شراب الجلوكوز

كانت شرابات الجلوكوز الأصلية تُصنع عن طريق التحلل المائي الحمضي لنشا الذرة تحت درجة حرارة وضغط مرتفعين. وكان المنتج النموذجي يحتوي على درجة تحلل مكافئ (DE) تبلغ 42، لكن جودته كانت متفاوتة بسبب صعوبة التحكم في التفاعل. تميل الشرابات ذات درجة التحلل المكافئ الأعلى، والمصنوعة عن طريق التحلل المائي الحمضي، إلى أن يكون لها طعم مر ولون داكن، وذلك بسبب إنتاج هيدروكسي ميثيل فورفورال ومنتجات ثانوية أخرى. ^{[ 1 ] ص  26.} يُصنع هذا النوع من المنتجات الآن باستخدام عملية تحويل مستمرة ^{[ 6 ]} ، ولا يزال يُستخدم على نطاق واسع نظرًا لانخفاض تكلفة التحلل المائي الحمضي. يمكن أيضًا محاكاة التركيب السكري لشراب الحلويات عن طريق التحلل المائي الأنزيمي . ^{[ 6 ]} يحتوي شراب الحلويات النموذجي على 19% جلوكوز، و14% مالتوز، و11% مالتوتريوز ، و56% كربوهيدرات ذات كتلة جزيئية أعلى . ^{[ 7 ] ص 464.} يحتوي الشراب النموذجي ذو درجة التحلل المكافئ 42 على حوالي نصف حلاوة السكر. ^{[ 1 ] ص 464. يؤدي ارتفاع قيمة} DE إلى زيادة الحلاوة، حيث تبلغ حلاوة شراب بتركيز 63 DE حوالي 70%، بينما تبلغ حلاوة سكر العنب النقي (بتركيز 100 DE) حوالي 80% من حلاوة السكر. ^{[ 1 ] ص 71}   

باستخدام إنزيم بيتا-أميليز أو إنزيم ألفا-أميليز الفطري ، يُمكن إنتاج شراب الجلوكوز الذي يحتوي على أكثر من 50% من المالتوز، أو حتى أكثر من 70% (شراب عالي المالتوز للغاية). ^{[ 7 ] ص  465.} هذا ممكن لأن هذه الإنزيمات تزيل وحدتين من الجلوكوز (أي جزيء مالتوز واحد) في كل مرة من نهاية جزيء النشا. يتميز شراب الجلوكوز عالي المالتوز بميزة كبيرة في إنتاج الحلوى الصلبة : عند مستوى رطوبة ودرجة حرارة محددين، يكون محلول المالتوز أقل لزوجة من محلول الجلوكوز، ولكنه مع ذلك يتصلب ليُصبح منتجًا صلبًا. كما أن المالتوز أقل ترطيبًا من الجلوكوز، لذا فإن الحلوى المُنتجة بشراب عالي المالتوز لن تُصبح لزجة بسهولة مثل الحلوى المُنتجة بشراب الجلوكوز العادي. ^{[ 1 ] ص  81}

قبل بدء عملية تحويل النشا إلى جلوكوز، يجب فصل النشا عن المادة النباتية. يشمل ذلك إزالة الألياف والبروتين (اللذان قد يكونان منتجات ثانوية قيّمة، مثل جلوتين القمح أو الذرة ^{[ 1 ] ، ص  22} ). يُنتج البروتين نكهات وألوانًا غير مرغوب فيها نتيجة تفاعل ميلارد ، أما الألياف فهي غير قابلة للذوبان ، لذا يجب إزالتها للسماح بترطيب النشا. كما يجب طحن المادة النباتية كجزء من هذه العملية لتعريض النشا للماء.

يجب تضخيم النشا لتمكين الإنزيمات أو الحمض من العمل عليه. وعند استخدام الحبوب، يُضاف ثاني أكسيد الكبريت لمنع تلفها.

بتسخين المواد الخام المطحونة والنظيفة ، تحدث عملية جلتنة النشا : حيث تتفكك الروابط بين جزيئات النشا ، مما يسمح لمواقع الروابط الهيدروجينية بالتفاعل مع المزيد من الماء. يؤدي هذا إلى إذابة حبيبات النشا بشكل لا رجعة فيه ، فتبدأ السلاسل بالانفصال إلى شكل غير متبلور . وهذا يهيئ النشا للتحلل المائي.

يمكن إنتاج شراب الجلوكوز عن طريق التحلل المائي الحمضي ، أو التحلل المائي الإنزيمي، أو مزيج من الاثنين. وتتوفر حاليًا خيارات متنوعة.

في السابق، كان شراب الجلوكوز يُنتج فقط عن طريق مزج نشا الذرة مع حمض الهيدروكلوريك المخفف ، ثم تسخين المزيج تحت ضغط. أما الآن، فيُنتج شراب الجلوكوز بشكل أساسي بإضافة إنزيم ألفا- أميليز إلى مزيج من نشا الذرة والماء. يُفرز إنزيم ألفا-أميليز بواسطة أنواع مختلفة من بكتيريا العصوية (Bacillus )، ويُستخلص من السائل الذي تُزرع فيه البكتيريا. يُحلل هذا الإنزيم النشا إلى سكريات قليلة التعدد ، والتي تُحلل بدورها إلى جزيئات جلوكوز بإضافة إنزيم جلوكوأميليز ، المعروف أيضًا باسم "جاما-أميليز". يُفرز إنزيم جلوكوأميليز بواسطة أنواع مختلفة من فطر الرشاشيات (Aspergillus )، ويُستخلص من السائل الذي يُزرع فيه الفطر. يمكن بعد ذلك تحويل الجلوكوز إلى فركتوز عن طريق تمرير الجلوكوز عبر عمود محمل بإنزيم D-xylose isomerase ، وهو إنزيم معزول من وسط نمو العديد من البكتيريا. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

بعد التحلل المائي، يمكن تمرير الشراب المخفف عبر أعمدة لإزالة الشوائب ، مما يحسن لونه واستقراره.

يتم تبخير شراب الجلوكوز المخفف في النهاية تحت الفراغ لرفع تركيز المواد الصلبة.