Жүгері крахмалынан жасалған тәттілендіргіш (Жүгері сиробы)

Кіріспе

Өңделген жүгері сіропы

Жоғары фруктозалы жүгері сіропы (ЖЖСС), сонымен қатар глюкоза-фруктоза, изоглюкоза және глюкоза-фруктозалы сироп деп аталады, жүгері крахмалынан жасалған тәттілендіргіш. Дәстүрлі жүгері сіробын өндіру сияқты, крахмал ферменттер арқылы глюкозаға ыдырайды. ЖЖСС жасау үшін жүгері сіробы D-ксилоза изомеразасымен қосымша өңделеді, бұл оның бір бөлігін глюкозадан фруктозаға айналдырады. ЖЖСС алғаш рет 1970 жылдардың басында Клинтон жүгері өңдеу компаниясы және Жапонның өнеркәсіптік ғылым және технология агенттігі бірлесіп, ферменттің 1965 жылы ашылған жерінде сатылымға шығарылды. ЖЖСС 42 негізінен өңделген тағамдар мен таңғы асқа арналған жаңғақтар үшін, ал ЖЖСС 55 көбінесе газдалған сусындарды өндіру үшін қолданылады. Фруктоза мөлшері 10%-ға артық болғанына қарамастан, көбінесе газдалған сусындарда қолданылатын ЖЖСС 55-тің салыстырмалы тәттілігі…

ЖЖСС (немесе стандартты жүгері сіропы) көптеген коммерциялық "панкейк сироптарының" негізгі құрамы болып табылады, бұл кәдімгі шамыр сиропына арзан балама. Сұйық бал сияқты тәттілендірілген өнімдерге ЖЖСС қосылғанын анықтау үшін дифференциалдық сканерлеу калориметриясы және басқа да жетілдірілген сынақ әдістері қолданылады.

Процесс

Қазіргі заманда жүгері крахмалын алу үшін жүгері ұнтақталады, содан кейін "қышқыл фермент" процесі қолданылады. Онда жүгері крахмалының ерітіндісі қышқылдандырылып, бар көмірсулардың ыдырауы басталады. Крахмалдың толық метаболизмі үшін жоғары температуралы ферменттер қосылады, нәтижесінде пайда болған қанттар фруктозаға айналады. Азық-түлік және сусын өндірісінде қолданылатын HFCS-тің ең көп таралған түрлері құрғақ салмағы бойынша 42% ("HFCS 42") немесе 55% ("HFCS 55") фруктозадан тұрады, бұл АҚШ Федералдық ережелер кодексінде (21 CFR 184.1866) сипатталған. HFCS 55 көбінесе газдалған сусындарға қолданылады.

Сауда және тұтыну

ГФКҚ-ның жаһандық нарығы 2019 жылы 5,9 миллиард доллардан 2024 жылы 7,6 миллиард долларға дейін өсуі күтілуде.

Қытай

Қытайдағы HFCS тәттілендіргіштерге деген сұраныстың шамамен 20% құрайды. HFCS сахароза бағасының өсуіне байланысты танымал болды, оның құны сахарозадан үш есе арзан. 2017 жылы өндіріс көлемі 4,15 миллион тоннаға жетеді деп есептелді. Өндірілген HFCS-тің шамамен жартысы Филиппин, Индонезия, Вьетнам және Үндістан елдеріне экспортталады.

Еуропалық Одақ

Еуропалық Одақта (ЕО) HFCS изоглюкоза немесе глюкоза-фруктоза сиропы (GFS) деп аталады, оның құрамында фруктоза 20–30% болады, ал АҚШ-та 42% (HFCS 42) және 55% (HFCS 55) құрайды. АҚШ-та HFCS тек жүгеріден өндірілсе, ЕО-дағы өндірушілер GFS өндіру үшін жүгері және бидайды қолданады. GFS бұрын қант өндірісінің квотасына бағынған, ол 2017 жылдың 1 қазанында жойылды, бұл бұрынғы 720 000 тонна өндіріс шегін алып тастады және өндіріс пен экспортты шектеусіз жүргізуге мүмкіндік берді.

Жапония

Жапонияда HFCS-ты изомерленген қант деп те атайды. Жапонияда HFCS өндірісі үкіметтік саясаттың нәтижесінде қант бағасының өсуіне байланысты пайда болды. Жапондық HFCS көбінесе АҚШ-тан импортталған жүгеріден жасалады, ал өндірісі үкімет тарапынан реттеледі. 2007-2012 жылдар аралығында HFCS-тың Жапонияның тәттілендіргіштер нарығындағы үлесі 27-30% құрады. 2016 жылы Жапония шамамен 800 000 тонна HFCS тұтыныпты. АҚШ Ауыл шаруашылығы департаменті HFCS-тың Жапонияда АҚШ жүгерісінен өндірілетінін мәлімдейді. Жапония жылына 3 миллион тонна жүгері импорттайды, соның 20 пайызы HFCS өндірісіне жұмсалады. HFCS жалпы тәттілендіргіштер тұтынымының шамамен 27 пайызын құрайды, ал 2018 жылы Мексика 983 069 тонна HFCS импорттады. Мексиканың газдалған сусындар индустриясы қанттан HFCS-қа көшуде, бұл АҚШ-тың Мексикаға HFCS экспортын арттыруына әкелуі мүмкін, деп хабарлайды АҚШ Ауыл шаруашылығы департаментінің Сыртқы ауыл шаруашылығы қызметінің есебі. 2002 жылдың 1 қаңтарында Мексика қант қызылшасымен тәттіленбеген газдалған сусындар мен сироптарға 20% салық енгізді. АҚШ бұл салыққа наразылық білдіріп, Дүниежүзілік сауда ұйымына (ДСҰ) шағымданып арыз түсірді. 2006 жылдың 3 наурызында ДСҰ АҚШ-тың пайдасына шешім шығарды, салықты ДСҰ ережелеріне сәйкес келмейтін және АҚШ-тан импортталатын HFCS-қа қатысты кемсітушілік деп таныды.

Филиппин

Филиппин Қытайдан жоғары фруктозалы жүгері сиропын (HFCS) ең көп импорттаған ел болды. HFCS импорты 2016 жылы 373 137 тоннаға жетті. Отандық қант өндірушілердің шағымдары Қытайдан тауар импортына қатаң бақылау енгізуге себеп болды.

Америка Құрама Штаттары

АҚШ-та HFCS 1970-жылдардан бастап 21-ғасырдың басына дейін тамақ өндірісінде кеңінен қолданылды, негізінен сахарозаны алмастыру ретінде, себебі оның тәттілігі сахарозаға ұқсас, өндіріс сапасын жақсартады, пайдалануға ыңғайлы және арзан болды. HFCS-тің ішкі өндірісі 1980 жылы 2,2 миллион тоннадан 1999 жылы 9,5 миллион тоннаға дейін өсті. АҚШ-та HFCS-тің қолданылуы сахароза қолданылуымен шамалас болғанымен, әлемдік өндірісте қолданылатын тәттілендіргіштердің 90%-дан астамы сахароза құрайды. HFCS ұнтақты сахарозаға қарағанда өңдеуге оңай, бірақ сахарозаның бір бөлігі ерітінді түрінде тасымалданады. Сахарозадан айырмашылығы, HFCS гидролизделмейді, бірақ HFCS-тегі еркін фруктоза жоғары температурада сақталғанда гидроксиметилфурфуралды бөліп шығарады; бұл айырмашылықтар қышқыл сусындарда ең анық байқалады. Coca Cola және Pepsi сияқты газдалған сусындар өндірушілері басқа елдерде қантты пайдалануды жалғастырса да, 1980 жылы АҚШ нарығында HFCS-ге көшіп, 1984 жылы толығымен ауысты. Archer Daniels Midland сияқты ірі корпорациялар мемлекеттік жүгері субсидияларын сақтау үшін лоббилік жұмыстар жүргізеді. АҚШ-та HFCS тұтыну 1999 жылы бір адамға шаққандағы ең жоғары көрсеткіштен кейін төмендеді. 2018 жылы орташа америкалық шамамен HFCS тұтынды, ал тазартылған қант пен қызылша қанты. HFCS-тің ішкі тұтынуының төмендеуі өнімді экспорттауға итермеледі. 2014 жылы HFCS экспорты 436 миллион долларға бағаланды, бұл бір жыл ішінде 21%-ға төмендеді, ал экспорт көлемінің шамамен 75%-ын Мексика алды. 2010 жылы Жүгері өңдеушілер қауымдастығы FDA-ға HFCS-ті "жүгері қанты" деп атауға өтініш бірақ, өтініш қабылданбады.

Вьетнам

Вьетнамның HFCS импортының 90% Қытай мен Оңтүстік Кореядан келеді. 2017 жылы импорт 89 343 тоннаны құрады. 2017 жылы бір тонна HFCS 398 доллармен бағаланды, ал бір тонна қант 702 доллар тұрды. HFCS импорттық салығы жоқ және квота да қарастырылмаған, ал квота бойынша қант қамысының салығы 5%, квотадан тыс ақ және шикі қанттың салығы тиісінше 85% және 80% құрайды. 2018 жылы Вьетнам қант қамысы және қант өндірушілер қауымдастығы (VSSA) қазіргі салық саясатына үкіметтік араласу қажеттігін мәлімдеді.

Тамақ

HFCS 76% көмірсулар және 24% судан тұрады, май, ақуыз немесе маңызды мөлшерде микроэлементтер қамтылмайды. 100 граммдық өлшемде 281 калория, ал 19 граммдық бір ас қасықта 53 калория бар.

Семіздік және метаболиттік синдром

Метаболистік синдромдағы фруктозаның рөлі пікірталас тудырды, бірақ lc=yes деректеріне сәйкес, фруктоза немесе жоғары фруктозалы жүгері сиропы (HFCS) сахарозаны алмастырғанда кардиометаболикалық көрсеткіштерге әсер етеді деген ғылыми келісім жоқ. 2014 жылғы жүйелі шолу HFCS тұтыну мен бауыр аурулары, фермент деңгейлері немесе майлылығы арасындағы байланыстың аз дәлелдерін көрсетті. 2018 жылғы шолу қантты сусындар мен фруктоза өнімдерін тұтынуды азайтудың бауырда май жиналуын төмендетуге көмектесетінін көрсетті, бұл алкогольдік емес майлы бауыр ауруымен байланысты. 2018 жылы Американдық Жүрек қауымдастығы адамдардың рационындағы қосылған қантты (малтоза, сахароза, жоғары фруктозалы жүгері сиропы, мелас, құмыр қант, жүгерінің тәттілендіргіші, шикі қант, сироп, бал немесе жеміс шырыны концентраттары) ерлер үшін күніне 9 шай қасық, ал әйелдер үшін 6 шай қасыққа дейін шектеуді ұсынды.

Қауіпсіздік және өндіріс мәселелері

2014 жылдан бері АҚШ-тың FDA агенттігі HFCS-ті азық-түлік және сусындар өндірісінде қолдануға қауіпсіз (GRAS) деп санайды және саудадағы HFCS өнімдерінің қауіпсіздігі, баламалы қоректік тәттілендіргіштерден ешқандай айырмашылығы жоқ екенін көрсететін ешқандай дәлел табылмады. 2010 жылғы американдықтарға арналған диеталық ұсынымдарда, қосылған қантты шектеу қажеттігі айтылды. Өндіріс кезінде туындаған бұрынғы алаңдаушылықтың бірі – HFCS құрамында реактивті карбонил қосылыстары немесе өңдеу барысында пайда болатын жоғары гликозданудың соңғы өнімдері болуы мүмкін деген болжам. Алайда, HFCS бұл қосылыстардан қандай да бір диеталық қауіп тудырмайды деген деректермен бұл алаңдаушылық жоққа шығарылды. 21-ші ғасырдың басында HFCS өндіретін кейбір зауыттар жүгеріні хлорлы сілтілік әдіспен өңдеуді қолданды. Егер жүгері шикізатын өңдеу үшін сынап жасушасы технологиясы пайдаланылса, онда HFCS-тің кейбір партияларында сынаптың іздері табылуы мүмкін еді. 2009 жылы АҚШ-тағы жүгері өңдеушілер қауымдастығы (The Corn Refiners Association) барлық зауыттар бірнеше жылдан бері сынап қолданбайтын өңдеу әдісіне көшкенін, ал бұрынғы есептің қазірде ескіргенін мәлімдеді. Кошерлік Кока-Кола, АҚШ-та яһудилердің Пасха мерекесі қарсаңында сатылатын өнім, HFCS-тің орнына сахароза қолданады.

Бал арасы шаруашылығы

АҚШ-тағы ара шаруашылығында HFCS нектар жетіспеген кезде кейбір басқарылатын бал аралары үшін балдың орнына қолданылады. Дегенмен, HFCS шамамен 45 °C-қа дейін қыздырылғанда, фруктозаның ыдырауынан аралар үшін зиянды гидроксиметилфурфурал пайда болуы мүмкін. Кейбір зерттеушілер HFCS-ті балдың орнына қолдануды ұяның құлдырауының көптеген факторларының бірі деп қарастырса да, оның жалғыз себебі екеніне дәлел жоқ. Жұмырқандағы балға қарағанда, HFCS және сахароза екеуі де аралармен қоректенген кезде белок алмасуы және аралардың денсаулығына әсер ететін басқа да процестерге қатысты гендердің экспрессиясында көрінетін, дұрыс тамақтанбау белгілерін тудырды. 2010 жылы жүгері өңдеушілер қауымдастығы HFCS-ті "жүгері қанты" деп атауға рұқсат беруді сұрады, бірақ FDA 2012 жылы бұл өтінішті қабылдамады. 2016 жылдың тамызында денсаулыққа қатысты алаңдаушылықтары бар тұтынушыларды қызықтыру мақсатында McDonald's өздерінің нандарына қолданылатын барлық HFCS-ті сахарозамен (үстел қанты) алмастыратынын және мәзірдегі тағамдардан консерванттар мен басқа да жасанды қоспаларды алып тастайтынын жариялады. McDonald's компаниясының аға вице-президенті Марион Гросс: "Біз олардың [тұтынушылардың] жоғары фруктозалы жүгері сиропына көңілі толмағанын білеміз, сондықтан олар іздеген нәрсені ұсынып жатырмыз", - деді. PepsiCo және Heinz сияқты компаниялар да HFCS орнына қант қолданатын өнімдер шығарды, бірақ олар HFCS-тің тәттіленген өнімдерін сатуын жалғастыруда. 1950 жылдардың соңында Айова штатының Клинтон қаласындағы Клинтон жүгері өңдеу компаниясының ғалымдары жүгері крахмалын глюкозаға айналдыруға тырысты, бірақ олар қолданған процесс кеңейтуге жарамсыз болды. 1965-1970 жылдары жапондық Ұлттық жоғары өнеркәсіптік ғылым және технология институтында Йошиюки Такасаки ашытқыдан жылуға төзімді ксилоза изомераза ферментін жасады. 1967 жылы Клинтон жүгері өңдеу компаниясы Streptomyces бактериясынан алынған глюкоза изомеразасын өндіруге эксклюзивті лицензия алды және 1967 жылдың ақпан айында HFCS-тің алғашқы нұсқасын жіберуді бастады. Дүниежүзілік қант өнеркәсібінің дамуына дейін диеталық фруктозаның мөлшері шектеулі болды. Көптеген ерте диеталардың негізгі тағамдары сүт, ет және көптеген көкөністерде фруктоза болмады, ал жүзім, алма және көкжидек сияқты жемістерде салмағы бойынша 5-10% ғана фруктоза кездеседі. Дегенмен, дәстүрлі кептірілген жемістердің көпшілігінде шамамен 50% фруктоза бар. 1970 жылдан 2000 жылға дейін АҚШ-та "қосылған қанттар" 25% -ға өсті. Арзан және әмбебап тәттілендіргіш ретінде танылған HFCS, АҚШ-тағы газдалған сусындардың негізгі тәттілендіргіші ретінде сахарозаны ығыстырды. Жүгері өндірушілеріне берілетін субсидиялар HFCS-тің негізгі құрамы – жүгерінің бағасын төмендетті. Осыған сәйкес, өнеркәсіптік пайдаланушылар 1970 жылдары қанттың арзан баламасын іздеп, HFCS-ті жылдам қабылдады.

In apiculture in the United States, HFCS is a honey substitute for some managed honey bee colonies during times when nectar is in low supply. However, when HFCS is heated to about 45 °C (113 °F), hydroxymethylfurfural, which is toxic to bees, can form from the breakdown of fructose. Although some researchers cite honey substitution with HFCS as one factor among many for colony collapse disorder, there is no evidence that HFCS is the only cause. Compared to hive honey, both HFCS and sucrose caused signs of malnutrition in bees fed with them, apparent in the expression of genes involved in protein metabolism and other processes affecting honey bee health. In 2010, the Corn Refiners Association applied to allow HFCS to be renamed "corn sugar," but that petition was rejected by the FDA in 2012. In August 2016, in a move to please consumers with health concerns, McDonald's announced that it would be replacing all HFCS in their buns with sucrose (table sugar) and would remove preservatives and other artificial additives from its menu items. Marion Gross, senior vice president of McDonald's stated, "We know that they [consumers] don't feel good about high fructose corn syrup so we're giving them what they're looking for instead." Companies such as PepsiCo and Heinz have also released products that use sugar in lieu of HFCS, although they still sell HFCS sweetened products. In the late 1950s, scientists at Clinton Corn Processing Company of Clinton, Iowa, tried to turn glucose from corn starch into fructose, but the process they used was not scalable. In 1965–1970, Yoshiyuki Takasaki, at the Japanese National Institute of Advanced Industrial Science and Technology developed a heat stable xylose isomerase enzyme from yeast. In 1967, the Clinton Corn Processing Company obtained an exclusive license to manufacture glucose isomerase derived from Streptomyces bacteria and began shipping an early version of HFCS in February 1967. Prior to the development of the worldwide sugar industry, dietary fructose was limited to only a few items. Milk, meats, and most vegetables, the staples of many early diets, have no fructose, and only 5–10% fructose by weight is found in fruits such as grapes, apples, and blueberries. Most traditional dried fruits, however, contain about 50% fructose. From 1970 to 2000, there was a 25% increase in "added sugars" in the U. S. When recognized as a cheaper, more versatile sweetener, HFCS replaced sucrose as the main sweetener of soft drinks in the United States. while subsidies to corn growers cheapen the primary ingredient in HFCS, corn. Accordingly, industrial users looking for cheaper sugar replacements rapidly adopted HFCS in the 1970s.