می کنند و در دمای ژلاتیناسیون نشاسته (c°75 ) به مدت معینی حرارت می دهند. سپس دما را تا c°150 افزایش می دهند یا pH ترکیب را به 5/3 می رسانند تا آنزیم غیر فعال شود. شرایط بهینه برای فعالیت آنزیم به منبع تهیه آنزیم بستگی دارد. سپس با استفاده از سانتریفوژ، مواد محلول از ترکیبات نامحلول جدا می شود و سپس خنثی شده و تحت خلاء توسط اسپری درایر خشک می شود. [4]

ویژگی های مالتودکسترین:

مالتودکسترین به عنوان یک محصول مشتق شده از نشاسته شامل زنجیره ی آمیلوز و محصولات تجزیه شده ی آمیلوپکتین شاخه ای است. بنابراین مالتودکسترین پلی مری از واحدهای D – گلوکز می باشد. در واقع درجه DE برابر با عکس تعداد واحد های α – D – گلوکز است. برای مثال یک مالتودکسترین با DE برابر 5 با انواع پلی مری با 20 مولکول گلوکز انطباق دارد.اگرچه تنوع اندیس DE در بین پلی ساکاریدهای مالتودکسترین لزوما” به معنی اختلاف در اجزای دکستروز نیست، با این حال مالتودکسترین هایی با اندیس DE یکسان می توانند ویژگی های متفاوتی داشته باشند که در ارتباط با ترکیب و اجزای سازنده ی حاصل از واکنش هیدرولیز آنها می باشد.

میزان رشته های خطی آمیلوز متصل به آمیلوپکتین، به منبع تهیه نشاسته برمی گردد. در واقع بین 35- 15 درصد نشاسته را آمیلوز تشکیل می دهد.[6]از جمله خواص ژل های مالتودکسترین الاستیسیته ی ضعیف، مقاومت مکانیکی پایین، سختی زیاد و کدورت آن می باشد.تنوع در اندیس DE مالتودکسترین هایی با ویژگی های فیزیکوشیمیایی مختلف ایجاد می کند. آبگریزی، حلالیت، تراوایی و عوامل موثر در کاهش نقطه انجماد با افزلیش اندیس DE افزایش می یابند در حالی که ویسکوزیته، چسبندگی و ممانعت از افزایش ضخامت کریستال ها با افزلیش اندیس DE کاهش می یابد.[5]

مالتودکسترین ها یک ترکیب مناسب برای جاگزین شدن چربی در مواد غذایی می باشند و احساس دهانی مطلوب را در مواد غذایی ایجاد می کنند. این احساس احتمالا” از شبکه ی سه بعدی ساب میکرون ها که در ساختمان لایه های آب وجود دارند سرچشمه می گیرد. اندازه مالتودکسترین ها برای ایجاد چنین خاصیتی باید حدود 5 – 3 میکرومتر باشد. مالتودکسترین ها می توانند در واکنش میلارد شرکت کرده و به عنوان یک حامل ضد قهوه ای شونده برای خشک کردن مواد غذایی حساس استفاده شود. [4]

کاربرد های غذایی :

مالتودکسترین توانایی تشکیل ژل و نگهداری آب را دارد. بنابراین در صنعت به عنوان بهبوددهنده بافت با تشکیل ژل، نگهدارنده آب و جایگزین چربی به کار می رود. از جمله ویژگی های کاربردی مهم در سیستم های غذایی شامل افزایش حجم، ایجاد بافت و بدنه، تشکیل فیلم، اتصال به اجزای ایجاد کننده طعم و چربی، محافظت در برابر اکسیژن، براق کنندگی سطحی، کمک به پخش شوندگی و انحلال پذیری، کنترل انجماد و ممانعت از کریستالیزاسیون و ایجاد ویژگی های گسترش پذیری در محصول می باشد.[5]

مالتودکسترین در مقایسه با هیدروکلوئید های خوراکی مهم دیگر ارزان تر می باشد و حالت محلول آن یک طعم ملایم و احساس دهانی لطیف دارد. علی رغم نقش چند کاربردی که دارد معمولا” افزودن نشاسته ی هیدرولیز شده برای تأمین بافت مناسب، کیفیت قابل لمس و جلب رضایت مصرف کننده کافی نیست و باید کربوهیدرات های دیگر و پروتئین ها هم اضافه شوند.

برخی از انواع کاربرد های مالتودکسترین در پرکردن و پوشش ها، فرآورده های لبنی (شامل دسر های منجمد)، گوشتی، نانوایی( شیرینی، اسنک و کیک)، قنادی، میکرواینکپسوله کردن رنگ و طعم و … می باشد. مالتودکسترین می تواند به عنوان پوشش دهنده در روغن های سالاد کم کالری جایگزین بخشی از روغن شود. در پوشش های قابل برداشت با قاشق و قابل ریزش، مالتودکسترین با صمغ های طبیعی و سنتزی مثل زانتان و صمغ های با پایه ی سلولزی ترکیب شده است.

مالتودکسترین می تواند به صورت خشک شده به ترکیبات مایعی که در تولید خمیر وجود دارند اضافه شود.مالتودکسترین به راحتی با روغن ها و چربی های طبیعی مخلوط می شود و امولسیون های پایدار در شرایط یخچالی ایجاد می کند. در این مورد مالتودکسترین با DE کمتر مناسب تر است. در دسر های منجمد مالتودکسترین ترکیب شده با صمغ های سلولزی از تشکیل کریستال های بزرگ در طی انجماد جلوگیری می کند و کریستالیزاسیون را کنترل کرده و نقطه ی ذوب را کم می کند.

مالتودکسترین می تواند یک مانع مفید برای کاهش واکنش میلارد باشد و در میکرو اینکپسوله کردن اجزای غذا مثل چربی ها، روغن ها، ویتامین ها، مواد معدنی و ترکیبات رنگی استفاده شود.این کاربرد مالتودکسترین به دلیل ویژگی جذب آب و تشکیل ژل می باشد. مواد میکرواینکپسوله شده (هسته) به وسیله ی یک فیلم تشکیل شده از مواد پوشش دهنده (wall) پوشش داده شده اند، که از هسته محافظت می کنند و محتویات داخل خود را تحت شرایط مطلوب رها می کنند.[4]

میکروانکپسولاسیون تکنولوژي است که در آن ذرات ريز و قطرات به وسیله موادي مختلف پوشانده می شوند تا بتوان خصوصیات مفیدي از آن بدست آورد و در آن ترکیبات هدف، توسط ترکیبات ديواره پوشش داده می شود تا ذرات میکروکپسول به وجود آيد ترکیبات مورد استفاده در ريز پوشانی در محدوده اي از پلیمرهاي طبیعی يا سنتزي قرار دارند. ترکیب پوشش يک عامل تعیین کننده از خواص کپسول تولید شده می باشد. مواد پوششی بايستی طوري انتخاب شوند که يک امولسیون يا يک محلول پراکنده مناسبی را با مواد فعال تولید کنند و در طی فرايند يا نگهداري نبايستی با مواد فعال واکنش دهند يا تجزيه شوند.

علاوه بر آن بايستی با خصوصیات حلالیت پذيري کپسول و نیز با خواص رهايش مواد فعال مطابقت داشته باشند. کربوهیدرات ها نظیر نشاسته، مالتودکسترين و … به دلیل دارا بودن خصوصیات فیزيکوشیمیايی مطلوبی چون حلالیت و ذوب شدن، اندازه هاي مختلف و قیمت پايین بهترين انتخاب جهت کاربردهاي ريزپوشانی هستند. [3]

در صورتی که مالتودکسترین با روغن ها مخلوط شود به دلیل ویسکوزیته ی پایینی که محلول آن دارد، امولسیون سازی روغن را مانند سایر مواد افزایش نمی دهد. مولکول های با DE بالا از روغن در برابر اکسیداسیون محافظت می کنند. این گونه حدس زده می شود که کپسول تشکیل شده از ترکیب مالتودکسترین، لستین زرده تخم مرغ، ژلاتین و کازئینات، اپتیمم محافظت را در برابر اکسیداسیون نشان می دهد.اثر مالتودکسترین در حفاظت طعم در مقابل اکسیداسیون بسیار مهم است.

مالتودکسترین به تنهایی در نگهداری ترکیبات فرار در خلال اسپری درایر به دلیل قابلیت تشکیل فیلم ضعیف و برخی ویژگی های آن مثل کدورت و آبگریزی نتیجه ی خوبی نخواهد داشت. در واقع نگهداری اجزای فرار با افزایش اندیس DE کاهش می یابد. برخی تحقیقات نشان داده اند که نمونه های با اندیس DE بین 20 – 10 می توانند به عنوان یک پوشش با ویژگی های مطلوب برای اینکپسوله کردن طعم ها مورد استفاده قرار بگیرند. ترکیب شدن پروتئین های آب پنیر با مالتودکسترین با اندیس DE بالا (15 – 5) در سیستم پوششی برای اینکپسوله کردن ترکیبات فرار مؤثر است. برخی پوشش ها حفاظت و نگهداری ترکیبات فرار را تا حد زیادی تامین می کنند و میزان هسته قابل استخراج محلول را تعیین می کنند. این میزان با افزایش اندیس DE کربوهیدرات کاهش می یابد. [4]

جدول میزان مصرف در موارد مختلف

محصول

درصد

عملکرد

شیرخشک و آب پنیر

%15-20

بهبود طعم، حلالیت بیشتر، روان نمودن پروسه تولید،کاهش قیمت تمام شده
پروتئینی

%10-25

ایجاد طعم مطلوب،حفظ بافت و بهبودخواص پروتئینی
سوپ

5-10 %

افزایش غلظت،بهبود طعم و بافت و سهولت حلالیت
غذای آماده

5-10 %

بهبود طعم و بافت و رنگ
ژله

5-15 %

افزایش غلظت، حلالیت، طعم و متعادل کننده شیرینی

کاغذ سازی

5-15 %

افزایش خواص چسبندگی، یکنواختی محصول و درخشانی ظاهر
آرایشی و بهداشتی

5-20 %

ایجاد قوام(جایگزین CMC)،خمیر دندان، کرم و کرم پودر جهت حفظ طراوت و تازگی پوست
نوشیدنی و نوشابه

%10-30

افزایش حلالیت، قوام دهنده، بهبود طعم و جایگزین استابیلایزر پودری

ویژگی های تغذیه ای و توکسیکولوژی:

مالتودکسترین با DE پایین ، بسیار قابل هضم بوده و کیفیت محصول را افزیش می دهد. البته در تمام کربوهیدرات های قابل هضم ژل آماده شده، از یک بخش مالتودکسترین و سه بخش آب تشکیل شده که فقط یک کیلو کالری بوده و 9/1 کالری روغن و چربی را دارا می باشد . اگر چه مالتودکسترین از نشاسته خرد شده به مقدار کمی به دست می آید و قدمت زیادی دارد ولی خیلی در مورد ویژگی های توکسیکولوژیک آن به شکل ویژه بحث نشده است.[7] و [8]

نتیجه گیری :

تکنولوژی تولید مالتودکسترین به طور قابل ملاحضه ای در حال انجام است. تعداد زیادی از مالتودکسترین های مختلف در حال حاضر در دسترس هستند که به عنوان افزودنی در صنعت غذا استفاده می شوند. مطالعه روی نشاسته پیش زمینه ی لازم را برای درک بهتری از ویژگی های مالتو دکسترین فراهم می کند. در حالی که ویژگی ها و کاربرد های آن بسیار مفید است. تفاوت بین انواع نشاسته بر روی ویژگی های عملکردی، ساختاری و فرآیندی مالتو دکسترین تأثیرگذار است. انتخاب و گروه بندی دقیق مواد اولیه بر پایه ی نشاسته می تواند کاربرد های خاص آن را بهبود بخشد. دستیابی به تولید اقتصادی مالتو دکسترین به سرعت در حال انجام است و مطالعات کاربردی زیادی در این زمینه قابل انجام است.

منابع:

1. صادقی، ع. شهیدی، ف. مرتضوی، ع. نصیری محلاتی، م. بهشتی، ح. 1387. بهینه سازی فرایند تولید مالتودکسترین با استفاده از انزیم الفا امیلاز Termamyl 2-x. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. سال دوازدهم. شماره چهل و سوم
2. فاطمی، ح. 1389. شیمی مواد غذایی. شرکت سهامی انتشار. چاپ هشتم. ص 231- 227.
3.گنجعلی، الف. الهامی راد، الف. حسینی، ف. 1392. بررسی ویژگی های کروسین ریز پوشانی شده با پوشش مالتودکسترین به کمک تکنیک خشک کردن پاششی. دومین همایش ملی علوم و صنایع غذایی. اردیبهشت 1392
4.Chronakis, L. 1998. On the Molecular Characteristics, Compositional Properties, and Structural-Functional Mechanisms of Maltodextrins. Critical Rev. in food Sci. 38(7): 599-673
6.5.Loreth, C. J.Frith, W. J.Fryer, P. 2006. Mechanical and Structural Properties of Maltodextrin/Agarose Microgels Composites. Applied Rheology. Volume 17 • Issue 3
6.Seengenyoung,J. Prasertsan, P. O-Thong, S. 2013. Biohydrogen Production from Palm Oil Mill Effluent Pretreated by Chemical Methods Using Thermoanaerobacterium-Rich Sludge.
Iranica Journal of Energy & Environment. 4 (4): 312-319, 2013

نسترن اکبرزاده1، زینب رفتنی امیری2

1. دانشجوی کارشناسی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
2. عضو هیئت علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

Review Overview

User Rating: 4.72 ( 3 votes)

بازدیدها: 14286

About Fooda

وبسایت فودا، ﮐﺎﻣﻠﺘﺮﯾﻦ ﻣﺮﺟﻊ ﺩﺍﻧﻠﻮﺩ ﺭﺍﯾﮕﺎﻥ ﮔﺰﺍﺭﺷﮑﺎﺭ ﺁﺯﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻩ و تهیه ﮔﺰﺍﺭﺵ ﮐﺎﺭﺁﻣﻮﺯﯼ، پروژه اصول طراحی ، گزارش عملیات صنایع غذایی ، ﻣﻘﺎﻟﻪ، ﺳﻤﯿﻨﺎﺭ، کاربینی ، ﺑﺮﺍﯼ ﺩﺍﻧﺸﺠﻮﯾﺎﻥ ﺻﻨﺎﯾﻊ ﻏﺬﺍﯾﯽ foodvar@yahoo.com ﺑﺎ ﺗﺸﮑﺮ ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﺳﺎﯾﺖ

Check Also

روغن زیتون

فرآيند توليد روغن زيتون

روغن با روش هاي مختلف که عمدتا فيزيکي است از زيتون استخراج و باقيمانده اي به جا مي ماند که  تا 8 درصد روغن داشته و توسط حلال که معمولا هگزان است روغن کشي و روغن حاصل، روغن تفاله ناميده مي شود

3 comments

  1. میترا توتونچیان

    ممنون از مطالب مفید و کاربردی. خیلی مختصر و مفید بود.

  2. با سلام
    میخواستم سوال کن این پودر مالتودکسترین و میشه با آب مخلوط کرد و خورد.
    یا حتما باید در مواد غذایی ترکیب و طبخ بشه
    به من گفتن خوردن 50 گرم مالتودکسترین بعد از تمرین ورزشی مفیده
    اگه راهنمایی کنید ممنون میشم

  3. رضازاده

    ایا مالتو دکسترین با ید واکنش می دهد

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.