Karagen

Karageniny lub karageniny ( / ˌ k ær ə ɡ iː n ə n z . / KARR -ə- GHEE -nənz ; z irlandzkiego carraigín „little rock”) to rodzina naturalnych liniowych siarczanowanych polisacharydów , które są ekstrahowane z czerwonych jadalnych wodorostów Karageniny są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym ze względu na swoje właściwości żelujące, zagęszczające i stabilizujące. Ich główne zastosowanie to produkty mleczne i mięsne, ze względu na ich silne wiązanie z białkami spożywczymi. W ostatnich latach karageniny stały się obiecującym kandydatem w inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej, ponieważ przypominają natywne glikozaminoglikany (GAG). Były używane głównie do inżynierii tkankowej, opatrywania ran i dostarczania leków.

Karageniny zawierają 15-40% zawartości estrów - siarczanów , co czyni je anionowymi polisacharydami. Można je podzielić głównie na trzy różne klasy w oparciu o zawartość siarczanów. Kappa-karagen ma jedną grupę siarczanową na disacharyd, jota-karagen ma dwie, a lambda-karagen ma trzy.

Najbardziej znanymi i najważniejszymi czerwonymi wodorostami używanymi do produkcji hydrofilowych koloidów do produkcji karageniny jest Chondrus crispus (mech irlandzki), który jest ciemnoczerwoną rośliną przypominającą pietruszkę, która rośnie przyczepiona do skał. Galaretowate ekstrakty Chondrus crispus były stosowane jako dodatki do żywności od około XV wieku. Karagen jest wegetariańską i wegańską alternatywą dla żelatyny w niektórych zastosowaniach, więc może być stosowany jako zamiennik żelatyny w wyrobach cukierniczych i innych produktach spożywczych. Nie ma dowodów klinicznych na to, że karagenina jest niebezpiecznym składnikiem żywności, głównie dlatego, że jej los po strawieniu nie jest odpowiednio określony.

Pierwsza komercyjna uprawa Eucheuma i Kappaphycus spp . na skalę przemysłową . dla karagenu został opracowany na Filipinach . Czołowymi światowymi producentami karagenu są Filipiny i Indonezja . Karagen wraz z agarem jest używany do produkcji tradycyjnych deserów galaretowych na Filipinach zwanych gulamanami .

Nieruchomości

Struktury molekularne różnych rodzajów karagenu

Karageniny to duże, bardzo elastyczne cząsteczki, które tworzą zwijające się spiralne struktury. Daje im to możliwość tworzenia różnych żeli w temperaturze pokojowej. Są szeroko stosowane w przemyśle spożywczym i innych gałęziach przemysłu jako środki zagęszczające i stabilizujące .

Wszystkie karageniny są polisacharydami o dużej masie cząsteczkowej i składają się głównie z naprzemiennych 3-połączonych bD-galaktopiranozy (jednostki G) i 4-połączonych aD-galaktopiranozy (jednostki D) lub 4-połączonych 3,6-anhydro- aD-galaktopiranoza (jednostki DA), tworząca powtarzające się jednostki disacharydowe karagenów.

Istnieją trzy główne klasy handlowe karagenu:

  • Kappa tworzy mocne, sztywne żele w obecności jonów potasu i reaguje z białkami mleka. Pochodzi głównie z Kappaphycus alvarezii .
  • Iota tworzy miękkie żele w obecności jonów wapnia. Produkowany jest głównie z Eucheuma denticulatum .
  • Lambda nie żeluje i służy do zagęszczania produktów mlecznych.

Podstawowymi różnicami, które wpływają na właściwości kappa, joty i lambda karageniny, są liczba i położenie grup estrowych siarczanów na powtarzających się jednostkach galaktozy . Wyższe poziomy siarczanu estru obniżają temperaturę rozpuszczania karageniny i wytwarzają żele o niższej mocy lub przyczyniają się do hamowania żelowania (lambda-karagen).

Wiele gatunków krasnorostów wytwarza różne rodzaje karagenów podczas swojej historii rozwojowej . Na przykład rodzaj Gigartina wytwarza głównie karageny kappa w fazie gametofitycznej , a karageny lambda w fazie sporofitycznej .

Wszystkie są rozpuszczalne w gorącej wodzie, ale w zimnej wodzie rozpuszczalna jest tylko forma lambda (i sole sodowe pozostałych dwóch).

W przypadku stosowania w produktach spożywczych karagen ma dodatek UE o numerach E E407 lub E407a, gdy jest obecny jako „przetworzone wodorosty eucheuma”. Technicznie karagen jest uważany za błonnik pokarmowy.

W niektórych częściach Szkocji i Irlandii, gdzie jest znany pod różnymi lokalnymi i rodzimymi nazwami , Chondrus crispus gotuje się w mleku i odcedza, zanim dodaje się cukier i inne aromaty, takie jak wanilia, cynamon, brandy lub whisky. Produktem końcowym jest rodzaj galaretki przypominającej panna cottę , tapiokę czy budyń .

Produkcja

Zobacz też: Uprawa wodorostów
Eucheuma denticulatum hodowana na jotę-karagen w uprawie pozadennej w Tanzanii

Chociaż karageniny zostały wprowadzone na skalę przemysłową w latach trzydziestych XX wieku, wiadomo było, że były używane w Chinach od około 600 roku pne (gdzie używano Gigartina ), aw Irlandii około 400 roku n.e. ) przepłukanego mchu irlandzkiego w 9 l (8 imp qt) wody przez 10 minut, mieszając mieszaninę podczas wrzenia. Do gorącego naparu szybko dodaje się 2,5 l (2 imp qt) zimnej wody i po schłodzeniu mieszaninę przecedza się przez szmatkę. Następnie chłodzi się przez 24 godziny, w tym czasie staje się galaretowaty. [ potrzebne źródło ]

W 2011 roku światową sprzedaż karageniny oszacowano na 640 milionów dolarów. Największym producentem karagenu przemysłowego były Filipiny , gdzie uprawiane wodorosty wytwarzają około 80% światowej podaży, podczas gdy Chiny są głównym eksporterem na światowe rynki w USA i Europie. Najczęściej stosowanymi źródłami są E. cottonii ( Kappaphycus alvarezii , K. striatum ) i E. spinosum ( Eucheuma denticulatum ), które łącznie zapewniają około trzech czwartych światowej produkcji. Rosną one od powierzchni morza do głębokości około 2 m (6,6 stopy). Wodorosty są zwykle hodowane na nylonowych linkach nawleczonych między bambusowymi pływakami i zbierane po mniej więcej trzech miesiącach, kiedy każda roślina waży około 1 kg (2,2 funta).

E. cottonii została przeklasyfikowana na Kappaphycus cottonii przez Maxwella Doty'ego (1988), wprowadzając w ten sposób rodzaj Kappaphycus na podstawie produkowanych fikokoloidów (mianowicie kappa karagen). [ potrzebne źródło ]

Po zbiorach wodorosty są suszone, belowane i wysyłane do producenta karagenu. Tam wodorosty są mielone, przesiewane w celu usunięcia zanieczyszczeń, takich jak piasek , i dokładnie myte. Po potraktowaniu gorącym zasady (np. 5–8% wodorotlenku potasu ) celulozę usuwa się z karageniny przez odwirowanie i filtrację . Otrzymany roztwór karageniny następnie zatęża się przez odparowanie . Jest suszony i mielony zgodnie ze specyfikacją.

Istnieją trzy rodzaje obróbki przemysłowej:

Półrafinowany

Jest on wytwarzany wyłącznie z E. cottonii lub E. spinosum . Surowe chwasty są najpierw sortowane, a surowe zanieczyszczenia są usuwane ręcznie. Chwasty są następnie myte w celu usunięcia soli i piasku, a następnie gotowane w gorących alkaliach w celu zwiększenia wytrzymałości żelu. Gotowane chwasty są myte, suszone i mielone. E. spinosum przechodzi znacznie łagodniejszy cykl gotowania, ponieważ rozpuszcza się dość łatwo. Produkt nazywa się półrafinowaną karagenem, filipińską naturalną klasą lub, w Stanach Zjednoczonych, po prostu podlega wspólnej specyfikacji karagenu. 

oczyszczone i umyte wodorosty ↓ ekstrakcja ↓ filtracja zgrubna → pozostałości z wodorostów ↓ filtracja dokładna → zużyte pomoce filtracyjne ↓ ↓-------------- koncentracja -------------- ↓ preparat z KCl preparat z alkoholem ↓ ↓ żel prasowanie odzyskiwanie alkoholu ↓ ↓ suszenie suszenie ↓ ↓ mielenie mielenie ↓ ↓ mieszanie mieszanie ↓ ↓ żel rafinowany karagen rafinowany

Rafinowany

Zasadnicza różnica w procesie rafinacji polega na tym, że karagenina jest najpierw rozpuszczana i filtrowana w celu usunięcia resztek ściany komórkowej. Następnie karageninę wytrąca się z klarownego roztworu alkoholem izopropylowym (propan-2-ol) lub chlorkiem potasu.

Przetwarzanie mieszane

Istnieje technologia hybrydowa, w której wodorosty są traktowane heterogenicznie, tak jak w procesie półrafinacji, ale do hamowania rozpuszczania stosuje się alkohol lub wysokie poziomy soli. Proces ten jest często stosowany w przypadku wodorostów południowoamerykańskich i przynosi pewne korzyści kosztowe wynikające z półrafinowanego przetwarzania, umożliwiając jednocześnie przetwarzanie szerszej gamy wodorostów, jednak naturalnie niski poziom celulozy w niektórych wodorostach południowoamerykańskich pozwala na ich heterogeniczne przetwarzanie i nadal być sprzedawane zgodnie z udoskonaloną specyfikacją UE.

Klas

Zobacz też: Klasyfikacja żywności

Istnieją dwa podstawowe rodzaje karagenu, rafinowany (RC) i półrafinowany (SRC). W Stanach Zjednoczonych oba gatunki są oznaczone jako karagen. W Unii Europejskiej rafinowana karagenina jest oznaczona numerem E E-407, a półrafinowana karagenina E-407a. Rafinowana karagenina ma maksymalnie 2% materiału nierozpuszczalnego w kwasie i jest wytwarzana przez wytrącanie alkoholem lub proces prasowania w żelu z chlorkiem potasu. Karagen półrafinowany ma znacznie wyższą zawartość celulozy i jest wytwarzany w mniej skomplikowanym procesie. Indonezja, Filipiny i Chile to trzy główne źródła surowca i ekstrahowanej karageniny.

Zastosowania i zastosowania

Żywność i inne zastosowania domowe

Status regulujący

W Stanach Zjednoczonych karagen jest dopuszczony przez przepisy FDA jako bezpośredni dodatek do żywności i jest uważany za bezpieczny , gdy jest stosowany w niezbędnych ilościach jako emulgator, stabilizator lub zagęszczacz w żywności, z wyjątkiem żywności standaryzowanej, która nie przewiduje takiego użycia. FDA dokonała również przeglądu bezpieczeństwa karagenu w mieszankach dla niemowląt. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności stwierdził, że „nie ma dowodów na jakiekolwiek szkodliwe skutki narażenia ludzi na karagen spożywczy lub narażenie na zdegradowaną karageninę w wyniku stosowania karageniny spożywczej”. Ponadto wspólny ekspert FAO/WHO Komisja ds. Dodatków do Żywności stwierdziła w przeglądzie karageniny z lipca 2014 r., „że stosowanie karageniny w preparatach do początkowego żywienia niemowląt lub preparatach do specjalnych celów medycznych w stężeniach do 1000 mg / l nie budzi obaw”.

Chociaż National Organic Program (NOP) dodał karageninę do swojej krajowej listy dodatków dopuszczonych do włączania do żywności ekologicznej w 2003 r., A także dokonał jej przeglądu i ponownej autoryzacji w 2008 r., Odnotowując ją jako „krytyczną dla produkcji ekologicznej i operacji związanych z obsługą”, w listopadzie 18 października 2016 r. Krajowa Rada ds. Standardów Ekologicznych NOP (NOSB) przegłosowała zalecenie usunięcia karageniny z Krajowej Listy dodatków dopuszczonych do produkcji żywności ekologicznej.

W dniu 4 kwietnia 2018 r. Agencja Marketingu Rolniczego (AMS) ( USDA ) opublikowała dokument ogłaszający odnowienie karageniny na Liście Krajowej, dopuszczającej jej dalsze stosowanie w produktach spożywczych. Dokument stwierdza,

NOSB zaleciła usunięcie karageniny, ponieważ ustaliła, że ​​alternatywne materiały, takie jak guma gellan, guma guar lub guma ksantanowa, są dostępne do stosowania w produktach ekologicznych… Firma AMS znalazła wystarczające dowody w publicznych komentarzach skierowanych do NOSB, że karagenina nadal jest konieczna do obchodzenia się z produktami rolnymi z powodu niedostępności całkowicie naturalnych substytutów (§ 6517 lit. c) pkt 1 ppkt (ii)). Karagen ma określone zastosowania w szeregu produktów rolnych, aw publicznych komentarzach stwierdzono, że potencjalne substytuty nie odzwierciedlają odpowiednio funkcji karageniny w szerokim zakresie zastosowań. Tym samym karagen nadal spełnia kryteria OFPA dotyczące wpisania na Listę Krajową.

Zasada weszła w życie 29 maja 2018 r.

W przeglądzie z 2015 r. Wspólny Komitet Ekspertów Organizacji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa oraz Światowej Organizacji Zdrowia ds. Dodatków do Żywności opublikował w 2015 r. Raport techniczny dotyczący stosowania karageniny w preparatach do początkowego żywienia niemowląt i stwierdził, że dodatek ten „nie budzi obaw " w preparatach do początkowego żywienia niemowląt jako żywność specjalnego przeznaczenia medycznego w stężeniach do 1000 miligramów na litr . Stosowanie karageniny w preparatach do początkowego żywienia niemowląt, organicznych lub innych, jest zabronione w UE ze względów ostrożności, ale jest dozwolone w innych artykułach spożywczych. W 2018 roku Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) poinformował, że bezpieczeństwo karageniny w produktach spożywczych opiera się na ADI wynoszącym 75 mg/kg masy ciała dziennie.

W Wielkiej Brytanii Agencja ds. Standardów Żywności wydała wezwanie do wycofania produktu ze słodyczy zawierających karagen, stwierdzając, że karagen „nie jest dozwolony jako składnik galaretkowych wyrobów cukierniczych, ponieważ stwarza ryzyko zadławienia”.

Badania toksyczności

Od 2018 r. Karagen uznano za nietoksyczny przy pewnych poziomach spożycia (75 mg / kg masy ciała dziennie), chociaż zalecono dalsze badania, skupiające się głównie na losach karageniny podczas i po trawieniu oraz na wszelkich późniejszych metabolitach.

Zobacz też

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Carrageenan&oldid=1138312996 ”