Мальтодекстрин — это название, общее для двух разных семейств химических веществ. Оба семейства представляют собой полимеры глюкозы (называемые декстрозой или декстринами ), но имеют мало химического или пищевого сходства. [2]
Усвояемые мальтодекстрины (или просто мальтодекстрины ) производятся в виде белых твердых веществ, получаемых в результате химической обработки растительных крахмалов . [3] [4] Они используются в качестве пищевых добавок , которые быстро перевариваются, обеспечивая глюкозу в качестве пищевой энергии . Они, как правило, признаны безопасными (GRAS) для производства продуктов питания и напитков во многих продуктах. [5] Из-за быстрого производства глюкозы усвояемые мальтодекстрины представляют потенциальный риск для людей с диабетом . [6]
Устойчивые к перевариванию мальтодекстрины ( также называемые устойчивыми мальтодекстринами ) определяются как пищевые пищевые добавки из-за их способности при ферментации в толстой кишке образовывать короткоцепочечные жирные кислоты , которые способствуют здоровью желудочно-кишечного тракта . [3] [7] Устойчивые к перевариванию мальтодекстрины также представляют собой белые твердые вещества, образующиеся в результате химической обработки растительных крахмалов, но обрабатываются с использованием методов, специально предназначенных для устойчивости к перевариванию. Они используются в качестве ингредиентов во многих потребительских товарах, таких как низкокалорийные подсластители , и считаются GRAS.
Потребителей может сбить с толку общее название различных пищевых добавок мальтодекстрина. [2] [6]
Химический состав перевариваемых мальтодекстринов четко определен, понятен и документирован. [6] Напротив, устойчивые к перевариванию мальтодекстрины – более новое и более сложное химическое семейство – менее определены химически, исследованы и задокументированы. [7]
Мальтодекстрины классифицируются по эквиваленту декстрозы (DE), [5] [6] числу от 3 до 20, которое соответствует количеству концов свободной цепи в определенном образце. Более низкое значение DE означает, что полимерные цепи длиннее (содержат больше единиц глюкозы), тогда как более высокое значение DE означает, что цепи короче. [6] Это обратное понятие по сравнению со степенью полимеризации цепи. Мальтодекстрин с высоким DE более сладкий, более растворимый и имеет меньшую термостойкость. Код CN Европейского Союза выше DE 20 называет это сиропом глюкозы ; при DE 10 или ниже таможенная номенклатура кода CN классифицирует мальтодекстрины как декстрины.
Мальтодекстрины состоят из D - звеньев глюкозы , соединенных в цепочки переменной длины. Единицы глюкозы в основном связаны гликозидными связями α(1→4) , как те, которые наблюдаются в линейном производном гликогена (после удаления α1,6-разветвления). [1] [4] [5] Коммерческий мальтодекстрин обычно состоит из смеси цепей, длина которых варьируется от трех до 17 единиц глюкозы. Свойствами мальтодекстрина, такими как сладость, вязкость и текстура, можно управлять во время производства, изменяя степень гидролиза крахмала. [4]
Мальтодекстрины перевариваются до единиц глюкозы, обеспечивая пищевую ценность 4 калории на грамм (или 16 кДж на грамм). [6] Производство мальтодекстрина производит продукт высокой чистоты и микробиологической безопасности, что делает его применимым для различных продуктов питания, напитков, спортивных и хлебобулочных изделий. [6]
Устойчивые к перевариванию мальтодекстрины представляют собой химическое семейство, гораздо более обширное, чем семейство легкоусвояемых мальтодекстринов. Определение устойчивого к пищеварению мальтодекстрина следующее: «Резистентный мальтодекстрин/декстрин представляет собой олигосахарид глюкозы. Устойчивый мальтодекстрин и продукты декстрина состоят из неперевариваемых олигосахаридов молекул глюкозы, которые соединены усвояемыми связями и неперевариваемыми α-1,2. и связи α-1,3». [8] Это химическое вещество имеет большую структурную сложность, чем легкоусвояемый мальтодекстрин. Два семейства мальтодекстинов имеют мало общего в химическом и пищевом отношении. [2] [а]
Названия, используемые для идентификации устойчивого к перевариванию мальтодекстрина в качестве ингредиента пищевых продуктов в целях регулирования, включают растворимую клетчатку , устойчивый декстрин или декстрин . [2] [7] Названия могут включать пищевой крахмал, используемый для изготовления ингредиента. [4]
Классификация химического семейства неоднократно менялась. По состоянию на 2023 год устойчивый к перевариванию мальтодекстрин считается устойчивым декстрином [7] и устойчивым крахмалом типа 5. [9] [10] [b] Другое исследование сравнило устойчивые декстрины и устойчивые мальтодекстрины, обнаружив, что они различаются химически и функционально. . [11] В этом исследовании конечный продукт мальтодекстрина потребовал дальнейшей обработки резистентного декстрина. Химическое семейство фактически определяется пищевым крахмалом и производственным процессом, которые могут варьироваться в зависимости от производственных предпочтений. [7] [11]
Устойчивый к пищеварению ингредиент мальтодекстрин обладает несколькими свойствами, используемыми в производстве продуктов питания и напитков: это сыпучий мелкий белый порошок с низким содержанием влаги (5% воды), который легко диспергируется в воде; прозрачный в растворе с низкой вязкостью ; он не имеет запаха, слегка кисловат и имеет мягкий вкус; это 90% пищевых волокон . [3] Средняя молекулярная масса устойчивой к пищеварению молекулы мальтодекстрина составляет 2000 дальтон . [3]
Устойчивый к пищеварению мальтодекстрин представляет собой растворимую (ферментируемую) пищевую клетчатку с многочисленными некрахмальными гликозидными связями, что позволяет ей проходить через пищеварительный тракт в неизмененном виде по физическим свойствам, не подвергаясь перевариванию и не снабжая пищевой энергией. [7] В толстой кишке это пребиотическая клетчатка, ферментируемая кишечной микробиотой , что приводит к образованию короткоцепочечных жирных кислот, способствующих здоровью желудочно-кишечного тракта. [7] [12] [13]
После разработки пищевых ингредиентов из источников крахмала примерно в 1950 году усвояемые мальтодекстрины были впервые произведены в период с 1967 по 1973 год. [14] Устойчивые к перевариванию мальтодекстрины были разработаны в 1990-х годах в результате исследований питания крахмалом, что привело к определению резистентного крахмала. [15] Это сопровождалось обнаружением устойчивых к перевариванию компонентов в пищевых продуктах и методах производства. [3] [15] Некоторые источники обычно ссылаются на усвояемый мальтодекстрин при описании мальтодекстрина без дальнейшего определения того, какой именно мальтодекстрин использовался. [2] [3]
Мальтодекстрин можно получить ферментативно из любого крахмала, например кукурузного , картофельного , рисового или маниоки . [1] [4] [5] В США этим крахмалом обычно является кукуруза; в Европе принято использовать пшеницу . Пищевой крахмал варят. Полученную пасту обрабатывают комбинацией кислоты и ферментов для получения мальтодекстринов. [6]
Устойчивые к перевариванию мальтодекстрины производятся с помощью процесса, внешне похожего на процесс производства легкоусвояемых мальтодекстринов. [3] [7] Перед очисткой пищевой крахмал подвергается воздействию тепла, кислоты и ферментов. [3] [7] Часть процесса намеренно напоминает человеческое пищеварение – таким образом, результат изначально устойчив к пищеварению. [3] [7] Ни источник пищевого крахмала, ни процесс не стандартизированы .
Список из 14 способов приготовления включал три-четыре разных метода, включая микроволновое нагревание. [7] Подобные методы различались в деталях, возможно, потому, что методы оптимизированы для источника растительного крахмала. [7] В одном исследовании представлено подробное описание лабораторного метода получения устойчивых к пищеварению мальтодекстринов, сочетающего в себе несколько перечисленных методов получения. [11]
Одним из этапов получения устойчивых к перевариванию мальтодекстринов является обжаривание растительного крахмала в кислых условиях. [3] Этот процесс разбивает молекулы крахмала на мелкие единицы, которые затем рекомбинируются с другими, более устойчивыми к перевариванию связями. [3] [7] Для расщепления крахмала можно использовать ферменты в качестве альтернативы обжариванию. [7]
Обзор 2023 года показал, что использование различных источников крахмала и различных технологий производства может привести к получению устойчивых к перевариванию мальтодекстринов с различными свойствами, в результате чего был сделан вывод о том, что методы производства устойчивого к перевариванию мальтодекстрина не имеют стандартизации. [7] В другом обзоре методов 2023 года изучались устойчивые к перевариванию мальтодекстрины из трех разных источников крахмала (картофель, маниока и сладкий картофель ) с использованием идентичных технологий производства. [11] Полученные устойчивые к пищеварению мальтодекстрины имели небольшие физические и химические различия, такие как образование кристаллов декстрина и поверхностная пористость , устойчивость к пищеварению (80-85%), термическая стабильность, растворимость и образование паст. [11] Значение таких различий для качества обработанных пищевых продуктов и здоровья неизвестно. Третье исследование 2023 года показало, что скорость переваривания мальтодекстрина зависит от молекулярной структуры . [16]
В Европейском Союзе мальтодекстрин, полученный из пшеницы, освобожден от маркировки аллергенов пшеницы, как указано в Приложении II к Регламенту ЕС № 1169/2011. [17] Однако в Соединенных Штатах он не освобождается от декларации об аллергенах в соответствии с Законом о маркировке пищевых аллергенов и защите потребителей , и его влияние на добровольное заявление об отсутствии глютена должно оцениваться в каждом конкретном случае в соответствии с Законом о маркировке пищевых аллергенов и защите потребителей. применимая политика FDA. [6]
Мальтодекстрин находит разнообразное применение в производстве пищевых продуктов и напитков, включая медицинское питание , детское питание , больничное питание и спортивные добавки. [6] Он также используется в качестве заменителя лактозы . [6]
Мальтодекстрин используется для улучшения текстуры и вкуса пищевых продуктов и напитков, таких как картофельные чипсы и «легкое» арахисовое масло, для снижения содержания жира. [6] Это эффективный ароматизатор , наполнитель и заменитель сахара . [6]
Мальтодекстрин легко усваивается и может стать быстрым источником пищевой энергии. [6] Из-за быстрого усвоения мальтодекстрин используется спортсменами в качестве ингредиента в спортивных напитках или восстановительных добавках для пополнения запасов гликогена и повышения работоспособности во время длительных тренировок. [18] Его можно принимать в качестве пищевой добавки в виде порошка, гелевых пакетов, энергетических напитков [6] или полоскания для полости рта. [19] [20] Мальтодекстрин имеет высокий гликемический индекс 110 по сравнению с глюкозой (100) и столовым сахаром (80). [21]
В Соединенных Штатах мальтодекстрин считается безопасным ингредиентом (GRAS) при производстве продуктов питания. [5]
Устойчивый к пищеварению мальтодекстрин включен среди других источников в качестве функциональной клетчатки , а это означает, что его использование в пищевых продуктах может улучшить функцию желудочно-кишечного тракта. [12] Низкая молекулярная масса , низкая вязкость, высокая растворимость в воде и устойчивость к ферментативной активности позволяют устойчивому к перевариванию мальтодекстрину избегать переваривания в желудочно-кишечном тракте . [7] [11] Такие свойства могут быть полезны при добавлении устойчивого к перевариванию мальтодекстрина в качестве источника ферментируемых пищевых волокон при производстве пищевых продуктов, сохраняя при этом сенсорные качества обработанных пищевых продуктов. [7] [11]
Устойчивые к перевариванию мальтодекстрины, представляющие собой пребиотические пищевые волокна, представляют собой добавки, используемые в обработанных пищевых продуктах в первую очередь в качестве наполнителей или с целью оказания положительного воздействия на здоровье. [7] Характеристики устойчивых к перевариванию мальтодекстринов позволяют добавлять их в различные виды пищевых продуктов, таких как напитки, молочные продукты и десерты. [7] [11]
Они также относительно низкокалорийны, бесцветны, не имеют запаха и вкуса. [7] Они нетоксичны, химически стабильны и не вступают в реакцию с другими пищевыми ингредиентами в диапазоне температур, необходимых для приготовления и хранения пищи. [7] [9]
В Европе, США и Канаде устойчивый к пищеварению мальтодекстрин признан безопасным ингредиентом для производства продуктов питания. [7] [13] [22] [23]
Благодаря высвобождению молекул глюкозы при переваривании мальтодекстрин может вызывать быстрое повышение уровня сахара в крови при употреблении в больших количествах, особенно у людей с диабетом или резистентностью к инсулину . [6] Поскольку мальтодекстрин быстро переваривается и всасывается, чрезмерное его потребление может способствовать увеличению веса, нарушению чувствительности к инсулину и повышению уровня липидов в крови , если оно не сбалансировано соответствующим образом жизни или диетой. [6]
Устойчивый к перевариванию мальтодекстрин представляет собой ферментируемую пищевую клетчатку, которая исследуется на предмет ее способности снижать риск гипогликемии , ожирения и связанных с ними нарушений метаболического синдрома . [7] [9] Проходя через толстую кишку, устойчивый к пищеварению мальтодекстрин является субстратом для производства короткоцепочечных жирных кислот – основного источника энергии клеток, выстилающих толстую кишку, тем самым способствуя здоровью желудочно-кишечной системы. [7] [10] [11] [12] [13] [23] Потребление продуктов, содержащих устойчивый к перевариванию мальтодекстрин, увеличивает частоту и объем испражнений , потенциально облегчая запоры . [24]
Обзоры пришли к выводу, что устойчивый к перевариванию мальтодекстрин классифицируется как устойчивый крахмал 5 типа (RS5) , пребиотическое пищевое волокно, обладающее свойствами, которые могут улучшить лечение диабета и других нарушений метаболического синдрома. [9] [25] Потребление продуктов питания или напитков, содержащих ферментируемые пищевые волокна, таких как устойчивый к перевариванию мальтодекстрин, может вызвать дискомфорт в животе, вздутие живота и метеоризм . [12]
В 2014 году научная группа Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов пришла к выводу, что промышленные продукты, содержащие коммерческий устойчивый к перевариванию декстрин, могут претендовать на снижение уровня глюкозы в крови после еды . [22]
В 2017 году Министерство здравоохранения Канады включило устойчивый к перевариванию мальтодекстрин в число промышленных источников пищевых волокон, обладающих желательными физиологическими эффектами, подлежащих маркировке продуктов. [23]
В 2018 году FDA США выпустило отраслевой руководящий документ, в котором говорится, что продукты, изготовленные с использованием устойчивого к перевариванию мальтодекстрина, могут рекламироваться как приносящие пользу для здоровья за счет ферментируемых пищевых волокон. [13] [26]
Мальтодекстрин используется для покрытия таблеток и таблеток, а также для приготовления порошков при производстве рецептурных лекарств и пищевых добавок. [6] Он также используется в качестве садового инсектицида как в полевых условиях, так и в теплицах. [27] [28] Не имея биохимического действия, его эффективность основана на распылении разбавленного раствора на насекомых-вредителей, после чего раствор высыхает, блокирует дыхальца насекомых и вызывает смерть от удушья . [27]