El jarabe de glucosa , también conocido como glucosa de confitería , es un jarabe elaborado a partir de la hidrólisis del almidón . La glucosa es un azúcar . El maíz se utiliza comúnmente como fuente de almidón en los EE. UU., en cuyo caso el jarabe se llama " jarabe de maíz ", pero el jarabe de glucosa también se elabora a partir de papas y trigo , y con menor frecuencia a partir de cebada , arroz y mandioca . [1] p. 21 [2]
El jarabe de glucosa que contiene más del 90% de glucosa se utiliza en la fermentación industrial , [3] pero los jarabes utilizados en confitería contienen cantidades variables de glucosa , maltosa y oligosacáridos superiores , según el grado, y normalmente pueden contener entre un 10% y un 43% de glucosa. [4] El jarabe de glucosa se utiliza en los alimentos para endulzar, suavizar la textura y añadir volumen. Al convertir parte de la glucosa del jarabe de maíz en fructosa (mediante un proceso enzimático ), se puede producir un producto más dulce, el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa .
El jarabe de glucosa fue elaborado por primera vez en 1811 en Rusia por Gottlieb Kirchhoff utilizando calor y ácido sulfúrico . [5]
Según el método utilizado para hidrolizar el almidón y el grado en que se haya dejado que se produzca la reacción de hidrólisis, se producen distintos grados de jarabe de glucosa, que tienen diferentes características y usos. Los jarabes se clasifican en líneas generales según su equivalente de dextrosa (ED). Cuanto más avanza el proceso de hidrólisis, más azúcares reductores se producen y mayor es el ED. Según el proceso utilizado, los jarabes de glucosa con diferentes composiciones y, por lo tanto, diferentes propiedades técnicas, pueden tener el mismo ED.
Los jarabes de glucosa originales se fabricaban mediante hidrólisis ácida del almidón de maíz a alta temperatura y presión. El producto típico tenía un DE de 42, pero la calidad era variable debido a la dificultad de controlar la reacción. Los jarabes con mayor DE elaborados mediante hidrólisis ácida tienden a tener un sabor amargo y un color oscuro, debido a la producción de hidroximetilfurfural y otros subproductos. [1] p. 26 Este tipo de producto ahora se fabrica utilizando un proceso de conversión continuo [6] y todavía se usa ampliamente debido al bajo costo de la hidrólisis ácida. El perfil de azúcar de un jarabe de repostería también se puede imitar mediante hidrólisis enzimática . [6] Un jarabe de repostería típico contiene 19% de glucosa, 14% de maltosa, 11% de maltotriosa y 56% de carbohidratos de mayor masa molecular . [7] p. 464 Un jarabe típico de 42 DE tiene aproximadamente la mitad de la dulzura del azúcar, [1] p. 71 y el aumento de DE conduce a un aumento de dulzura, con un jarabe de 63 DE que es aproximadamente un 70%, y la dextrosa pura (100 DE) aproximadamente un 80% tan dulce como el azúcar. [1] p. 71
Mediante el uso de β-amilasa o α-amilasa fúngica , se pueden producir jarabes de glucosa que contienen más del 50% de maltosa, o incluso más del 70% de maltosa (jarabe con alto contenido de maltosa). [7] p. 465 Esto es posible porque estas enzimas eliminan dos unidades de glucosa (es decir, una molécula de maltosa) a la vez del extremo de la molécula de almidón. El jarabe de glucosa con alto contenido de maltosa tiene una gran ventaja en la producción de caramelos duros : a un nivel de humedad y temperatura determinados, una solución de maltosa tiene una viscosidad menor que una solución de glucosa, pero aún así se endurecerá hasta convertirse en un producto duro. La maltosa también es menos humectante que la glucosa, por lo que los caramelos producidos con jarabe con alto contenido de maltosa no se volverán pegajosos tan fácilmente como los caramelos producidos con un jarabe de glucosa estándar. [1] p. 81
Independientemente de la materia prima o del método utilizado para la hidrólisis, ciertos pasos son comunes para la producción de jarabe de glucosa:
Antes de que pueda comenzar la conversión del almidón en glucosa, el almidón debe separarse del material vegetal. Esto incluye la eliminación de la fibra y la proteína (que pueden ser subproductos valiosos, por ejemplo, gluten de trigo o maíz [1] p. 22 ). La proteína produce sabores y colores desagradables debido a la reacción de Maillard , y la fibra es insoluble y debe eliminarse para permitir que el almidón se hidrate. El material vegetal también debe molerse como parte de este proceso para exponer el almidón al agua.
El almidón debe hincharse para permitir que las enzimas o el ácido actúen sobre él. Cuando se utilizan cereales, se añade dióxido de azufre para evitar que se estropeen.
Al calentar la materia prima limpia y molida , se produce la gelatinización del almidón : los enlaces intermoleculares de las moléculas de almidón se rompen, lo que permite que los sitios de unión de hidrógeno atraigan más agua. Esto disuelve irreversiblemente el gránulo de almidón , por lo que las cadenas comienzan a separarse en una forma amorfa . Esto prepara el almidón para la hidrólisis.
El jarabe de glucosa se puede producir mediante hidrólisis ácida , hidrólisis enzimática o una combinación de ambas. Actualmente, hay una variedad de opciones disponibles.
Anteriormente, el jarabe de glucosa solo se producía combinando almidón de maíz con ácido clorhídrico diluido y luego calentando la mezcla bajo presión. Actualmente, el jarabe de glucosa se produce principalmente añadiendo primero la enzima α -amilasa a una mezcla de almidón de maíz y agua. La α-amilasa es secretada por varias especies de la bacteria Bacillus ; la enzima se aísla del líquido en el que crecen las bacterias. La enzima descompone el almidón en oligosacáridos , que luego se descomponen en moléculas de glucosa añadiendo la enzima glucoamilasa , también conocida como "γ-amilasa". La glucoamilasa es secretada por varias especies del hongo Aspergillus ; la enzima se aísla del líquido en el que crece el hongo. Luego, la glucosa se puede transformar en fructosa pasando la glucosa a través de una columna que está cargada con la enzima D-xilosa isomerasa , una enzima que se aísla del medio de crecimiento de cualquiera de varias bacterias. [8] [9]
Después de la hidrólisis, el jarabe diluido puede pasar a través de columnas para eliminar impurezas , mejorando su color y estabilidad.
El jarabe de glucosa diluido finalmente se evapora al vacío para aumentar la concentración de sólidos.
Sus principales usos en productos alimenticios preparados comercialmente son como espesante, edulcorante y humectante (un ingrediente que retiene la humedad y, por lo tanto, mantiene la frescura de un alimento). [10] El jarabe de glucosa también se usa ampliamente en la fabricación de una variedad de productos de caramelo.
En Estados Unidos, el jarabe de maíz producido en el país y el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa (JMAF) se utilizan a menudo en alimentos procesados y producidos en masa, dulces, refrescos y bebidas de frutas fabricados en Estados Unidos para aumentar los márgenes de ganancia . [10]
El jarabe de glucosa era el principal edulcorante del maíz en los Estados Unidos antes de que se extendiera el uso de la producción de JMAF. El JMAF es una variante en la que se utilizan otras enzimas para convertir parte de la glucosa en fructosa. El jarabe resultante es más dulce y más soluble. El jarabe de maíz también está disponible como producto minorista.
El jarabe de glucosa se utiliza a menudo como parte de la mezcla que se utiliza para crear sangre falsa para películas y programas de televisión. Las mezclas de sangre que contienen jarabe de glucosa son muy populares entre los cineastas y productores independientes, ya que es barato y fácil de conseguir.