Estratto di malto d’orzo e mais: proprietà, utilizzi, funzioni INCI, sicurezza

Blend di estratti da Hordeum vulgare (famiglia Poaceae) e Zea mays (famiglia Poaceae)

Sinonimi: barley malt extract & corn extract, estratto di malto d’orzo + estratto di mais
INCI / Funzioni: skin conditioning, antioxidant (grado-dipendente), humectant (grado-dipendente), hair conditioning (grado-dipendente)

Definizione
L’estratto di malto d’orzo e mais è una miscela di componenti di origine vegetale ottenuti da Hordeum vulgare (malto d’orzo) e Zea mays (mais), in genere mediante estrazione acquosa o idro-glicolica e successiva concentrazione/standardizzazione. Dal punto di vista compositivo, la frazione “malto” è tipicamente ricca di zuccheri fermentescibili e non fermentescibili (es. maltosio, glucosio, destrine), oltre a micro-componenti come amminoacidi, frazioni minerali e composti minori. La frazione “mais” (kernel/cob-kernel a seconda del grado) apporta in genere una quota di carboidrati solubili, polisaccaridi e micro-frazioni vegetali; in alcuni gradi sono valorizzate anche componenti con potenziale ruolo antiossidante. In cosmetica l’uso è prevalentemente “funzionale-sensorio”: supporto a condizionamento (pelle/capelli), miglioramento del feel e, in alcuni concept, supporto alla protezione della formula da fenomeni ossidativi (quando il grado è progettato con questa finalità).

Usi principali 

• Alimentazione: possibile uso come ingredienti alimentari (malto/derivati), ma la specifica “INCI” è tipicamente cosmetica.

• Cosmetica: skin conditioning; in alcuni gradi anche antioxidant, humectant e hair conditioning.

• Medicina: non tipico come ingrediente standard; eventuali impieghi sono di nicchia e dipendono da specifiche tecniche.

• Farmaceutica: non comune come eccipiente di largo impiego; eventuale presenza è dossier-dipendente.

• Uso industriale: uso come estratto vegetale funzionale/tecnico, variabile per settore.

Calorie (valore energetico)

Dati di identificazione e specifiche
Nella pratica commerciale, il blend può essere dichiarato come miscela di due (o più) voci INCI. Di seguito, i riferimenti più comuni per le due componenti.

Principali sostanze contenute

Ruolo funzionale e chiarimenti tecnici

Compatibilità formulativa

La compatibilità dipende soprattutto dal veicolo (acqua, glicoli, mix), dal contenuto in solidi e dal livello di conservazione intrinseca del grado. In emulsioni O/W e gel acquosi, l’estratto si inserisce di norma in fase acquosa o in post-addizione, controllando: stabilità di colore, eventuale incremento di appiccicosità e compatibilità con il sistema conservante. Nei sistemi “clear” (gel trasparenti/detergenti limpidi) può aumentare il rischio di opalescenza se la quota di solidi è significativa o se pH/elettroliti/polimeri non sono ottimizzati: è raccomandabile verificare stabilità a 24–48 h e con cicli termici.

Nota allergeni: essendo derivato da Hordeum vulgare, alcuni gradi possono essere associati a presenza di glutine o tracce correlate; la rilevanza dipende dal grado, dal processo e dal claim/posizionamento del prodotto finito. In progetti “gluten-free” è necessario richiedere documentazione specifica al fornitore.

Linee guida d’uso (indicative)

Applicazioni tipiche

• Skin care orientata a condizionamento e miglioramento del feel in fase acquosa.

• Hair care (shampoo e conditioner) per contributo sensoriale e supporto a pettinabilità (in funzione del grado).

• Detergenti e gel con presenza di estratto “botanical” (con test di stabilità mirati su trasparenza e colore).

Qualità, gradi e specifiche

Sicurezza, normativa e ambiente

Come miscela di estratti vegetali, la valutazione di sicurezza corretta è quella del prodotto finito (scenario d’uso, esposizione, popolazione). Operativamente, i punti più rilevanti sono: (i) controllo microbiologico (specie in gradi acquosi o ad alto contenuto di solidi), (ii) potenziale irritazione in soggetti sensibili (dose e formula-dipendente), (iii) stabilità nel tempo di colore e odore. Sul piano ambientale l’impatto è legato al carico organico e alla gestione degli scarichi di processo; si applicano buone pratiche di produzione e gestione reflui secondo normativa locale.

Troubleshooting formulativo

Conclusione

L’estratto di malto d’orzo e mais è un blend vegetale orientato a funzioni di condizionamento (pelle/capelli) e, in alcuni gradi, a contributi umettanti o antiossidanti. Il successo formulativo dipende dalla scelta del grado (veicolo e solidi), dalla validazione della conservazione e dal controllo di trasparenza, colore e sensoriale alle dosi d’uso previste.

Mini-glossario

Studi

L'estratto del malto d'orzo e mais, viene usato tradizionalmente per insaporire cibi ed è il prodotto della germinazione dell'orzo.

Durante la fase della germinazione, carboidrati e proteine vengono trasformati dagli enzimi in un processo preparatorio della birra. Durante la germinazione, i polisaccaridi non amidificati (NSP) nella parete cellulare dell'orzo, costituiti principalmente da arabinoxilani e β-glucani, sono solubilizzati e in parte degradati in molecole più piccole (1). 

Aspetti salutari 

L'orzo e l'orzo germinato contengono grandi quantità di glutammina (2), un importante substrato per la mucosa del colon. La glutammina è facilmente degradata dal basso pH dello stomaco, ma parte della glutammina viene protetta dalla fibra alimentare durante la digestione nello stomaco (3) e poi raggiunge il colon.

In questo studio, partendo dalla premessa che l'acido butirrico è uno dei prodotti chiave quando i β-glucani sono degradati dal microbiota nel colon, si ritiene che la glutammina legata alla fibra possa avere effetti simili una volta che è stata liberata dalla fibra del colon. Entrambi i β-glucani e la glutammina si trovano in grandi quantità nell'orzo maltato. Lactobacillus rhamnosus insieme al malto ha dimostrato di aumentare ulteriormente la formazione di acido butirrico nei ratti (4).

L'aggiunta del mais rende la mistura più dolce e più gradevole al gusto, quindi anche più commerciabile.

Bibliografia___________________________________________________

(1) Jamar C, Jardin Pd, Fauconnier M. Cell wall polysaccharides hydrolysis of malting barley (Hordeum vulgare L.): a review. Biotechnol Agron Soc Environ. 2011;15:301–13

Abstract. Malting quality results from the different steps of the malting process. Malting uses internal changes of the seed occurring during germination, such as enzymes synthesis, to obtain a good hydrolysis process and the components required. Among the three main hydrolytic events observed, that are namely starch degradation, cell wall breakdown and protein hydrolysis, an efficient cell wall polysaccharides hydrolysis is an essential condition for a final product of quality. Indeed, because of the physical barrier of the cell wall, cell wall polysaccharides hydrolysis is one of the first steps expected from the process to gain access to the cell components. Moreover, viscosity problem and haze formation in malting industry are related to their presence during the process when inefficient degradation occurs, leading to increased production time and cost. Understanding the key elements in cell wall degradation is important for a better control.(1-3, 1-4)-β-glucans and arabinoxylans are the main constituents of cell wall.(1-3, 1-4)-β-glucans are unbranched chains of β-D-glucopyranose residues with β-(1, 3) linkages and β-(1, 4) linkages. Arabinoxylan consists in a backbone of D-xylanopyranosyl units linked by β-(1-4) bonds connected to single L-arabinofuranose by α-(1→ 2) or α-(1→ 3)-linkages. Degradation of (1-3, 1-4)-β-glucans is processed by the (1-3, 1-4)-β-glucanases, the β-glucosidases and the β-glucane exohydrolases. It seems that the (1-3)-β-glucanases are also involved. Arabinoxylans are mainly decomposed by (1-4)-β-xylan endohydrolase, arabinofuranosidase and β-xylosidase.

(2)  Robertson JA, I'Anson KJA, Treimo J, Faulds CB, Brocklehurst TF, Eijsink VGH, et al. Profiling brewers’ spent grain for composition and microbial ecology at the site of production. LWT Food Sci Technol. 2010;43:890–6

Abstract. Brewers' spent grain (BSG) is a readily available, high volume low cost byproduct of brewing and is a potentially valuable resource for industrial exploitation. The variation in BSG composition and the implications for microbiological spoilage by a resident microflora might affect the potential to use BSG as a reliable food-grade industrial feedstock for value-added downstream processing. Fresh samples of BSG from a range of 10 breweries have been analysed for their microbial and chemical composition. The results show that a resident microflora of mainly thermophilic aerobic bacteria (<107g-1 fresh weight) persists on BSG. This population is susceptible to rapid change but at the point of production BSG can be considered microbiologically stable. Chemically, BSG is rich in polysaccharides, protein and lignin. Residual starch can contribute up to 13% of the dry weight and BSG from lager malts has higher protein content than that from ale. In general, at the point of production, BSG is a relatively uniform chemical feedstock available for industrial upgrading. Differences between breweries should not present problems when considering BSG for industrial exploitation but susceptibility to microbial colonisation is identified as a potential problem area which might restrict its successful exploitation.

(3) Kanauchi O, Agata K Protein, and dietary fiber-rich new foodstuff from brewer's spent grain increased excretion of feces and jejunum mucosal protein content in rats  Kanauchi O, Agata K Biosci Biotechnol Biochem. 1997 Jan; 61(1):29-33.

Abstract. We made a new protein-rich and fibrous foodstuff by milling and sieving brewer’s spent grain. This product contained glutamine-rich protein and the dietary fibers cellulose, hemicellulose, and lignin. We called this product germinated barley foodstuff (GBF). GBF had the effect of increasing fecal dry weight and number of feces and of significantly increasing jejunum mucosal protein content in rats over the cellulose group. In GBF, Gln-rich protein is thought to have strong chemical bonds with dietary fiber, an arrangement which would be important in the way these physiological effects arise. As dietary supplements of Gln or dietary fibers (i.e., cellulose, hemicellulose, lignin, and a mixture of these) did not improve defecation and jejunum mucosal protein simultaneously, the effects of GBF are thought to be caused not by the individual ingredients, but by the combination of protein with dietary fiber.

(4) Zhong Y, Nyman M. Prebiotic and synbiotic effects on rats fed malted barley with selected bacteria strains.   Food Nutr Res. 2014 Oct 6;58. doi: 10.3402/fnr.v58.24848. eCollection 2014.