Xarope de milho

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Antecedentes

O xarope de milho é um dos vários adoçantes naturais derivados do amido de milho. É usado em uma ampla variedade de produtos alimentícios, incluindo biscoitos, bolachas, ketchup, cereais, iogurtes com sabores, sorvetes, carnes em conserva, frutas e vegetais enlatados, sopas, cervejas e muitos outros. Também é usado para fornecer um sabor aceitável a envelopes lacráveis, selos e aspirinas. Um derivado do xarope de milho é o xarope de milho com alto teor de frutose, tão doce quanto o açúcar e frequentemente usado em refrigerantes. O xarope de milho pode ser despachado e usado como um líquido espesso ou pode ser seco para formar um pó cristalino.

O uso de milho como produto alimentar data de cerca de 4000 a.C. quando foi cultivado perto do que hoje é Oaxaca, no México. Por causa de sua robustez natural, o milho foi cultivado com sucesso por pessoas em grande parte do hemisfério ocidental. Foi importado das Índias Ocidentais para a Espanha por volta de 1520 d.C. e logo se tornou um alimento popular em toda a Europa.

Com a disseminação do uso do milho como produto alimentício, várias máquinas foram desenvolvidas para auxiliar no seu processamento. Moinhos movidos a água, usados ​​para moer trigo e outros grãos por milhares de anos, foram adaptados para moer milho seco. No início do século XVIII, um dispositivo para descascar milho - remover os grãos de milho secos da espiga - foi patenteado. O processo de refino usado para separar o amido de milho dos grãos de milho é chamado de processo de moagem úmida. Foi patenteado por Orlando Jones em 1841, e Thomas Kingsford estabeleceu a primeira planta comercial de moagem úmida nos Estados Unidos em 1842.

O processo de conversão de amidos em açúcares foi desenvolvido pela primeira vez no Japão nos anos 800, usando a araruta. Em 1811, o químico russo G.S.C. Kirchoff redescobriu esse processo quando aqueceu o amido de batata em uma solução fraca de ácido sulfúrico para produzir vários adoçantes derivados do amido, incluindo dextrose. Nos Estados Unidos, esse método de conversão de ácido foi adaptado ao amido de milho em meados de 1800 e os primeiros adoçantes de milho foram produzidos em uma fábrica em Buffalo, Nova York, em 1866. Este processo permaneceu como a principal fonte de xarope de milho até 1967, quando o método de conversão enzimática para a produção de xarope de milho com alto teor de frutose foi comercializado. No início, esse era um processo em lote que exigia vários dias. Em 1972, foi desenvolvido um processo contínuo de conversão enzimática que reduzia o tempo para vários minutos ou horas.

Hoje, os xaropes de milho são uma parte importante de muitos produtos. Em 1996, havia 28 fábricas de refino de milho nos Estados Unidos que processavam um total de cerca de 72 bilhões de libras (33 bilhões de kg) de milho. Desse montante, cerca de 25 bilhões de libras (11,4 bilhões de kg) foram convertidos em xaropes de milho e outros adoçantes de milho. Esses produtos à base de milho abasteciam mais de 55% do mercado de adoçantes nutritivos nos Estados Unidos.

Matérias-primas

Existem vários milhares de variedades de milho, mas a variedade conhecida como milho dentado amarelo nº 2 é a principal fonte de xarope de milho. É uma variedade comum cultivada na porção centro-oeste dos Estados Unidos e em outras partes do mundo. Pertence a uma família de milho cujo nome deriva da pequena amolgadela na ponta de cada grão.

Outros materiais usados ​​durante o processo de conversão de milho em xarope de milho incluem enxofre dióxido, ácido clorídrico ou várias enzimas e água.

O processo de fabricação

O xarope de milho é produzido em fábricas de processamento conhecidas como moinhos de milho úmido. Além do xarope de milho, essas fábricas produzem muitos outros produtos de milho, incluindo óleo de milho, amido de milho, dextrose, estoque de sabão, ração animal e vários produtos químicos usados ​​em outros processos industriais.

Separando o amido de milho do milho

• 1 Os grãos de milho secos e sem casca são transportados para a fábrica em caminhões, vagões ou barcaças. O milho é descarregado em uma cava de armazenamento, onde é pesado e amostrado.
• 2 Os grãos são retirados da cava em esteiras transportadoras e passados ​​sobre um conjunto de telas vibratórias ou grades de metal perfuradas para remover quaisquer gravetos, cascas, pedras e pedaços de sabugo. Uma rajada controlada de ar remove qualquer palha e poeira, enquanto os eletroímãs capturam quaisquer pregos, parafusos ou pedaços de metal que possam ter caído entre os grãos durante a colheita, descasque ou transporte.
• 3 Os grãos limpos são colocados em uma série de grandes tanques de aço inoxidável chamados tanques íngremes. Cada tanque contém cerca de 168.000 lb (76.000 kg) de grãos. Água morna com uma pequena quantidade de dióxido de enxofre é circulada pelos tanques. O dióxido de enxofre reage com a água para formar uma solução fraca de ácido sulfuroso. Este processo continua por cerca de 20-40 horas e é usado para amolecer os grãos e tornar mais fácil a separação do amido.
• 4 Os grãos amolecidos são passados ​​por moinhos de moagem grossa para remover a parte interna do grão, chamada de germe, que contém a maior parte do óleo de milho. Cada moinho possui um disco estacionário e um rotativo. A folga entre os dois discos é ajustada para separar o kernel sem esmagar o germe.
• 5 A polpa resultante é transferida para um conjunto de separadores ciclônicos chamados separadores de germes ou hidroclones. Os germes, que são menos densos do que as outras partes do grão, são expelidos da polpa pela força centrífuga. Os germes são então bombeados para uma série de telas e lavados várias vezes para remover qualquer amido remanescente. Os germes limpos são aquecidos e prensados ​​para extrair o óleo de milho para posterior processamento em produtos alimentícios e estoque de sabão.
• 6 O material restante dos separadores de germe é uma pasta composta de amido, proteína e fibra. Essa pasta passa por outro conjunto de moinhos para rasgar o amido que sai da fibra. A fibra é então presa em um conjunto de telas de lavagem e é seca para se tornar ração animal ou fibra de farelo de milho para uso em cereais.
• 7 A mistura de amido e proteína, chamada amido moído, é bombeada para um conjunto de separadores centrífugos que giram a mistura em altas velocidades. Por causa da diferença de gravidade específica entre os dois materiais, o amido mais pesado pode ser separado da proteína mais leve, que é chamada de glúten. O glúten é seco e vendido como ração animal.
• 8 O amido é diluído com água antes de ser lavado e filtrado 8-14 vezes para remover qualquer proteína remanescente. Em seguida, é diluído novamente e executado em um segundo conjunto de separadores centrífugos. O amido resultante é mais de 99,5% puro. Parte desse amido de milho é seco e embalado para uso em produtos alimentícios, materiais de construção ou para a produção de vários produtos químicos. O resto, geralmente a maioria, é convertido em adoçantes de milho, incluindo xarope de milho.

Convertendo amido de milho em xarope de milho

• 9 O amido de milho é convertido em xarope de milho comum por meio de um processo chamado hidrólise ácida. Neste processo, o amido úmido é misturado com uma solução fraca de ácido clorídrico e é aquecido sob pressão. O ácido clorídrico e o calor quebram as moléculas de amido e as convertem em açúcar. A hidrólise pode ser interrompida em diferentes pontos-chave para produzir xaropes de milho de doçura variada. Quanto mais tempo o processo continuar, mais doce será o xarope resultante.
• 10 Este xarope é então filtrado ou clarificado para remover qualquer sabor ou cor questionável. É posteriormente refinado e evaporado para reduzir a quantidade de água.
• 11 Para produzir um pó de xarope de milho, também chamado de sólidos de xarope de milho, o xarope de milho líquido é passado por um tambor ou secador por spray para remover 97% da água. Isso produz um pó de xarope de milho cristalino.

Convertendo xarope de milho em xarope de milho rico em frutose

• 12 O xarope de milho comum contém açúcar dextrose, que é cerca de três quartos tão doce quanto a sacarose da cana ou da beterraba. Em muitas aplicações de adoçantes, isso é uma vantagem porque não se sobrepõe aos outros sabores dos alimentos. Howev-. er, em algumas aplicações, como refrigerantes, um sabor mais doce é desejado. Para melhorar a doçura do xarope de milho comum, ele passa por um outro processo denominado conversão enzimática. Nesse processo, os açúcares dextrose no xarope são convertidos em açúcares frutose mais doces pela ação de uma enzima em uma série de etapas sob temperaturas, pressões e acidez cuidadosamente controladas. Isso produz um xarope de milho com alto teor de frutose, com 42% de conteúdo de frutose. É utilizado em conservas de frutas e condimentos.
• 13 Para produzir xaropes de milho com um nível de frutose acima de 50%, os xaropes - o xarope de frutose 42% - são passados ​​por uma série de colunas de fracionamento, que separam e mantêm o conteúdo de frutose. A porção separada tem cerca de 80-90% de frutose e é lavada das colunas com água desionizada. Uma parte disso é retido e vendido para uso em alimentos "light", onde apenas uma pequena quantidade de adoçante líquido é necessária. O restante é misturado com outro xarope de frutose de 42% para produzir um xarope de frutose de 55%, que é usado em refrigerantes, sorvetes e sobremesas congeladas.
• 14 Os xaropes de milho em pó com alto teor de frutose podem ser produzidos evaporando a água do xarope e encapsulando os grãos em pó para evitar que reabsorvam a umidade. Cristais de frutose pura podem ser obtidos processando posteriormente o xarope de frutose a 80-90%. É usado em misturas para bolos e outros produtos alimentares onde se deseja um adoçante seco altamente concentrado.

Controle de qualidade

O xarope de milho é usado principalmente como produto alimentício. Nos Estados Unidos, sua produção e uso estão sob o controle da Food and Drug Administration (FDA), que estabelece rígidos padrões de qualidade. Os refinadores de milho, trabalhando através da Corn Refiners Association, desenvolveram procedimentos analíticos abrangentes para testar as propriedades dos produtos de milho, incluindo o xarope de milho. Algumas das propriedades importantes do xarope de milho são o teor de dextrose ou frutose, composição de carboidratos, teor de sólidos, doçura, solubilidade, viscosidade e acidez. Além de monitorar os materiais e processos usados ​​para fazer o xarope de milho, os fabricantes também coletam amostras frequentes do produto acabado para análise.

O Futuro

Por causa do pronto fornecimento de milho nos Estados Unidos, espera-se que o xarope de milho e outros adoçantes de milho continuem a ser usados ​​extensivamente em produtos alimentícios.

O milho também deve ser uma fonte de muitos outros produtos no futuro. O etanol pode ser derivado do milho e oferece um combustível de queima mais limpa do que a gasolina para uso em veículos motorizados. O amido de milho pode ser usado como matéria-prima para substituir o petróleo na produção de produtos químicos e plásticos. Os produtos de milho também podem encontrar aplicações na produção de medicamentos e antibióticos.