Piattaforma Tecnico Informativa B2B
Ci trovi al 351 – 3779980
oppure se lo preferisci, mandaci una email
a info@allinfood.it o con
Lo sciroppo di glucosio, nonostante il nome, non contiene solo glucosio, in altre parole non è ottenuto sciogliendo il glucosio puro (destrosio) in acqua, come si fa con il saccarosio, ma si ottiene idrolizzando l’amido. Infatti il nome più corretto per questo prodotto sarebbe: Idrolizzato di amido, mentre è ancora abitudine definirlo sciroppo di glucosio. Lo sciroppo di glucosio può essere prodotto da quasi tutte le fonti di carboidrati, ma nella pratica su scala industriale è conveniente produrre sciroppo di glucosio solo da amido che può essere di mais, di fecola di patate o di frumento. Gli sciroppi di glucosio hanno due specifiche importanti che è necessario conoscere: il Destrosio Equivalente (DE) e la Densità, espressa in gradi Baumé (°Be).
Il destrosio equivalente, chiamato anche destrosio equivalenza è un parametro che esprime il grado di idrolisi degli amidi e dei carboidrati da essi derivati, ed è importante perchè da questo dato si determinano le caratteristiche degli sciroppi di Glucosio. Per esempio, all’aumentare del DE dello sciroppo aumenta anche la sua dolcezza, la sua solubilità, fermentiscibilità, il rischio di imbrunimento e la capacità di abbassare il punto di congelamento (aspetto particolarmente importante nell’industria dolciaria e dei gelati). Viceversa, gli idrolizzati, ma anche i polimeri* a bassa DE sono meno solubili, meno dolci, più viscosi e non hanno effetto sul punto di congelamento, al contrario lo possono elevare.
*il DE, non è prerogativa solo degli sciroppi di glucosio, ma anche delle maltodestrine.
Prima di andare oltre, è opportuno ricordare che i carboidrati sono formati da unità semplici, i monosaccaridi, e che dalla loro concatenazione si formano carboidrati via via più complessi. Esempi di monosaccaridi sono il glucosio, il fruttosio, il galattosio, mentre gli amidi sono carboidrati complessi (polisaccaridi), cioè sono formati da tantissime unità di monosaccaridi e hanno caratteristiche completamente diverse dalle loro unità costituenti, cioè i monosaccaridi. Per esempio, più le molecole dei carboidrati sono lunghe, minore è il loro potere dolcificante, e siccome gli sciroppi di glucosio vengono ottenuti dall’idrolisi di carboidrati complessi (amidi) risulta importante esprimere con un valore il grado di scissione a cui è stato sottoposto un particolare sciroppo di glucosio.
Il destrosio equivalente è la misura del potere riducente di un prodotto, calcolato in termini di glucosio equivalente (destrosio) ed è espresso come percentuale della sostanza secca totale.
Quando l’amido viene idrolizzato dall’acido o dall’enzima, si formano frazioni saccaridiche più piccole. L’unità terminale di ogni frazione ha un gruppo riducente, indipendentemente dal numero di unità di glucosio presenti nel polimero. Nella determinazione del DE degli sciroppi, vengono misurati tutti i gruppi riducenti, ciascuno dei quali è espresso in termini di glucosio.
La destrosio equivalenza viene espressa con un valore numerico che va da un valore di 0 per l’amido a un valore di 100 per il glucosio che è considerato l’unità monomerica della catena. In parole più semplici, il DE dell’amido è zero, perchè non contiene unità monomeriche di glucosio, mentre il glucosio è 100, perchè nel glucosio puro, le unità sono tutte monomeriche. Infatti, questo valore dipende dalla lunghezza dei monomeri presenti nell’amido e nei suoi prodotti idrolizzati. Tanto MAGGIORE è la destrosio equivalenza di un idrolizzato (DE vicina a 100), tanto MINORE è la lunghezza delle catene glucidiche presenti nell’idrolizzato (maggior grado di idrolisi) e tanto maggiore sarà la dolcezza dell’idrolizzato stesso. Tanto MINORE è la destrosio equivalenza di un idrolizzato (DE vicina a 0), tanto MAGGIORE è la lunghezza delle catene glucidiche presenti in esso (minor grado di idrolisi) e tanto minore sarà la sua dolcezza.
Per ottenere gli sciroppi di glucosio, l’amido viene trattato con acidi ed enzimi che vanno a spezzare la sua catena polimerica in elementi più piccoli. Ci sono due differenti modi per scindere le molecole di amido, 1) con l’idrolisi acida e 2) con l’idrolisi enzimatica.
Il primo sciroppo di glucosio è stato prodotto per idrolisi acida. L’idrolisi acida idrolizza la catena dell’amido in modo casuale, rompendo entrambi i legami α-1→4 e α-1→6 tra le molecole di glucosio. In altre parole, al termine della reazione, lo sciroppo risultante contiene frazioni di catena di lunghezza variabile che dipendono dal tempo di reazione in condizioni fortemente acide, quindi dal grado di idrolisi acida intervenuta. Questo metodo basato sulla casualità, porta alla presenza nello sciroppo di un contenuto piuttosto variabile di catene di destrosio. Ci sono destrosi singoli, catene di due destrosi (maltosio), e catene da tre, quattro e anche più destrosi. Nonostante la casualità di questo metodo, in condizioni simili di acido, calore e tempo, il profilo degli idrolizzati di amido è lo stesso. Pertanto, è possibile produrre sciroppo di glucosio di volta in volta con la stessa composizione saccaridica. 
In teoria, è possibile convertire l’amido mediante idrolisi acida per produrre solo glucosio. Tuttavia, cercare di ottenere sciroppi di mais con più di 58-60 DE provoca la degradazione dei singoli mono e disaccaridi, e la formazione di prodotti secondare, colori e sapori indesiderati difficili da rimuovere. Gli sciroppi di mais con DE più alti di 50 possono essere prodotti con idrolisi enzimatica aggiuntiva.
Nel corso degli ultimi decenni, con l’introduzione delle biotecnologie, quindi con l’uso degli enzimi, i metodi di produzione si sono molto raffinati. Gli enzimi sono in grado di suddividere la catena di destrosi dell’amido in modo molto più mirato perché ci sono un certo numero di enzimi che hanno un’azione specifica sull’amido.
L’enzima α-amilasi attacca casualmente i legami glicosidici 1→ 4 producendo una miscela di saccaridi tra cui glucosio, maltosio, trisaccaridi e saccaridi polimerici superiori o maltodestrine. La formazione di maltodestrine si verifica perché la α-amilasi non è in grado di attaccare i legami 1 →6 delle catene ramificate. L’enzima β-amilasi è più specifico, anche lui attacca i legami α-1→4, ma separa le singole unità di maltosio, utile per produrre gli sciroppi di mais con un alto contenuto di maltosio. Altri enzimi che sono in grado di attaccare i legami α-1→4 dell’amilasi o i legami α-1→6 dell’amilopectina, sono: la destrininasi limite che agisce sulla α-destrina attaccando i legami α-1→6, ma richiede la presenza di alcuni residui di glucosio legati α-1→4. Non può
attaccare direttamente l’amilopectina. L’enzima R può agire direttamente sull’amilopectina, ma produce solo piccole quantità di zuccheri semplici. L’amiloglucosidasi ha la capacità di attaccare sia i legami α che β, enzima sfruttato per ottenere sciroppi contenenti un’elevata quantità di glucosio.
Gli sciroppi di glucosio sono spesso indicati dal grado di conversione: Basso, Regolare, Intermedio, Alto ed Extra Alto.
Per esempio, l’amido puro ha un DE pari o vicino a 0. Se la scissione dell’amido è completa si ottiene uno sciroppo di glucosio, con DE pari a 100, mentre i valori di DE intermedi tra 0 e 100 indicano che nello sciroppo è avvenuta solo una scissione parziale dell’amido. Gli sciroppi di glucosio comunemente utilizzati, hanno DE compreso tra 38 e 60.
PESO MOLECOLARE
A causa della diversa composizione, ogni sciroppo di glucosio ha un peso molecolare medio diverso, a seconda del grado e della natura dell’idrolisi. Sciroppi con DE 36 e 42 convertiti con idrolisi acida hanno pesi molecolari medi di 543 e 430, rispettivamente, mentre uno sciroppo di glucosio convertito acido-enzima 62 DE ha un peso molecolare medio di 296. Come previsto, il peso molecolare medio diminuisce all’aumentare del DE poiché vengono prodotti più frammenti di peso molecolare inferiore con un grado più elevato di idrolisi. Tecnicamente, il calcolo del peso molecolare medio viene effettuato calcolando prima la frazione molare di ciascun saccaride e sommando le frazioni molari moltiplicate per il peso molecolare di ciascun saccaride. Sebbene il peso molecolare medio sia ciò che influenza proprietà come l’elevazione del punto di ebollizione, è raro che questi dettagli, vengano presi in considerazione nella pratica applicativa.
La capacità di idrolizzare l’amido mediante acido, enzimi o una combinazione dei due consente la produzione di vari sciroppi di glucosio. Gli sciroppi di glucosio prodotti da entrambe le conversioni acide ed enzimatiche sono indicati come sciroppi convertiti duali. Inoltre, possono essere rese disponibili miscele specifiche per soddisfare le specifiche del produttore.
Sciroppo ad alto contenuto di Maltosio può essere prodotto utilizzando l’idrolisi acida in combinazione con la saccarificazione da parte dell’enzima, β-amilasi.
L’uso di altri enzimi glucoamilasi si traduce in sciroppi di diverse composizioni. L’applicazione di diversi tipi di enzimi ha permesso inoltre di produrre sciroppi di glucosio con DE superiori a 60. La saccarificazione da parte dell’amiloglucosidasi di uno sciroppo di glucosio convertito già acido/enzimatico ha prodotto sciroppi con DE compresi tra 63 e 95. Questi sciroppi contengono un’alta percentuale di glucosio.
Invece, le composizioni tipiche dei saccaridi di sciroppi di glucosio 42DE idrolizzati con metodi diversi sono mostrate nelle tabella sotto.
Alla fine del 1960, è stato sviluppato un processo per isomerizzare il glucosio a fruttosio negli idrolizzati di amido. Il processo è una reazione enzimatica con glucosio isomerasi. Il prodotto è conosciuto come sciroppo ad alto contenuto di fruttosio (mais) (HFGS). Il primo HFGS disponibile era uno sciroppo contenente il 71% di solidi composto da 42% di fruttosio, 52% di glucosio e 6% di altri saccaridi. A causa dell’elevata concentrazione di glucosio, sono necessarie temperature di conservazione comprese tra 27 e 32 °C per prevenire la cristallizzazione del glucosio. Nel 1976 è stato sviluppato un HFGS al 55%. Il processo comporta una fase di arricchimento del fruttosio, poiché l’isomerizzazione del glucosio in fruttosio da parte di enzimi superiori al 42% non è possibile. Tipicamente, il 55% di HFGS contiene il 77% di solidi composti per il 55% da fruttosio, per il 42% da glucosio e per il 4% da altri saccaridi. Questo sciroppo può essere usato per sostituire lo zucchero invertito. L’altro vantaggio, a causa del suo basso contenuto di glucosio, è che può essere conservato a temperature più basse, da 24 a 29 ° C. Oggi è disponibile un prodotto HFGS al 90%. Questo sciroppo ha un contenuto solido tipico dell’80% e contiene il 90% di fruttosio, il 7% di glucosio e il 3% di altri saccaridi. Può essere conservato a temperature più basse, ma si consiglia di 21-26 °C, principalmente per facilitarne la manipolazione.
Gli HFGS sono ampiamente utilizzati negli Stati Uniti e, in misura minore, in Europa, dove ci sono meno vantaggi commerciali di utilizzo. Oltre agli sciroppi di glucosio/fruttosio sopra menzionati, è stato prodotto uno sciroppo di fruttosio utilizzando l’inulina come fonte. L’inulina è l’analogo del fruttosio dell’amido e la radice di cicoria è la materia prima standard per il prodotto commerciale. Gli sciroppi di fruttosio essendo costosi vengono impiegati solo dove il fruttosio vuole essere un’indicazione particolare e distintiva. Gli sciroppi di fruttosio sono chimicamente difficili da rilevare, non a caso sono stati utilizzati in passato per l’adulterazione dei succhi di frutta.
Oltre al valore alimentare che forniscono, gli sciroppi di glucosio vengono utilizzati per controllare la dolcezza, la consistenza, la cristallizzazione, l’imbrunimento e l’umettanza.
A causa della maggiore solubilità degli sciroppi di glucosio rispetto al saccarosio, una miscela di saccarosio e sciroppo di glucosio ha una concentrazione maggiore rispetto al solo saccarosio, con concentrazioni solide solubili del 75% e superiori, facilmente raggiungibili.
All’aumentare del DE, aumenta il grado di idrolisi, lo sciroppo contiene più glucosio e diventa più dolce. Nella pratica, la dolcezza è influenzata anche dalla temperatura, dal pH e da altre sostanze.
Sciroppi di glucosio con DE più bassi, a causa della loro maggiore percentuale di residui a catena lunga, aumentano la consistenza e la capacità di prevenire la cristallizzazione. In quest’ultimo caso, si ritiene che i residui a catena lunga impediscano alle molecole di saccarosio di associarsi per formare un cristallo.
Gli sciroppi di glucosio ad alto DE hanno un numero maggiore di gruppi riducenti e quindi aumentano i prodotti della caramellizzazione e/o della reazione di Maillard. Allo stesso modo, con l’aumentare del DE di uno sciroppo di glucosio, diventa più igroscopico e le confezioni contenenti alti livelli di sciroppi ad alta conversione devono essere protette fisicamente per ridurre al minimo l’assorbimento di acqua. I prodotti contenenti sciroppi a basso contenuto di DE sono meno igroscopici e hanno quindi meno probabilità di assorbire acqua.
Altre due proprietà degli sciroppi di glucosio che sono influenzati dal DE sono il punto di ebollizione e la viscosità. All’aumentare del DE dello sciroppo di glucosio, Il punto di ebollizione aumenta e la viscosità diminuisce. L’elevazione del punto di ebollizione di una soluzione dipende dal numero di molecole in soluzione. Una soluzione contenente uno sciroppo di glucosio ad alto DE avrà un punto di ebollizione più alto di una soluzione contenente sciroppo di glucosio a bassa conversione. Con la riduzione delle frazioni ad alto peso molecolare, o polisaccaridi, negli sciroppi di glucosio ad alta conversione, la viscosità è ridotta. Pertanto, uno sciroppo di glucosio 36 DE ha una viscosità significativamente più elevata rispetto a uno sciroppo di glucosio 62 DE alla stessa temperatura e concentrazione di solidi.
Per ulteriori informazioni sulla funzionalità degli sciroppi di glucosio, si rimanda ad ogni specifica applicazione.
Lo sciroppo di glucosio, viene utilizzato nel gelato, per vari motivi:
⊃ conferisce una struttura più filante;
⊃ migliora l’assorbimento di aria;
⊃ permette una minore sensazione di freddo all’assaggio;
⊃ abbassa il punto di congelamento della miscela;
⊃ previene l’aggregazione dei cristalli di ghiaccio.
La produzione di questo zucchero si deve al processo di idrolisi dell’amido, dove un’idrolisi completa porterebbe ad ottenere il destrosio, mentre con un’idrolisi controllata si ricava una miscela (sciroppo di glucosio) composta essenzialmente da glucosio, maltosio e altri polisaccaridi in minore quantità.
Variando il grado di idrolisi si ottengono diversi tipi di sciroppi che vengono classificati in base al loro potere riducente espresso come Destrosio Equivalente (DE). Più alto è il DE di uno sciroppo, maggiore è l’abbassamento del punto di congelamento della miscela e più soffice e dolce risulta il gelato; viceversa uno sciroppo a basso DE dà un gelato meno dolce e più consistente.
Lo sciroppo di glucosio viene quasi sempre utilizzato insieme al destrosio, perchè nonostante le loro caratteristiche siano opposte, la loro sinergia permette di ottenere un gelato ben spatolabile (⇒ destrosio), ma allo stesso tempo anche ben strutturato (⇒ sciroppo di glucosio). La minor sensazione di freddo percepito con l’aggiunta dello sciroppo di glucosio è direttamente legata alla sua caratteristica di migliorare l’assorbimento d’aria che a sua volta è determinata dalla maggior viscosità che conferisce lo sciroppo di glucosio alla miscela.
Dopo la mantecazione, i cristalli di ghiaccio nel gelato tendono a crescere di dimensione e ad aggregarsi durante la conservazione. Lo sciroppo di glucosio, soprattutto quello a basso DE, previene il fenomeno di aggregazione.
Si tratta di prodotto dalla consistenza liquido-densa e dall’aspetto lucido e trasparente. Esistono vari tipi di sciroppi di glucosio, che si differenziano in base alla percentuale di destrosio presente, espressa dalla sigla “DE”.
Gli sciroppi di glucosio si ottengono idrolizzando l’amido, e hanno due specifiche importanti: il destrosio equivalente (DE) e la densità, espressa in gradi Baumé (°Be).
Il destrosio equivalente è la misura del potere riducente di un prodotto, calcolato in termini di glucosio (destrosio) equivalente ed è espresso come percentuale della sostanza secca totale. Gli sciroppi di glucosio commercializzati possiedono un DE compreso tra i valori 38 e 60. Nei gelati si utilizza normalmente il 42DE. La materia secca presente negli sciroppi di glucosio è variabile, ed oscilla tra l’80% e l’85%.
Uno sciroppo di glucosio a basso DE è indicato, per esempio, per la preparazione di ghiaccioli.