Мальтодекстрин. Природний полімер

Мальтодекстрин відноситься до харчових добавок Е-1405 – крохмаль оброблений ферментами. Це – продукт часткового гідролізу крохмалю ферментним препаратом бактеріальної α-амілази. Порошок без смаку і запаху, добре розчинний у воді, має технологічну спрямованість загущувача. Входить до складу ряду пребіотиків, що відповідають за нормалізацію мікрофлори кишечника, очищає організм від шлаків, радіонуклідів і важких металів, виконуючи роль харчових волокон. Мальтодекстрин широко використовують як наповнювач, формуючий агент, замінник жиру у низькокалорійних продуктах. Додавання мальтодекстрину дозволяє надавати продуктам необхідної в’язкості та консистенції, що важливо для отримання поліпшених органолептичних властивостей та повноти смаку. Також мальтодекстрин вводять до начинок різноманітних хлібобулочних та кондитерських виробів у кількості 2-3% для регулювання в’язкості.

Використання мальтодекстрину у молекулярній гастрономії

Мальтодекстрини — продукти неповного ферментативного гідролізу нативного крохмалю з ГЕ (глюкозним еквівалентом) у межах 5-25. Це білі порошки з нейтральним або злегка солодкуватим смаком (коефіцієнт солодкості — 0,1…0,2) та майже без запаху, які добре розчиняються як у гарячій, так і холодній воді. Найбільш популярними є мальтодекстрини з ГЕ 5…20, які широко використовуються у харчоконцентратній, хлібобулочній, кондитерській промисловості, у виробництві харчових та дієтичних добавок в якості згущувачів, стабілізаторів, носіїв та, навіть, замінників жиру.
У молекулярній гастрономії мальтодекстрини застосовують для перетворення харчових інгредієнтів з високим вмістом жиру у порошки, які повністю зберігають смак та аромат вихідного продукту. Це простий у виконанні та недорогий метод, який дозволяє отримати інгредієнт з новою текстурою та використати його у традиційних технологіях страв та кулінарних виробів. Порошки оливкової олії, карамелі, кокосової олії, бекону, арахісової олії, білого шоколаду — ось неповний перелік, створений шеф-кухарями молекулярної гастрономії.  

Процес отримання порошку простий у виконанні та не потребує суттєвих матеріальних та трудових затрат. У випадку твердих харчових інгредієнтів спочатку необхідно перевести їх у розчинний стан, охолодити (якщо для підвищення розчинності було використано теплове обробляння) і потім змішати з мальтодекстрином у співвідношенні 60% і 40% відповідно. Змішування харчових інгредієнтів, мальтодекстрину і смакових добавок (за потреби) здійснюють вручну або за допомогою блендеру. Процес збивання суміші продовжують до тих пір, поки вона не набуде порошкоподібної консистенції. Щоб зробити порошок більш однорідним, його можна протерти крізь сито. Рекомендовано зберігати готовий продукт у герметичному контейнері у зв’язку з його високою гігроскопічністю. При взаємодії з будь-якою рідиною або слиною у ротовій порожнині при споживанні порошок миттєво тане.

Рекомендації щодо використання у технологіях страв та кулінарних виробів варіюють залежно від виду вихідної сировини, з якої отримано порошок. Наприклад, порошок оливкової олії рекомендують подавати з очищеними помідорами і сиром моцарелла; зі смаженим курчам або лососем на грилі; з яйцями. Отримані порошки можуть бути використані у складі других страв, десертів, в якості приправ, смако-ароматичних добавок або підсолоджувачів, а також додаткового джерела макро- та мікронутрієнтів.

Молокопереробна промисловість

Використання мальтодекстрину, що має температуру плавлення близьку до температури плавлення натуральних жирів, дає можливість отримувати продукти, що можна намазувати на хліб – «спреди». Мальтодекстрин може частково замінювати жири у маргарині та вершковому маслі.

Мальтодекстрин містить полісахариди крохмалю середньої молекулярної маси, включаючи невелику кількість коротких амілозоподібних молекул з прямим ланцюгом. Ці молекули мають тенденцію асоціюватись у водній емульсії формуючи драглі. Проте молекулярні ланцюги надто короткі для того, щоб сформувати незворотні драглі, як це відбувається у крохмальних молекул великої молекулярної маси. Мальтодекстрини з низьким глюкозним еквівалентом (5-8 %) містять невелику кількість олігосахаридів, що затримують формування драглів. Внаслідок такої будови, при концентрації мальтодекстрину у розчині вище 25 % утворюються пластичні термореверсивні драглі, які плавляться подібно харчовим жирам та відновлюються при охолодженні. Саме ці властивості зумовлюють використання мальтодекстрину в якості замінника жиру.

Мальтодекстрин має гарну здатність до розчинення у молоці та сироватці, тобто основі, яка потрібна для виготовлення молочних продуктів. При визначенні в’язкості та плинності модельних розчинів мальтодекстринів з молочною основою у віскозиметрі з падаючою кулькою встановлено, ща ці розчини мають меншу в’язкість, порівняно з розчинами нативного крохмалю, при цьому доза введення мальтодекстрину майже не впливала на в’язкість та плинність розчинів. При виготовленні збитих десертів використання мальтодекстрину дозволяє підвищити ступінь збитості вершкових десертів на 15-20 %, уникнути характерного присмаку крохмалю та отримати продукт ніжної однорідної консистенсії.

Рецептура молочного напою для спортсменів на 1 кг готового продукту

• Молоко знежирене з м. ч. ж. 0,05 %  - 818 г
• Концентрат сироватковий білковий “КСБ –УФ- 65” - 45 г
• Мальтодекстрин - 80 г
• Олія соєва - 32 г
• Емульгатор лецитин – 4 г
• Сухий екстракт левзеї сафлоровидної - 0,4 г
• Креатину моногідрат - 10 г
• Вітамінно-мінеральний премікс - 0,75 г
• Ароматизатор “Ваніль” - 0,01 г
• Всього - 1000 г

Виробництво майонезу

Встановлено, що застосування мальтодекстринів у майонезах в кількості 4-6 % до маси продукту дозволяє знизити вміст олії на 35 %, цукру на 0,1 %, яєчного порошку на 3,2 % або зовсім виключити його з рецептури, що дозволить знизити собівартість продукції та її калорійність. Встановлено ефективність та перспективність використання мальтодекстрину в якості жирозамінника у виробництві низькокалорійних продуктів та як структуроутворювача у молочних продуктах.

Хліб та хлібобулочні вироби

Мальтодекстрин у комплексних хлібопекарських поліпшувачах сприяє утриманню вологи під час зберігання за рахунок зв’язування ним води.
Використовують комплексні хлібопекарські поліпшувачі з мальтодекстрином:

• КХП «Свіжість+» (сухий картопляний порошок, ферментний препарат амілолітичної дії, мальтодекстрин, аскорбінова кислота) для булочних виробів з пшеничного борошна;
• КХП «Свіжість СМС+» (суха молочна сироватка, збагачена Mg і Mn, ферментний препарат амілолітичної дії, мальтодекстрин, аскорбінова кислота) для булочних виробів.

За комплексним показником якості встановлено, що оптимальним дозуванням комплексних хлібопекарських поліпшувачів є дозування 2,0-3,0% до маси борошна.

Кондитерські вироби

Креми на основі яєчного білка входять до рецептурного складу багатьох борошняних кондитерських виробів. Вони відрізняються білизною (яскраво-білим кольором), легкістю і пишністю, у зв’язку з чим використовуються для оздоблення поверхні тортів і тістечок, їх прикрашання, наповнення трубочок і вафельних стаканчиків випечених пластів (випечених напівфабрикатів). Варто зазначити, що креми з пінною структурою є надзвичайно складними дисперсними системами, оскільки навіть невеликі варіації технологічних параметрів спричиняють нестабільність процесу і невідповідність продукції показникам якості. Вплив цукрів на якість пінної структури неоднозначний. З одного боку, вони підвищують поверхневий натяг білкових розчинів, що ускладнює процес піноутворення, з іншого — наявність цукрів збільшує в’язкість колоїдного розчину, що підвищує стійкість отриманої піни. Вплив різних видів цукрів відрізняється. При порівнянні впливу фруктози, глюкози і сахарози на якість піноутворення яєчного білка встановлено, що найменша ПУЗ притаманна розчину з фруктозою, а піна з глюкозою має абсолютну стабільність. Відповідно, зменшення цукровмісту повинно врахувати індивідуальні технологічні властивості цукру і мати індивідуальний підхід до кожної системи. Визначення можливості зниження цукромісткості встановлювали за органолептичними показниками, показниками стійкості й густини піни. Вміст цукрів зменшували відносно абсолютної заміни цукру білого в традиційній рецептурі білкового сирцевого крему, враховуючі вміст сухих речовин цукрів.
Для забезпечення необхідної кількості сухих речовин до складу кремів запропоновано вводити мальтодекстрин. Показники якості білкового крему з фруктозою і мальтодекстрином (15% до маси фруктози) наведені нище.

Фізико-хімічні показники якості крему на фруктозі з мальтодекстрином:

• Піноутворювальна здатність (ПУЗ) - 460±5 %
• Стабільність піни - 100 %
• Густина - 0,262 г/см3
• Масова частка вологи - 31,0 %.

Дані показують, що введення мальтодекстрину забезпечує наростання кількості сухих речовин і значення масової частки вологості крему відповідає вимогам нормативної документації на торти і тістечка.  Таким чином, проведеними дослідженнями установлена можливість отримання якісного білкового крему з фруктозою. При цьому визначено, що кількість цукру можливо зменшити порівняно з кількістю сахарози в традиційних рецептурах на 40%. Оздоблювальний напівфабрикат матиме помірно солодкий смак, пишну структуру, високу стабільність піни.

Мальтодекстрин у фармацевтиці

Згідно з даними джерел літератури дослідження з розроблення нових лікарських засобів у вигляді плівок здійснюють, в основному, в напрямі оптимізації розчинності основ та вивільнення лікарських речовин, від чого залежить фармакодинаміка лікарської форми та, відповідно, галузь використання. Швидкорозчинні плівки, а також плівки резорптивної дії використовують для створення пероральних лікарських форм, особливо тих, що застосовують в педіатрії та геріатрії. Метою розроблення таких лікарських форм є створення заміни твердим лікарським формам (таблеткам, капсулам тощо), що можуть викликати складнощі під час проковтування пацієнтом, і тому їх майже не використовують в педіатрії, супозиторіям, що мають незручності під час застосування, та рідким лікарським формам для внутрішнього застосування, що мають невисоку точність дозування.

Як основи для цих плівок використовують природні полімери -  мальтодекстрин з еквівалентами за декстрозою від 3 до 20 (для виготовлення плівок з піроксикамом та нікотином).

Мальтодекстрин у методі розпилювального сушіння

Створення прогресивних технологій виробництва сухої форми продуктів та препаратів з фосфоліпідними наноструктурами методом розпилювального сушіння є на сьогодні актуальним, оскільки дисперсні наноматеріали як засоби локальної доставки біологічно активних речовин та лікувальних препаратів поступово стають незамінними для фармацевтики, медицини, косметології та ін. галузей промисловості.

Емульсії з фосфоліпідними наноструктурами, отримані після ДІВЕ-обробки у роторно-пульсаційному апараті, представляють собою складні гетерогенні дисперсні системи, які при сушінні проявляють термопластичні та адгезійні властивості. Частинки дисперсної фази цих систем мають розмір від 10 нм до 1,0 мкм і володіють надзвичайно великою сумарною площею поверхні.  Інтенсивний розвиток площі поверхні обумовлює додаткові особливості утвореної дисперсної системи. Їх сушіння методом розпилювання призводить до відкладень в сушильній камері, високим втратам продукту і низькій якості порошку. Покращити умови сушіння таких матеріалів можливо за рахунок використання структуруючих добавок.

Дослідження процесу сушіння на системі “крапля  –  парогазове середовище” з приділенням особливої уваги морфології висушених часток та їх фізичному стану, у т.ч. наявності термопластичних і адгезійних властивостей,  дозволяють  вирішити  питання  складних реологічних властивостей матеріалу як об'єкту розпилювального сушіння та визначити шляхи покращення його структуроутворюючих та вологопровідних властивостей при зневодненні та структурно-механічних характеристик порошку.

Провели дослідження впливу мальтодекстрину на процес сушіння крапель емульсій фосфоліпідів (лецитину) та міцнісні властивості висушених частинок для підвищення структуроутворюючих властивостей складної гетерогенної системи при розпилювальному сушінні і визначення раціональних теплотехнологічних параметрів для одержання порошкової форми препаратів із заданими характеристиками. У дослідженнях використовувались емульсії фосфоліпідів (далі ЕФЛ) з мальтодекстрином з вмістом сухих речовин від 10% до 40% у різному співвідношенні лецитину та мальтодекстрину.

Висновки

Дослідження показали, що застосування мальтодекстрину сприяє покращенню умов структурування поверхневої кірочки, яка формується в процесі зневоднення крапель, що забезпечує підвищення вологопровідних властивостей матеріалу при сушінні, в результаті чого при підвищенні температури сушіння до 180 °С час сушіння крапель емульсій з фосфоліпідними наноструктурами скорочується на 25...30%. Експериментально встановлено, що для отримання на розпилювальній сушарці порошкової форми препаратів та продуктів з ліпідними наноструктурами з низькою кінцевою вологістю з використанням мальтодекстрину як структуруючої добавки доцільно дотримуватись наступних рекомендацій:
- вміст сухих речовин в емульсії фосфоліпідів, що подається в сушарку, має складати 25±5%;
- співвідношення лецитину та мальтодекстрин в емульсії має складати 1:1;
- для покращення структурно-механічних характеристик порошку і збереження біологічно активних речовин у висушеному продукті забезпечити охолодження
порошку на виході з сушильної камери.