Proceso químico para obtener jarabe de alta fructuosa a partir del almidón de maíz

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                   Índice.


Almidón de maíz o fécula de maíz ---------------Pagina 2



Propiedades de los jarabes de alto contenido de fructuosa ------------------------------------------------------- Pagina 2



Materiales y métodos  ----------------------------------Pagina 3  


                   

Procedimiento     ------------------------------- Pagina 3-5




Diagrama de flujo   --------------------------------------Pagina 5   

1. Almidón de maíz  o Fécula de maíz.
   El almidón de maíz o harina de fécula de maíz es un polvo fino blanco, insoluble en agua. Si se mezcla con agua  tiene la particularidad de comportarse como un fluido no newtoniano, al mezclar con agua y aplicar esfuerzo cortante se comporta mas como solido que como liquido y al estar en reposo recupera las propiedades como liquido.

Referencias

https://www.pochteca.com.mx/almidon-de-maiz-o-fecula-de-maiz/

2- Propiedades de los jarabes de alto contenido en fructosa.

En los últimos años, los nuevos edulcorantes aparecidos en el mercado internacional han propiciado un desplazamiento progresivo de la sacarosa como ingrediente en la fabricación de diversos alimentos procesados. En particular, se encuentran los jarabes de maíz de alta fructosa (JMAF), que son productos elaborados con base en la hidrólisis del almidón de maíz con la posterior isomerización de la glucosa en fructosa conteniendo así como mínimo un 42% de fructosa y no más de un 8% de otros sacáridos, los cuales han competido exitosamente en diversas aplicaciones, especialmente en la elaboración de

refrescos y bebidas no alcohólicas y en otros productos que requieren un edulcorante en fase líquida o fluida tales como productos lácteos, confitería, panificación, etc.
En varios países, sobre todo en los desarrollados, la presencia de edulcorantes como jarabes fructosados y sustitutos no calóricos hace que el mercado azucarero internacional sea más estable y que los precios del azúcar disminuyan, pues los costos de producción de dichos jarabes son inferiores a los de la producción de azúcar. Sin embargo, es posible obtener jarabes con un contenido del 42% sin necesidad de separar los azúcares ya que estos jarabes fructosados tienen propiedades similares al azúcar invertido. Los jarabes de maíz de alta fructosa se produce a partir de un hidrolizado de dextrosa, el cual es clarificado, tratado con carbón, intercambio iónico y evaporado hasta un 40 a un 50% en masa base seca  Se añade HCl como cofactor para mantener la estabilidad de la isomerasa y para prevenir la inhibición por la presencia de residuos traza de calcio. El hidrolizado se pasa por una cama o lecho fijo donde se encuentra la enzima isomerasa inmovilizada y después es evaporado para obtener así el JMAF (HFCS) al 42% comercial.
Los jarabes de maíz de alta fructosa son más dulces que los jarabes de maíz

convencionales debido a la presencia de fructosa, aunque la intensidad de dulzura

depende de muchos factores tales como la temperatura, el pH y la concentración.

Bibliografía

López-Munguía. A. 1993. Biotecnología Alimentaria. Editorial LIMUSA, S.A. de C.V. México. México. 935 p.

3- Materiales y métodos.

3.1- Método: El método a utilizar es el de acido-enzima y los productos y equipo que se utilizaran son los siguientes.

3.2- Materiales:
*Almidón de maíz.
*Agua
*Enzimas
*Floculante Magnafloc
* Resina catiónica Amberlite IR-120
*Resina aniónica Amberlite IRA-400
*HCl
*Celite
*Carbon

3.3- Equipo:
*Conversor con agitador
*Biorreactor
*Purificador con carbón activado
*Filtrador a vacío
*Reactor de ionización
*Evaporador




4- Procedimiento
4.1- Se parte de 17.5 kg de almidón de maíz(C6H10O5) al 30%, el 30% del almidón seco se combina con agua y se licua. La licuefacción se realiza en un conversor  con un agitador mecánico incorporado agregando  una enzima  llamada alfa amilasa (α-Amilasa EC.3.2.1.1) 0.75ml/kg de almidón con un PH: de 5.4, temperatura de 90 °C, velocidad de agitación de 136 rpm por 1h.
(Las enzimas son moléculas orgánicas que actúan como catalizadores de reacciones químicas4​, es decir, aceleran la velocidad de reacción. Comúnmente son de naturaleza proteica)

4.2- Después la Sacarificación se lleva a cabo en un biorreactor  bajo las siguientes condiciones: 0.90 mL de preparado enzimático AMG E/kg de almidón seco (Preparado enzimático AMGE), pH de 4.4, temperatura a  60 °C, velocidad de agitación de 400 rpm por 20h.
La purificación del jarabe de glucosa(C6H12O6) se lleva a cabo de que cumpliera con los parámetros de pureza y fuera apto  como sustrato para la conversión a fructosa por la isomerasa inmovilizada. Se realiza en varias etapas: Eliminación de solidos insolubles, clarificación, filtración, intercambio iónico y evaporación.

4.3- La separación de solidos se evaluó inicialmente agregando un floculante (Magnafloc al 0.05% m/v) en el jarabe de glucosa obteniendo del almidón de maíz  y se evalúa la utilización  de una centrifuga semicontinua para separar los solidos. El  jarabe fue  alimentado a la centrifuga a temperatura ambiente y se ajusta  su flujo de salida a aproximadamente  75 mL/min.

4.4- Después de haber eliminado la mayoría de los solidos insolubles, el jarabe fue sometido a un tratamiento con carbón activado (1.5g/100g) a pH de 4.0 (ajustado con HCl), temperatura de 60 °C y una velocidad de agitación de  150 rpm por 30 min.

4.5- Posteriormente, se filtra al vacío a través de una capa de celite

4.6- El jarabe clarificado es tratado con una resina catiónica Amberlite IR-120 y luego con una aniónica Amberlite IRA-400 con el fin de eliminar iones calcio, sodio y cloruros.

4.7-Luego el jarabe clarificado fue tratado con una resina catiónica y una aniónica (con el fin de eliminar iones calcio, sodio y cloruros) hasta que tuviera una conductividad menor a 50 µS/cm. La fructosa tiene la misma fórmula empírica que la glucosa, C6H12O6 (masa molecular

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