مالتوديكسترين

تتكون المالتوديكسترينات من وحدات جلوكوز D متصلة في سلاسل متفاوتة الطول. ترتبط وحدات الجلوكوز بشكل أساسي بروابط جليكوسيدية α(1→4) ، كما هو الحال في المشتق الخطي للجليكوجين (بعد إزالة التفرعات α1,6). ^{[ 1 ] [ 4 ] [ 5 ]} يتكون المالتوديكسترين التجاري عادةً من مزيج من سلاسل يتراوح طولها بين ثلاث إلى 17 وحدة جلوكوز. يمكن التحكم في خصائص المالتوديكسترين، مثل الحلاوة واللزوجة والقوام، أثناء التصنيع عن طريق تغيير درجة تحلل النشا. ^{[ 4 ]}

تُهضم المالتوديكسترينات إلى وحدات جلوكوز، مما يُساهم بقيمة طاقة غذائية تبلغ 4 سعرات حرارية لكل غرام (أو 16 كيلوجول لكل غرام). ^{[ 6 ]} تُنتج صناعة المالتوديكسترين منتجًا عالي النقاء وآمنًا من الناحية الميكروبيولوجية. ويمكن استخدامه في العديد من الأطعمة والمشروبات والمنتجات الرياضية والمخبوزات. ^{[ 6 ]}

تُشكل المالتوديكسترينات المقاومة للهضم عائلة كيميائية أكبر بكثير من عائلة المالتوديكسترينات القابلة للهضم. ويُعرّف المالتوديكسترين المقاوم للهضم بأنه: "سكريات قليلة التعدد من الجلوكوز. تتكون منتجات المالتوديكسترين والدكسترين المقاومة للهضم من سكريات قليلة التعدد غير قابلة للهضم من جزيئات الجلوكوز، مرتبطة بروابط قابلة للهضم وروابط α-1,2 و α-1,3 غير قابلة للهضم." ^{[ 8 ]} يتميز هذا المركب الكيميائي بتعقيد بنيوي أكبر من المالتوديكسترين القابل للهضم. ولا تشترك عائلتا المالتوديكسترينات إلا في القليل من الناحية الكيميائية أو الغذائية.

تشمل الأسماء المستخدمة لتحديد مالتوديكسترين المقاوم للهضم كمكون في الأطعمة لأغراض تنظيمية: الألياف القابلة للذوبان ، والدكسترين المقاوم ، أو الدكسترين . ^{[ 2 ] [ 7 ]} وقد تشمل هذه الأسماء نشا الطعام المستخدم في تصنيع هذا المكون. ^{[ 4 ]}

شهدت هذه العائلة الكيميائية تاريخًا من التغييرات في تصنيفها. ففي عام 2023، صُنِّف المالتوديكسترين المقاوم للهضم على أنه ديكسترين مقاوم ^{[ 7 ]} ونشا مقاوم من النوع 5. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ أ ]} قارنت دراسة أخرى بين الدكسترينات المقاومة والمالتوديكسترينات المقاومة، ووجدت اختلافات بينهما كيميائيًا ووظيفيًا. ^{[ 11 ]} في تلك الدراسة، تطلّب منتج المالتوديكسترين النهائي معالجة إضافية للدكسترين المقاوم. تُعرَّف هذه العائلة الكيميائية بشكل فعّال من خلال نشا الطعام وعملية التصنيع، وكلاهما قد يختلف وفقًا لتفضيلات التصنيع. ^{[ 7 ] [ 11 ]}

يتمتع مكون المالتوديكسترين المقاوم للهضم بخصائص عديدة تُستغل في صناعة الأغذية والمشروبات: فهو مسحوق أبيض ناعم قليل الرطوبة (5% ماء)، سهل التدفق، يتشتت بسهولة في الماء؛ شفاف في المحلول ذو لزوجة منخفضة ؛ عديم الرائحة، حمضي قليلاً، وذو نكهة خفيفة؛ ويتكون من 90% من الألياف الغذائية . ^{[ 3 ]} يبلغ متوسط ​​الكتلة الجزيئية لجزيء المالتوديكسترين المقاوم للهضم 2000 دالتون . ^{[ 3 ]}

المالتوديكسترين المقاوم للهضم هو ألياف غذائية قابلة للذوبان (قابلة للتخمر) تحتوي على العديد من الروابط الجليكوسيدية غير النشوية، مما يسمح لها بالمرور عبر الجهاز الهضمي دون تغيير في خصائصها الفيزيائية دون أن تخضع للهضم، وبالتالي لا تُزوّد ​​الجسم بأي طاقة غذائية. ^{[ 7 ]} في القولون، تُعدّ أليافًا حيوية تُخمّرها البكتيريا المعوية ، مما يؤدي إلى تكوين أحماض دهنية قصيرة السلسلة تُساهم في صحة الجهاز الهضمي. ^{[ 7 ] [ 12 ] [ 13 ]}

يمكن استخلاص المالتوديكسترين إنزيميًا من أي نوع من النشا، مثل نشا الذرة أو البطاطس أو الأرز أو الكسافا . ^{[ 1 ] [ 4 ] [ 5 ]} في الولايات المتحدة، يُستخدم نشا الذرة عادةً؛ أما في أوروبا، فيُستخدم القمح بشكل شائع . يُغلى نشا الطعام، ثم تُعالج العجينة الناتجة بمزيج من الأحماض والإنزيمات لإنتاج المالتوديكسترين. ^{[ 6 ]}

تُصنّع مالتوديكسترينات مقاومة للهضم بعملية تُشبه ظاهريًا عملية تصنيع مالتوديكسترينات قابلة للهضم. ^{[ 3 ] [ 7 ]} حيث يُعرّض نشا غذائي لمزيج من الحرارة والحمض والإنزيمات قبل تنقيته. ^{[ 3 ] [ 7 ]} ويُحاكي جزء من هذه العملية عملية الهضم البشري عمدًا ، وبالتالي، تكون النتيجة مقاومة للهضم بحكم التصميم. ^{[ 3 ] [ 7 ]} ولا يوجد توحيد قياسي لمصدر النشا الغذائي أو العملية .

إحدى طرق تحضير المالتوديكسترين المقاوم للهضم هي تحميص النشا النباتي في بيئة حمضية. ^{[ 3 ]} تعمل هذه العملية على تكسير جزيئات النشا إلى وحدات صغيرة، والتي تتحد بدورها بروابط مختلفة أكثر مقاومة للهضم. ^{[ 3 ] [ 7 ]} تُعرف هذه العملية باسم "بيرودكسترنة"، وتستخدمها إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) في صورة مالتوديكسترين مقاوم. كما يُصنف هذا النوع ضمن المواد الآمنة عمومًا (GRAS) في الولايات المتحدة، وفقًا للشركة المصنعة. ^{[ 16 ]}

يمكن استخدام الإنزيمات لتفكيك النشويات كبديل للتحميص. ^{[ 7 ]} تتبنى الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية تعريفًا أوسع لمصطلح "مالتوديكسترين المقاوم" يشمل التحلل الحراري والمعالجة الإنزيمية. ^{[ 17 ]} يُعرف هذا النوع باسم "ديكسترين المقاوم" في إشعار GRAS. ^{[ 16 ]}

تضمنت قائمةٌ تضم 14 طريقة تحضير ثلاث إلى أربع طرق مختلفة، من بينها التسخين بالميكروويف . ^{[ 7 ]} وقد اختلفت الطرق المتشابهة في تفاصيلها، ربما لأنها مُحسَّنةٌ لمصدر النشا النباتي. ^{[ 7 ]} وقدّمت إحدى الدراسات وصفًا تفصيليًا لطريقةٍ مخبريةٍ لإنتاج مالتوديكسترين مقاوم للهضم، تجمع بين عدة طرق تحضير مُدرجة. ^{[ 11 ]}

أظهرت مراجعة أجريت عام 2023 أن استخدام مصادر نشا مختلفة وتقنيات تصنيع متباينة قد ينتج عنه مالتوديكسترين مقاوم للهضم بخصائص متنوعة، وخلصت إلى أن طرق تصنيع المالتوديكسترين المقاوم للهضم تفتقر إلى التوحيد القياسي. ^{[ 7 ]} كما فحصت مراجعة أخرى أجريت عام 2023 طرق تصنيع المالتوديكسترين المقاوم للهضم من ثلاثة مصادر نشا مختلفة (البطاطا، والكسافا، والبطاطا الحلوة ) باستخدام تقنيات تصنيع متطابقة. ^{[ 11 ]} وقد وُجد أن المالتوديكسترين المقاوم للهضم الناتج يتميز باختلافات فيزيائية وكيميائية طفيفة، مثل تكوين بلورات الدكسترين ومسامية السطح ، ومقاومة الهضم (80-85%)، والثبات الحراري، والذوبان، وتكوين المعاجين. ^{[ 11 ]} ولا تزال أهمية هذه الاختلافات بالنسبة لجودة الأغذية المصنعة والصحة غير معروفة. وأظهرت دراسة ثالثة أجريت عام 2023 أن معدلات هضم المالتوديكسترين تعتمد على التركيب الجزيئي . ^{[ 18 ]}

يُستخدم المالتوديكسترين في تطبيقات متنوعة في صناعة الأغذية والمشروبات، بما في ذلك الأغذية الطبية ، وأغذية الأطفال ، وأغذية المستشفيات، ومكملات الرياضيين. ^{[ 6 ]} كما يُستخدم كبديل للاكتوز . ^{[ 6 ]}

يُستخدم المالتوديكسترين لتحسين قوام وملمس المنتجات الغذائية والمشروبات، مثل رقائق البطاطس وزبدة الفول السوداني "الخفيفة"، لتقليل محتواها من الدهون. ^{[ 6 ]} وهو مُنكّه فعّال ، ومُكثّف، وبديل للسكر . ^{[ 6 ]}

يُعدّ المالتوديكسترين سهل الهضم، ويمكن أن يُوفّر مصدرًا سريعًا للطاقة الغذائية. ^{[ 6 ]} نظرًا لامتصاصه السريع، يستخدمه الرياضيون كمكوّن في المشروبات الرياضية أو مكملات الاستشفاء لتجديد مخزون الجليكوجين وتحسين الأداء أثناء التمارين المطوّلة. ^{[ 20 ]} يُمكن تناوله كمكمل غذائي على شكل مسحوق، أو أكياس هلامية ، أو مشروبات طاقة ^{[ 6 ]،} أو غسول للفم. ^{[ 21 ] [ 22 ]} يتميّز المالتوديكسترين بمؤشر جلايسيمي مرتفع يبلغ 110، مقارنةً بالجلوكوز (100) وسكر المائدة (80). ^{[ 23 ]}

يمكن استخدام المالتوديكسترين لتغليف الزيوت والدهون والنكهات السائلة الأخرى في كبسولات دقيقة على شكل مسحوق انسيابي. ^{[ 24 ]} يحمي هذا المكونات من الأكسدة ^{[ 25 ]} كما يسمح بصنع مساحيق غذائية سريعة التحضير من هذه المكونات. المالتوديكسترين قابل للذوبان في الماء، لذا يذوب عند إضافة الماء ليطلق محتوياته. ^{[ 26 ] [ 27 ]} ويُستخدم المبدأ نفسه في صنع مسحوق الكحول ، الذي يتحول إلى مشروب كحولي عند إضافة الماء. ^{[ 28 ]}

في الولايات المتحدة، يعتبر المالتوديكسترين مكونًا آمنًا (GRAS) لتصنيع الأغذية. ^{[ 5 ]}

يُعدّ المالتوديكسترين المقاوم للهضم من بين مصادر الألياف الوظيفية ، مما يعني أن استخدامه في الأطعمة قد يُحسّن وظائف الجهاز الهضمي. ^{[ 12 ]} يُتيح انخفاض وزنه الجزيئي ، ولزوجته المنخفضة، وذوبانه العالي في الماء، ومقاومته للنشاط الإنزيمي، للمالتوديكسترين المقاوم للهضم تجنّب الهضم في الجهاز الهضمي . ^{[ 7 ] [ 11 ]} قد تكون هذه الخصائص مفيدة لإضافته كمصدر للألياف الغذائية القابلة للتخمر في صناعة الأغذية، مع الحفاظ على الخصائص الحسية للأطعمة المُصنّعة. ^{[ 7 ] [ 11 ]}

تُستخدم مالتوديكسترينات مقاومة للهضم، باعتبارها أليافًا غذائية حيوية، كمضافات في الأطعمة المصنعة، بشكل أساسي كعوامل مُكثِّفة أو بهدف تحقيق فوائد صحية. ^{[ 7 ]} تسمح خصائص مالتوديكسترينات مقاومة للهضم بإضافتها إلى أنواع مختلفة من المنتجات الغذائية، مثل المشروبات ومنتجات الألبان والحلويات. ^{[ 7 ] [ 11 ]}

كما أنها منخفضة السعرات الحرارية نسبياً، وعديمة اللون والرائحة والطعم. ^{[ 7 ]} وهي غير سامة، ومستقرة كيميائياً، ولا تتفاعل مع مكونات الطعام الأخرى ضمن نطاق درجات الحرارة اللازمة لتحضير الطعام وتخزينه. ^{[ 7 ] [ 9 ]}

في أوروبا والولايات المتحدة وكندا، يُعتبر مالتوديكسترين المقاوم للهضم الصناعي مكونًا آمنًا في صناعة الأغذية. ^{[ 7 ] [ 13 ] [ 29 ] [ 30 ]}

بسبب إطلاقه لجزيئات الجلوكوز عند هضمه، قد يتسبب المالتوديكسترين في ارتفاع سريع لمستويات السكر في الدم عند تناوله بكميات كبيرة، خاصةً لدى مرضى السكري أو المصابين بمقاومة الأنسولين . ^{[ 6 ]} ولأن المالتوديكسترين يُهضم ويُمتص بسرعة، فإن الإفراط في تناوله قد يُسهم في زيادة الوزن، وضعف حساسية الأنسولين، وارتفاع نسبة الدهون في الدم ، إذا لم يُوازن ذلك بنمط حياة أو نظام غذائي مناسب. ^{[ 6 ]}

يُعدّ المالتوديكسترين المقاوم للهضم أليافًا غذائية قابلة للتخمر، ويخضع حاليًا للدراسة نظرًا لقدرته على خفض خطر نقص سكر الدم والسمنة والاضطرابات المرتبطة بمتلازمة التمثيل الغذائي . ^{[ 7 ] [ 9 ]} وأثناء مروره عبر القولون، يُشكّل المالتوديكسترين المقاوم للهضم مادةً أساسيةً لإنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة ، وهي المصدر الرئيسي للطاقة للخلايا المبطنة للقولون، مما يُسهم في صحة الجهاز الهضمي. ^{[ 7 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 30 ]} ويؤدي تناول الأطعمة التي تحتوي على المالتوديكسترين المقاوم للهضم إلى زيادة عدد مرات التبرز وحجم البراز ، مما قد يُخفف من الإمساك . ^{[ 31 ]}

خلصت الدراسات إلى أن المالتوديكسترين المقاوم للهضم يُصنف ضمن النشا المقاوم من النوع الخامس (RS5) ، وهو نوع من الألياف الغذائية البريبايوتيكية التي تتمتع بخصائص قد تُحسّن من إدارة مرض السكري واضطرابات متلازمة التمثيل الغذائي الأخرى. ^{[ 9 ] [ 32 ]} قد يُسبب تناول الأطعمة أو المشروبات التي تحتوي على ألياف غذائية قابلة للتخمر، مثل المالتوديكسترين المقاوم للهضم، عدم الراحة في البطن، والانتفاخ، والغازات . ^{[ 12 ]}

في عام 2014، خلصت لجنة علمية تابعة للهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية إلى أن الأطعمة المصنعة التي تحتوي على دكسترين تجاري مقاوم للهضم مؤهلة للحصول على ادعاء صحي يتمثل في خفض مستويات الجلوكوز في الدم بعد الوجبات . ^{[ 29 ]}

في عام 2017، أدرجت وزارة الصحة الكندية مادة مالتوديكسترين المقاومة للهضم ضمن المصادر المصنعة للألياف الغذائية ذات التأثيرات الفسيولوجية المرغوبة والمؤهلة لوضع ملصقات المنتجات عليها. ^{[ 30 ]}

في عام 2018، أصدرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية وثيقة إرشادية للصناعة تنص على أنه يمكن الإعلان عن الأطعمة المصنوعة من مالتوديكسترين مقاوم للهضم على أنها توفر فائدة صحية من الألياف الغذائية القابلة للتخمر. ^{[ 13 ] [ 33 ]}