El xarop de maltosa és un additiu alimentari emprat com edulcorant, espessidor i conservant. Se'n poden diferenciar diversos tipus segons la concentració de maltosa; els més emprats són els xarops de blat de moro alts en maltosa. Tots tenen com a composició bàsica, a més d'aquest sucre com a majoritari, maltotriosa, dextrosa i altres sacàrids minoritaris en concentracions variables.
Quant a les seves propietats físiques, com més alt és el percentatge de maltosa més resisteixen la cristal·lització. De fet, xarops amb continguts de fins al 70% resisteixen la cristal·lització per sota dels 0 °C, mentre que els que en tenen un baix contingut cristal·litzen als 4 °C.
Història i context Primeres evidències històriques fins a la indústria de la glucosa La història dels edulcorants sempre ha anat en paral·lel als grans avenços de la química, primer, i la biotecnologia, després. En perspectiva, la història dels edulcorants en global és molt antiga, mentre que la dels xarops derivats del midó (entre ells els de maltosa) és molt més recent. Hi ha evidències de l'ús de la mel com edulcorant a la prehistòria i les primeres plantacions de canya de sucre daten del 300 a.C, mentre que els xarops de maltosa no van aparèixer fins al naixement de la indústria de la glucosa, al . No obstant, no va ser també fins a aquesta època que no es va desenvolupar gran part del coneixement actual sobre edulcorants tan antics com el sucre.
Com a remarca de nomenclatura, cal dir que la indústria de la glucosa inclou tots aquells processos de producció de xarops a partir de la hidròlisi del midó. Es diferencia entre xarops de maltosa i xarops de glucosa segons quin és el sucre majoritari dins el xarop, però són molt similars en procés d'elaboració i composició. Per això, està acceptat l'ús de “xarops de glucosa” per referir-se també als xarops de maltosa i, per tant, la seva història també és comuna.
Inicis de la indústria de la glucosa: Rússia i Kirchoff La indústria de la glucosa remunta el seu origen a 1811, amb els 3 matrassos que Konstantin Gottlieb Sigismund Kirchoff va mostrar a l'Acadèmia Imperial Russa de les Ciències. El primer dels matrassos contenia xarop elaborat a partir de patata, blat i fajol, el segon era “sucre” obtingut de l'assecat del xarop i el tercer era un altre xarop obtingut a partir del xarop deshidratat. Com s'havia obtingut el primer xarop es va descobrir al 1812. Per obtenir-lo, s'havia escalfat els diferents vegetals barrejats amb àcid sulfúric. El fet curiós és que Kirchoff no era un científic especialitzat en la química dels aliments i que probablement va descobrir com elaborar xarops a partir de vegetals per accident.
Per entendre aquest descobriment accidental cal entendre el context del sucre i la mel a inicis del a Europa. Dins la indústria de la porcellana s'havia emprat com adhesiu goma aràbiga primer i mel a partir del . Al 1811, degut a la situació bèl·lica que hi havia a Europa (guerres napoleòniques), el sucre escassejava. La mel, que fins llavors era un producte no gaire consumit com edulcorant, va passar a ser emprat com a alternativa al sucre i va fer més difícil emprar-lo com adhesiu a la indústria de la porcellana. Donat aquest context, és probable que Kirchoff, expert en química de minerals, hagués intentat buscar un substitutiu a la mel com adhesiu i per casualitat acabés trobant una substància pastosa que no serviria com adhesiu, però sí com edulcorant: el xarop de glucosa.
Inicis de la indústria de la glucosa: França i Regne Unit Simultàniament als experiments de Kirchoff, a França primer i una mica més tard al Regne Unit van començar a aparèixer també processos d'obtenció de xarops a partir de midó.
El mateix context que va provocar que Kirchoff descobrís com elaborar xarops va ser el que empenyeria l'aparició dels xarops a França. Donada l'escassetat de sucre, Napoleó va oferir una recompensa de 100.000 francs a qui produís sucre a partir d'una planta francesa. Va ser al 1810 quan Louis-Joseph Proust va poder fabricar “sucre” a partir de raïm. El que succeïa en realitat és que aquest “sucre” era en realitat glucosa, igual com Kirchoff havia obtingut d'escalfar la mescla de patata, blat i fajol en àcid sulfúric.
Pel que fa a Regne Unit, els xarops arribarien al 1855 de la mà del francès Alexandre Mambre. La indústria del midó ja existia des del a Gran Bretanya per usos de bugaderia i tèxtils, però la gran contribució de Mambre seria crear la primera indústria en processar midó per obtenir glucosa i emprar-la com edulcorant.
Evolució de la indústria de la glucosa A partir dels experiments de Kirchoff la indústria de la glucosa va avançar molt ràpidament, gràcies a avenços en mètodes analítics i en els processos de producció de la glucosa.
Alguns dels avenços analítics es troben relacionats amb mètodes per mesurar la quantitat de sucres reductors (titulació de Fehling (Herman von Fehling, 1848), mètode de Lane i Eynon (Joseph Henry Lane i Lewis Eynon, 1923), determinació de DE per crioscòpia (M. G. Fitton, 1979)...), quins sucres són presents als xarops i en quina concentració (cromatografia en paper (Mikhail Tswett, 1910), HPLC automatitzada (K. M. Brobst, H. D. Scobell i E. M. Steele, 1973)...) i la quantitat de sòlids (mesures per areòmetre, p.ex. escala Baumé (Antoine Baumé, 1768), escala Balling (Karl Joseph Von Balling, 1835), escala Brix (Adolf F. Brix, 1854) i escala Plato (Fritz Plato, 1918), i per refractòmetre, p.ex. refractòmetre Abbe (Ernst Abbe, 1888)).
Pel que fa als avenços de procés, vindrien donats per canvis en la matèria primera i en el mètode en si d'hidròlisi del midó. Inicialment, les matèries primeres eren el blat i la patata. Aquesta última era estacional i a més no podia ser emmagatzemada per temps gaire llargs. Això era un gran problema perquè implicava processar aquestes matèries primeres en temps molt curts i haver d'acumular el midó que no es podia hidrolitzar en el moment com midó deshidratat. Desenvolupar processos que permetien tractar productes no estacionaris com el blat de moro va suposar un gran avanç (procés d'hidròlisi alcalina de Thomas Kingford, 1841). L'altre gran avanç va ser la introducció d'enzims fúngics com a eines per obtenir xarops de glucosa (Dale i Langlois (1938) i Langlois i Turner (1951)). Es podia emprar el clàssic mètode d'hidròlisi àcida en combinació amb enzims o enzims sols.
En l'actualitat, el volum de mercat que pot arribar a generar la producció de xarop de maltosa és molt gran. Una refineria típica pot generar aproximadament 100 tones de xarops (incloent també xarops de glucosa i fructosa, només de maltosa) al dia. Aquest volum de mercat es veu en que les indústries del sucre i els xarops tenen un valor multibilionari.
Propietats que proporciona com additiu Actualment s'usa com a edulcorant 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 d'aquest edulcorant, 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:
Cos (consistència, espessor): com més sucres s'afegeixen i més petita és la conversió dels mateixos, més augmenta la viscositat del producte i 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. Enfosquiment: es produeix degut a la reacció que es dona 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 una altra. En el cas dels xarops de maltosa s'obtenen tons més clars (gammes de taronges a marrons clars). Cohesió: com més elevat és el contingut en sucres i menor 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 (de granola, de xocolata, 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 més fàcil de consumir durant 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'escumes: els xarops solen tenir densitats altes. A més, com més elevada sigui la viscositat del xarop (baixa conversió, poca glucosa lliure), més elevada és la seva densitat. L'aplicació sobre d'altres mescles en fa augmentar la densitat, cosa que fa menys 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'humitat: en general els xarops tenen alta 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: 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 soluts, en presència d'una membrana semipermeable es tendirà a igualar les 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 productes perquè hi ha menys aigua disponible. Emprar xarops més viscosos (menys conversió) fa que es formin menys cristalls.
Brillantor: el fet de ser fluids viscosos d'elevada densitat fa que siguin parcialment translúcids de manera que poden reflectir la llum i fer els productes més brillants.
Usos Com la majora de xarops alimentaris, els xarops de maltosa són usats principalment en la indústria alimentària, bàsicament com a endolcidors i espessidors en rebosteria i begudes ensucrades.
Malgrat tenir més baix poder endolcidor que d'altres edulcorants, el xarop de maltosa és interessant per totes les propietats anteriorment descrites, que permeten potenciar d'alguna manera o altra el producte final.