Słodziki płynne i stałe są produkowane na całym świecie z kilku źródeł skrobi, w tym kukurydzy, pszenicy, tapioki, ziemniaków, a nawet hydrolizatu celulozy. Spośród nich najczęściej występuje kukurydza. W samych Stanach Zjednoczonych przetwarza się prawie miliard buszli kukurydzy na słodziki. Syrop kukurydziany o wysokiej zawartości fruktozy (HFCS) jest największym produkowanym syropem zawierającym pojedynczy słodzik.
HFCS znajduje się w owocach w puszkach, zbożach, chemikaliach, lekach, farmaceutykach, przyprawach, wyrobach cukierniczych, gumie, kroplach na kaszel, produktach mlecznych, lodach, mrożonych deserach, galaretkach, produktach mięsnych i napojach gazowanych. Żywice jonowymienne są wykorzystywane w operacjach demineralizacji, wzbogacania i polerowania/odbarwiania rafinacji HFCS w celu wytworzenia czystego bezbarwnego syropu o pożądanym profilu cukru.
HFCS, najbardziej rafinowany z płynnych słodzików kukurydzianych, jest wytwarzany w procesie mielenia kukurydzy na mokro, który obejmuje następujące operacje jednostkowe:
- Moczenie: Ziarna kukurydzy moczą się w kwasie siarkowym, aby je zmiękczyć.
- Separacja zarodków: Jądra są rozbijane na skrobię, gluten, łuskę i składniki zarodkowe. Zarodki bogate w olej są oddzielane i przetwarzane w celu ekstrakcji oleju.
- Odzyskiwanie włókien: Zawiesina skrobi, glutenu i łuski jest drobno zmielona, a łuska jest oddzielana.
- Oddzielanie skrobi/glutenu: Skrobię i gluten oddziela się w wirówkach i każdy z nich przemywa.
- Upłynnianie: stałe cząstki skrobi są upłynniane przez enzymatyczny rozkład na dekstryny — częściowo zdegradowane łańcuchy skrobi.
- Scukrzanie: Dekstryny są enzymatycznie hydrolizowane do rozpuszczalnych mono-, di-, tri i oligosacharydów.
- Filtracja: Filtry z ziemi okrzemkowej lub filtry membranowe usuwają skrobię wsteczną, olej, białka lub inny nierozpuszczalny materiał.
- Odbarwianie: Węgiel usuwa związki barwy, smaku i zapachu z filtrowanego syropu.
- Demineralizacja: Żywice jonowymienne usuwają popiół, białko, kwasy organiczne i kolor ze słodzika kukurydzianego, aby zapewnić stabilność koloru i smaku.
- Żywice adsorpcyjne mogą być stosowane zamiast węgla po wymianie jonowej w celu usunięcia koloru, smaku i zapachu.
- Izomeryzacja: Dekstroza jest enzymatycznie izomeryzowana do fruktozy (42% fruktozy lub 42 HFCS) w celu zwiększenia słodyczy.
- Demineralizacja: Żywice jonowymienne usuwają kolor i sole, które zostały dodane w celu ułatwienia izomeryzacji.
- Żywice adsorpcyjne mogą być stosowane zamiast węgla po wymianie jonowej w celu usunięcia koloru, smaku i zapachu.
- Odparowanie: Rozcieńczony syrop jest zagęszczany przez odparowanie wody.
- Rozdział chromatograficzny: Mieszanina fruktoza/dekstroza (42 HFCS) jest rozdzielana chromatograficzną żywicą rozdzielającą w celu wytworzenia strumienia bogatego we fruktozę (90% fruktozy lub 90 HFCS) i strumienia bogatego w dekstrozę.
- Polerowanie/odbarwianie: Kolor, hydroksymetylofurfural (HMF) i pozostały popiół są usuwane za pomocą żywic jonowymiennych z produktu bogatego we fruktozę przed lub po zmieszaniu z 55 HFCS.
- Odparowanie: 55 Produkt HFCS jest zatężany przed wysyłką przez odparowanie wody.
Żywice jonowymienne są wykorzystywane w operacjach jednostek demineralizacji, wzbogacania i polerowania/odbarwiania rafinacji HFCS, jak opisano poniżej, w celu wytworzenia czystego bezbarwnego syropu o pożądanym profilu cukru.
