Sirup Jagung

Latar Belakang

Sirup jagung merupakan salah satu dari beberapa pemanis alami yang berasal dari pati jagung. Ini digunakan dalam berbagai macam produk makanan termasuk kue kering, biskuit, saus tomat, sereal, yogurt rasa, es krim, daging yang diawetkan, buah dan sayuran kaleng, sup, bir, dan banyak lainnya. Ini juga digunakan untuk memberikan rasa yang dapat diterima pada amplop, perangko, dan aspirin yang dapat ditutup rapat. Salah satu turunan sirup jagung adalah sirup jagung fruktosa tinggi, yang manis seperti gula dan sering digunakan dalam minuman ringan. Sirup jagung dapat dikirim dan digunakan sebagai cairan kental atau dapat dikeringkan untuk membentuk bubuk kristal.

Penggunaan jagung sebagai produk makanan dimulai sekitar 4000 SM. ketika ditanam di dekat tempat yang sekarang disebut Oaxaca di Meksiko. Karena sifat tahan bantingnya yang alami, jagung berhasil dibudidayakan oleh orang-orang di sebagian besar Belahan Bumi Barat. Itu diimpor ke Spanyol dari Hindia Barat sekitar tahun 1520 AD dan segera menjadi makanan populer di seluruh Eropa.

Seiring meluasnya penggunaan jagung sebagai produk pangan, berbagai mesin dikembangkan untuk membantu mengolahnya. Pabrik bertenaga air, yang telah digunakan untuk menggiling gandum dan biji-bijian lainnya selama ribuan tahun, diadaptasi untuk menggiling jagung kering. Pada awal 1700-an, alat untuk mengupas jagung—mengeluarkan biji jagung kering dari tongkolnya—telah dipatenkan. Proses pemurnian yang digunakan untuk memisahkan pati jagung dari biji jagung disebut proses penggilingan basah. Itu dipatenkan oleh Orlando Jones pada tahun 1841, dan Thomas Kingsford mendirikan pabrik penggilingan basah komersial pertama di Amerika Serikat pada tahun 1842.

Proses untuk mengubah pati menjadi gula pertama kali dikembangkan di Jepang pada tahun 800-an menggunakan garut. Pada tahun 1811, ahli kimia Rusia G.S.C. Kirchoff menemukan kembali proses ini ketika dia memanaskan pati kentang dalam larutan asam sulfat yang lemah untuk menghasilkan beberapa pemanis turunan pati, termasuk dekstrosa. Di Amerika Serikat, metode konversi asam ini diadaptasi ke tepung jagung pada pertengahan 1800-an dan pemanis jagung pertama diproduksi di pabrik di Buffalo, New York, pada tahun 1866. Proses ini tetap menjadi sumber utama sirup jagung sampai tahun 1967, ketika metode konversi enzim untuk memproduksi sirup jagung fruktosa tinggi dikomersialkan. Pada awalnya, ini adalah proses batch yang membutuhkan beberapa hari. Pada tahun 1972, proses konversi enzim terus menerus dikembangkan yang mengurangi waktu menjadi beberapa menit atau jam.

Saat ini, sirup jagung merupakan bagian penting dari banyak produk. Pada tahun 1996, ada 28 pabrik pemurnian jagung di Amerika Serikat yang memproses total sekitar 72 miliar pon (33 miliar kg) jagung. Dari jumlah itu, sekitar 25 miliar lb (11,4 miliar kg) diubah menjadi sirup jagung dan pemanis jagung lainnya. Produk berbasis jagung ini memasok lebih dari 55% pasar pemanis bergizi di Amerika Serikat.

Bahan Baku

Ada beberapa ribu varietas jagung, tetapi varietas yang dikenal sebagai jagung penyok kuning #2 adalah sumber utama sirup jagung. Ini adalah varietas umum yang tumbuh di bagian Midwestern Amerika Serikat dan di tempat lain di dunia. Itu milik keluarga jagung yang mendapatkan namanya dari penyok kecil di ujung setiap kernel.

Bahan lain yang digunakan selama proses konversi jagung menjadi sirup jagung termasuk belerang dioksida, asam klorida atau berbagai enzim, dan air.

Manufaktur
Proses

Sirup jagung diproduksi di pabrik pengolahan yang dikenal sebagai pabrik jagung basah. Selain sirup jagung, pabrik ini menghasilkan banyak produk jagung lainnya termasuk minyak jagung, tepung jagung, dekstrosa, stok sabun, pakan ternak, dan beberapa bahan kimia yang digunakan dalam proses industri lainnya.

Memisahkan tepung jagung dari jagung

• 1 Biji jagung kering yang sudah dikupas diangkut ke pabrik dengan truk, gerbong, atau tongkang. Jagung dibongkar ke dalam lubang penyimpanan di mana ia ditimbang dan diambil sampelnya.
• 2 Biji diambil dari lubang pada konveyor dan dilewatkan melalui serangkaian saringan bergetar atau kisi logam berlubang untuk menghilangkan batang, sekam, batu, dan potongan tongkol. Hembusan udara yang terkendali meniup semua sekam dan debu, sementara elektromagnet menangkap paku, sekrup, atau potongan logam apa pun yang mungkin jatuh di antara biji-bijian selama pemanenan, pengelupasan, atau pengiriman.
• 3 Kernel yang telah dibersihkan ditempatkan dalam serangkaian tangki baja tahan karat besar yang disebut tangki curam. Setiap tangki menampung sekitar 168.000 lb (76.000 kg) kernel. Air hangat dengan sedikit sulfur dioksida disirkulasikan melalui tangki. Sulfur dioksida bereaksi dengan air membentuk larutan asam sulfat lemah. Proses ini berlangsung selama kurang lebih 20-40 jam dan digunakan untuk melunakkan kernel dan mempermudah pemisahan pati.
• 4 Kernel yang telah melunak dilewatkan melalui penggilingan kasar untuk menghilangkan bagian dalam dari kernel, yang disebut benih, yang mengandung sebagian besar minyak jagung. Setiap pabrik memiliki satu stasioner dan satu disk yang berputar. Jarak antara dua disk disesuaikan untuk merobek kernel tanpa menghancurkan kuman.
• 5 Pulp yang dihasilkan dipindahkan ke satu set pemisah siklon yang disebut pemisah kuman atau hidroklon. Kuman, yang kurang padat dibandingkan bagian lain dari kernel, dipintal keluar dari pulp dengan gaya sentrifugal. Kuman kemudian dipompa ke serangkaian saringan dan dicuci beberapa kali untuk menghilangkan pati yang tersisa. Kuman yang sudah dibersihkan dipanaskan dan ditekan untuk mengekstrak minyak jagung untuk diproses lebih lanjut menjadi produk makanan dan stok sabun.
• 6 Bahan sisa dari germ separator adalah slurry yang terdiri dari pati, protein, dan serat. Bubur ini melewati satu set penggilingan untuk merobek pati yang hilang dari serat. Serat kemudian terperangkap pada satu set saringan cuci dan dikeringkan untuk menjadi pakan ternak atau serat dedak jagung untuk digunakan dalam sereal.
• 7 Campuran pati dan protein, yang disebut pati pabrik, dipompa ke dalam satu set pemisah sentrifugal yang memutar campuran dengan kecepatan tinggi. Karena perbedaan berat jenis antara kedua bahan, pati yang lebih berat dapat dipisahkan dari protein yang lebih ringan, yang disebut gluten. Gluten dikeringkan dan dijual sebagai pakan ternak.
• 8 Pati diencerkan dengan air sebelum dicuci dan disaring 8-14 kali untuk menghilangkan sisa protein. Kemudian diencerkan kembali dan dijalankan melalui set pemisah sentrifugal kedua. Pati yang dihasilkan lebih dari 99,5% murni. Beberapa pati jagung ini dikeringkan dan dikemas untuk digunakan dalam produk makanan, bahan bangunan, atau untuk menghasilkan berbagai bahan kimia. Sisanya, biasanya mayoritas diubah menjadi pemanis jagung termasuk sirup jagung.

Mengubah tepung jagung menjadi sirup jagung

• 9 Pati jagung diubah menjadi sirup jagung biasa melalui proses yang disebut hidrolisis asam. Dalam proses ini, pati basah dicampur dengan larutan asam klorida yang lemah dan dipanaskan di bawah tekanan. Asam klorida dan panas memecah molekul pati dan mengubahnya menjadi gula. Hidrolisis dapat diinterupsi pada titik kunci yang berbeda untuk menghasilkan sirup jagung dengan rasa manis yang bervariasi. Semakin lama proses dibiarkan berlangsung, semakin manis sirup yang dihasilkan.
• 10 Sirup ini kemudian disaring atau dijernihkan untuk menghilangkan rasa atau warna yang tidak diinginkan. Selanjutnya dimurnikan dan diuapkan untuk mengurangi jumlah air.
• 11 Untuk menghasilkan bubuk sirup jagung, juga disebut padatan sirup jagung, sirup jagung cair dilewatkan melalui drum atau pengering semprot untuk menghilangkan 97% air. Ini menghasilkan bubuk sirup jagung kristal.

Mengubah sirup jagung menjadi sirup jagung fruktosa tinggi

• 12 Sirup jagung biasa mengandung gula dekstrosa yang kira-kira tiga perempat semanis gula sukrosa dalam gula tebu atau gula bit. Dalam banyak aplikasi pemanis ini merupakan keuntungan karena tidak mengalahkan rasa lain dalam makanan. Namun-. eh, dalam beberapa aplikasi, seperti minuman ringan, rasa yang lebih manis diinginkan. Untuk meningkatkan rasa manis dari sirup jagung biasa, ia mengalami proses lebih lanjut yang disebut konversi enzim. Dalam proses ini, gula dekstrosa dalam sirup diubah menjadi gula fruktosa yang lebih manis oleh aksi enzim dalam serangkaian langkah di bawah suhu, tekanan, dan keasaman yang dikontrol dengan hati-hati. Ini menghasilkan sirup jagung fruktosa tinggi dengan kandungan fruktosa 42%. Ini digunakan dalam buah-buahan kalengan dan bumbu.
• 13 Untuk menghasilkan sirup jagung dengan kadar fruktosa di atas 50%, sirup sirup fruktosa 42% dilewatkan melalui serangkaian kolom fraksinasi, yang memisahkan dan menahan kandungan fruktosa. Bagian yang dipisahkan adalah sekitar 80-90% fruktosa dan dikeluarkan dari kolom dengan air deionisasi. Sebagian dari ini disimpan dan dijual untuk digunakan dalam makanan "ringan" di mana hanya sedikit pemanis cair yang dibutuhkan. Sisanya dicampur dengan sirup fruktosa 42% lainnya untuk menghasilkan sirup fruktosa 55%, yang digunakan dalam minuman ringan, es krim, dan makanan penutup beku.
• 14 Bubuk sirup jagung fruktosa tinggi dapat diproduksi dengan menguapkan air dari sirup dan kemudian membungkus butiran bubuk untuk mencegahnya menyerap kembali kelembapan. Kristal fruktosa murni dapat diperoleh dengan memproses lebih lanjut sirup fruktosa 80-90%. Ini digunakan dalam campuran kue dan produk makanan lainnya di mana pemanis kering yang sangat terkonsentrasi diinginkan.

Kontrol Kualitas

Sirup jagung terutama digunakan sebagai produk makanan. Di Amerika Serikat, produksi dan penggunaannya berada di bawah kendali Food and Drug Administration (FDA) federal, yang menetapkan standar kualitas yang kaku. Perusahaan penyulingan jagung, yang bekerja melalui Asosiasi Penyulingan Jagung, telah mengembangkan prosedur analitis yang komprehensif untuk menguji sifat produk jagung, termasuk sirup jagung. Beberapa sifat penting sirup jagung adalah kandungan dekstrosa atau fruktosa, komposisi karbohidrat, kandungan padatan, rasa manis, kelarutan, viskositas, dan keasaman. Selain memantau bahan dan proses yang digunakan untuk membuat sirup jagung, produsen juga sering mengambil sampel produk jadi untuk dianalisis.

Masa Depan

Karena ketersediaan jagung di Amerika Serikat, diharapkan sirup jagung dan pemanis jagung lainnya akan terus digunakan secara luas dalam produk makanan.

Jagung juga diharapkan menjadi sumber banyak produk lain di masa depan. Etanol dapat diturunkan dari jagung dan menawarkan pembakaran bahan bakar yang lebih bersih daripada bensin untuk digunakan pada kendaraan bermotor. Pati jagung dapat digunakan sebagai bahan baku pengganti minyak bumi dalam produksi bahan kimia dan plastik. Produk jagung juga dapat digunakan dalam produksi obat-obatan dan antibiotik.