Control del proceso de inversión de la sacarosa en la fabricación de jarabes

Abstract

[ES] La sacarosa es el azúcar de uso doméstico e industrial más común en el reino vegetal. Ésta se hidroliza con facilidad en disoluciones ácidas a velocidades que aumentan con la temperatura y con la disminución del pH, liberando los monosacáridos glucosa y fructosa. Esta reacción hidrolítica se denomina inversión, ya que produce un cambio en la actividad óptica dextrógira propia de la sacarosa a una actividad neta levógira. La mezcla equimolecular de glucosa y fructosa que se forma es conocida generalmente como azúcar invertido, muy utilizado en la industria de alimentos como ingrediente en la elaboración de productos de panadería y confitería, en helados, conservas y en bebidas alcohólicas y refrescantes. Sin embargo, para cada producto el grado de inversión deseable del jarabe obtenido puede variar, y el control de esta reacción no es sencillo, siendo uno de los principales problemas de la industria, además de la obtención de un producto de características homogéneas, bajo los más altos estándares de higiene y seguridad, y con una mayor eficiencia y productividad del proceso de obtención. En este sentido, y a propuesta de una empresa del sector (López-Mira, S.L.) con problemas en el control de las reacciones de inversión, el objetivo de este trabajo ha sido estudiar la cinética de inversión de la sacarosa a distintas temperaturas (20, 60, 70 y 80 ºC) y en función de la concentración de este azúcar en la disolución inicial (70 y 75 ºBrix). Además, se ha evaluado la influencia de los parámetros del proceso en el color de los productos obtenidos. Para comprobar el grado de inversión alcanzado se ha utilizado, además del método polarimétrico, el método de Lane y Eynon (recomendado por la AOAC y que mide los azúcares reductores totales) y la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC). Los resultados obtenidos permitieron concluir que la temperatura y la concentración favorecen la velocidad de la reacción, pero sin embargo afectan al color de los jarabes obtenidos. Por otra parte, se ha demostrado la buena precisión y exactitud del método polarimétrico para su utilización en línea para determinar el grado de inversión de la sacarosa.

[EN] Sucrose is the most common domestic and industrial sugar in the vegetable kingdom. It is easily hydrolyzed in acidic solutions at rates that increase with temperature and with decreasing pH, releasing the monosaccharides glucose and fructose. This hydrolytic reaction is called inversion, as it produces a change in the dextrorotatory optical activity proper to sucrose to a levorotatory net activity. The equimolecular mixture of glucose and fructose which is formed is generally known as invert sugar, and it is widely used in the food industry as an ingredient in the manufacture of bakery and confectionery products, in ice cream, preserves and in alcoholic and refreshing beverages. However, for each product the desired inversion degree of the syrup can vary, and the control of this reaction is not easy. In this sense, one of the main problems of the industry is to obtain a product with homogenous characteristics, under the highest standards of hygiene and safety, and with the greatest efficiency and productivity. In this sense, as a proposal of the food company López-Mira, S.L, with problems in the control of sugar inversion reactions, the objective of this work has been to study the inversion kinetics of sucrose at different temperatures (20, 60, 70 and 80 ºC) and as a function of the concentration of this sugar in the initial dissolution (70 and 75 ºBrix). In addition, the influence of the process parameters on the color of the syrups has been evaluated. Besides the polarimetric method, the Lane and Eynon method (recommended by AOAC and determining total reducing sugars) and high performance liquid chromatography (HPLC) have been used to check the degree of inversion achieved. The obtained results allowed to conclude that the temperature and the sugar concentration favor the speed of the reaction but nevertheless affecting the color of the syrups. On the other hand, the good accuracy of the polarimetric method for production line use, to determine the degree of inversion of sucrose has been demonstrated.