Caragenanii

Caragenanii, din punct de vedere chimic, sunt saruri de potasiu, sodiu, magneziu si calciu ale esterilor sulfati de polizaharide care, prin hidroliza, duc la formarea galactozei si a 3,6-anhidrogalactozei.

Obtinere si caracterizare

Aditivul E407 are ca sinonime: spuma de Irlanda, Eucheman, Iridophycan, Hypnean, Furcellaran sau agar de Danemarca. Masa moleculara a substantei este cuprinsa intre 100000 si 1000000. Caragenanii sunt gume extrase din algele rosii. Se gasesc in algele din familia Gigartimaceae, Solieriaceae, Hypneaceae si Furcellariaceae din clasa Rhodophyceae (alge rosii).

Industrial se obtine prin extractie cu apa, astfel: algele intregi sunt spalate cu apa rece, dupa care sunt supuse digestiei cu apa calda. Sunt omogenizate, aduse la fierbere, decolorate cu pamant decolorant, filtrate la 70-800C, purificate prin schimb ionic dupa care urmeaza concentrarea filtratului si precipitarea cu solventi organici.

Spalarea substantei se efectueaza cu alcool, apoi uscarea sub vid si macinarea. Datorita vascozitatii sale mari, concentrarea filtratului se face doar pana la 1.5% hidrocoloid in solutie.

Caragenanul se prezinta sub forma de pudra grunjoasa sau de pulbere cu dimensiunea particulelor < 250 microni, de culoare alb galbuie spre incolori, insipida si inodora. Este o substanta solubila in apa rece sau calda, aceasta solubilitate fiind in functie de tipul de caragenan si de cationul legat de radicalul sulfat.

Deasemenea, solubilitatea in apa mai este influientata de temperatura sau existenta unor ioni in solutie, prin intermediul carora caragenanaul constituit din polimeri poate forma asociatii intermoleculare. Este insolubil in solventi organici, in grasimi si in uleiuri.

Dintre toate tipurile de caragenani, λ-caragenanul este foarte solubil in apa rece, iar solutiile obinute au vascozitate ridicata. Explicatia consta in existenta in struncura sa a unui umar mare de grupari sulfat hidrofile. Caragenanul prezinta stabilitate mare in mediul acid la un pH > 3.5 in mediu neutru si in mediu bazic. La valori sub pH = 3.5, substanta se depolimerizeaza. In mediu neutru stabilitatea sa este mare, chiar la temperaturi ridicate (1500C).

Importanta ulilizarii caragenanului in industria alimentara rezida din proprietatea sa functionala de a forma geluri care au o structura variabila. Acestea pot fi fragile, dure, moi, si elastice, in functie de tipul de caragenan, de concentratia sa, de prezenta unor cationi straini cu care aditivul poate interactiona. Vascozitatea unei solutii de concentratie 1.5 % la temperatura de 750C este 5mPas. Caragenanul reactioneaza cu proteinele in unele produse alimentare. In medii acide, caragenanul precipita proteinele la valori de pH superioare punctului izoelectric. In medii neutre, caragenanul gelifica cu cazeina din lapte, formand geluri foarte puternice. Aceasta comportare este explicata de prezenta ionilor de calciu care formeaza legaturi intre cazeina si caragenan. Deasemenea, poate forma legaturi de tipul Van der Waals. In procesele de gelificare, prezinta sinergism cu guma locust. In schimb, gelul format din K-caragenan devine mai moale si mai elastic in prezenta gumei guar si a carboxi-metil celulozei, care insa ii maresc coeziunea.

Amidonul de grau si porumb prezinta sinergism cu caragenanul, fapt ce este reflectat printr-o crestere relativ mare a tariei gelurilor.

1

Dozele admise in produsele alimentare

Caragenanul este folosit in doza de 10g/ kg, singur sau in amestec cu E400, E401, E402, E403, E404, E406, E410, E412, E415, E418, in gemuri, jeleuri marmelade, paste si piureuri tartinabile pe baza de fructe precum si in produse similare cu continut caloric scazut. Se mai adauga in lapte partial sau totat deshidratat, in doze „qs”, in smantana pasteurizata integral „qs”, in alimente post-intarcare pentru sugarii sanatosi, in doza de 0.3g/l, la stabilizarea bauturilor de lapte, de cacao, in doze de 0.015/0.03%, in iaurt, 0.2/0.5% in creme desert, 0.4/0.7% in conserve de carne si peste, in doza de 0.2/0.5%. Mai este utilizat pentru produsele proteice extrudate, in industria produselor fainoase, in paine, in paste fainoase si in produse zaharoase.

Necesitate

Aditivul E407 este necesar in primul rand datorita capacitatii lui de gelifiere. In industria conservelor vegetale, gemuri, jeleuri, marmelade, in paste si piureuri tartinabile, in produse din fructe desert-gelifiate se obtin geluri omogene, termoreversibile, fixotropice.

Gelurile nu prezinta fenomenul de sinereza daca in produsele respective se adauga caragenan in amestec cu guma Karaya. Caragenanul ca gelifiat se mai poate folosi uneori, in amestec cu gelatina, la conserve de carne sau de peste, pentru legarea bucatilor de carne sau de peste, precum si la aspicuri. Utilizarea caragenanului mai este o necesitate si pentru nectaruri sau sucuri de fructe, deoarece acesta mentine in suspensie pulpa fructelor respective, jucand astfel rorul de stabilizator al dispersiei coloidale. Tot ca stabilizator, caragenanul mai este necesar la glazuri, unde are rolul de a lega apa, impiedicand topirea si imuierea acestora la caldura sau umidiatate ridicata. Deasemenea, ca stabilizator, se foloseste si la obrtinerea sufleurilor. Caragenanul mai este necesar si pentru obtinerea unor pelicule protectoare pentru carne, peste si pasari, prevenind deshiratarea acestora. Utilizarea aditivului la dressinguri pentru salate, maioneze, etc se face cu scopul stabilizarii emulsiilor, precum si pentru a obtine o anumita consistenta a produselor, deoarece caragenanul este si un bun agent de ingrosare. In cazul cremelor desert, caragenanul are rol de stabilizator al emulsiei respectve, contribuind la obtinerea unei texturi fine cremoase cu un aspect atragator.

Risc

Este o substanta greu digerabila. In doze mari are un efect laxativ, dar in alimente cantitatile de aditivi sunt reduse. Dupa unii autori, caragenanul impiedica asimilarea unor substante minerale. La persoanele sensibile pot sa apara forme alergice. Caragenanul mai este inclus pe lista substantelor toxice care afecteaza tubul digestiv putand provoca ulcer si cancer.

2

3

Structura moleculara a diferite tipuri de caragenan.

4

Deşi carrageenanii au fost introdusi pe scară industrială în anii 1930, au fost folosite pentru prima dată în China in jurul anului 600 î.Hr., precum şi în Irlanda in jurul anului 400 d.Hr.

Cel mai mare producător în prezent este Filipine , unde se cultiva alge cu o productie de aproximativ 80% din oferta la nivel mondial furnizand aproximativ trei sferturi din producţia mondială.

Aceste alge cresc de la suprafaţa mării la o adâncime de aproximativ 2 metri. Alge este în mod normal, cultivate pe linii de nylon înşirate între bambus flotoare, şi se recoltează după trei luni sau cam asa ceva, atunci când fiecare plantă cântăreşte în jur de 1 kg.

E. soi cottonii a fost reclasificate ca Kappaphycus cottonii de Maxwell Doty (1988), introducând astfel Kappaphycus genul, pe baza de phycocolloids produse (şi anume Kappa caragenan).

După recoltare, alge marine este uscat, ambalat, şi transmis producătorului caragenan. Există alge marine este teren, cernute de a elimina impurităţile, cum ar fi nisip , şi se spală bine. După tratamentul cu fierbinte alcalini soluţia (de exemplu 5-8% hidroxid de potasiu ), celuloză este eliminat din caragenan prin centrifugare şi filtrare . Soluţia caragenan rezultată este apoi concentrat prin evaporare . Este uscate şi măcinate la caietul de sarcini.

Există trei tipuri de prelucrare:

Semirafinate

Aceasta este doar realizează cu ajutorul E. cottonii sau E. spinosum. Buruienilor prime este, în primul sortate şi contaminanţi brut sunt eliminate de mână. Buruienilor este apoi spălată pentru a îndepărta de sare şi nisip, iar apoi fierte în alcaline la cald pentru a creşte puterea gel. Buruieni fierte este spălat, uscat şi măcinat. E. spinosum trece printr-un ciclu de gatit mult mai blânde, cum se dizolva destul de uşor. Produsul se numeste caragenan semirefined, gradul natural sau Filipine, în Statele Unite ale Americii, pur si simplu se încadrează în caietul de sarcini caragenan comun.

Rafinate

Diferenţa esenţială în procesul de rafinare este că caragenan este dizolvat şi filtrat pentru a îndepărta resturile peretelui celular. Soluţia limpede este apoi precipitat fie de alcool sau de clorură de potasiu.

5

Mixte de prelucrare

O tehnologie hibrid există în cazul în care este tratată buruieni eterogen ca în procesul de semirefined, dar de alcool sau de niveluri ridicate de sare sunt folosite pentru a inhiba dizolvarea. Acest proces este adesea folosit pe America de Sud buruieni şi oferă unele dintre beneficiile costurile de transformare semirefined, permiţând în acelaşi timp un game mai largi de buruieni pentru a fi prelucrate. Ciudat, nivelurile scăzute de celuloză în mod natural unele buruieni din America de Sud le permite să fie prelucrate eterogen şi încă să fie vândute în caietul de sarcini rafinat UE.

Utilizări Lubrifiante personale realizate din carrageenan. Deserturi, inghetata, crema, milkshake-uri, îndulcit lapte condensat şi sosuri: gel pentru a creşte vâscozitatea. Bere : curatare pentru a elimina ceata cauzatoare de proteine. Pateuri şi prelucrate carne (sunca, de exemplu): substitut pentru, creşterea retenţie de apă şi grăsimi creşte volumul, sau pentru a îmbunătăţi caracteristicile sale. Pasta de dinti : stabilizator pentru a preveni separarea constituenţilor. Fructe Gushers : ingredient în gel capsulate. Spumă pentru stingerea incendiilor: agent de îngroşare a provoca spuma pentru a deveni lipicios. Şampon şi creme cosmetice: agent de îngroşare. Aer odorizant la geluri. Marmorat : arta antice din hârtie şi ţesături imitaţie de marmoră foloseste un amestec caragenan pe care să plutească vopsele sau cerneluri, hârtie sau material textil este apoi pus pe ea, absorbind culorile. Pantofi: gel pentru a creşte vâscozitatea. Biotehnologie : gel pentru a imobiliza celule / enzime. Farmaceutice: utilizat ca inactiv excipient în pastile / comprimate. Lapte de soia : utilizată pentru a îngroşa, într-o încercare să se întreacă în coerenţa de lapte integral. Sucuri dietetice : gust şi arome. Alimente pentru animale de companie. Modelele animale de inflamaţie folosite pentru a testa analgezicele (caragenan soluţie diluată de lambda (1-2%) injectat subcutanat provoacă umflarea şi durere.

Studii la Laboratorul de Cellular Oncologie, Institutul Naţional de Cancer, Bethesda, Maryland, Statele Unite ale Americii, sugerează că carrageenans ar putea funcţiona ca un bactericid topic .

HSV

Există indicaţii un gel pe bază de caragenan poate oferi o anumită protecţie împotriva HSV-2, transmiterea prin legarea de receptorii de pe virusul herpes, prevenind astfel virusul de la legarea de celule. Cercetarea a demonstrat o bază de gel caragenan prevenită efectiv HSV-2 infecţie la o rată de 85% într-un model de mouse. Unele personal şi prezervative lubrifianţi sunt deja realizate cu caragenan, şi mai multe dintre aceste produse (cum ar fi Divine ) au fost dovedit a fi HPV inhibitori potenţi în studiu (desi altii care caragenan enumerate în ingredientele lor nu au fost). A se vedea Herpes simplex: Polizaharidele

6

HPV

Studiile de laborator au demonstrat carrageenans sunt extrem de puternici inhibitori de infecţie cu HPV in vitro şi în provocare modele animale. clinice rezultatele studiului a anunţat, la 2010 International papilomavirus Conferinţa a avut loc la Montreal, Canada indica o caragenan pe bază de lubrifiant personal numit Carraguard este eficient pentru prevenirea infectării cu HPV la femei. Rezultatele clinice sugerează că utilizarea de personal bazate pe produse de lubrifiant caragenan, cum ar fi Divine nr 9 şi BIOglide pot fi de asemenea eficace pentru prevenirea infectării cu HPV.

HIV

O fază de 3 studiu clinic de către Consiliul pentru Populatie a examinat dacă un produs pe bază de caragenan cunoscut sub numele de Carraguard a fost eficace ca un bactericid topic pentru blocarea HIV infecţiei la femei. proces fugit 2004-2007, cu mai mult de 4.000 de Africa de Sud femei finalizării studiului, dar nu a găsit nici o diferenţă statistică în infecţie între cei care au folosit lubrifiant şi cei care nu au. studiu au oferit informaţii despre modurile de utilizare, cu toate acestea, şi au arătat că gelul este sigur cel puţin- în creştere nu infecţie mai mult decât de bază sau care au efecte secundare semnificative. Ca atare, se aşteaptă să-l folosească ca un vehicul de livrare stabil pentru experimentale antiretrovirale în studiile viitoare.

Studiile concomitentă în macaci găsit caragenan geluri acelaşi folosit în studiile clinice pentru a fi eficientă împotriva SIV provocare. Acest lucru a fost în contrast direct de constatările in vitro, în care compusul a fost găsit pentru a spori HIV şi infecţiilor SIV în teste variate. Deşi de conformare a fost considerat a fi o problemă în faţă de animale studiile clinice, vascozitate mare şi natura controlată a-virale inoculări animal (introducerea atraumatice de virus cu ajutorul unui cateter francez) poate fi motivul pentru care studiu de animale din urmă observat un rezultat pozitiv.

Preocupările referitoare la sănătate

Mixt FAO / OMS de experţi pentru aditivii alimentari declară că "pe baza informaţiilor disponibile, este recomandabil să se utilizeze caragenan sau alge marine Eucheuma prelucrată în formule de început". Nu există dovezi din studiile efectuate pe şobolani , cobai şi maimuţe care indică faptul că caragenan degradat (poligeenan) poate provoca ulceraţii la nivelul tractului gastro-intestinal şi gastro-intestinal cancer . Poligeenan este produs din caragenan supuse la mari temperaturi şi aciditate . Molecula caragenan medie cantareste peste 100.000 Da poligeenans în timp ce au o greutate moleculară mai mult de 50.000 de Da . Un comitet ştiinţific care lucrează în numele Comisiei Europene a recomandat ca suma de caragenan degradate trebui limitate la un maxim de 5% (care este limita de detecţie) din masa totală a caragenan. La testarea probelor de alimente care conţin mare greutate moleculară carrageens, cercetatorii nu au descoperit nici o poligeenan.

7

O publicaţie recentă indică faptul că caragenan induce inflamaţia în celulele epiteliale intestinale umane in cultura de tesut printr-un BCL10 mediată cale-care duce la activarea NFkappaB şi IL-8 . Caragenanul pot fi imunogen , datorită sale neobişnuite alfa-1 ,3-galactosidic link care face parte din dizaharid structura unităţii sale. Consumul de caragenan poate avea un rol în inflamaţie intestinale şi, eventual, boală inflamatorie intestinală, deoarece BCL10 seamănă NOD2 , mutaţii din care sunt asociate cu tendinţă genetică la boala lui Crohn .

Totodata „Caragenanul împiedică asimilarea mineralelor şi a unor grăsimi, ducând la carenţe de minerale (calciu, fosfor, magneziu) şi microelemente (seleniu-zinc) şi a unor grăsimi şi vitamine liposolubile (A,D, E, K) ducând la malnutriţie. Caragenanul poate avea acţiune laxativă, în unele cazuri provoacă alergii şi se degradează limitat în intestin în intermediari cu efect toxic ce pot provoca ulcer şi chiar cancer”.

Sunt autorizati a fi folositi numai in anumite cantitati bine definite pentru fiecare aditiv in parte. Unii aditivii au doze maxim admise chiar de 1 mg/Kg. Datorita faptului ca aditivii nu se acumuleaza in organism, conteaza mai putin natura substantei, ci mai ales cantitatea in care este folosita. Depasirea cu cateva ordine de marime a dozei maxim admise pentru unii aditivii poate fi foarte toxica.Caragenanul este raportat a interfera cu macrofage activitate.

8