کاربرد مالتودکسترین در صنایع غذایی

کاربرد مالتودکسترین در صنایع غذایی چیست؟ مزایای استفاده از مالتودکسترین در صنعت غذا چیست؟ با علم فود همراه باشید.

کاربرد مالتودکسترین در صنایع غذایی

مالتودکسترین یکی از پرکاربردترین افزودنی‌های غذایی است که در طیف گسترده‌ای از محصولات غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده، کربوهیدراتی غیرشیرین و محلول در آب است که از هیدرولیز نشاسته تولید می‌شود و به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردش، کاربرد مالتودکسترین در صنایع غذایی بسیار گسترده است.

ماهیت و تولید مالتودکسترین

مالتودکسترین محصول هیدرولیز نشاسته است که با ارزش دکستروز معادل (DE) مشخص می‌شود. این شاخص نشان‌دهنده میزان هیدرولیز نشاسته است و بر خواص فیزیکی و کاربردی آن تأثیر می‌گذارد. مالتودکسترین‌ها معمولاً با DE کمتر از ۲۰ شناخته می‌شوند (Storz & Steffens, 2004). خصوصیاتی مانند شیرینی، قابلیت فشردگی و ویسکوزیته محصول بسته به میزان هیدرولیز نشاسته متفاوت است (Storz & Steffens, 2004).

کاربرد مالتودکسترین در صنایع غذایی

۱. عامل پوشاننده و ریزکپسوله‌کننده

یکی از مهم‌ترین کاربردهای مالتودکسترین در صنایع غذایی، استفاده از آن به عنوان ماده دیواره در فرآیند ریزکپسوله‌کردن ترکیبات فعال زیستی است:

• آنتوسیانین‌ها: مالتودکسترین برای ریزکپسوله‌کردن آنتوسیانین‌های استخراج شده از زغال‌اخته (Todorović et al., 2022)، سیب‌زمینی بنفش (Vergara et al., 2020) و آب انگور (Moser et al., 2016) استفاده می‌شود. این ترکیبات رنگدانه‌های طبیعی هستند که خواص آنتی‌اکسیدانی دارند اما به دلیل حساسیت به نور، حرارت و اکسیژن، ناپایدارند. ریزکپسوله‌کردن با مالتودکسترین باعث حفظ این ترکیبات می‌شود.
• بتالائین‌ها: در کپسوله‌کردن رنگدانه‌های بتالائین موجود در کاکتوس اپونتیا (Gandía‐Herrero et al., 2010) و چغندر قرمز (Flores-Mancha et al., 2020) استفاده می‌شود و موجب افزایش پایداری این رنگدانه‌های طبیعی می‌گردد.
• فیکوسیانین: این رنگدانه آبی محلول در آب از میکروجلبک آرتروسپیرا استخراج می‌شود و ریزکپسوله‌کردن آن با مالتودکسترین موجب افزایش پایداری حرارتی و حفظ خواص آنتی‌اکسیدانی آن می‌شود (Pan-utai & Iamtham, 2020).
• پروبیوتیک‌ها: مالتودکسترین در کپسوله‌کردن باکتری‌های پروبیوتیک مانند لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم استفاده می‌شود که موجب افزایش بقای آنها در طول خشک‌کردن پاششی و دوره نگهداری می‌شود [۱۲، ۱۳].

۲. پایدارکننده فوم میوه‌ها

مالتودکسترین نقش مهمی در حفظ پایداری فوم‌های میوه‌ای خشک شده دارد. افزودن ۳۰% مالتودکسترین به مخلوط پوره تمشک باعث حفظ ۷۴% اسید آسکوربیک و ۸۷% آنتوسیانین‌ها طی ۱۲ هفته نگهداری شده است (Ozcelik & Kulozik, 2023). این ماده همچنین موجب حفظ رنگ و بافت محصول می‌شود.

۳. عامل کمک‌کننده در فرآیند خشک‌کردن پاششی

در فرآیند خشک‌کردن پاششی با اسپری درایر آب میوه‌ها، مالتودکسترین برای کاهش چسبندگی و افزایش بازده فرآیند استفاده می‌شود. این ماده در تولید پودر آب پرتقال (Tan et al., 2011) و آب انگور (Moser et al., 2016) کاربرد دارد.

۴. افزودنی کاربردی در فرموله‌کردن محصولات غذایی

مالتودکسترین به دلیل خواص فیزیکوشیمیایی خود کاربردهای متنوعی در فرموله‌کردن محصولات غذایی دارد (Chronakis, 1998):

• افزایش حجم و قوام دهنده
• بهبود بافت محصولات
• تنظیم‌کننده رطوبت
• عامل ایجاد شبکه ژل

مزایای استفاده از مالتودکسترین

1. افزایش پایداری نگهداری: مالتودکسترین با محافظت از ترکیبات حساس مانند آنتوسیانین‌ها، بتالائین‌ها و ویتامین‌ها، عمر نگهداری محصولات را افزایش می‌دهد [۵، ۸].
2. بهبود خواص فیزیکی: کاهش چسبندگی، افزایش حلالیت و کاهش جذب رطوبت از مزایای استفاده از مالتودکسترین در تولید پودرها است (Flores-Mancha et al., 2020).
3. حفظ خواص عملکردی: مالتودکسترین با محافظت از ترکیبات زیست‌فعال، خواص آنتی‌اکسیدانی و فعالیت بیولوژیکی آنها را حفظ می‌کند (Pan-utai & Iamtham, 2020).
4. بهبود ویژگی‌های حسی: استفاده از مالتودکسترین تأثیر منفی بر ویژگی‌های حسی محصول نداشته و حتی می‌تواند به بهبود بافت، رنگ و پذیرش کلی محصول کمک کند (Ozcelik & Kulozik, 2023).

چالش‌ها و نگرانی‌های استفاده از مالتودکسترین

با وجود مزایای فراوان، نگرانی‌هایی نیز در مورد مصرف مالتودکسترین وجود دارد. مطالعات اخیر نشان داده‌اند که مالتودکسترین ممکن است بر محیط روده تأثیر منفی بگذارد و التهاب روده را تشدید کند. این افزودنی غذایی می‌تواند باعث استرس شبکه آندوپلاسمیک و کاهش لایه محافظ مخاطی روده شود (Arnold & Chassaing, 2018).

نتیجه‌گیری

کاربرد مالتودکسترین در صنایع غذایی بسیار گسترده است و این ماده به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردش در طیف وسیعی از محصولات استفاده می‌شود. از کاربردهای اصلی آن می‌توان به ریزکپسوله‌کردن ترکیبات فعال زیستی، پایدارسازی فوم‌های میوه‌ای، کمک به خشک‌کردن پاششی و بهبود خواص محصولات غذایی اشاره کرد. با این حال، باید به نگرانی‌های موجود در مورد تأثیرات احتمالی آن بر سلامت روده توجه داشت و تحقیقات بیشتری در این زمینه انجام شود.

منابع

1. Ozcelik, M., & Kulozik, U. (2023). The role of maltodextrin concentration in maintaining storage stability of dried fruit foams texturized using plant protein–polysaccharide blends. Foods, ۱۲(۸), ۱۶۷۳. https://doi.org/10.3390/foods12081673
2. Kenyon, M. M., & Anderson, R. J. (1988). Maltodextrins and low-dextrose-equivalence corn syrup solids. In R. J. Anderson (Ed.), Advances in carbohydrate chemistry and biochemistry (Vol. 45, pp. 45-67). American Chemical Society. https://doi.org/10.1021/bk-1988-0370.ch002
3. Storz, E., & Steffens, K.-J. (2004). Feasibility study for determination of the dextrose equivalent (DE) of starch hydrolysis products with near-infrared spectroscopy (NIRS). Starch – Stärke, ۵۶(۶), ۲۲۹-۲۳۶. https://doi.org/10.1002/star.200300220
4. Chronakis, I. S. (1998). On the molecular characteristics, compositional properties, and structural-functional mechanisms of maltodextrins: A review. Starch – Stärke, ۵۰(۳-۴), ۷۹-۹۹. https://doi.org/10.1080/10408699891274327
5. Todorović, A., Šturm, L., Salević-Jelić, A., Lević, S., Osojnik Črnivec, I. G., Prislan, I., Skrt, M., Bjeković, A., Poklar Ulrih, N., & Nedović, V. (2022). Encapsulation of bilberry extract with maltodextrin and gum arabic by freeze-drying: Formulation, characterisation, and storage stability. Processes, ۱۰(۱۰), ۱۹۹۱. https://doi.org/10.3390/pr10101991
6. Moser, P., de Souza, R. T., & Nicoletti, V. R. (2016). Spray drying of grape juice from hybrid CV. BRS Violeta: Microencapsulation of anthocyanins using protein/maltodextrin blends as drying aids. Journal of Food Processing and Preservation, ۴۱(۴), e12852. https://doi.org/10.1111/jfpp.12852
7. Tan, L. W., Ibrahim, M. N., Kamil, R., & Taip, F. S. (2011). Empirical modeling for spray drying process of sticky and non-sticky products. Procedia Food Science, ۱, ۱۵۸۴-۱۵۹۱. https://doi.org/10.1016/j.profoo.2011.09.104
8. Gandía-Herrero, F., Jiménez-Atiénzar, M., Cabanes, J., García-Carmona, F., & Escribano, J. (2010). Stabilization of the bioactive pigment of Opuntia fruits through maltodextrin encapsulation. Journal of Agricultural and Food Chemistry, ۵۸(۲۱), ۱۱۴۳۶-۱۱۴۴۲. https://doi.org/10.1021/jf101695f
9. Pan-utai, W., & Iamtham, S. (2020). Enhanced microencapsulation of C-phycocyanin from Arthrospira by freeze-drying with different wall materials. Food Technology and Biotechnology, ۵۸(۴), ۵۲۹-۵۳۶. https://doi.org/10.17113/ftb.58.04.20.6622
10. Arnold, A. R., & Chassaing, B. (2018). Maltodextrin, modern stressor of the intestinal environment. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology, ۶(۳), ۳۳۳-۳۳۸. https://doi.org/10.1016/j.jcmgh.2018.09.014
11. Flores-Mancha, M. A., Ruíz‐Gutiérrez, M. G., Sánchez‐Vega, R., Santellano‐Estrada, E., & Chávez‐Martínez, A. (2020). Characterization of beet root extract (Beta vulgaris) encapsulated with maltodextrin and inulin. Molecules, ۲۵(۲۳), ۵۴۹۸. https://doi.org/10.3390/molecules25235498
12. Bhagwat, A., Bhushette, P., & Annapure, U. S. (2020). Spray drying studies of probiotic Enterococcus strains encapsulated with whey protein and maltodextrin. Beni-Suef University Journal of Basic and Applied Sciences, ۹(۱), ۱۸. https://doi.org/10.1186/s43088-020-00061-z
13. Bustamante, M., Laurie-Martínez, L., Vergara, D., Campos-Vega, R., Rubilar, M., & Shene, C. (2020). Effect of three polysaccharides (inulin, and mucilage from chia and flax seeds) on the survival of probiotic bacteria encapsulated by spray drying. Applied Sciences, ۱۰(۱۳), ۴۶۲۳. https://doi.org/10.3390/app10134623
14. Otálora, M. C., Wilches‐Torres, A., & Gómez Castaño, J. A. (2023). Microencapsulation of betaxanthin pigments from pitahaya (Hylocereus megalanthus) by-products: Characterization, food application, stability, and in vitro gastrointestinal digestion. Foods, ۱۲(۱۴), ۲۷۰۰. https://doi.org/10.3390/foods12142700
15. Vergara, C., Pérez Pino, M. T., Zamora, O., Parada, J., Ortega Pérez, R., Uribe, M., & Kalazich, J. (2020). Microencapsulation of anthocyanin extracted from purple flesh cultivated potatoes by spray drying and its effects on in vitro gastrointestinal digestion. Molecules, ۲۵(۳), ۷۲۲. https://doi.org/10.3390/molecules25030722