Кукурузный сироп

<час />

Фон

Кукурузный сироп - один из нескольких натуральных подсластителей, полученных из кукурузного крахмала. Он используется в широком спектре пищевых продуктов, включая печенье, крекеры, каши, хлопья, ароматизированные йогурты, мороженое, мясные консервы, консервированные фрукты и овощи, супы, пиво и многие другие. Он также используется для придания приемлемого вкуса запечатываемым конвертам, маркам и аспирину. Одним из производных кукурузного сиропа является кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, сладкий, как сахар, и часто используемый в безалкогольных напитках. Кукурузный сироп можно транспортировать и использовать в виде густой жидкости или сушить до кристаллического порошка.

Использование кукурузы в качестве пищевого продукта датируется примерно 4000 <малым> годом до нашей эры. когда он был выращен недалеко от того, что сейчас является Оахакой в ​​Мексике. Из-за своей естественной выносливости кукуруза успешно выращивалась людьми в большей части Западного полушария. Он был завезен в Испанию из Вест-Индии примерно в 1520 году нашей эры . и вскоре стал популярным блюдом во всей Европе.

По мере того, как кукуруза использовалась в качестве пищевого продукта, были разработаны различные машины для ее обработки. Водяные мельницы, которые использовались для измельчения пшеницы и других зерновых на протяжении тысячелетий, были приспособлены для измельчения сушеной кукурузы. К началу 1700-х годов было запатентовано устройство для лущения кукурузы - удаления высушенных зерен кукурузы с початка. Процесс рафинирования, используемый для отделения кукурузного крахмала от кукурузных зерен, называется процессом мокрого помола. Он был запатентован Орландо Джонсом в 1841 году, а Томас Кингсфорд основал первый коммерческий завод мокрого помола в США в 1842 году.

Процесс преобразования крахмала в сахар был впервые разработан в Японии в 800-х годах с использованием аррорута. В 1811 году русский химик Г.С.С. Кирхгоф заново открыл этот процесс, когда нагрел картофельный крахмал в слабом растворе серной кислоты для получения нескольких подсластителей на основе крахмала, включая декстрозу. В Соединенных Штатах этот метод преобразования кислоты был адаптирован для кукурузного крахмала в середине 1800-х годов, и первые кукурузные подсластители были произведены на заводе в Буффало, штат Нью-Йорк, в 1866 году. Этот процесс оставался основным источником кукурузного сиропа до 1967 года. когда был коммерциализирован способ ферментативной конверсии для производства кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Сначала это был пакетный процесс, на который требовалось несколько дней. В 1972 году был разработан непрерывный процесс преобразования ферментов, который сократил время до нескольких минут или часов.

Сегодня кукурузные сиропы являются важной частью многих продуктов. В 1996 году в Соединенных Штатах было 28 заводов по переработке кукурузы, которые перерабатывали в общей сложности около 72 миллиардов фунтов (33 миллиарда кг) кукурузы. Из этого количества около 25 миллиардов фунтов (11,4 миллиарда кг) было переработано в кукурузные сиропы и другие кукурузные подсластители. Эти продукты на основе кукурузы обеспечили более 55% рынка пищевых подсластителей в Соединенных Штатах.

Сырье

Существует несколько тысяч разновидностей кукурузы, но сорт, известный как желтая зубчатая кукуруза № 2, является основным источником кукурузного сиропа. Это распространенный сорт, выращиваемый на Среднем Западе США и в других странах мира. Он принадлежит к семейству кукурузы, получившему свое название от небольшой вмятины на конце каждого зерна.

Другие материалы, используемые в процессе переработки кукурузы в кукурузный сироп, включают серу. диоксид, соляная кислота или различные ферменты и вода.

Производственный
процесс

Кукурузный сироп производится на перерабатывающих предприятиях, известных как мельницы для влажной кукурузы. Помимо кукурузного сиропа, эти заводы производят множество других продуктов из кукурузы, включая кукурузное масло, кукурузный крахмал, декстрозу, соапсток, корма для животных и несколько химикатов, используемых в других промышленных процессах.

Отделение кукурузного крахмала от кукурузного

• 1 Сушеные очищенные зерна кукурузы доставляются на комбинат в грузовиках, железнодорожных вагонах или баржах. Кукуруза выгружается в яму для хранения, где ее взвешивают и отбирают пробы.
• 2 Зерна забираются из ямы на конвейерах и пропускаются через набор вибрационных сит или перфорированных металлических решеток для удаления любых палок, шелухи, камней и кусков початка. Контролируемый поток воздуха сдувает всю солому и пыль, в то время как электромагниты захватывают гвозди, винты или кусочки металла, которые могли упасть между зернами во время сбора урожая, лущения или транспортировки.
• 3 Очищенные ядра помещают в серию больших резервуаров из нержавеющей стали, называемых крутыми резервуарами. Каждый резервуар вмещает около 168 000 фунтов (76 000 кг) ядер. По емкостям циркулирует теплая вода с небольшим количеством диоксида серы. Диоксид серы реагирует с водой с образованием слабого раствора сернистой кислоты. Этот процесс длится около 20-40 часов и используется для размягчения ядер и облегчения отделения крахмала.
• 4 Размягченные зерна проходят через мельницы грубого помола, чтобы удалить внутреннюю часть ядра, называемую зародышем, которая содержит большую часть кукурузного масла. Каждая мельница имеет один стационарный и один вращающийся диск. Зазор между двумя дисками регулируется таким образом, чтобы ядро ​​разорвалось на части без раздавливания зародыша.
• 5 Полученная пульпа поступает в набор циклонных сепараторов, называемых сепараторами зародышей или гидроклонами. Зародыши, которые менее плотны, чем другие части ядра, вытягиваются из мякоти под действием центробежной силы. Затем микробы перекачиваются на серию сит и несколько раз промываются для удаления оставшегося крахмала. Очищенные микробы нагреваются и прессуются для извлечения кукурузного масла для дальнейшей переработки в пищевые продукты и соапсток.
• 6 Оставшийся материал из сепараторов зародышей представляет собой суспензию, состоящую из крахмала, белка и клетчатки. Эта суспензия проходит через другой набор мельниц, чтобы оторвать крахмал от волокна. Затем волокно улавливается набором моющих сит и сушится, превращаясь в корм для животных или волокно из кукурузных отрубей для использования в зерновых.
• 7 Смесь крахмала и белка, называемая измельченным крахмалом, закачивается в набор центробежных сепараторов, которые вращают смесь на высоких скоростях. Из-за разницы в удельном весе между двумя материалами более тяжелый крахмал можно отделить от более легкого белка, который называется глютеном. Глютен сушат и продают в качестве корма для животных.
• 8 Крахмал разбавляют водой перед промывкой и фильтруют 8–14 раз, чтобы удалить оставшийся белок. Затем его повторно разбавляют и пропускают через второй комплект центробежных сепараторов. Полученный крахмал имеет чистоту более 99,5%. Часть этого кукурузного крахмала сушат и упаковывают для использования в пищевых продуктах, строительных материалах или для производства различных химикатов. Остальная часть, обычно большая, превращается в кукурузные подсластители, включая кукурузный сироп.

Превращение кукурузного крахмала в кукурузный сироп

• 9 Кукурузный крахмал превращается в обычный кукурузный сироп в ходе процесса, называемого кислотным гидролизом. В этом процессе влажный крахмал смешивается со слабым раствором соляной кислоты и нагревается под давлением. Соляная кислота и тепло расщепляют молекулы крахмала и превращают их в сахар. Гидролиз можно прерывать в различных ключевых точках для получения кукурузных сиропов различной сладости. Чем дольше длится процесс, тем слаще полученный сироп.
• 10 Затем этот сироп фильтруют или осветляют иным способом для удаления нежелательного вкуса или цвета. Его дополнительно очищают и упаривают, чтобы уменьшить количество воды.
• 11 Для производства порошка кукурузного сиропа, также называемого твердым веществом кукурузного сиропа, жидкий кукурузный сироп пропускают через барабан или распылительную сушилку, чтобы удалить 97% воды. В результате получается кристаллический порошок кукурузного сиропа.

Превращение кукурузного сиропа в кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы

• 12 Обычный кукурузный сироп содержит сахар декстрозы, который примерно на три четверти слабее сахарозы в тростниковом или свекольном сахаре. Для многих подсластителей это преимущество, потому что они не подавляют другие вкусовые качества пищи. Хауев-. э-э, в некоторых применениях, таких как безалкогольные напитки, желателен более сладкий вкус. Чтобы улучшить сладость обычного кукурузного сиропа, он подвергается дополнительному процессу, называемому преобразованием ферментов. В этом процессе сахара декстрозы в сиропе превращаются в более сладкие сахара фруктозы под действием фермента в несколько этапов при тщательно контролируемых температурах, давлении и кислотности. В результате получается кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и 42% фруктозы. Он используется в консервированных фруктах и ​​приправах.
• 13 Для производства кукурузных сиропов с содержанием фруктозы выше 50% сиропы из 42% фруктозного сиропа пропускают через серию колонн фракционирования, которые разделяют и удерживают содержание фруктозы. Отделенная часть содержит около 80-90% фруктозы и смывается из колонок деионизированной водой. Часть его сохраняется и продается для использования в «легких» продуктах, где требуется лишь небольшое количество жидкого подсластителя. Остаток смешивают с другим 42% -ным сиропом фруктозы для получения 55% -ного фруктозного сиропа, который используется в безалкогольных напитках, мороженом и замороженных десертах.
• 14 Порошкообразные кукурузные сиропы с высоким содержанием фруктозы можно получить путем испарения воды из сиропа и последующего инкапсулирования зерен порошка, чтобы они не впитывали влагу. Чистые кристаллы фруктозы могут быть получены путем дальнейшей обработки 80-90% фруктозного сиропа. Он используется в смесях для пирожных и других пищевых продуктах, где требуется высококонцентрированный сухой подсластитель.

Контроль качества

Кукурузный сироп в основном используется в пищу. В США его производство и использование находится под контролем Федерального управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA), которое устанавливает жесткие стандарты качества. Переработчики кукурузы, работая через Ассоциацию переработчиков кукурузы, разработали комплексные аналитические процедуры для проверки свойств продуктов из кукурузы, включая кукурузный сироп. Некоторые из важных свойств кукурузного сиропа - это содержание декстрозы или фруктозы, углеводный состав, содержание твердых веществ, сладость, растворимость, вязкость и кислотность. Помимо мониторинга материалов и процессов, используемых для производства кукурузного сиропа, производители также часто берут образцы готового продукта для анализа.

Будущее

Ожидается, что в связи с готовыми поставками кукурузы в США кукурузный сироп и другие кукурузные подсластители будут по-прежнему широко использоваться в пищевых продуктах.

Также ожидается, что в будущем кукуруза станет источником многих других продуктов. Этанол может быть получен из кукурузы и представляет собой более чистое горючее, чем бензин, для использования в автомобилях. Кукурузный крахмал можно использовать в качестве сырья для замены нефти при производстве химикатов и пластмасс. Продукты из кукурузы также могут найти применение в производстве лекарств и антибиотиков.