포도당과 말토덱스트린의 생산 공정은 어떻게 다른가요?

공정 관점에서 포도당과 말토덱스트린 생산 공정의 근본적인 차이점은 가수분해 강도(가수분해 강도)를 제어하고 어떤 효소를 조합하여 사용하는지에 있습니다.

두 성분 모두 전분 슬러리에서 추출하고 처음에는 알파 아밀라아제에 의해 액화되어야 하지만, 그 이후에는 공정 경로가 다릅니다. 말토덱스트린은 "제한된 가수분해"의 경로를 따릅니다. DE 값(포도당 당량)은 5에서 19 범위에서 제어됩니다. 복잡한 긴 사슬을 유지하기 위해 즉시 반응을 강제로 종료한 다음 직접 분무 건조합니다.

반면에 포도당은 "완전히 가수분해"되어야 합니다. 액화 후 두 번째 효소인 글루코아밀라아제를 도입해야 하고, 당화 과정을 48시간(또는 그 이상) 수행하여 DE 값이 99.5 이상으로 치솟을 때까지 사슬을 단일 분자 포도당으로 완전히 끊어내야 합니다. 이것이 끝이 아니며 최종 고체 구조를 얻기 위해 지루한 심층 정제와 시간이 많이 소요되는 결정화 과정이 있습니다.

다음은 구체적인 해체 과정입니다:

전분 슬러리 및 예비 액화

두 프로세스의 차이점을 알아보려면 먼저 두 프로세스가 동일한 부분을 확인해야 합니다. 산업 레시피에서 옥수수, 밀, 감자 또는 타피오카를 사용하든 시작점은 동일합니다. 원시 전분을 물과 혼합하여 전분 우유를 만드는 것입니다. 이때 전분은 여전히 물에 녹지 않으며 분자 사슬은 지저분한 것처럼 복잡합니다.

포도당이든 말토덱스트린이든 첫 번째 단계는 액화입니다. 가열하는 동안 병에 알파 아밀라아제를 첨가합니다. 이 물질은 긴 전분 사슬을 더 짧은 용해성 조각(즉, 덱스트린)으로 무작위로 자르는 가위와 같습니다. 이 시점에서 두 물질의 화학적 경로는 완전히 일치합니다. 하지만 이 초기 중단 직후부터 생산 전략이 달라지기 시작합니다.

말토덱스트린 생산

말토덱스트린 생산의 핵심 특징은 가수분해가 제한적이라는 점입니다. 말토덱스트린이 단맛이나 단당류 분자를 위한 것이 아닌 포뮬러를 설계할 때는 포만감, 체형, 점도를 고려해야 합니다.

• DE 값 모니터링: 이 단계는 계속 주시해야 할 중요한 단계입니다. 우리는 가수분해 정도를 특정 범위(일반적으로 5에서 19 사이의 DE 값)에서 제어하고자 합니다.
• 강제 종료: 전분이 녹을 수 있을 정도로 분해되었지만 여전히 상당한 다합체 구조를 유지하고 있으면 즉시 중단해야 합니다. 공장에서는 일반적으로 알파 아밀라아제를 비활성화하기 위해 pH를 조정하거나 고온을 직접 가해 "브레이크"를 작동시킵니다.
• 복잡한 사슬을 유지합니다: 일찍 멈추기 때문에 혼합물은 단순 당이 아닌 복잡한 장쇄 다당류가 지배적입니다.
• 즉시 분무 건조(즉시 분무 건조): 우리는 이런 종류의 장쇄와 단쇄가 혼합된 분말을 원하기 때문에 결정화 과정을 거치지 않고 바로 분무 건조로 보낼 필요가 없습니다. 물이 빠르게 증발하면 복잡한 긴 사슬은 일반적인 흰색의 잘 흐르는 파우더에 고정됩니다.

포도당 생산

말토덱스트린의 "점대점" 접근 방식과 달리 포도당 생산 공정은 완전한 가수분해로 정의됩니다. 우리의 목표는 전분을 개별 포도당 단위로 완전히 전환하는 것입니다.

• 글루코 아밀라아제의 도입 : α- 아밀라아제로 액화 한 후에는 멈출 수 없습니다. 이제 두 번째 핵심 역할인 글루코아밀라아제의 출현을 맞이하기 위해 식혀야 할 때입니다.
• 긴 당화 기간: 말토덱스트린의 빠른 결정과 달리 포도당 생산은 거대한 "열 보존" 단계, 즉 당화 단계로 들어갑니다. 이 과정은 시간이 많이 걸리며 거품이 반응 탱크에 48시간 이상 머무는 경우가 많습니다. 이 시간 동안 글루코아밀라아제는 전분 사슬의 끝에서 포도당 분자를 하나씩 인내심을 가지고 잘라냅니다.
• Sprint High DE: 거의 모든 복잡한 사슬이 끊어질 때까지 반응이 계속되며, 최종 시럽의 DE 값은 보통 99.5 이상입니다. 이는 기본적으로 혼합물이 이미 매우 높은 순도의 포도당이라는 것을 의미합니다.

정제 및 결정화

이 두 가지 공정의 마지막 큰 장애물은 물리적 형태가 완성되는 방식입니다. 말토덱스트린을 뿌리면 끝이지만 고순도 포도당 용액은 까다로운 후처리 단계를 거쳐야 합니다.

• 심층 정제: 결정 성장을 방해할 수 있는 미량 불순물(단백질 또는 지방 잔류물 등)을 제거하기 위해 DE 값이 높은 시럽을 여과하고 이온 교환 크로마토그래피로 정제해야 합니다.
• 결정화: 정제된 액체를 농축한 다음 포도당 종자 결정을 첨가합니다. 이 과정은 매우 시간이 많이 걸리는 결정화 과정으로 진행됩니다. 액체는 며칠에 걸쳐 천천히 냉각되며, 이 제어된 환경은 포도당 분자가 고체 격자 구조(일반적으로 포도당 일수화물)로 배열되도록 강제합니다.
• 분리: 마지막으로 원심분리기를 통해 결정과 모액을 분리하고 건조시킨 후 완성합니다.

프로세스 차이점 요약

기능	말토덱스트린 생산	포도당 생산
가수분해 유형	제한된 가수분해	완전한 가수분해
사용된 효소	α-아밀라아제만	α-아밀라아제 + 글루코아밀라아제
Target DE	5 - 19	> 99.5
반응 시간	단기(조기 종료)	장기(48시간 이상 당화)
최종 단계	스프레이 건조	결정화
분자 구조	복잡한 다당류 사슬	단일 포도당 분자