Effects of maltodextrins with different dextrose equivalent on the release of aldehydes in aqueous model systems

Abstract

In this study, the amounts of aldehydes (n-hexanal, n-heptanal, n-octanal, n-nonanal and n-decanal) released into headspace were determined in maltodextrins with different dextrose equivalent (DE 4.0-7.0, DE 13.0-17.0, DE 16.5-19.5) and starch solutions. Also, absorbance values at 680 nm after titrating with iodine-KI and particle sizes of each polysaccharides were measured to see the effects of hydrophobic regions and intermolecular aggregation on the release of aldehydes from maltodextrins and starch solutions studied. The release of all aldehydes was smaller in aqueous solutions containing maltodextrin or starch compared to control system without any polysaccharides. Also, the general patterns in the aldehydes release were significantly different according to different maltodextrins and starch. Regarding the difference in the release of aldehydes according to equilibrium time, the release of all aldehydes decreased gradually until 24 hour, but dramatically increased after that. On the other hand, absorbance values at 650 nm and particle sizes of maltodextrins and starch were both observed in the order of starch > maltodextrin DE 4.0-7-0 > maltodextrin DE 13.0-17-0 > maltodextrin DE 16.5-19.5. In general, the absorbance values in all samples decreased until 24 hour and then increased. In particular, more significant change in absorbance at 680 nm occurred in maltodextrin with the highest DE (DE 16.5-19.5), most hydrolyzed one. The particle sizes enhanced gradually and had a dramatic increase at 24 and 48 hours, indicating more aggregation between polysaccharide molecules and affecting the release of aldehydes through salting-out effect.;본 연구에서는 서로 다른 당화율 (DE 4.0-7.0, DE 13.0-17.0, DE 16.5-19.5)을 가지는 maltodextrins 수용액에 탄소수가 다른 aldehydes (n-hexanal, n-heptanal, n-octanal, n-nonanal and n-decanal)를 첨가하고 37 ℃에서 평형시간 (1/2 시간에서 48시간)을 달리하여 각 maltodextrin이 기상으로 방출되는 aldehydes에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 static headspace-gas chromatography를 통하여 aldehydes의 기상으로의 방출 정도를 분석하였고, maltodextrins의 hydrophobic region에의 소수성 분자 결합 정도를 iodine-KI 반응 후, 변화를 측정하여 구하였으며, 입자들의 aggreation에 따른 크기 변화를 측정하여 위의 결과들을 비교∙분석하였다. 대조구로서 같은 조건에서 물과 starch 수용액도 함께 평가하였다. 모든 aldehydes는 maltodextrins 또는 starch 첨가시 기상으로 방출되는 양이 감소하였으며, starch 수용액보다 DE 4.0-7.0을 가지는 maltodextrin 수용액에서의 aldehydes의 감소 효과가 더 두드러진 것을 확인할 수 있었다. 기타 서로 다른 당화율을 가진 maltodextrin 수용액 사이에도 유의적인 차이를 나타내었다. 전반적으로 평형시간이 증가하면서 모든 실험구에서 점차 aldehydes의 방출량이 줄어드는 것을 확인할 수 있었으며, 모든 수용액에서의 aldehydes 방출량이 가장 적은 시간대는 24 시간이었다. 한편, 평형시간이 증가하면서 흡광도 값은 계속 감소하다가 24 시간 때 가장 낮은 수치를 나타내었으며, 입자 크기는 계속 증가하다가 48 시간 때 급격하게 증가하였다. 흡광도와 입자 크기는 모두 starch > maltodextrin DE 4.0-7-0 > maltodextrin DE 13.0-17-0 > maltodextrin DE 16.5-19.5 순으로 관찰되었다. 전반적으로 흡광도 수치는 모든 실험구에서 24시간까지 감소하다가 다시 증가하였다. 특히, 가수분해가 더 되어 가장 높은 당화율을 가지는 maltodextrin 수용액의 흡광도 수치가 유의적으로 변화하였다. 입자 크기는 점차적으로 증가하였고, 24시간에서 48시간에 급격하게 증가하였다. 이것은 polysaccharide 분자들이 더욱 aggregation 되는 것을 나타내고, salting-out 효과를 통해서 aldehydes 방출에 영향을 미친다.