|
== Propietats que proporciona com additiu ==
Actualment s'usa com a edulcorant, principalment s’usa la [[sacarosa]] de manera majoritària, degut a la seva relació preu/capacitat [[edulcorant]]. Els xarops de glucosa, i en particular de maltosa, poden ser substitutoris ded'aquest l’edulcorant clàssicedulcorant, però aquesta és només la funció més bàsica. Els xarops proporcionen tota una sèrie de propietats als productes als que s’apliquen que permeten diversificar els usos:{{sfn|Hull|2011|p=61-74}}
*Cos (consistència, [[espessor]]): com més sucres s’afegeixen i més petita és la [[Grau de conversió|conversió]] dels mateixos, més augmenta la [[viscositat]] del producte i s’aporta molt més cos aporta. Per entendre bé aquesta propietat i la resta descrites, s'ha d'entendre per "conversió" com d'hidrolitzat està un xarop o quin és el seu valor de DE. Xarops amb una alta conversió o un alt grau de conversió són aquells que han sigut molt hidrolitzats, és a dir, que el seu valor de DE és molt alt. Per contra, xarops amb una baixa conversió o un baix grau de conversió són aquells que han sigut poc hidrolitzats i per tant tenen un valor de DE més baix.
*[[Oxidació enzimàtica|Enfosquiment]]: es produeix degut a la reacció que es dóna quan es barregen les proteïnes d’una beguda com la llet amb un xarop i la mescla resultant s’escalfa. Segons els sucres que contingui, el producte final obtindrà una coloració o altre. En el cas dels xarops de maltosa s'obtenen tons més clars (gamesgammes de taronges a marrons clars).
*[[Força intermolecular|Cohesió]]: com més elevat és el contingut en sucres i menysmenor el grau de conversió, més viscós és el producte, de manera que es manté més cohesionat i el fa ideal per a donar consistència a menjars com les barretes ([[Granola|de granola]], [[Barreta de xocolata|de xocolata]], [[Barreta energètica|energètiques]]...).
*[[Fermentabilitat]]: l’augment de la quantitat de sucres i la seva conversió facilita la digestió enzimàtica i/o absorció per part dels organismes. Per tant, si d'un producte a base de midó es fa un xarop, es converteix en un [[Substrat (bioquímica)|substrat]] més fàcil de consumir durant [[Fermentació|fermentacions]].
* Potenciació de l’[[aroma]]: xarops amb elevades conversions tenen més glucosa lliure, que són fàcilment detectables pels nostres sentits. Així doncs, quan la conversió és gran, l’aroma del xarop o del producte sobre el qual s'aplica és més potent.
* Estabilització d’[[Escuma|escumes]]: els xarops solen tenir densitats altes. A més, com més elevada sigui la viscositat del xarop (baixa conversió, poca glucosa lliure), témés elevada unaés la seva [[densitat]] encara més grans. A lL'aplicar-seaplicació sobre d'altres mescles, en fa augmentar la densitat de la mescla, cosa que fa menys [[Solubilitat|solubles]] els gasos i d’aquesta manera es tendeix a generar menys escuma.
* Disminució del [[punt de congelació]]: els xarops fan augmentar la viscositat dels productes, fent que tinguin punts de congelació més baixos (com més viscós sigui el xarop, més disminueix el punt de congelació). Per tant, permeten conservar els aliments a més baixes temperatures del que seria normal, cosa que dificulta més el creixement de microorganismes.
* Retenció d’[[Contingut d'aigua|humitat]]: en general els xarops tenen laalta capacitat de retenir aigua. Aquells que estan menys ramificats, retenen moltes més molècules d’aigua. Aquest fet es tradueix en què els xarops d'alta conversió, que estan més hidrolitzats (tenen menys enllaços), tenen més capacitat de retenció d'humitat que aquells menys hidrolitzats.
*[[Higroscopicitat|Higroscopicitat:]] és la capacitat que té un fluid per a captar humitat atmosfèrica. De manera similar a la retenció d'humitat (tot i que no s'han de confondre; retenció fa referència a que no perd aigua i higroscopicitat a que en capta), com més hidrolitzat estigui el xarop, més radicals lliures tindran les glucoses i per tant més capacitat de captar molècules d’aigua.
* Enriquiment nutricional: per definició són carbohidrats i per tant tenen un aportament calòric. Sucres molt ramificats (p. ex. el midó) són de digestió més lenta mentre que els sucres més hidrolitzats (p. ex. els xarops, especialment els d'alta conversió) es digereixen molt fàcilment.
* Regulació de la [[pressió osmòtica]]: com tots els líquids que contenen [[Solut|soluts]], en presència d’una membrana semipermeable es tendirà a igualar les [[Concentració|concentracions]] a les dues bandes. En general, afegir xarops fa augmentar la quantitat de soluts dels productes (fa que exerceixin pressions osmòtiques més elevades). Entre els xarops, els d’elevada conversió (tenen més soluts lliures) encara augmenten més aquestes pressions.
* Prevenció de la [[cristal·lització]]: a més viscositat, més difícils de congelar els productesdegutproductes degut a que hi ha menys aigua disponible. Emprar xarops més viscosos (menys conversió) fa que es formin menys cristalls.
*[[Lluentor superficial|Brillantor]]: el fet de ser fluids viscosos d'elevada densitatsdensitat fa que siguin parcialment [[Transparència|translúcids]] de manera que poden reflectir la llum i fer alsels productes més brillants.
== Usos ==
Malgrat tenir més baix poder endolcidor que d’altres edulcorants,{{sfn|Chaplin|Bucke|1990|p=154}} el xarop de maltosa és interessant per totes les propietats anteriorment descrites, que permeten potenciar d’alguna manera o altra el producte final.
Per a totes les indústries en general és interessant el xarop de maltosa és interessant per a la indústria degut a la seva menor [[viscositat]] respecte a d’altres xarops ensucrats, la qual cosa facilita el seu ús a gran escala, especialment en els processos de [[mescla]] i amassat, en què ofereix menor [[Resistència de materials|resistència]] a l’[[agitació]] fins i tot en quantitats afegides superiors a la d’altres edulcorants, molt més espessos.{{sfn|Hull|2011|p=80}} A més, també deixa un tacte del producte final menys viscós i enganxifós, més còmode i agradable a la comercialització.
Per als [[Brioix|brioixos]] i dolços [[Porositat|esponjosos]] en canvi, el xarop de maltosa s’utilitza per aconseguir masses més compactes i [[Espessidor|espesses]], degut a que la seva menor viscositat es tradueix en una menor retenció dels gasos produïts en la [[Fermentació (alimentació)|fermentació]] i, conseqüentment, menor [[porositat]] del brioix.{{sfn|Hull|2011|p=81}} Una altra propietat que fa els xarops de maltosa atractius per a la indústria alimentària és que proporcionen poc [[color]] i [[aroma]],{{sfn|Hull|2011|p=81}} cosa que els fa adients per edulcorar sense alterar de manera important les característiques del producte.
Els xarops de maltosa poden ser usats també com a additius en la [[Fermentació alcohòlica|fermentació]] de [[cervesa]], on suposen una aportació addicional de [[Glúcid|sucres]] fermentables que permeten assolir un major contingut [[Alcohol etílic|alcohòlic]].{{sfn|Hull|2011|p=81}}{{sfn|Okafor|Okeke|2017|p=323-324}} També, tot i que amb un ús molt menor, es pot emprar el xarop de maltosa com a conservant. Permet, com molts altres sucres, mantenir l’estructura d’alguns aliments i reduir-ne l'[[Activitat de l'aigua|activitat hídrica]].<ref>{{Ref-publicació|cognom=Song|nom=Jiangfeng|cognom2=Meng|nom2=Lili|cognom3=Li|nom3=Dajing|cognom4=Qian|nom4=Min|cognom5=Liu|nom5=Chunquan|article=Vacuum impregnation pretreatment with maltose syrup to improve the quality of frozen lotus root|publicació=International Journal of Refrigeration|url=http://dx.doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2017.02.018|volum=76|data=2017-04|pàgines=261–270|doi=10.1016/j.ijrefrig.2017.02.018|issn=0140-7007}}</ref>
Altres usos importants podenes sertroben en elsla indústria dels [[Gelat|gelats]], on s’aconsegueix un efecte endolcidor similar a altres edulcorants, però aconseguintbaixant alhoraa baixarmés el punt de congelació deli gelatconferint en si per aconseguirconseqüència més cremositat,{{sfn|Hull|2011|p=188-189}} lai indústriatambé les [[Indústria tèxtil|indústries tèxtil]] i la indústria[[Indústria paperera|paperera]].{{sfn|Pometto|Shetty|Paliyath|Levin|2005|p=714-715}}
== Procés de producció ==
El xarop de maltosa s’obté de la [[hidròlisi]] enzimàtica del [[midó]]. El midó és el principal [[polímer]] de reserva vegetal per excel·lència, acumulat especialment en estructures com [[Llavor|llavors]] (en [[Cereal|cereals]]) i [[Tubercle|tubercles]], i està format per molècules de [[glucosa]] unides entre sísi via enllaços α-1,4, formant llargues cadenes polimèriques. El trencament enzimàtic d'aquests enllaços per [[Amilasa|amilases]] cada dos [[Monòmer|monòmers]] descompon el midó en [[maltosa]] i d'altres molècules de [[Sucres simples|sucres senzills]].
=== Matèria primera: midó ===
Es pot utilitzar com a font de [[midó]] per a la producció de xarop de maltosa i de xarops edulcorants en general [[farina]] de qualsevol cultiu ric en aquest compost, depenent doncs l’ús d’un o altre bàsicament de la seva abundància i disponibilitat en funció de l’àrea geogràfica i el moment històric. Així doncs, als [[Estats Units d'Amèrica|EUA]] s’utilitza bàsicament [[Dacsa|blat de moro]] com a font de midó, mentre que a Europa deriva principalment de diversos cereals com el [[blat]], l’[[ordi]] i el [[sègol]]. A Rússia s’usa principalment [[Patatera|patata]], i al sud-est asiàtic, [[mandioca]].{{sfn|Hull|2011|p=34}}
Independentment de la font de midó, doncs, sí que és recomanable per a la producció de xarops, tant de maltosa com de glucosa com d’altres sucres, usar midó d’alta qualitat, de baix contingut [[Proteïna|proteic]] i mínima [[contaminació]] [[Metall|metàl·lica]], ja que aquests components influeixen negativament en les característiques del xarop obtingut: color, aromes, sabor i conservació.{{sfn|Hull|2011|p=34}} Els [[Metall|ions metàl·lics]] a més, interferien antigament en el procés de producció, especialment en el cas del blat de moro, que en presentava els majors continguts, inhibint l’activitat d’algunsd’algunes delsde enzimsles [[Amilasa|amilases]] usatsusades, com ara les d’ordi, les més usades degut a la seva estabilitat, superior a la de les altres d’origen vegetal. Actualment s’usen enzims d’origen [[Fongs|fúngic]] i [[Bacteri|bacterià]], més robustos, [[Termoestable|termoestables]] i menys sensibles a impureses.{{sfn|Whitehurst|van Oort|2009|p=324}}
=== Procés per hidròlisi enzimàtica ===
Els [[Enzim|enzims]] emprats per a la hidròlisi del midó són diversos, però sempre de la família de les [[Amilasa|amilases]]<sup>[[Xarop de maltosa#cite%20note-FOOTNOTEChaplin1990154-3|[3]]]</sup>, que són [[Hidrolasa|exohidrolases]] que alliberen maltosa dels enllaços 1,4-α entre [[Glucà|glucans]].
Partint de la farina d'una de les fonts de midó esmentades, aquesta és processada en tres etapes, sent les dues primeres comunes al procés d’obtenció de qualsevol xarop derivat del midó i la última, diferentespecífica ade cada tipus de xarop.
==== Gelatinització ====
La primera etapa del processat del midó és la gelatinització,. consistentConsisteix en la preparació d’una mescla de midó al 30-40% amb aigua, a la qual s’afegeix enzim [[Amilasa|α-amilasa]] bacteriana, termoestable, i és ràpidament escalfada i mantinguda durant 5 minuts a 105ºC.{{sfn|Whitehurst|van Oort|2009|p=322}} Cal afegir també [[calci]] i ajustar el [[pH]] per mantenir l’estabilitat i funcionalitat de l’enzim durant aquesta etapa.{{sfn|Whitehurst|van Oort|2009|p=322}} Aquest procediment permet obtenir una [[gelatina]] de midó per la [[hidratació]] i obertura dels grànuls per efecte de l’aigua i la temperaturacalor. L’enzim no actua durant aquesta etapa (o ho fa residualment), degut a la temperatura.
==== Liqüefacció ====
La següent etapa del procés és la [[liqüefacció]]. En aquesta etapa, la gelatina és refredada immediatament a 95-100ºC, i s’hi manté per 1-2h. La temperatura exacta es determina segons l’enzim utilitzat (bacteri d’origen), la màxima a la qual aquest pot actuartreballar l'enzim. Durant aquesta etapa doncs, l’α-amilasa prèviament afegida a l’inici de l’anterior etapa inicia la [[hidròlisi]] i fragmentació del midó en cadenes més petites i [[Dextrina|dextrines]]. Això redueix la [[viscositat]] del brou, [[Liqüefacció|liqüificant]] la gelatina. La durada de l’etapa es configura segons la DE que es desitja obtenir al final d’aquesta etapa.{{sfn|Whitehurst|van Oort|2009|p=323}}
Les etapes de gelatinització i liqüefacció són les comunes en l’obtenció de qualsevol xarop derivat de midó, i permeten obtenir un xarop de [[dextrina]] (barreja [[Oligosacàrid|d’oligosacàrids]]) que conté una DE ([[equivalents de dextrosa]], en anglès, ''dextrose equivalents'') d’entre un 10 i 20%.El valor de DE indica el grau d’hidròlisi del midó en monosacàrids, tenint doncs el midó una DE de 0, i la glucosa (el seu component estructural primari), de 100. A partir d’aquí, en la tercera etapa del procés d’elaboració del xarop se segueix una metodologia o una altre en funció del xarop desitjat: sucre majoritari i contingut.<sup>[[Xarop de maltosa#cite%20note-FOOTNOTEChaplin1990146-150-6|[6]]][[Xarop de maltosa#cite%20note-FOOTNOTEPanesar2010184-185-7|[7]]]</sup> Alguns xarops fins i tot es finalitzen en aquesta etapa.{{sfn|Whitehurst|van Oort|2009|p=323}}
==== Sacarificació ====
L’etapa final en la producció dels xarops edulcorants és la [[sacarificació]], pròpia de cada xarop produït. Primerament, el brou liqüificat és refredat a 60ºC ràpidament per evitar la [[Retrogradació (midó)|retrogradació]] del midó (reorganització i interacció de les dextrines solidificant el brou),. iPer altra banda el pH és ajustat a 4-5, condicionscondició necessàriesnecessària per al correcte funcionament dels enzims afegits a continuació, així com per aturar l’activitat de l’α-amilasa bacteriana i finalitzar així l’etapa anterior. En funció del sucre i xarop desitjat s’afegeixen al xarop de dextrina uns o altres enzims. Per al cas del xarop de maltosa, s’afegeix normalment α-amilasa fúngica, que té activitat hidrolítica sobre els enllaços α-1, 1-4 de les dextrines del liqïficatliqüificat alliberant molècules de maltosa.{{sfn|Whitehurst|van Oort|2009|p=324}} Antigament s’usava en el seu lloc [[Amilasa|β-amilasa]] d’ordi, la més estable de les β-amilases vegetals, amb una activitat [[hidrolasa]] molt específica per alliberar maltosa. No obstant això, aquesta s’ha substituït per la d’origen fúngic, més barata, termoestable i resistent a impureses metàl·liques.{{sfn|Whitehurst|van Oort|2009|p=324}}
A més de l’α-amilasa, també es pot afegir d’altres enzims o combinacions que permeten obtenir diferents perfils i continguts de sucres. En la producció de xarops de maltosa, l’α-amilasa es combina bàsicament amb [[pululanasa]], enzim que permet incrementar notablement els nivells de maltosa obtinguts. Es considera que, sense l’addició d’aquest últim enzim, el màxim contingut en maltosa assolible és de 70 DE (''dextrose equivalents''). El valor de DE indica el grau d’hidròlisi del midó en monosacàrids, tenint doncs el midó una DE de 0, i la glucosa (el seu component estructural primari), de 100.
* Xarops amb una DE de fins a 70: Es manté l’acció enzimàtica de la α-amilasa fúngica durant 48 hores, fins que l’enzim es desactiva.
=== Procés per hidròlisi àcida ===
Antigament l’obtenció de xarops edulcorants es feia per hidròlisi àcida del midó, i no enzimàtica. El procés es duia a terme a altes pressions i temperatures (140-150ºC), així com a baixos valors de pH (1-2) amb l’addició d’[[àcids forts]], condicions que permetien la hidròlisi química dels enllaços del midó. El procés havia de comptar amb diversos procediments complexos de purificació i adequació del producte, per extreure els àcids i equilibrar el pH. Tot i això, i especialment en l’obtenció de xarops d’elevades DE, el producte final conservava regustos amargants, fruits de reaccions creuades i secundàries, així com una elevada coloració. L’ús d’enzims en la hidròlisi del midó ha permès eliminar aquest problemes, a més de simplificar el procés i incrementar-ne l’eficiència, la DE del producte final (major hidròlisi del midó, major contingut en sucres senzills i major poder edulcorant) així com la gamma de xarops, sucres dins la composició i DE produïbles.{{sfn|Hull|2011|p=39}}
== Debat i salut ==
=== Debat i antecedents amb el xarop de blat de moro alt en fructosa ===
Arreu del món, i especialment als [[Estats Units d'Amèrica|EUA]], hi ha una forta pressió sobre els productes destinats a l’alimentació i els seus possibles efectes perjudicials per la salut.<ref>{{Ref-web|url=https://www.huffingtonpost.com/ocean-robbins/sustainable-food-movement_b_2288381.html|títol=How the Food Movement Is Gaining Strength|consulta=2018-10-02|nom=Ocean|cognom=Robbins|llengua=anglès|editor=|data=2012-12-13}}</ref> Per exemple, hi ha hagut campanyes contra el [[xarop de blat de moro alt en fructosa]] (en anglès HFCS)<ref>{{Ref-web|url=https://www.change.org/p/ban-the-use-of-high-fructose-corn-syrup|títol=Sign the Petition|consulta=2018-10-02|llengua=anglès|editor=Julie Skelton|data=}}</ref><ref>{{Ref-publicació|cognom=Choi|nom=Candice|article=Food ingredients shift as consumers push for change - NBC News|publicació=NBC News|llengua=anglès|url=https://www.nbcnews.com/businessmain/food-ingredients-shift-consumers-push-change-2D11763300|data=2013-12-17|pàgines=}}</ref> pels efectes negatius del seu consum. Alguns d'aquests efectes negatius que s'ha intentat vincular entre el consum de HFCS són l'[[obesitat]], [[Malaltia cardiovascular|malalties cardiovasculars]], augment dels nivells d'[[àcid úric]] i [[Malaltia metabòlica|malalties metabòliques]]. No obstant, el consens al qual s'ha arribat en l'actualitat (segons la [[Administració d'Aliments i Fàrmacs|FDA]]) és que no hi ha diferències per al consumidor entre el HFCS i altres edulcorants, com per exemple el [[Sacarosa|sucre de cuina]]<ref>{{Ref-web|url=https://www.fda.gov/food/ingredientspackaginglabeling/foodadditivesingredients/ucm324856.htm|títol=Food Additives & Ingredients - High Fructose Corn Syrup Questions and Answers|consulta=2018-10-02|nom=Center for Food Safety and Applied|cognom=Nutrition|llengua=anglès|editor=|data=}}</ref> i que la ingesta en general tant de sucres i xarops ha de ser moderada. Encara en l'actualitat hi ha peticions a la FDA sobre la seguretat del HFCS i la comunitat científica segueix elaborant investigacions, però segueixencontinuen en la mateixa línia: el consum abusiu de HFCS pot provocar algun dels problemes mencionats anteriorment, però degutquan aaquest unés consum en excésabusiu i en la mateixa mesura que altres edulcorants.<ref>{{Ref-publicació|cognom=Rippe|nom=James M.|cognom2=Angelopoulos|nom2=Theodore J.|article=Sucrose, High-Fructose Corn Syrup, and Fructose, Their Metabolism and Potential Health Effects: What Do We Really Know?|publicació=Advances in Nutrition|llengua=anglès|url=https://academic.oup.com/advances/article/4/2/236/4591632|volum=4|exemplar=2|data=2013-03-01|pàgines=236–245|doi=10.3945/an.112.002824|issn=2156-5376|pmc=PMC3649104|pmid=23493540}}</ref><ref>{{Ref-publicació|cognom=White|nom=John S|article=Straight talk about high-fructose corn syrup: what it is and what it ain't|publicació=The American Journal of Clinical Nutrition|llengua=anglès|url=https://academic.oup.com/ajcn/article/88/6/1716S/4617107|volum=88|exemplar=6|data=2008-12-01|pàgines=1716S–1721S|doi=10.3945/ajcn.2008.25825b|issn=0002-9165}}</ref>
Pel que fa als xarops de maltosa, encara (a data de novembre de 2018) no hi ha hagut una mobilització social en contra del seu ús com a additiu, però hi ha alguns casos individuals que mostren la seva preocupació respecte si els xarops de maltosa tenen el mateix problema que els HFCS.<ref>{{Ref-publicació|cognom=|nom=|article=What's the Deal with High Maltose Corn Syrup?|publicació=Kitchn|llengua=anglès|url=https://www.thekitchn.com/whats-the-deal-with-high-malto-154322|data=|pàgines=}}</ref> La línia general és que no hi ha prou informació al respecte per saber si té efectes negatius en la salut.<ref>{{Ref-publicació|cognom=Thorpe|nom=Matthew|article=Maltose: Good or Bad?|publicació=Healthline|llengua=anglès|url=https://www.healthline.com/nutrition/maltose|data=2017-09-16|pàgines=}}</ref> NoMalgrat obstanttot, ja hi ha articles que indirectament (indirectament perquè p. ex. comparen els efectes de la glucosa i la fructosa en lloc de directament el xarop de maltosa contra altres edulctorantsedulcorants) donen dades de quins impactes pot tenir el consum de xarops de maltosa.<ref>{{Ref-publicació|cognom=Gaby|nom=Alan R.|article=Adverse effects of dietary fructose|publicació=Alternative Medicine Review: A Journal of Clinical Therapeutic|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16366738|volum=10|exemplar=4|data=2005-12|pàgines=294–306|issn=1089-5159|pmid=16366738}}</ref><ref>{{Ref-publicació|cognom=Sievenpiper|nom=John L.|cognom2=de Souza|nom2=Russell J.|cognom3=Cozma|nom3=Adrian I.|cognom4=Chiavaroli|nom4=Laura|cognom5=Ha|nom5=Vanessa|article=Fructose vs. glucose and metabolism: do the metabolic differences matter?|publicació=Current Opinion in Lipidology|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24370846|volum=25|exemplar=1|data=2014-2|pàgines=8–19|doi=10.1097/MOL.0000000000000042|issn=1473-6535|pmid=24370846}}</ref> Fins i tot hi ha articles que fan un estudi molt més directe amb el xarop de maltosa i s’ha demostrat per exemple que tenen menor capacitat de produir [[càries]] (menys efecte cariogènic)<ref>{{Ref-publicació|cognom=Rozan|nom=Pascale|cognom2=Deremaux|nom2=Laetitia|cognom3=Wils|nom3=Daniel|cognom4=Nejdi|nom4=Amine|cognom5=Messaoudi|nom5=Michaël|article=Impact of sugar replacers on cognitive performance and function in rats|publicació=British Journal of Nutrition|llengua=anglès|url=https://www.cambridge.org/core/journals/british-journal-of-nutrition/article/impact-of-sugar-replacers-on-cognitive-performance-and-function-in-rats/874D271FE0386B00634CEAE6A03D0F84|volum=100|exemplar=5|data=2008/11|pàgines=1004–1010|doi=10.1017/S0007114508971294|issn=1475-2662}}</ref> que altres edulcorants, però encara són pocs aquest tipus d'articles.
=== Xarop de maltosa i celiaquia ===
| 