I dolcificanti liquidi e solidi sono prodotti in tutto il mondo da diverse fonti di amido tra cui mais, grano, tapioca, patate e persino idrolizzato di cellulosa. Di questi, il mais è il più comune. Solo negli Stati Uniti ci sono quasi un miliardo di staia di mais trasformati per dolcificanti. Lo sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio (HFCS) è il più grande sciroppo dolcificante singolo prodotto.
L'HFCS si trova in frutta in scatola, cereali, prodotti chimici, farmaci, prodotti farmaceutici, condimenti, prodotti dolciari, gomme da masticare, gocce per la tosse, latticini, gelati, dessert surgelati, gelatine, prodotti a base di carne e bevande gassate. Le resine a scambio ionico sono utilizzate nelle operazioni unitarie di demineralizzazione, arricchimento e lucidatura/decolorazione della raffinazione HFCS per produrre uno sciroppo incolore puro avente il profilo zuccherino desiderato.
HFCS, il più raffinato dei dolcificanti liquidi per mais, è prodotto in un processo di macinazione a umido di mais che comprende le seguenti operazioni unitarie:
- Maturazione: i chicchi di mais si immergono in acido solforoso per ammorbidirli.
- Separazione dei germi: i noccioli vengono fratturati in amido, glutine, scafo e componenti del germe. Il germe ricco di olio viene separato e lavorato per l'estrazione dell'olio.
- Recupero delle fibre: l'impasto di amido, glutine e scafo viene macinato finemente e lo scafo viene separato.
- Separazione amido/glutine: l'amido e il glutine vengono separati in centrifughe e ciascuno viene lavato.
- Liquefazione: le particelle di amido solido vengono liquefatte per scomposizione enzimatica in destrine, catene di amido parzialmente degradate.
- Saccarificazione: le destrine vengono idrolizzate enzimaticamente in mono-, di-, tri e oligosaccaridi solubili.
- Filtrazione: i filtri a membrana o farina fossile rimuovono amido retrogrado, olio, proteine o altro materiale insolubile.
- Decolorazione: il carbone rimuove i composti di colore, sapore e odore dallo sciroppo filtrato.
- Demineralizzazione: le resine a scambio ionico rimuovono ceneri, proteine, acidi organici e colore dal dolcificante di mais per fornire stabilità al colore e al sapore.
- Le resine adsorbenti possono essere utilizzate al posto del carbonio dopo lo scambio ionico per la rimozione di colore, gusto e odore.
- Isomerizzazione: il destrosio viene isomerizzato enzimaticamente in fruttosio (42% fruttosio o 42 HFCS) per una maggiore dolcezza.
- Demineralizzazione: le resine a scambio ionico rimuovono il colore ei sali che sono stati aggiunti per facilitare l'isomerizzazione.
- Le resine adsorbenti possono essere utilizzate al posto del carbonio dopo lo scambio ionico per la rimozione di colore, gusto e odore.
- Evaporazione: lo sciroppo diluito viene concentrato per evaporazione dell'acqua.
- Separazione cromatografica: la miscela di fruttosio/destrosio (42 HFCS) viene separata con una resina di separazione cromatografica per produrre un flusso ricco di fruttosio (90% di fruttosio o 90 HFCS) e un flusso ricco di destrosio.
- Lucidatura/decolorazione: il colore, l'idrossimetilfurfurolo (HMF) e le ceneri residue vengono rimossi con resine a scambio ionico dal prodotto ricco di fruttosio prima o dopo la miscelazione a 55 HFCS.
- Evaporazione: il prodotto 55 HFCS viene concentrato prima della spedizione per evaporazione dell'acqua.
Le resine a scambio ionico sono utilizzate nelle operazioni unitarie di demineralizzazione, arricchimento e lucidatura/decolorazione della raffinazione di HFCS come descritto di seguito per produrre uno sciroppo incolore puro avente il profilo zuccherino desiderato.
