بخش زیادی از مواد اولیه کربوهیدراتی صنایع غذایی از نشاسته به دست می‌آیند. نشاسته خود یک زنجیره بزرگ از واحدهای گلوکز است که در منابعی مانند ذرت، گندم، سیب‌زمینی و کاساوا وجود دارد. زمانی که این زنجیره‌ها در شرایط کنترل‌شده با آب، حرارت، اسید یا آنزیم‌ها تجزیه می‌شوند، محصولات مختلفی به دست می‌آید که از نظر شیرینی، حلالیت، ویسکوزیته و کاربرد با یکدیگر تفاوت دارند. این تبدیل را می‌توان به‌صورت زیر نشان داد:
دکستروز → شربت گلوکز → مالتودکسترین → نشاسته
مرحله اول؛ آماده‌سازی و ژلاتینه‌شدن نشاسته
در آغاز، نشاسته با آب مخلوط می‌شود تا یک سوسپانسیون یا دوغاب ایجاد کند. حرارت‌دادن این مخلوط باعث می‌شود دانه‌های نشاسته آب جذب کنند، متورم شوند و ساختار خود را تا حدی از دست بدهند. این مرحله که ژلاتینه‌شدن نام دارد، دسترسی آب و آنزیم‌ها را به زنجیره‌های نشاسته بیشتر می‌کند و زمینه را برای تجزیه بعدی فراهم می‌سازد. منبع گیاهی نشاسته بر دمای ژلاتینه‌شدن، ویسکوزیته و رفتار آن در فرآیند اثر می‌گذارد. برای مثال، نشاسته ذرت، سیب‌زمینی و کاساوا الزاماً عملکرد یکسانی در یک فرمول غذایی ندارند.
مرحله دوم؛ هیدرولیز جزئی و تولید مالتودکسترین
در مرحله بعد، بخشی از پیوندهای موجود در زنجیره‌های نشاسته شکسته می‌شود. اگر این تجزیه به‌صورت جزئی انجام شود، ترکیبی از زنجیره‌های کوتاه‌تر گلوکز به دست می‌آید که به آن مالتودکسترین گفته می‌شود. مالتودکسترین معمولاً شیرینی کمی دارد، اما قابلیت حل‌شدن و پخش‌شدن مناسبی دارد. به همین دلیل در تولید نوشیدنی‌های پودری، مکمل‌ها، محصولات فوری، سس‌ها، فرآورده‌های لبنی و ترکیبات طعم‌دهنده استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند به محصول حجم و بدنه بدهد، جریان‌پذیری پودر را بهتر کند و به‌عنوان حامل برخی ترکیبات مانند طعم‌دهنده‌ها و رنگ‌ها عمل کند.
در منابع تخصصی، مالتودکسترین معمولاً با عدد DE کمتر از ۲۰ شناخته می‌شود. هرچه هیدرولیز بیشتر باشد، زنجیره‌های گلوکز کوتاه‌تر و مقدار قندهای ساده بیشتر می‌شود. در نتیجه، شیرینی و حلالیت افزایش می‌یابد، اما توانایی ایجاد ویسکوزیته و بدنه معمولاً کاهش پیدا می‌کند.
عدد DE چگونه تفاوت این مواد را مشخص می‌کند؟
برای اندازه‌گیری میزان تجزیه نشاسته از شاخصی به نام دکستروز اکی‌والنت یا DE استفاده می‌شود. این عدد نشان می‌دهد چه مقدار از مواد جامد موجود، از نظر قدرت احیاکنندگی معادل دکستروز در نظر گرفته می‌شود. نشاسته سالم و کم‌هیدرولیزشده، DE بسیار پایینی دارد. مالتودکسترین در محدوده میانی قرار می‌گیرد و شربت‌های گلوکز معمولاً DE بالاتری دارند. دکستروز که تقریباً گلوکز خالص است، DE نزدیک به ۱۰۰ دارد. بنابراین DE را می‌توان مانند یک مقیاس برای تشخیص میزان تبدیل نشاسته در نظر گرفت؛ هرچه عدد بالاتر باشد، معمولاً میزان هیدرولیز و شیرینی بیشتر است.
مرحله سوم؛ هیدرولیز بیشتر و تولید شربت گلوکز
اگر تجزیه زنجیره‌های نشاسته ادامه پیدا کند، مقدار بیشتری از ترکیبات پیچیده به قندهای کوتاه‌تر مانند گلوکز و مالتوز تبدیل می‌شود. حاصل این مرحله معمولاً شربت گلوکز است؛ ماده‌ای مایع که از ترکیبی از قندها و الیگوساکاریدها تشکیل شده و ویژگی آن به عدد DE، درصد ماده خشک و نسبت قندهای موجود بستگی دارد. شربت گلوکز در صنایع شیرینی و شکلات، آب‌نبات، تافی، ژله، بستنی، مربا، محصولات نانوایی و برخی نوشیدنی‌ها استفاده می‌شود. نقش آن فقط شیرین‌کردن نیست. این ماده می‌تواند از تشکیل کریستال‌های بزرگ شکر جلوگیری کند، ویسکوزیته را تنظیم کند، به محصول قوام بدهد و با افزایش مواد جامد، بافت آن را بهبود دهد.
برای مثال، در تولید آب‌نبات و تافی، شربت گلوکز به کنترل کریستالیزاسیون ساکارز کمک می‌کند. در بستنی نیز می‌تواند بر نقطه انجماد و اندازه بلورهای یخ اثر بگذارد و به ایجاد بافت نرم‌تر کمک کند.
مرحله چهارم؛ هیدرولیز کامل و تولید دکستروز
اگر زنجیره‌های نشاسته تقریباً به‌طور کامل تجزیه شوند، محصول اصلی دکستروز یا همان D-گلوکز خواهد بود. دکستروز می‌تواند به شکل شربت یا بلور جامد تولید شود. نوع جامد آن معمولاً پس از تغلیظ و تبلور شربت گلوکز به دست می‌آید و ممکن است به‌صورت دکستروز مونوهیدرات یا دکستروز بی‌آب عرضه شود.
دکستروز به دلیل ساختار ساده خود، به‌سرعت در آب حل می‌شود و برای فرآیندهایی که به قند قابل تخمیر نیاز دارند، مناسب است. در نانوایی می‌تواند در اختیار مخمر قرار گیرد و به تخمیر کمک کند. همچنین در ایجاد رنگ قهوه‌ای پوسته و شکل‌گیری برخی ترکیبات عطری هنگام پخت نقش دارد. در صنایع نوشیدنی و شیرینی نیز برای تنظیم شیرینی و افزایش مواد جامد محلول استفاده می‌شود.
جمع‌بندی
نشاسته بیشتر برای ایجاد غلظت، قوام و ساختار به کار می‌رود و معمولاً شیرینی قابل‌توجهی ندارد. مالتودکسترین شیرینی کمی دارد، اما برای ایجاد بدنه، افزایش حجم و تولید پودرهای فوری مناسب است. شربت گلوکز هم‌زمان می‌تواند شیرینی، ویسکوزیته و کنترل کریستالیزاسیون را فراهم کند. دکستروز شیرین‌تر و سریع‌الحل‌تر است و در تخمیر، نانوایی و فرمول‌هایی که به قند ساده نیاز دارند، کاربرد بیشتری دارد.