كيف تختلف عملية إنتاج الدكستروز والمالتوديكسترين في عملية الإنتاج

من وجهة نظر المعالجة، يكمن الاختلاف الأساسي بين عملية إنتاج الجلوكوز والمالتوديكسترين في تحكمنا في شدة التحلل المائي (شدة التحلل المائي) والإنزيمات المستخدمة معًا.

على الرغم من أن كلا المكونين مشتقان من ملاط النشا ويجب أن يتم تسييلهما في البداية بواسطة ألفا أميليز، إلا أن مسارات العملية تختلف بعد ذلك. يأخذ المالتوديكسترين مسار "التحلل المائي المحدود". يتم التحكم في قيمة DE (مكافئ الجلوكوز) في نطاق 5 إلى 19. سنقوم على الفور بإنهاء التفاعل بالقوة من أجل الاحتفاظ بتلك السلاسل الطويلة المعقدة ثم تجفيفها بالرش مباشرةً.

من ناحية أخرى، يجب أن يكون الجلوكوز "متحللًا مائيًا بالكامل". بعد التسييل، يجب إدخال إنزيم ثانٍ، وهو إنزيم الغلوكوأميلاز، ويجب إجراء عملية التكريس لمدة 48 ساعة (أو حتى لفترة أطول) لتكسير السلسلة بالكامل إلى جلوكوز أحادي الجزيء حتى ترتفع قيمة DE إلى ما فوق 99.5. وليست هذه هي النهاية، فهناك مجموعة من عمليات التنقية العميقة الشاقة وعملية التبلور التي تستغرق وقتًا طويلًا للحصول على البنية الصلبة النهائية.

فيما يلي العملية المحددة للتفكيك:

طين النشا والتسييل الأولي

لمعرفة أين تختلف العمليتان، يجب أن نرى أولاً أين تتشابه العمليتان. في الوصفات الصناعية، سواء كنت تستخدم الذرة أو القمح أو البطاطس أو التابيوكا، فإن نقطة البداية هي نفسها: خلط النشا الخام بالماء وصنع حليب النشا. في هذا الوقت، لا يزال النشا غير قابل للذوبان في الماء، وتكون السلسلة الجزيئية معقدة مثل الفوضى.

سواء كان جلوكوز أو مالتوديكسترين، فإن الخطوة الأولى هي التسييل. نضيف ألفا-أميلاز إلى البرطمان أثناء التسخين. هذه المادة مثل المقص الذي يقطع عشوائيًا سلاسل النشا الطويلة إلى أجزاء أقصر قابلة للذوبان (أي الدكسترين). في هذه المرحلة، تكون المسارات الكيميائية لكليهما متطابقة تمامًا. ولكن بعد هذا الانقطاع الأولي مباشرة، فإن استراتيجية الإنتاج لدينا على وشك التباعد.

إنتاج المالتوديكسترين

السمة الأساسية لإنتاج المالتوديكسترين هي التحلل المائي المحدود. عند تصميم تركيبات مالتوديكسترين المالتوديكسترين ليس من أجل الحلاوة أو جزيئات السكريات الأحادية، بل من أجل الحشو وشكل الجسم واللزوجة.

• مراقبة قيمة DE: من المهم مراقبة هذه الخطوة. نريد التحكم في درجة التحلل المائي في نطاق محدد، وعادةً ما تكون قيمة DE بين 5 و19.
• الإنهاء القسري: بمجرد أن يتم تفتيت النشا إلى ما يكفي للذوبان، ولكن لا يزال يحتفظ ببنية متعددة الأشكال كبيرة، يجب إيقافه على الفور. في المصنع، عادةً ما نقوم بضبط الأس الهيدروجيني أو توجيه درجة حرارة عالية لتعطيل إنزيم ألفا-أميلاز إلى "الفرملة".
• الاحتفاظ بالسلاسل المعقدة: بسبب التوقف المبكر، يهيمن على الخليط متعدد السكريات المعقدة طويلة السلسلة بدلاً من السكريات البسيطة.
• التجفيف بالرذاذ الفوري (التجفيف بالرذاذ الفوري): نظرًا لأننا نريد هذا النوع من المسحوق المختلط طويل السلسلة وقصير السلسلة، لا نحتاج إلى إجراء أي تبلور وإرساله مباشرة إلى التجفيف بالرذاذ. عندما يتبخر الماء بسرعة، يتم حبس تلك السلاسل الطويلة المعقدة في المسحوق الأبيض الشائع الذي يتدفق جيدًا.

إنتاج الجلوكوز

وعلى النقيض من نهج "نقطة إلى نقطة" الخاص بالمالتوديكسترين، فإن عملية إنتاج الجلوكوز محددة بالتحلل المائي الكامل. هدفنا واضح: تحويل النشا بالكامل إلى وحدات جلوكوز فردية.

• إدخال إنزيم الجلوكواميلاز: بعد التسييل باستخدام إنزيم ألفا أميليز، لا يمكن إيقافه. هذا هو الوقت المناسب للتبريد، من أجل الترحيب بظهور الدور الرئيسي الثاني: غلوكواميلاز الغلوكاميلاز.
• فترة التسكر الطويلة: على عكس القرار السريع لمالتوديكسترين المالتوديكسترين، يدخل إنتاج الجلوكوز في مرحلة "حفظ الحرارة" الضخمة، أي التسكر. وتستغرق هذه العملية وقتًا طويلاً، وغالبًا ما تكون الفقاعات في خزان التفاعل لأكثر من 48 ساعة. وخلال هذا الوقت، يقوم إنزيم الغلوكوأميلاز بقص جزيئات الغلوكوز بصبر واحدًا تلو الآخر من نهاية سلسلة النشا.
• سبرينت عالي النقاء: يستمر التفاعل حتى يتم تكسير جميع السلاسل المعقدة تقريبًا، وعادةً ما يكون للشراب النهائي قيمة نقاء عالية جدًا تزيد عن 99.5. وهذا يعني في الأساس أن الخليط هو بالفعل جلوكوز ذو نقاء عالٍ جدًا.

التنقية والتبلور

العقبة الكبيرة الأخيرة من هاتين العمليتين هي الطريقة التي ينتهي بها الشكل المادي. رش مالتوديكسترين المالتوديكسترين وتنتهي، ولكن يجب أن يمر محلول الجلوكوز عالي النقاء بخطوات قاسية بعد المعالجة.

• تنقية عميقة: يجب تنقية الشراب عالي القيمة DE المرتفع القيمة بالترشيح وكروماتوغرافيا التبادل الأيوني لإزالة الشوائب النزرة (مثل بقايا البروتين أو الدهون) التي قد تعيق نمو البلورات.
• التبلور: تم تركيز السائل المنقى ثم أضيفت بلورات بذور الجلوكوز. وهذا يدخل في عملية تبلور تستغرق وقتًا طويلاً للغاية. يبرد السائل ببطء على مدار عدة أيام، وتجبر هذه البيئة الخاضعة للتحكم جزيئات الجلوكوز على ترتيب نفسها في بنية شبكية صلبة (عادةً أحادي هيدرات الجلوكوز).
• الفصل: أخيرًا، يتم فصل البلورات والسائل الأم عن طريق الطرد المركزي وتجفيفها قبل الانتهاء منها.

ملخص اختلافات العملية

الميزة	إنتاج المالتوديكسترين	إنتاج الدكستروز
نوع التحلل المائي	التحلل المائي المقيد	التحلل المائي الكامل
الإنزيمات المستخدمة	ألفا-أميلاز ألفا فقط	ألفا-أميلاز + غلوكواميليز
الهدف DE	5 - 19	> 99.5
وقت التفاعل	قصير (تم إنهاؤه مبكراً)	طويلة (48 ساعة أو أكثر من 48 ساعة تسكير)
الخطوة الأخيرة	التجفيف بالرش بالرذاذ	التبلور
التركيب الجزيئي	سلاسل عديد السكاريد المعقدة	جزيئات الجلوكوز المفردة