Jarabe de maíz con alta fructuosa

Jarabe de maíz rico en fructosa (JMAF), también conocido como glucosa-fructosa, isoglucosa y < b>jarabe de glucosa-fructosa, es un edulcorante elaborado a partir de almidón de maíz. Al igual que en la producción de jarabe de maíz convencional, el almidón se descompone en glucosa mediante enzimas. Para producir JMAF, el jarabe de maíz es procesado adicionalmente por la D-xilosa isomerasa para convertir parte de su glucosa en fructosa. El JMAF fue comercializado por primera vez a principios de la década de 1970 por Clinton Corn Processing Company, junto con la Agencia Japonesa de Ciencia y Tecnología Industrial, donde se descubrió la enzima en 1965.

Como edulcorante, el JMAF a menudo se compara con el azúcar granulada, pero las ventajas de fabricación del JMAF sobre el azúcar incluyen que es más barato. "JMAF 42" y "JMAF 55" se refieren a composiciones de fructosa en peso seco de 42% y 55% respectivamente, siendo el resto glucosa. El JMAF 42 se utiliza principalmente para alimentos procesados y cereales para el desayuno, mientras que el JMAF 55 se utiliza principalmente para la producción de refrescos.

La Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) afirma que no tiene conocimiento de evidencia que demuestre que el JMAF sea menos seguro que los edulcorantes tradicionales como la sacarosa y la miel. Los usos y exportaciones de JMAF por parte de los productores estadounidenses han crecido de manera constante a principios del siglo XXI.

Comida

En los EE. UU., el JMAF se encuentra entre los edulcorantes que en su mayoría reemplazaron a la sacarosa (azúcar de mesa) en la industria alimentaria. Los factores que contribuyen al mayor uso de JMAF en la fabricación de alimentos incluyen cuotas de producción de azúcar nacional, aranceles de importación sobre el azúcar extranjero y subsidios al maíz estadounidense, lo que aumenta el precio de la sacarosa y reduce el del JMAF, creando una ventaja en los costos de fabricación entre las aplicaciones de edulcorantes. . A pesar de tener un contenido de fructosa un 10% mayor, el dulzor relativo del JMAF 55, utilizado más comúnmente en los refrescos, es comparable al de la sacarosa. El JMAF ofrece ventajas en la fabricación de alimentos y bebidas, como simplicidad de formulación y estabilidad, lo que permite eficiencias de procesamiento.

JMAF (o jarabe de maíz estándar) es el ingrediente principal en la mayoría de las marcas de "jarabe para panqueques" como sustituto menos costoso del jarabe de arce. Los ensayos para detectar la adulteración de productos endulzados con JMAF, como la miel líquida, utilizan calorimetría diferencial de barrido y otros métodos de prueba avanzados.

Producción

Proceso

En el proceso contemporáneo, el maíz se muele para extraer almidón de maíz y una "ácido-enzima" Se utiliza un proceso en el que la solución de almidón de maíz se acidifica para comenzar a descomponer los carbohidratos existentes. Se añaden enzimas de alta temperatura para metabolizar aún más el almidón y convertir los azúcares resultantes en fructosa. La primera enzima que se agrega es la alfa-amilasa, que rompe las cadenas largas en cadenas de azúcar más cortas (oligosacáridos). La glucoamilasa se mezcla y los convierte en glucosa. La solución resultante se filtra para eliminar las proteínas, luego se usa carbón activado y luego se desmineraliza usando resinas de intercambio iónico. Luego, la solución purificada se pasa sobre xilosa isomerasa inmovilizada, que convierte los azúcares en ~50–52% de glucosa con algunos oligosacáridos no convertidos y 42% de fructosa (JMAF 42), y nuevamente se desmineraliza y nuevamente se purifica usando carbón activado. Una parte se procesa para obtener JMAF 90 mediante cromatografía líquida y luego se mezcla con JMAF 42 para formar JMAF 55. Las enzimas utilizadas en el proceso se obtienen mediante fermentación microbiana.

Composición y variedades

El JMAF está compuesto por un 24 % de agua y el resto es principalmente fructosa y glucosa con un 0 % a un 5 % de oligómeros de glucosa sin procesar.

Las formas más comunes de JMAF utilizadas para la fabricación de alimentos y bebidas contienen fructosa en un 42 % ("JMAF 42") o un 55 % ("JMAF 55") en peso seco. como se describe en el Código de Regulaciones Federales de EE. UU. (21 CFR 184.1866).

• HFCS 42 (aproximadamente 42% de fructosa si se ignoraba el agua) se utiliza en bebidas, alimentos procesados, cereales y productos horneados.
• HFCS 55 se utiliza principalmente en refrescos.
• HFCS 70 se utiliza para llenar jellies

Comercio y consumo

Se espera que el mercado mundial de JMAF crezca de 5900 millones de dólares en 2019 a 7600 millones de dólares proyectados en 2024.

China

El JMAF en China representa alrededor del 20 % de la demanda de edulcorantes. El JMAF ha ganado popularidad debido al aumento de los precios de la sacarosa, aunque se vende por un tercio del precio. Se estimó que la producción alcanzaría las 4.150.000 toneladas en 2017. Aproximadamente la mitad del JMAF producido se exporta a Filipinas, Indonesia, Vietnam y la India.

Unión Europea

En la Unión Europea (UE), el JMAF se conoce como isoglucosa o jarabe de glucosa y fructosa (GFS), que tiene entre un 20 % y un 30 % de contenido de fructosa, en comparación con el 42 % (JMAF 42) y el 55 % (JMAF 55) en los Estados Unidos. Estados. Mientras que el JMAF se produce exclusivamente con maíz en los EE. UU., los fabricantes de la UE utilizan maíz y trigo para producir GFS. GFS alguna vez estuvo sujeto a una cuota de producción de azúcar, que fue abolida el 1 de octubre de 2017, eliminando el límite de producción anterior de 720.000 toneladas y permitiendo la producción y exportación sin restricciones. El uso de GFS en refrescos está limitado en la UE porque los fabricantes no tienen un suministro suficiente de GFS que contenga al menos un 42 % de fructosa. Como resultado, los refrescos se endulzan principalmente con sacarosa, que tiene un contenido de fructosa del 50%.

Japón

En Japón, el JMAF también se conoce como azúcar isomerizado. La producción de JMAF surgió en Japón después de que las políticas gubernamentales provocaran un aumento en el precio del azúcar. El JMAF japonés se fabrica principalmente a partir de maíz estadounidense importado y la producción está regulada por el gobierno. Durante el período de 2007 a 2012, el JMAF tenía una participación del 27% al 30% del mercado japonés de edulcorantes. Japón consumió aproximadamente 800.000 toneladas de JMAF en 2016. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos afirma que el JMAF se produce en Japón a partir del maíz estadounidense. Japón importa un nivel de 3 millones de toneladas por año, lo que hace que el 20 por ciento de las importaciones de maíz se destine a la producción de JMAF.

México

México es el mayor importador de JMAF estadounidense. El JMAF representa alrededor del 27 por ciento del consumo total de edulcorantes, y México importó 983,069 toneladas de JMAF en 2018. La industria de refrescos de México está pasando del azúcar al JMAF, lo que se espera que impulse las exportaciones de JMAF de EE. UU. a México, según un Departamento de Estados Unidos. Informe del Servicio Agrícola Exterior de Agricultura.

El 1 de enero de 2002, México impuso un impuesto del 20% a las bebidas gaseosas y jarabes no endulzados con azúcar de caña. Estados Unidos impugnó el impuesto, apelando ante la Organización Mundial del Comercio (OMC). El 3 de marzo de 2006, la OMC falló a favor de los Estados Unidos, citando el impuesto como discriminatorio contra las importaciones estadounidenses de JMAF sin estar justificado según las normas de la OMC.

Filipinas

Filipinas fue el mayor importador de JMAF chino. Las importaciones de JMAF alcanzarían un máximo de 373.137 toneladas en 2016. Las quejas de los productores nacionales de azúcar darían lugar a una ofensiva contra las exportaciones chinas. El 1 de enero de 2018, el gobierno filipino impuso un impuesto de 12 pesos (0,24 dólares) a las bebidas endulzadas con JMAF, frente a 6 pesos (0,12 dólares) para las bebidas endulzadas con otros azúcares.

Estados Unidos

En los Estados Unidos, el JMAF se utilizó ampliamente en la fabricación de alimentos desde la década de 1970 hasta principios del siglo XXI, principalmente como sustituto de la sacarosa porque su dulzor era similar al de la sacarosa, mejoraba la calidad de fabricación, era más fácil de usar y era más fácil de usar. más económico. La producción nacional de JMAF aumentó de 2,2 millones de toneladas en 1980 a un máximo de 9,5 millones de toneladas en 1999. Aunque el uso de JMAF es aproximadamente el mismo que el de sacarosa en los Estados Unidos, más del 90% de los edulcorantes utilizados en la fabricación mundial es sacarosa.

La producción de JMAF en los Estados Unidos fue de 8,3 millones de toneladas en 2017. El JMAF es más fácil de manipular que la sacarosa granulada, aunque algo de sacarosa se transporta como solución. A diferencia de la sacarosa, el JMAF no se puede hidrolizar, pero la fructosa libre del JMAF puede producir hidroximetilfurfural cuando se almacena a altas temperaturas; Estas diferencias son más prominentes en las bebidas ácidas. Los fabricantes de refrescos como Coca-Cola y Pepsi continúan usando azúcar en otros países, pero hicieron la transición al JMAF para los mercados estadounidenses en 1980 antes de cambiar completamente en 1984. Grandes corporaciones, como Archer Daniels Midland, presionan para que el gobierno continúe con los subsidios al maíz. .

El consumo de JMAF en los EE. UU. ha disminuido desde que alcanzó un máximo de 37,5 libras (17,0 kg) por persona en 1999. El estadounidense promedio consumió aproximadamente 22,1 libras (10,0 kg) de JMAF en 2018, frente a 40,3 libras (18,3 kg) de Azúcar refinado de caña y remolacha. Esta disminución en el consumo interno de JMAF dio como resultado un impulso en la exportación del producto. En 2014, las exportaciones de JMAF se valoraron en 436 millones de dólares, una disminución del 21% en un año, y México recibió alrededor del 75% del volumen de exportación.

En 2010, la Asociación de Refinadores de Maíz solicitó a la FDA que llamara al JMAF "azúcar de maíz" pero la petición fue denegada.

Vietnam

El 90% de las importaciones de JMAF de Vietnam proviene de China y Corea del Sur. Las importaciones totalizarían 89.343 toneladas en 2017. Una tonelada de JMAF tenía un precio de 398 dólares en 2017, mientras que una tonelada de azúcar costaría 702 dólares. El JMAF tiene un impuesto de importación de cero centavos y no tiene cuota, mientras que la caña de azúcar sujeta a cuota tiene un impuesto del 5 por ciento, y el azúcar blanco y en bruto que no está sujeta a cuota tiene un impuesto del 85 por ciento y del 80 por ciento. En 2018, la Asociación de Caña y Azúcar de Vietnam (VSSA) pidió la intervención del gobierno en las políticas fiscales actuales. Según la VSSA, las empresas azucareras se enfrentan a políticas crediticias más estrictas, lo que provoca que las empresas miembros de la asociación tengan un mayor riesgo de quiebra.

Salud

Nutrición

El JMAF está compuesto por un 76 % de carbohidratos y un 24 % de agua y no contiene grasas, proteínas ni micronutrientes en cantidades significativas. En una cantidad de referencia de 100 gramos aporta 281 calorías, mientras que en una cucharada de 19 gramos aporta 53 calorías.

Obesidad y síndrome metabólico

El papel de la fructosa en el síndrome metabólico ha sido objeto de controversia, pero hasta 2022, no existe un consenso científico de que la fructosa o el JMAF tengan algún impacto en los marcadores cardiometabólicos cuando se sustituyen por sacarosa. Una revisión sistemática de 2014 encontró poca evidencia de una asociación entre el consumo de JMAF y enfermedades hepáticas, niveles de enzimas o contenido de grasa.

Una revisión de 2018 encontró que reducir el consumo de bebidas azucaradas y productos de fructosa puede reducir la acumulación de grasa hepática, que se asocia con la enfermedad del hígado graso no alcohólico. En 2018, la Asociación Estadounidense del Corazón recomendó que las personas limiten el azúcar total agregado (incluida la maltosa, la sacarosa, el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, la melaza, el azúcar de caña, el edulcorante de maíz, el azúcar sin refinar, el jarabe, la miel o los concentrados de jugo de frutas) en sus dietas a 9 cucharaditas al día para hombres y 6 para mujeres.

Preocupaciones por la seguridad y la fabricación

Desde 2014, la FDA de los Estados Unidos ha determinado que el JMAF es seguro (GRAS) como ingrediente para la fabricación de alimentos y bebidas, y no hay evidencia de que los productos minoristas de JMAF difieran en seguridad de aquellos que contienen edulcorantes nutritivos alternativos. Las Guías Alimentarias para Estadounidenses de 2010 recomendaron que se limiten los azúcares añadidos en la dieta.

Una de las preocupaciones de los consumidores sobre el JMAF es que el procesamiento del maíz es más complejo que el utilizado para las fuentes de azúcar comunes, como los concentrados de jugo de frutas o el néctar de agave, pero todos los productos edulcorantes derivados de materias primas implican pasos de procesamiento similares de despulpado, hidrólisis y enzimas. tratamiento y filtración, entre otros pasos comunes de la fabricación de edulcorantes a partir de fuentes naturales. En el proceso contemporáneo para producir JMAF, una "ácido-enzima" Se utiliza un paso en el que la solución de almidón de maíz se acidifica para digerir los carbohidratos existentes, luego se agregan enzimas para metabolizar aún más el almidón de maíz y convertir los azúcares resultantes en sus constituyentes de fructosa y glucosa. Los análisis publicados en 2014 mostraron que el contenido de JMAF en la fructosa fue consistente en muestras de 80 bebidas carbonatadas seleccionadas al azar endulzadas con JMAF.

Una preocupación previa en la fabricación era si el JMAF contiene compuestos carbonílicos reactivos o productos finales de glicación avanzada que se desarrollan durante el procesamiento. Sin embargo, esta preocupación fue descartada con evidencia de que el JMAF no presenta ningún riesgo dietético debido a estos compuestos.

A principios del siglo XXI, algunas fábricas que fabricaban JMAF habían utilizado un método de procesamiento de maíz cloro-álcali que, en los casos de aplicación de tecnología de celdas de mercurio para digerir la materia prima de maíz, dejaba rastros de residuos de mercurio en algunos lotes de JMAF. En un comunicado de 2009, la Asociación de Refinadores de Maíz declaró que todas las fábricas de la industria estadounidense para la fabricación de JMAF habían utilizado procesamiento sin mercurio durante varios años anteriores, lo que hacía que el informe anterior quedara obsoleto.

Otro

Diferencia de sabor

La mayoría de los países, incluido México, utilizan sacarosa o azúcar de mesa en los refrescos. En los EE. UU., los refrescos, como la Coca-Cola, generalmente se elaboran con JMAF 55. El JMAF tiene un sabor más dulce que la sacarosa. Algunos estadounidenses buscan bebidas como la Coca-Cola mexicana en los supermercados étnicos porque prefieren el sabor al de la Coca-Cola endulzada con JMAF. La Coca-Cola kosher, que se vende en Estados Unidos en torno a la festividad judía de Pesaj, también utiliza sacarosa en lugar de JMAF.

Apicultura

En la apicultura de Estados Unidos, el JMAF es un sustituto de la miel para algunas colonias de abejas melíferas gestionadas en épocas en las que hay escasez de néctar. Sin embargo, cuando el JMAF se calienta a aproximadamente 45 °C (113 °F), se puede formar hidroximetilfurfural, que es tóxico para las abejas, a partir de la descomposición de la fructosa. Aunque algunos investigadores citan la sustitución de la miel por JMAF como uno de los muchos factores del trastorno del colapso de las colonias, no hay evidencia de que el JMAF sea la única causa. En comparación con la miel de colmena, tanto el JMAF como la sacarosa causaron signos de desnutrición en las abejas alimentadas con ellos, evidentes en la expresión de genes involucrados en el metabolismo de las proteínas y otros procesos que afectan la salud de las abejas.

Relaciones públicas

Existen varias preocupaciones de relaciones públicas con el JMAF, incluida la forma en que los productos de JMAF se anuncian y etiquetan como "naturales". Como consecuencia, varias empresas volvieron a fabricar con sacarosa (azúcar de mesa) a partir de productos que anteriormente se habían elaborado con JMAF. En 2010, la Asociación de Refinadores de Maíz solicitó permitir que el JMAF pasara a denominarse "azúcar de maíz", pero esa petición fue rechazada por la FDA en 2012.

En agosto de 2016, en un intento por complacer a los consumidores con preocupaciones de salud, McDonald's anunció que reemplazaría todo el JMAF en sus panecillos con sacarosa (azúcar de mesa) y eliminaría los conservantes y otros aditivos artificiales de su menú. elementos. Marion Gross, vicepresidenta senior de McDonald's, afirmó: "Sabemos que ellos [los consumidores] no se sienten bien con el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, por eso les estamos dando lo que necesitan". "Estás buscando en su lugar." A principios del siglo XXI, otras empresas como Yoplait, Gatorade y Hershey's también eliminaron el JMAF, reemplazándolo con azúcar convencional porque los consumidores percibían que el azúcar era más saludable. Empresas como PepsiCo y Heinz también han lanzado productos que utilizan azúcar en lugar de JMAF, aunque todavía venden productos endulzados con JMAF.

Historia

La producción comercial de jarabe de maíz comenzó en 1964. A finales de la década de 1950, los científicos de Clinton Corn Processing Company de Clinton, Iowa, intentaron convertir la glucosa del almidón de maíz en fructosa, pero el proceso que utilizaron no era escalable. En 1965-1970, Yoshiyuki Takasaki, en el Instituto Nacional Japonés de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada, desarrolló una enzima xilosa isomerasa termoestable a partir de levadura. En 1967, Clinton Corn Processing Company obtuvo una licencia exclusiva para fabricar glucosa isomerasa derivada de la bacteria Streptomyces y comenzó a enviar una versión temprana de JMAF en febrero de 1967. En 1983, la FDA aceptó el JMAF como &34 ;generalmente reconocido como seguro" y esa decisión fue reafirmada en 1996.

Antes del desarrollo de la industria azucarera mundial, la fructosa dietética se limitaba a unos pocos artículos. La leche, las carnes y la mayoría de las verduras, los alimentos básicos de muchas dietas tempranas, no tienen fructosa, y sólo entre un 5% y un 10% de fructosa en peso se encuentra en frutas como las uvas, las manzanas y los arándanos. Sin embargo, la mayoría de los frutos secos tradicionales contienen aproximadamente un 50% de fructosa. De 1970 a 2000, hubo un aumento del 25% en los "azúcares añadidos" en los EE. UU. Cuando se reconoció como un edulcorante más barato y versátil, el JMAF reemplazó a la sacarosa como el principal edulcorante de los refrescos en los Estados Unidos.

Desde 1789, la industria azucarera estadounidense ha tenido protección comercial en forma de aranceles sobre el azúcar producido en el extranjero, mientras que los subsidios a los cultivadores de maíz reducen el ingrediente primario en HFCS, maíz. En consecuencia, los usuarios industriales que buscan reemplazos de azúcar más baratos adoptaron rápidamente HFCS en la década de 1970.