コーンシロップ

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背景

コーンシロップは、コーンスターチに由来するいくつかの天然甘味料の1つです。クッキー、クラッカー、キャットサップ、シリアル、フレーバーヨーグルト、アイスクリーム、保存肉、缶詰の果物や野菜、スープ、ビールなど、さまざまな食品に使用されています。また、封印可能な封筒、切手、アスピリンに許容できる味を提供するためにも使用されます。コーンシロップの誘導体の1つは、高果糖コーンシロップです。これは砂糖と同じくらい甘く、ソフトドリンクによく使用されます。コーンシロップは、出荷して濃厚な液体として使用することも、乾燥させて結晶性粉末を形成することもできます。

食品としてのトウモロコシの使用は、紀元前4000年頃にさかのぼります。 メキシコの現在のオアハカの近くで栽培されたとき。その自然の丈夫さのために、トウモロコシは西半球の多くの人々によって首尾よく栽培されました。 1520年頃に西インド諸島からスペインに輸入されました A.D。 そしてすぐにヨーロッパ中で人気のある食べ物になりました。

食品としてのトウモロコシの使用が普及するにつれて、それを処理するのに役立つさまざまな機械が開発されました。小麦やその他の穀物を何千年もの間粉砕するために使用されてきた水力発電所は、乾燥したトウモロコシを粉砕するために採用されました。 1700年代初頭までに、トウモロコシを殻から取り出す装置（乾燥したトウモロコシの果実を穂軸から取り除く装置）が特許を取得していました。コーンスターチをコーンカーネルから分離するために使用される精製プロセスは、ウェットミリングプロセスと呼ばれます。 1841年にオーランドジョーンズが特許を取得し、トーマスキングスフォードは1842年に米国で最初の商業用湿式製粉工場を設立しました。

でんぷんを糖に変換するプロセスは、800年代にクズウコンを使用して日本で最初に開発されました。 1811年、ロシアの化学者G.S.C.キルヒホッフは、硫酸の弱い溶液でジャガイモ澱粉を加熱して、デキストロースを含むいくつかの澱粉由来甘味料を製造したときに、このプロセスを再発見しました。米国では、この酸変換法は1800年代半ばにコーンスターチに採用され、最初のコーン甘味料は1866年にニューヨークのバッファローの工場で製造されました。このプロセスは、1967年までコーンシロップの主要な供給源でした。高果糖コーンシロップを製造するための酵素変換法が商品化されたとき。当初、これは数日を要するバッチプロセスでした。 1972年に、時間を数分または数時間に短縮する連続酵素変換プロセスが開発されました。

今日、コーンシロップは多くの製品の重要な部分です。 1996年には、米国に28のトウモロコシ精製工場があり、合計で約720億ポンド（330億kg）のトウモロコシを処理していました。その量のうち、約250億ポンド（114億kg）がコーンシロップやその他のコーン甘味料に変換されました。これらのトウモロコシベースの製品は、米国の栄養甘味料市場の55％以上を供給しました。

原材料

トウモロコシには数千種類の品種がありますが、黄色の＃2デントコーンとして知られる品種がコーンシロップの主な供給源です。これは、米国の中西部および世界の他の場所で栽培されている一般的な品種です。それは、すべての穀粒の端にある小さなへこみにちなんで名付けられたトウモロコシの家族に属しています。

トウモロコシをコーンシロップに変換するプロセスで使用される他の材料には、硫黄が含まれます 二酸化物、塩酸またはさまざまな酵素、および水。

製造
プロセス

コーンシロップは、ウェットコーンミルとして知られる加工工場で生産されます。コーンシロップに加えて、これらの工場は、コーン油、コーンスターチ、デキストロース、石鹸ストック、動物飼料、および他の工業プロセスで使用されるいくつかの化学物質を含む他の多くのコーン製品を生産しています。

コーンスターチをトウモロコシから分離する

• 1乾燥した殻付きトウモロコシの果実は、トラック、鉄道車両、またははしけで工場に輸送されます。トウモロコシは貯蔵ピットに降ろされ、そこで計量され、サンプリングされます。
• 2穀粒はコンベヤーのピットから取り出され、振動するスクリーンまたは穴あき金属格子のセットを通過して、棒、殻、石、および穂軸の破片を取り除きます。制御された空気の吹き付けにより、もみ殻やほこりが吹き飛ばされ、電磁石は、収穫、砲撃、または輸送中に穀粒の間に落ちた可能性のある釘、ネジ、または金属片を捕らえます。
• 3洗浄された穀粒は、急勾配タンクと呼ばれる一連の大きなステンレス鋼タンクに入れられます。各タンクには、約168,000ポンド（76,000 kg）のトウモロコシが入っています。少量の二酸化硫黄を含む温水がタンク内を循環します。二酸化硫黄は水と反応して、弱い亜硫酸溶液を形成します。このプロセスは約20〜40時間続き、穀粒を柔らかくしてでんぷんの分離を容易にするために使用されます。
• 4柔らかくなった穀粒を粗粉砕機に通して、トウモロコシ油の大部分を含む胚芽と呼ばれる穀粒の内部を取り除きます。各ミルには、1つの固定ディスクと1つの回転ディスクがあります。 2つのディスク間のクリアランスは、胚芽を粉砕せずに穀粒を引き裂くように調整されます。
• 5得られたパルプは、生殖分離器またはハイドロクローンと呼ばれるサイクロン分離器のセットに移されます。穀粒の他の部分よりも密度が低い細菌は、遠心力によってパルプからスピンアウトされます。次に、細菌を一連のスクリーンにポンプで送り、数回洗浄して残っているデンプンをすべて除去します。洗浄された細菌は加熱およびプレスされてコーン油が抽出され、食品や石鹸ストックにさらに加工されます。
• 6胚芽分離器の残りの材料は、デンプン、タンパク質、および繊維で構成されるスラリーです。このスラリーは別のミルのセットを通過して、繊維から失われたデンプンを引き裂きます。次に、繊維は一連の洗浄スクリーンに閉じ込められ、乾燥されて、穀物で使用するための動物飼料またはトウモロコシふすま繊維になります。
• 7ミルスターチと呼ばれるスターチとタンパク質の混合物は、混合物を高速で回転させる一連の遠心分離機にポンプで送られます。 2つの材料の比重が異なるため、グルテンと呼ばれる軽いタンパク質から重いデンプンを分離することができます。グルテンは乾燥され、動物飼料として販売されています。
• 8でんぷんを水で希釈してから洗浄し、8〜14回ろ過して、残っているタンパク質をすべて取り除きます。次に、それは再希釈され、遠心分離機の2番目のセットを通過します。得られた澱粉は99.5％以上純粋です。このコーンスターチの一部は、食品、建築材料、またはさまざまな化学物質の製造に使用するために乾燥および包装されています。残りの部分、通常は大部分は、コーンシロップを含むコーン甘味料に変換されます。

コーンスターチをコーンシロップに変換する

• 9コーンスターチは、酸加水分解と呼ばれるプロセスによって通常のコーンシロップに変換されます。このプロセスでは、湿った澱粉を塩酸の弱い溶液と混合し、圧力下で加熱します。塩酸と熱ででんぷん分子を分解し、糖に変換します。加水分解は、さまざまな甘さのコーンシロップを生成するために、さまざまな重要なポイントで中断することができます。プロセスの進行が長ければ長いほど、得られるシロップは甘くなります。
• 10次に、このシロップをろ過するか、その他の方法で清澄化して、不快な風味や色を取り除きます。さらに精製・蒸発させて水分量を減らします。
• 11コーンシロップ固形物とも呼ばれるコーンシロップ粉末を製造するには、液体コーンシロップをドラムまたは噴霧乾燥機に通して水の97％を除去します。これにより、結晶性コーンシロップ粉末が生成されます。

コーンシロップを高果糖コーンシロップに変換する

• 12通常のコーンシロップには、サトウキビやテンサイのショ糖の約4分の3の糖度のブドウ糖が含まれています。多くの甘味料用途では、食品の他のフレーバーを圧倒しないため、これは利点です。 Howev-。ええと、清涼飲料などのいくつかの用途では、より甘い味が望まれる。通常のコーンシロップの甘さを改善するために、酵素変換と呼ばれるさらなるプロセスが行われます。このプロセスでは、シロップ中のデキストロース糖は、注意深く制御された温度、圧力、および酸性度の下で一連のステップで酵素の作用により、より甘いフルクトース糖に変換されます。これにより、フルクトース含有量が42％の高フルクトースコーンシロップが生成されます。缶詰の果物や調味料に使用されます。
• 13フルクトースレベルが50％を超えるコーンシロップを製造するには、42％フルクトースシロップを一連の分留塔に通し、フルクトース含有量を分離して保持します。分離された部分は約80〜90％のフルクトースであり、脱イオン水でカラムから洗い流されます。この一部は保持され、少量の液体甘味料のみが必要な「軽い」食品で使用するために販売されます。残りは他の42％フルクトースシロップとブレンドされて55％フルクトースシロップが生成され、ソフトドリンク、アイスクリーム、冷菓に使用されます。
• 14粉末状の高果糖コーンシロップは、シロップから水分を蒸発させ、粉末状の穀物をカプセル化して水分を再吸収しないようにすることで製造できます。純粋な果糖結晶は、80〜90％の果糖シロップをさらに処理することによって得ることができます。高濃度の乾燥甘味料が望まれるケーキミックスやその他の食品に使用されます。

品質管理

コーンシロップは主に食品として使用されます。米国では、その製造と使用は、厳格な品質基準を設定している連邦食品医薬品局（FDA）の管理下にあります。コーンリファイナー協会を通じて活動しているコーンリファイナーは、コーンシロップを含むコーン製品の特性をテストするための包括的な分析手順を開発しました。コーンシロップの重要な特性のいくつかは、デキストロースまたはフルクトースの含有量、炭水化物の組成、固形分、甘味、溶解性、粘度、および酸性度です。コーンシロップの製造に使用される材料とプロセスを監視することに加えて、製造業者は分析のために完成品のサンプルを頻繁に採取します。

未来

米国ではとうもろこしがすぐに供給されるため、コーンシロップやその他のとうもろこし甘味料は引き続き食品に広く使用されることが予想されます。

トウモロコシはまた、将来的に他の多くの製品の供給源になると予想されています。エタノールはとうもろこしから得ることができ、自動車で使用するためにガソリンよりもクリーンな燃焼燃料を提供します。コーンスターチは、化学薬品やプラスチックの製造において石油の代わりとなる原料として使用できます。とうもろこし製品は、医薬品や抗生物質の製造にも応用できる可能性があります。