Come si differenzia il processo di produzione del destrosio e della maltodestrina

Dal punto di vista del processo, la differenza fondamentale tra il processo di produzione del glucosio e quello della maltodestrina risiede nel controllo dell'intensità dell'idrolisi (intensità di idrolisi) e degli enzimi utilizzati in combinazione.

Sebbene entrambi gli ingredienti derivino da fanghi di amido e debbano essere inizialmente liquefatti dall'alfa-amilasi, i percorsi di processo divergono in seguito. La maltodestrina segue il percorso di "idrolisi limitata". Il valore di DE (glucosio equivalente) è controllato in un intervallo compreso tra 5 e 19. Interrompiamo immediatamente la reazione in modo forzato per trattenere le catene lunghe complesse e poi le essicciamo direttamente a spruzzo.

D'altra parte, il glucosio deve essere "completamente idrolizzato". Dopo la liquefazione, è necessario introdurre un secondo enzima, la glucoamilasi, e procedere alla saccarificazione per 48 ore (o anche di più) per rompere completamente la catena in glucosio a molecola singola, fino a quando il valore di DE non supera il 99,5. Ma non è finita qui: per ottenere la struttura solida finale, è necessario procedere a una purificazione profonda e a un processo di cristallizzazione che richiede molto tempo.

Di seguito viene illustrato il processo specifico di smontaggio:

Fanghi di amido e liquefazione preliminare

Per capire dove i due processi sono diversi, dobbiamo prima vedere dove sono uguali. Nelle ricette industriali, che si usi mais, grano, patate o tapioca, il punto di partenza è lo stesso: mescolare l'amido grezzo con l'acqua e ottenere il latte di amido. A questo punto, l'amido è ancora insolubile in acqua e la catena molecolare è tanto complicata quanto disordinata.

Che si tratti di glucosio o maltodestrina, il primo passo è la liquefazione. Aggiungiamo l'alfa-amilasi al barattolo durante il riscaldamento. Questa sostanza è come una forbice che taglia a caso le lunghe catene di amido in frammenti solubili più corti (cioè destrina). A questo punto, i percorsi chimici delle due sostanze coincidono completamente. Ma subito dopo questa interruzione iniziale, la nostra strategia di produzione sta per divergere.

Produzione di maltodestrine

Una caratteristica centrale della produzione di maltodestrine è l'idrolisi limitata. Quando si progettano formule che la maltodestrina non è per la dolcezza o le molecole di monosaccaridi, vogliamo il suo riempimento, la forma del corpo e la viscosità.

• Monitoraggio del valore DE: Questa fase è importante da tenere sotto controllo. Vogliamo controllare il grado di idrolisi in un intervallo specifico, di solito il valore DE è compreso tra 5 e 19.
• Terminazione forzata: Una volta che l'amido è stato rotto quanto basta per essere disciolto, ma conserva ancora una struttura multimerica significativa, deve essere interrotto immediatamente. In fabbrica, di solito regoliamo il pH o dirigiamo l'alta temperatura per inattivare l'alfa-amilasi per "frenare".
• Mantenere le catene complesse: A causa dell'arresto precoce, la miscela è dominata da polisaccaridi complessi a catena lunga piuttosto che da zuccheri semplici.
• Essiccazione a spruzzo immediata (Immediate Spray Drying): Poiché vogliamo questo tipo di polvere mista a catena lunga e corta, non abbiamo bisogno di fare alcuna cristallizzazione e la inviamo direttamente all'essiccazione a spruzzo. Quando l'acqua evapora rapidamente, le catene lunghe complesse vengono bloccate nella nostra comune polvere bianca e ben scorrevole.

Produzione di glucosio

A differenza dell'approccio "punto a punto" della maltodestrina, il processo di produzione del glucosio è definito dall'idrolisi completa. Il nostro obiettivo è chiaro: convertire completamente l'amido in singole unità di glucosio.

• Introduzione della glucoamilasi: dopo la liquefazione con α-amilasi, non è più possibile fermarla. È il momento di raffreddare, per accogliere la comparsa del secondo ruolo chiave: la glucoamilasi.
• Lungo periodo di saccarificazione: A differenza della rapida decisione della maltodestrina, la produzione di glucosio entra in un'enorme fase di "conservazione del calore", cioè la saccarificazione. Questo processo richiede molto tempo e spesso le bolle rimangono nel serbatoio di reazione per più di 48 ore. Durante questo periodo, la glucoamilasi taglia pazientemente le molecole di glucosio una ad una dalla fine della catena dell'amido.
• Sprint High DE: la reazione continua fino alla rottura di quasi tutte le catene complesse e lo sciroppo finale ha di solito un valore DE superiore a 99,5. Questo significa che la miscela è già un glucosio di altissima purezza. Ciò significa sostanzialmente che la miscela è già glucosio di purezza molto elevata.

Purificazione e cristallizzazione

L'ultimo grande ostacolo di questi due processi è il modo in cui finisce la forma fisica. Se la maltodestrina viene spruzzata e il gioco è fatto, la soluzione di glucosio ad alta purezza deve passare attraverso dure fasi di post-elaborazione.

• Purificazione profonda: Lo sciroppo ad alto valore di DE deve essere filtrato e sottoposto a cromatografia a scambio ionico per rimuovere le impurità in tracce (come residui di proteine o grassi) che possono ostacolare la crescita dei cristalli.
• Cristallizzazione: Il liquido purificato è stato concentrato e poi sono stati aggiunti i cristalli di semi di glucosio. Questo processo di cristallizzazione richiede molto tempo. Il liquido si raffredda lentamente per diversi giorni e questo ambiente controllato costringe le molecole di glucosio a disporsi in una struttura reticolare solida (di solito glucosio monoidrato).
• Separazione: Infine, i cristalli e l'acqua madre vengono separati per centrifuga e asciugati prima di essere finiti.

Sintesi delle differenze di processo

Caratteristica	Produzione di maltodestrine	Produzione di destrosio
Tipo di idrolisi	Idrolisi limitata	Idrolisi completa
Enzimi utilizzati	Solo α-amilasi	α-Amilasi + Glucoamilasi
Obiettivo DE	5 - 19	> 99.5
Tempo di reazione	Breve (terminato in anticipo)	Lunga (saccarificazione di oltre 48 ore)
Passo finale	Asciugatura a spruzzo	Cristallizzazione
Struttura molecolare	Catene polisaccaridiche complesse	Singole molecole di glucosio