Obtaining orange juice–maltodextrin powders without structure collapse based on the glass transition temperature and degree of polymerization

ABSTRACT

A set of four maltodextrins (MXs) with different degree of polymerization were employed as carrying agents for the spray drying of liquid orange juice (OJ) without collapse in the microstructure; this was visually observed as fine powders non-agglomerated were obtained with a characteristic color. The powders were subjected to water adsorption and characterized. The effect of the MX added was the increase in the adsorption of water and the subsequent depression in the glass transition temperature (T_g). The microstructure did not crystalize at any water activity, but the phase changed from an amorphous solid to a solid covered by saturated liquid. Additionally, a simple mathematical model based on the molar fractions and the T_g of the individual components was proposed for predicting the overall T_g of the ternary system water–OJ–MX. The results presented herein may contribute to the processing of sugar-rich systems and in the stability of food products.

RESUMEN

Se emplearon cuatro maltodextrinas (MX) con diferente grado de polimerización (GP) como agente acarreador para el secado por aspersión sin colapso de la microestructura de jugo de naranja líquido (OJ); esto fue observado visualmente como un polvo de color blanco y apariencia fina sin aglomeración. Los polvos fueron sometidos a un proceso de adsorción de agua y caracterizados. El efecto de la adición de la MX fue el incremento en la adsorción de agua y la subsecuente depresión en el valor de la temperatura de transición vítrea (T_g). Para todas las actividades de agua evaluadas la microestructura no cristalizó, pero la fase cambió de un sólido amorfo a un sólido cubierto por líquido saturado. Adicionalmente se propuso para la predicción del valor de T_g del sistema ternario agua-OJ-MX, el uso de un modelo matemático simple basado en las fracciones molares y los valores de T_g de los componentes individuales. Los resultados obtenidos pueden contribuir para el procesamiento de sistemas ricos en azúcares y en la estabilidad de productos alimenticios.

KEYWORDS:

• Maltodextrin
• orange juice
• glass transition temperature
• spray drying

PALABRAS CLAVE:

• Maltodextrina
• jugo de naranja
• temperatura de transición vítrea
• secado por aspersión

Acknowledgment

This work was supported by the Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) in Mexico, through the grant No. 247906.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.