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¿Cómo se obtiene el Jarabe de Maíz de Alta Fructosa (JMAF)?

Sara Esther Valdés Martínez, PhD en Ciencias de los Alimentos y Nutrición por la Universidad de Strathclyde en Escocia y miembro de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán de la Universidad Nacional Autónoma de México.

El JMAF es un endulzante natural hecho a partir de granos de maíz. Para poder entender el proceso de obtención del JMAF, se debe hablar primero un poco de la materia prima que le da origen, el maíz.

El maíz es un cereal que proviene de Mesoamérica, de la familia de las gramíneas, del género Zea y de la especie mays. La mazorca del maíz está formada de 300 a 1000 hileras de granos individuales maíz. Existen en la naturaleza miles de variedades de maíz. A continuación, en la Tabla 1, se muestra una clasificación, basada en las propiedades de los granos de maíz comerciales, así como su nombre científico.

Nombres científicos de los principales tipos de maíz

Tipo Nombre científico
Maíz dentado Zea mays indentada
Maíz harinoso (blando) Zea mays amilaceae
Maíz palomero Zea mays everta
Maíz dulce Zea mays succharata
Maíz waxy Zea mays ceratina (alto en amilopectina)
Maíz Flint Zea mays indurata

 

Los tipos de maíz también se pueden nombrar o clasificar, a partir de sus características como son las siguientes:

  • Forma de la mazorca: cónico y cuadrado.
  • Capacidad del grano para explotar: reventón o palomero (en contacto con calor, se expande formando las palomitas).
  • Color (por el color del grano, debido a colorantes naturales en el mismo): blanco, azul, amarillo, rojo).
  • Maíces de almidón modificado: cerosos, con alta amilosa.
  • Maíces con proteína de alta calidad (ricos en los amino ácidos triptófano y lisina)
  • Dulzor: dulces para consumo directo cuando la mazorca esta aún muy verde
  • Madurez: baby, verde, etc.

El maíz es un grano muy versátil. A partir de él, se elaboran una enorme cantidad de productos, que son destinados a diferentes industrias como la farmacéutica, la alimentaria (tanto para consumo humano, como consumo animal), la textil y la papelera, entre otras.

En México una de las aplicaciones más importantes del maíz, por los hábitos alimenticios de la población, es la obtención de harina para la elaboración comercial de tortillas, tostadas, botanas, cereales de desayuno etc. También, uno de los principales subproductos que se puede obtener del maíz, es el almidón; se emplea para diversas industrias y en el caso de la industria alimentaria, se puede utilizar para la elaboración de JMAF.

En las Figura 1 y 2, se puede observar de forma clara el proceso por el que se obtiene el JMAF: se parte de granos de maíz amarillo, los cuales son limpiados, para eliminar basura y granos dañados. Posteriormente, se remojan en agua, para eliminar el polvo y a su vez, que el grano de maíz absorba agua. Luego el grano húmedo se muele y de la molienda se separa el germen de maíz que será empleado para la obtención de aceite y concentrado proteico de germen, para la elaboración de alimento balanceado (alimento elaborado a nivel industrial destinado a consumo animal, sea de granja o mascotas, que contiene todos los nutrientes que estos requieren para un buen crecimiento o mantenimiento). Del lavado de la molienda, se separa el salvado del maíz (para la industria alimentaria o forraje animal), se obtienen en el depósito formado en el fondo del recipiente el almidón y la proteína de maíz. Después, nuevamente se llevan a cabo diversos lavados que permiten separar la proteína del almidón por diferencia de densidades. El almidón se separa por filtración y se seca.

Figura 1. Obtención de subproductos de maíz y de JMAF

Subproductos

Figura 2. Obtención de JMAF a partir de almidón de maíz

Imagen1alm

 

Del almidón, se obtiene el JMAF 42 o 55. Por acción de enzimas, que actúan como si fueran tijeras, el almidón se descompone y se transforma inicialmente en partes más pequeñas, como lo son las maltosas (disacáridos formado por dos glucosas) y las maltotriosas (trisacárido formado por tres glucosas) y posteriormente, en los componentes individuales del almidón, glucosas. Para obtener el JMAF, con características similares al dulzor de la sacarosa, la glucosa se somete a un proceso de inversión, por acción enzimática, que la transforma en fructosa. Dependiendo del tipo de JMAF que se desee obtener 42 o 55, se suspende la inversión, al alcanzar la concentración deseada, el JMAF de 42º contiene el 92% de dulzor de la sacarosa y el JMAF de 55º el 99%.

En concordancia con las figuras anteriores, el proceso de transformación de almidón a JMAF, ya sea 42º o 55º, se lleva a cabo como dentro del organismo, por la acción del pH (acidez) y de enzimas específicas llamadas amilasas, ya que para funcionar, estas requieren de ciertas condiciones de temperatura y pH, las cuales van a llevar la ruptura del almidón en sus componentes, inicialmente en pedazos grandes y posteriormente en glucosa. Es un proceso natural que imita la digestión: la conversión de la glucosa en fructosa o inversión de la glucosa, también se lleva a cabo por acción enzimática.

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Conociendo los componentes del Jarabe de Maíz Alta Fructosa

Sara Esther Valdés Martínez, PhD en Ciencias de los Alimentos y Nutrición por la Universidad de Strathclyde en Escocia y miembro de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán de la Universidad Nacional Autónoma de México.

A continuación, se presentarán una serie de preguntas sobre los componentes que forman al Jarabe de Maíz Alta Fructosa (JMAF). También se mencionará brevemente, qué es JMAF, para qué se usa y los beneficios que aporta.

1. ¿Sabes que es la fructosa?

La fructosa es un compuesto formado por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno; contiene 6 átomos de Carbono, 12 de Hidrógeno y 6 de Oxígeno, por lo que su fórmula condensada se escribe C6H12O6. Recibe el nombre genérico de carbohidrato y es un azúcar, un nutriente que al ser consumido por el ser humano, le proporciona energía (4kCal/g).

2. ¿Sabes qué es la glucosa?

La glucosa, al igual que la fructosa, es un compuesto formado por Carbono, Hidrógeno y Oxígeno; contiene 6 átomos de Carbono 12 de Hidrógeno y 6 de Oxígeno. Recibe el nombre genérico de carbohidrato y también es un azúcar que proporciona 4kCal/g.

3. La glucosa y la fructosa son azúcares que tienen la misma composición, ¿porqué reciben nombres diferentes?

Reciben nombres diferentes por poseer diferente estructura en el espacio. En la Figura a y b, se muestran sus estructuras. Se puede observar que se parecen, pero a su vez son diferentes. (En las Figuras, se numeran del 1 al 6 la representación de los átomos de Carbono de la Glucosa y la Fructosa, la H, representa a los Hidrógeno y la O a los Oxígenos).

a)Fructosa b)Glucosa

4. ¿Sabes cómo está formada la sacarosa o azúcar de mesa?

La sacarosa es una molécula formada por dos partes: una molécula de glucosa y una de fructosa, en una proporción de 50 a 50%. La siguiente figura muestra la estructura química de la sacarosa. Al comparar las estructuras, se puede ver que está formada por cada una de estas moléculas.

Sacarosa

5. ¿Sabes dónde se encuentra la fructosa?

La fructosa se encuentra en la naturaleza en diversas fuentes, entre estas, frutas, algunos vegetales y la miel. En la Tabla 1, se muestra el contenido de fructosa de algunos productos.

Tabla 1. Contenido de Fructosa de algunos alimentos

Producto %Contenido de azúcares % de Fructosa del total de azúcares % de Glucosa del total de azúcares
Miel

77

38.2

33.9

Plátano

17.6

4.3

4.2

Uva blanca

16.1

8.5

7.5

Uva negra

15.5

8.1

7.2

Cerezas

13.3

6.1

6.9

Higos

12.9

5.5

7.1

Melón

12.4

6.0

1.6

Manzanas

10.8

5.7

2.0

Peras

10.6

7.5

2.45

Piña

10.4

2.1

1.8

Mandarina

9.2

1.2

1.5

Kiwi

9.2

4.6

4.3

Naranja

8.9

2.8

2.4

Durazno

8.5

4.0

1.7

Pistaches

8.1

4.0

-

Toronja

7.4

2.1

2.4

Avellanas

7.1

3.1

0.4

Almendras

7.1

2.3

-

Zarzamoras

6.2

3.1

3.1

Fresas

6.2

2.3

2.2

Sandía

5.6

2.7

1.4

Cebolla

5.3

1.5

1.8

Frambuesa

4.9

2.1

1.8

Jitomate

3.4

1.8

1.5

Alcachofa

2.9

0.5

0.9

Brócoli

2.7

1.1

1.1

Apio

2.5

1

1.1

Rábano

2.1

0.7

1.3

Espárragos

2.0

1.0

0.8

Nueces

1.2

0.6

0.1

Lentejas

1.1

0.5

-

Espinacas

0.5

0.2

0.1

Aguacate

0.4

0.2

0.1

 

*Los datos mostrados en la tabla enseñan un promedio del contenido de fructosa que tienen dichos alimentos; los datos puntuales dependen de la muestra analizada en el laboratorio y del origen de la misma.

Como se puede observar de la tabla anterior, la fructosa se encuentra en distintas proporciones en los diferentes alimentos: desde un 10 hasta el 55% de los azúcares totales en algunas frutas, hortalizas o nueces. En la mayoría de los casos, la relación con la glucosa es en múltiples ocasiones similar a la encontrada en la sacarosa 50 a 50% (1 molécula de glucosa por 1 de fructosa).

6. ¿Sabes que es el poder edulcorante de los azúcares?

El poder edulcorante (PE) de los azúcares y otros compuestos mide la capacidad de producir sensación dulce en la boca. El azúcar que se emplea como la base para calificar el PE de azúcares y otros compuestos es la sacarosa, que recibe una calificación de referencia de 1.0. Hay substancias más dulces que la sacarosa y otras menos dulces. En la Tabla 2, se muestra el poder edulcorante de los azúcares y otros compuestos.

 

Tabla 2. Poder Edulcorante de azúcares y otros compuestos

Compuesto Poder Edulcorante
Lactosa

0.4

D-glucosa

0.7

Sacarosa

1.0

Sacarosa invertida

1.05

JMAF

1.0-1.3

Fructosa en solución

1.15-1.25

Fructosa en polvo

1.8

Aspartame

100-200

Acesulfame-K

130-200

Sacarina

200-700

Dulcina

250

Esteviósidos

300

Sucralosa

600-800

Como se puede ver en la tabla anterior, la fructosa en solución, en polvo o el JMAF, presenta un PE mayor que el del azúcar, lo que significa que para dar la misma sensación de dulzor en la boca, se requiere menos fructosa. Sin embargo, el hecho de que el JMAF presenta un mayor PE que el azúcar no quiere decir que tenga distintos efectos en el organismo. Su composición es muy similar: ambos endulzantes proporcionan la misma cantidad de energía por gramo. Con base en ello, el cuerpo humano no los diferencia como tal.

6. ¿Sabes que es el azúcar de maíz o Jarabe de Maíz de Alta Fructosa?

El JMAF presenta un nombre un poco confuso, pues es un edulcorante natural que proviene del maíz y tal vez, el término azúcar de maíz debiese ser la forma en que nos refiriésemos a él. Presenta una composición casi idéntica a la composición del azúcar: está formado aproximadamente por 50% de glucosa y 50% de fructosa. Al igual que la sacarosa, proporciona 4kCal/g, por lo que es digerido por el cuerpo de la misma forma.

En el caso del JMAF, existen dos tipos que se componen de la siguiente manera:

  • 55% de fructosa y 45% de glucosa
  • 42 de fructosa y 58% de glucosa

En términos nutricionales, los dos tipos de JMAF tienen los mismos efectos. Su aplicación a nivel industrial está definida por aspectos de tipo tecnológico, como el PE deseado, el tipo de producto a que se va a aplicar, entre otros. Uno no es mejor que otro: son las propiedades funcionales de cada uno las que definen a nivel industrial, cuál es más conveniente emplear.

Si compara a ambos jarabes con el azúcar de mesa, presentan una relación muy cercana. Como ya se mencionó, las proporciones de glucosa y fructosa en el JMAF son muy similares a las del azúcar; aportan la misma cantidad de calorías. El organismo aplica los mismos procesos metabólicos para digerirlas.

7. ¿Qué ventajas proporciona el uso del JMAF en la industria alimentaria?

El JMAF presenta múltiples ventajas por las cuales se emplea en diversos productos. Entre ellas, se encuentran las siguientes:

  • Proporciona sabor dulce a productos de panadería, pastelería, rellenos de fruta, productos derivados del tomate, frutas enlatadas y bebidas.
  • Proporciona azúcares fermentables para la industria en la elaboración de pan con levadura y, en el caso de la elaboración de yogurt, sirve como alimento de las Bacterias Ácido Lácticas que acidifican, dan aroma y sabor al yogurt.
  • Ayuda a mejorar la retención de la humedad en productos de panificación (panes, pasteles, granolas, cereales de desayuno y barras de cereales), a retrasar su descomposición, a mejorar su textura y a extender su vida útil.
  • En el caso de frutas enlatadas ayuda a retener su firmeza.
  • En bebidas carbonatadas, da mayor estabilidad a las bebidas acidificadas.

Entre los alimentos en los que se emplea el JMAF, se encuentran los productos de panificación (panes dulces, pastelería), yogurt, salsas para espagueti, cátsup y condimentos, aderezos, bebidas, granolas, cereales de desayuno, barras de desayuno, fruta enlatada y fruta congelada, concentrados fruta congelados etc.

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El metabolismo de los carbohidratos en palabras sencillas y el papel que en este marco tiene el JMAF y otros endulzantes

Sara Esther Valdés Martínez, PhD en Ciencias de los Alimentos y Nutrición por la Universidad de Strathclyde en Escocia y miembro de la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán de la Universidad Nacional Autónoma de México.

1. ¿Cuál es el aporte de los Carbohidratos a la dieta?

Los Carbohidratos aportan a la dieta energía 17kJ o 4.0kCal/g, ya sean simples o complejos. Así lo indica la Norma Oficial Mexicana NOM-051SCFI Especificaciones generales de etiquetado para alimentos y bebidas no alcohólicas pre envasados- Información comercial y sanitaria.

2. ¿Cómo se clasifican los carbohidratos?

Los carbohidratos se clasifican dependiendo del número de unidades que los conforman. En la Tabla 1, se muestran los carbohidratos más comunes en alimentos y algunos ejemplos de las fuentes en que se encuentran en alimentos.

Tabla 1. Carbohidratos en alimentos y fuentes comunes en que estos se encuentran

 

Tabla 1. Carbohidratos en alimentos y fuentes comunes en que estos se encuentran

 

Clasificación Ejemplos Quién lo forma Fuentes
Monosacáridos (hexosas comunes en alimentos) GlucosaFructosaGalactosaJMAF

Miel

Mezcla de Glucosa y Fructosa y otros azúcaresMezcla de Glucosa, fructosa y otros azúcares Frutas, sacarosa, almidonesfructosa, sacarosaLecheJMAF

 

 

Miel

 

 

Disacáridos SacarosaMaltosaLactosa Glucosa + FructosaGlucosa + GlucosaGlucosa + Maltosa Caña de azúcar, remolachaCebada germinada(azúcar de malta)Leche
Trisacáridos MaltotriosaRafinosa Glucosa +Glucosa + GlucosaGalactosa + Glucosa + Fructosa Derivados del almidónCalabaza (zapallo)
Polisacáridos AlmidónGlucógeno GlucosaGlucosa Harinas de trigo y maíz y productos derivadosCarne

3.¿El aporte a la dieta entre los monosacáridos, disacáridos o polisacáridos a la dieta es diferente?

No, independientemente del tipo de carbohidrato o azúcar, ya sean monosacáridos como glucosa o fructosa, mezcla de monosacáridos como el JMAF (combinación de glucosa y fructosa), disacáridos como la sacarosa, la lactosa, el almidón o el glucógeno, el aporte energético de los carbohidratos es 4.0kCal/g o 17kJ.

4. ¿Cómo se metabolizan los carbohidratos en el organismo?

Los carbohidratos son metabolizados en el organismo de diferente manera y están dirigidos a que el organismo los utilice como la primera fuente de donde se obtiene energía. En la Figura 1a, se observa que la glucosa, como monosacárido, sigue una ruta para dar energía y la fructosa, también como monosacárido sigue otra (están representadas con los números 1 y 2 respectivamente). *

El JMAF, al ser una mezcla de monosacáridos, se metaboliza directamente, tal como se puede observar en la Figura 1a. Los disacáridos, trisacáridos y polisacáridos, deben ser primero hidrolizados (fragmentados en sus componentes individuales por acción de enzimas o por acción de ácido). En este marco, podemos observar en la Figura 1b que la sacarosa primero es hidrolizada o separada en los componentes que la conforman, que son glucosa y fructosa y después es canalizada por la ruta de la glucosa y la ruta de la fructosa para aportar energía (Rutas 1 y 2 en la Figura 1a). El almidón (Glucosa + Glucosa + Glucosa…), primero se separa en Glucosa y tan sólo seguirá la ruta de la Glucosa. Así cada carbohidrato seguirá la o las rutas que les correspondan.

Figura 1a Figura 1b

Ejemplificación del metabolismo de los carbohidratos mas comunes en alimentos

*Nota al pie: En el organismo hay diversas rutas, estas son específicas para cada función que realizan en el organismo. Los diferentes nutrientes (proteínas, carbohidratos y grasas), son metabolizados por rutas metabólicas diferentes. Las proteínas cuya función en el organismo es proporcionar los amino ácidos (los amino ácidos son los componentes individuales que conforman a las proteínas) y amino ácidos esenciales, que son aquellos que el organismo no puede sintetizar por si mismo y son necesarios para reponer tejidos en el organismo (piel, mucosas, músculos etc.) son metabolizadas por rutas específicas, así como las grasas, cuyas funciones en el organismo son ser vehículo de Vitaminas solubles en grasa (A, D, E y K), así como de hormonas y aportar ácidos grasos esenciales que el organismo no puede sintetizar y como en el caso de los amino ácidos esenciales, todos ellos nutrientes necesarios en una dieta, para estar sanos. En el caso específico de los carbohidratos, se ejemplifica con dos rutas, las cuales son diferentes para los carbohidratos, a lo largo de ellas, se producen diversos compuestos intermedios, los cuales están representados por los pequeños círculos en las rutas que fueron esquematizadas y numeradas con el 1 y el 2.

5. ¿El JMAF es metabolizado de la misma manera que el resto de los carbohidratos?

, es importante recordar que el JMAF es un carbohidrato natural, que se encuentran de dos formas: el JMAF 42º, que contiene 42% de Fructosa y 58% de Glucosa y otros azúcares y el JMAF 55º, que contiene 55% de Fructosa y 45% de Glucosa y otros azúcares.

Los carbohidratos que lo conforman se encuentran libres y no requieren ser hidrolizados para ser metabolizados en el organismo. Entran directamente a las rutas metabólicas que les corresponden a la fructosa y a la glucosa respectivamente, como se muestra en la Figura 1b. En el caso de la sacarosa, por ejemplo, al ser este un disacárido, como se comentó antes, primero es hidrolizada o separada en sus componentes Glucosa y Fructosa y después, estos componentes son metabolizados por las mismas rutas que siguen los carbohidratos individuales. Prácticamente, podemos concluir que la única diferencia del JMAF con la sacarosa es que el azúcar de mesa sigue un proceso de hidrólisis. No obstante, al final de cuentas, los dos endulzantes siguen las mimas rutas metabólicas de la fructosa y glucosa; en la sacarosa se descomponen primero y en el JMAF entran de manera directa, pero no dejan de ser las mismas rutas de la fructosa y glucosa por las que se aporta energía al organismo. Por ello, el cuerpo no puede diferenciar entre unos u otros endulzantes: los metaboliza igual.

6. ¿Cuál es la diferencia entre consumir monosacáridos y disacáridos o polisacáridos en una dieta?

Los monosacáridos entran, como se mencionó en la pregunta anterior, directamente a sus rutas metabólicas en el organismo, mientras que los disacáridos y los polisacáridos deben, antes de entrar a estas, ser hidrolizados o partidos en los componentes que los conforman; después de esto, dependiendo de los monosacáridos que los hayan conformado, estos seguirán la ruta metabólica específica que les corresponde.

7. ¿Qué pasa en el organismo cuando hay excesos de energía, debida a un consumo excesivo de carbohidratos?

Independientemente de la ruta que siga un carbohidrato en el organismo, cualquier exceso después de que las necesidades de energía del organismo han sido cubiertas, se acumulará en forma de grasa, ya que el organismo guarda esta energía concentrada para cuando pueda hacerle falta, como se ejemplificó en las Figura 1ª y 1b.