Польза и вред каррагинана Е407, как пищевой добавки. Что такое каррагинан и вреден ли он
1.1 Происхождение
Каррагинаны – это натуральный продукт, добываемый из красных водорослей класса Rhodophyceae.
Спиртовое осаждение - один из некоторых способов, которые используются для экстрагирования каррагинана. Как результат, этот продукт широко используется в пищевой промышленности как желирующий агент, загуститель и стабилизатор.
В течении многих лет каррагинан традиционно производился в Ирландии. Он экстрагировался из так называемого «Ирладского мха», водоросли Chondrus crispus, для получения жидкости, которая использовалась как загуститель в молоке.
Сегодня мировое производство каррагинана значительно выросло, поскольку стали использоваться различные виды водорослей, в особенности Euchema species (E.cotonii, E.spinosum). Также, расширились области применения каррагинана, поскольку он способен проявлять различные свойства.
Для получения каррагинана определенной химической композиции необходимо, чтобы тип водорослей и метод экстрагирования были точно определены. Из-за изменений репродуктивных циклов, некоторые отдельные химические фракции могут содержаться в одних и тех же водорослях.
Следующая таблица показывает важнейшие фракции каррагинана:
1.2 Главные фракции каррагинана.
Для того, чтобы увидеть гибкость каррагинана и предвидеть его свойства, очень важно понять поведение его различных фракций.
Наше мнение как производителя, такие знания дают возможность потребителю подбирать каррагинан, который будет удовлетворять всем требованиям (физическим, химическим, органолептическим, реологическим), предъявляемым к конечному продукту.
1.2.1 Каппа - каррагинан
Каппа - каррагинан растворяется в горячей воде (70-80°С). Он не растворим в холодной воде, кроме как в растворе с натрием. В таких растворах каппа – каррагинан не образует гелей. После растворения и последующего охлаждения, каппа - каррагинан дает твердые, термообратимые гели с высокой прочностью студня (около 1000 гр/см² при концентрации раствора 1,5%, t = 20ºС).
В общем, точка гелеобразования = 35-50ºС, но она в значительной степени зависит от концентрации и присутствия катионов (ионов калия, натрия, кальция, аммония). Концентрация этих катионов определяет силу геля и может в значительной степени воздействовать на величину этого параметра.
Кроме того, прочные твердые гели каппа-каррагинана проявляют значительный синерезис, который может быть уменьшен при добавлении других фракции каррагинана, такой, например, как йота–каррагинан. Эффект синергизма между каппа-каррагинаном и камедью рожкового дерева (LBG) может также уменьшать синерезис.
1.2.2 Йота-каррагинан
Поведение йота-каррагинана существенным образом отличается от каппа – вида.
Йота-каррагинан образует менее прочные гели, чем каппа, но они гораздо более эластичные. Эти гели термообратимы и не проявляют синерезис.
Вязкость йота-каррагинана выше чем у каппа. Более того, растворы йота-каррагинана обладают тиксотропными свойствами. Тиксотропия (от греч. thíxis - прикосновение и tropé - поворот, изменение), способность некоторых структурированных дисперсных систем самопроизвольно восстанавливать разрушенную механическим воздействием исходную структуру. Проявляется в разжижении при достаточно интенсивном встряхивании или перемешивании гелей, паст, суспензий и др. систем с коагуляционной дисперсной структурой и их загущении (отвердевании) после прекращения механического воздействия.
Это уникальное свойство дает возможность растворам йота-каррагинана противостоять воздействиям на физическую структуру и возвращаться к первоначальному значению вязкости даже после повторения механического воздействия снова и до получения необходимого конечного продукта. По этой причине йота-каррагинан преимущественно используются в качестве стабилизатора суспензий, таких как «какао в шоколадном молоке».
К тому же, йота-каррагинан имеет другие важные характеристики:
Проявляет хорошую стабильность при последовательных циклах замораживание – оттаивание.
1.2.3 Лямбда - каррагинан
Лямбда-каррагинан, благодаря наличию большого числа сульфо-групп, не образует гелей. Тем не менее, он образует растворы высокой вязкости (600 cps при 1%). Поэтому эта фракция подходит для пен, эмульсий и суспензий. Используется для стабилизации систем, когда температура постоянно изменяется.
1.3 Синергизм между каррагинаном и камедью рожкового дерева (LBG).
LBG – это полисахарид, который экстрагируется из семян рожкового дерева и относится к галактоманнанам. Применяется в качестве добавки в пищевой промышленности.
Несмотря на то, что LBG не образует гели, он проявляет синергизм с каппа-каррагинаном. Каппа/ LBG – гели достаточно сильные, более эластичные. Такие гели меньше подвержены синерезису, чем просто каппа-каррагинан – гели. Максимально-сильные гели образуются при использовании этих компонентов в сочетании кК/ LBG в соотношении 2:1, тогда как минимального синерезиса возможно добиться при сочетании 1:4.
Для полного растворения LBG необходима температура 82°С.
Такие гели также являются термообратимыми.
2. Физические и химические свойства.
2.1 Растворимость
2.1.1 в воде
Главным образом, каррагинан растворим в горячей воде при температурах от 40ºС до 70ºС. Это зависит от концентрации каррагинана, его типа и количества катионов в растворе.
В холодной воде натрий-каррагинаны растворимы, тогда как кальций- и калий-каррагинаны не растворяются.(но диспергируют)
Необходимо заметить, во всех случаях гели образуются после полного растворения продукта.
2.1.2 в молоке
В горячем молоке (70-80ºС) все виды каррагинана растворимы.
В холодном молоке лямбда-каррагинан легко растворим (температура около 5-10ºС). Йота- и каппа-каррагинаны обычно не растворимы в холодном молоке, но в присутствии фосфатов действуют как загустители и гелеобразователи.
2.1.3 в сладких растворах
В холодных сахарных растворах все виды каррагинана не растворяются, но диспергируют. Однако, лямбда- и каппа-каррагинаны растворимы в горячих, с высоким содержанием сахара растворах. Йота-каррагинаны на практике не растворимы ни при каких температурах.
2.1.4 в растворах солей
Йота- и лямбда-каррагинаны растворимы в горячих, сильно концентрированных растворах, тогда как каппа-каррагинан выпадает в осадок при таких условиях.
2.2 Вязкость
Когда нагретый раствор каррагинана остывает, вязкость постепенно увеличивается до тех пор, пока раствор не достигнет температуры желирования. В этот момент вязкость резко увеличивается. По этой причине важно определять вязкость до того, как раствор достигнет температуры желирования.
Благодаря своему химическому строению, каррагинаны образуют высоковязкие растворы. Эта величина зависит от концентрации, температуры, типа каррагинана и от присутствия других растворенных веществ. Вязкость при повышении концентрации возрастает экспоненциально и уменьшается при добавлении соли или же при повышении температуры.
2.3. Желирование.
Каждая отдельная стадия подтверждает, что процесс желирования связан с образованием геликоидальных (спиральных) структур между молекулами полисахарида. При температурах около точки плавления тепловое движение превышает стремление молекул агрегировать и связываться в спирали. Как только температура падает, молекулы принимают форму трехмерной цепочки, которая и основывает гель.
Гели йота- и каппа – каррагинана термообратимы: Это означает, что можно получить из раствора - гель и наоборот, из геля - раствор при незначительных изменениях температуры. Лямбда – каррагинан не образует гелей.
2.4. Влияние величины рН.
Каррагинан устойчив при рН=7 и выше. При низких значениях рН, каррагинан становится менее стабильным (особенно при высоких температурах). В результате понижения рН, происходит реакция гидролиза, которая является причиной уменьшения вязкости и понижения способности к гелеобразованию. Тем не менее, уже образовавшийся гель может выдерживать низкие значения рН без гидролиза. Это показывает, что гели каррагинана при надлежащих условиях хранения могут быть длительное время устойчивы при рН=3,5. Важно избегать длительного процесса приготовления при низких значениях рН и высоких температурах для получения стабильных продуктов.
2.5. Реакция с белками.
Все типы каррагинана вступают в реакцию с белками. Принимая во внимание то, что каррагинаны имеют отрицательный заряд и различные значения рН, они способны формировать комплексы с положительно заряженными молекулами полимеров, такими как белки, особенно при рН среды ниже изоэлектрической точки (Изоэлектрическая точка - значение рН среды (точнее, несколько значений, зона), при котором молекулы вещества (напр., белки) имеют нулевой потенциал).
В некоторых случаях, например с белками молока, реакция каррагинана с белками может происходить и за пределами изоэлектрической точки. (см. бюллетень №2).
2.6. Бактериология.
Поскольку для производственного процесса обычно требуется высокая температура, количество бактерий в большинстве случаев низкое.
Однако, готовый продукт чувствителен в заражению бактериями. По этой причине используются стандартные методы «консервирования» (увеличение кол-ва сахара, низкий рН, стериализация и др.).
2.7. Токсикология.
Подтверждено, что каррагинаны безопасны для потребления. Он признан U.S. и европейским законом пищевой добавкой с контролируемым уровнем потребления.
Коды ЕЕС:
Е-407 – очищенный каррагинан
Е-407а – полуочищенный
Бюллетень №2. Использование каррагинанов в молочной промышленности.
1. Введение.
Главные ингредиенты, используемые для изменения реологического поведения (вязкость, пластичность, упругость, прочность) пищевых систем, это гидроколлоиды полисахаридов. Каррагинан, один или в смеси с другими камедями, такими как LBG, пектин или альгинаты, нашел большое применение в молочной промышленности. Поскольку он проявляет специфические свойства в молочных системах, его используют для приготовления различных молочных десертов: пудинги, заварной крем, шоколадное молоко, взбитые сливки и т.п.
Несколько причин, почему каррагинан предпочитают в молочной промышленности:
Низкий расход продукта
Легкая растворимость – требуется 70°С
Низкая вязкость при температурной обработке (упрощает производственный процесс)
Безвкусный
- Использование
Каррагинаны считаются многосторонним продуктом, поскольку имеют различные типы и проявляют синергизм с другими гидроколлоидами.
Использование каррагинана можно характеризовать следующим образом:
Загуститель: повышает вязкость систем за счет уменьшения взаимодействия между частицами.
Желирующий агент: образует трехмерную цепочку, свойства (строение, сила геля, прозрачность) могут быть преобразованы в смеси с другими камедями (синергизм), в присутствии солей, сахара и др.
Стабилизатор: стабилизирует частицы суспензии от сепарации (разделения).
В бюллетене №1 подробно описаны свойства главных фракции каррагинана, а также влияние физических и химических параметров на его поведение. Однако, следует заметить характерное свойство каррагинана, которое делает этот продукт наиболее пригодным в молочной промышленности: взаимодействие с казеином.
3. Реакция каррагинана с молочным белком
Каррагинан является сильным анионом из-за наличия сложных сульфатных эфиров. Такое строение позволяет ему вступать в реакции с катионами полиэлектролитов. Главным образом, с протеинами, которые проявляют амфотерные свойства.
Протеины вступают в реакцию при значениях рН, ниже их изоэлектрической точки. В реакции каррагинан - протеин проявляется стабилизирующий эффект каррагинана.
В молочных системах взаимодействие происходит благодаря образованию комплексов за счет абсорбции каппа- или йота-каррагинанов на поверхности частицы казеина. В некоторых случаях присутствие ионов кальция также оказывают влияние на эту реакцию.
Это показывает, что стабилизирующий эффект каррагинана в сухом молоке, шоколадном молоке, мороженом и т.п. напрямую зависит от образования комплексов натрий-казеин /каррагинан при особом значении рН.
4. Поведение каррагинана при термической и механической обработке.
Физические свойства каррагинана позволяют его использовать в различных производствах молочных продуктов.
Несколько важных фактов:
Для полного растворения необходима температура 70°С для каппа-каррагинана и 60°С для йота-каррагинана. Лямбда-каррагинан растворим при комнатной температуре (20-25°С).
В процессе термической обработки вязкость каррагинана очень низкая, что минимизирует проблемы в таких системах и упрощает процесс обработки.
Точка гелеобразования определяется в зависимости от состава и концентрации каррагинана.
При температуре около точки гелеобразования механическая обработка не влияет на внешний вид конечного продукта, поскольку макромолекулы находятся в жидком состоянии. Такого свойства нет в крахмале, консистенция которого значительно теряется при сильном механическом воздействии.
Даже при температуре ниже точки гелеобразования, гели йота-каррагинана могут возвращаться к прежнему состоянию вязкости после механического воздействия. Это тиксотропный каррагинан.
5. Применение
Распространенные молочные продукты и уровень расхода нашего каррагинана:
| Пироги и заварной крем | Поддерживает кремообразную консистенцию | CEROLAC 1400 |
| Шоколадное молоко | Сохраняет гладкость и хороший внешний вид такого молока | CEROLAC 6000 |
| Мороженое, фруктовый лед | Совместно с другими галактоманнанами и камедями придают кремообразную консистенцию и предотвращают образование кристалликов льда после
процесса замораживания-оттаивания |
|
| Быстрорастворимые смеси | Как стабилизатор и загуститель | CEROLAC 3000 |
| Шоколадный мусс | Создает слабые и тиксотропные гели | CEROLAC 7000 |
| Плавленый сыр | В комбинации с галактоманнанами предотвращает синерезис и обеспечивает стабильность | |
| Детские молочные смеси | Небольшое количество предотвращает выпадение осадка нерастворимого кальция при хранении | |
| Пуддинги | Совместно с фосфатами способствуют быстрому желированию после перемешивания и последующего приготовления | |
| Фруктовые йогурты | Образует нужную консистенцию и сохраняет фрукты твердыми в суспензии | CEROLAC 1400 – 7000 |
Полуочищенный Каррагинан E407a
добывается обработкой КОН из красных водорослей.
Обрабатывается щелочью, промывается, отбеливается (без экстракции).
Образует менее плотный гель (800 г/см², метод Никкан-Кобе), чем очищенный каррагинан, менее чистый, запах практически отсутствует.
Очищенный каррагинан E 407
Добывается экстрагированием: осаждение спиртом и в последствии KCl.
Образует достаточно прочные гели (1400 г/см²), более светлый порошок, без запаха.
Е407 пищевая добавка (каррагинан) относится к стабилизаторам, загустителям и эмульгаторам. Своё название она получила по одному из видов водорослей, из которых добывается. Если сырьём служили растения рода Euchema, добавке присваивается код Е 407а.
Более подробно о каррагинане смотрите в видео.
Сведения из химии
Каррагинан представляет собой длинные молекулы из повторяющихся углеводных звеньев (полимеры) с остатком серной кислоты, получаемые из красных морских или океанических водорослей действием на них горячих щелочей. После фильтрации отделяется целлюлоза, из которой затем выпаривают воду. Получившуюся массу высушивают и измельчают.
Процесс желеобразования объясняется способностью каррагинана как полимера сворачиваться в упорядоченную спираль.
В пищевой промышленности добавку применяют в виде натриевых, калиевых и аммонийный солей, но более прочные гели образуют соли калия.
Так как это вещество добывают из разных красных водорослей в разное время и в разных местах, существует много разновидностей, различающихся по составу. К настоящему моменту исследовано более 3 000 видов каррагинана.
Чем больше в молекуле производных серной кислоты, тем ниже температура растворения стабилизатора и тем менее плотные гели он образует. Некоторые виды нерастворимы в холодной воде.
Когда и как открыли?
Данное вещество обнаружили в IХ в., но до сих досконально его свойства не изучены. Впервые его выделили из водорослей Каррагинан у берегов Ирландии. В 1930-е гг. в США появились фабрики по его промышленному выпуску.
И неудивительно, что производство запустилось именно в этой стране, ведь вездесущие красные водоросли любят тёплый климат. Затем изготовление каррагинана поставили на поток в других государствах с подходящим климатом: Индонезии, Филиппинах, Канаде, Чили, Франции, Ирландии.
Изначально данное химическое вещество получили для нужд химической и фармацевтической промышленности, использовать его как пищевую добавку стали позже.
Для чего нужна?
Каррагинан употребляют как желирующий агент, увеличивающий вязкость продукта. Это свойство нужно при изготовлении шоколада, десертов, желе, кремов, паст.
Как стабилизатор каррагинан применяют в мясной промышленности. Он реагирует даже с небольшим количеством белка, увеличивая вязкость продукта. Белковые молекулы имеют кислотную и основную группы. Нейтральный рН в безалкогольных напитках достигается за счёт того, что Е 407 приводит их конформацию в нейтральное состояние.
В молоке и продуктах на его основе стабилизатор захватывает микрокапли казеина, жира, кальция, какао и других веществ, переводя жидкость в суспензию. Высокая вязкость какао-напитков достигается именно за счёт этого механизма.
Без каррагинана невозможно получить взбитые сливки.
Добиться нужной текстуры жидкости (легко текучей, вязкой) при изготовлении различных напитков удаётся введением стабилизатора.
Его эмульгирующие свойства позволяют достичь однородной массы при перемешивании компонентов. Это делает внешний вид товара привлекательным.
Из-за способности выводить токсины каррагинан добавляют в лечебно-профилактические товары, детское и диетическое питание.
Е 407 – довольно сильный консервант. Она препятствует размножению бактерий, что продлевает срок хранения продукта.
На руку производителям ещё одно свойство – он удерживает влагу, благодаря чему снижаются затраты. Например, при изготовлении колбасы, сарделек, рыбных полуфабрикатов, консервов, выпечки можно положить мало сырья (мяса, рыбы), при этом за счёт впитываемой жидкости масса товара увеличится. Потребитель заплатит за воду по цене мяса.
Польза и вред
Каррагинан считается безопасным, так как изготавливается из природного сырья, а не синтезируется химическим путём. Учёные установили, что в концентрации 1 г/л вреда здоровью он не наносит.
Из-за способности впитывать воду данное вещество поглощает и выводит из организма тяжёлые металлы, шлаки, токсины и вирусы, а также угнетает свёртывание крови, препятствуя тромбообразованию.
Однако в последнее время появились сведения, что содержащаяся в каррагинане окись этилена провоцирует рак. Нежелательно есть много продуктов с Е 407, поскольку в больших количествах она негативно сказывается на пищеварительной системе, вызывает воспаление, обострение язвы и гастрита.
Применение каррагинана в промышленности очень распространено. Данное вещество считается безвредным. Однако его влияние на организм полностью не изучено, поэтому Е 407 условно безопасна.
Существует довольно много пищевых добавок, которые позволяют добиться требуемой вязкости продуктов. Среди них – стабилизатор Е407, который также известен как каррагинан – природных сахарид, который получают путем щелочной обработки морских водорослей. Данное вещество представляет собой суспензию, которая обладает прекрасными желирующими свойствами и в наши дно довольно широко используется в пищевой промышленности.
Чем полезен каррагинан?
Замечательный природный желеобразователь, каррагинан не только повышает вязкость продуктов, но и превращает их в однородную субстанцию. Кроме этого, Е407 является довольно мощным консервантом, так как обладает антисептическими и антибактериальными свойствами. Продукты питания, в которых содержится данный стабилизатор, имеют более продолжительный срок годности и при этом сохраняют свои вкусовые качества и товарный внешний вид. Также доказано, что стабилизатор Е407 может удерживать жидкость и увеличивать массу продуктов питания , что приводит к снижению их себестоимости.
Среди полезных свойств Е407 также следует отметить способность данного вещества выводить из организма человека соли тяжелых металлов, очищая внутренние органы от всевозможных шлаков.
Область применения каррагинана
Изначально стабилизатор Е407 синтезировался как добавка для химической и фармацевтической промышленности. Однако со временем область применения данного вещества существенно расширилась за счет того, что многие страны мира разрешили применять каррагинаны в пищевой промышленности. В настоящее время Е407 добавляют в мясную и молочную продукцию, всевозможные консервы и десерты – кремы, желе, пирожные и выпечку. Прекрасно зарекомендовала себя добавка Е407 и при производстве шоколада, так как позволяет обеспечить требуемую вязкость и густоту данного продукта . Плюс ко всему, каррагинаны, способные очищать организм от шлаков, в наши дни нередко добавляют в продукты детского и диетического питания.
Стабилизатор Е407 ценен еще тем, что помогает удержать влагу в готовых продуктах питания. По этой причине в наши дни его добавляют не только в различные колбасы, сардельки и сосиски, но и в мармелад, зефир, всевозможные муссы и пастилу, которые имеют свойство подсыхать и уменьшаться как в массе, так и в объеме.
В чем заключается вред Е407?
Принято считать, что эта пищевая добавка совершенно безопасна, так как изготавливается из натурального сырья. Кроме того, способность каррагинанов выводить шлаки из организма очень высоко оценена и медиками, и диетологами. Антибактериальные и противовоспалительные свойства этого вещества также не остались без внимания. Тем не менее, последние научные исследования показали, что каррагинаны за счет содержания оксида этилена могут стать причиной образования злокачественных опухолей . Также доказано, что в больших количествах эта безобидная пищевая добавка весьма негативно влияет на работу желудочно-кишечного тракта и может спровоцировать обострение таких заболеваний, как язва или же гастрит.
Желеобразную субстанцию из клеток красных водорослей Chondrus crispus добывали еще древние китайцы. Первое упоминание о целебном студне, заживляющем раны, восходит к VII веку до нашей эры.
Серьезные исследования водорослей отдела багрянок были проведены лишь XIX веке. Биологическая ценность входящих в их состав полисахаридов оказалась настолько высока, что морские растения стали выращивать. Хондрус, гигартина, фурцеллярия являются источником каррагинана, популярной пищевой добавки. Оригинальные свойства вещества до сих пор вызывают интерес и споры ученых.
Официальное наименование согласно ГОСТ 33310–2015 - Каррагинан и его натриевая, калиевая, аммонийная соли, включая фурцеллеран.
Производители обычно указывают на упаковке обобщенное название - каррагинаны.
Международный синоним - Carrageenan and its Na, K, NH4 salts includes furcellaran.
Что такое консервант низин и как он влияет на наш организм, вы узнаете из .
Основные производители
Российские предприятия пищевую добавку Е 407 не производят.
Лидирующую позицию на мировом рынке занимают Филиппины. Основными поставщиками являются предприятия полного цикла Marcel Trading Corporation и Shemberg.
Качественный каррагинан производит старейшая датская компания CP Kelco.
Фурцеллеран поставляет предприятие Эст-Агар (Эстония).
В Филиппинах для выращивания водорослей используют бамбуковые палки с привязанными к ним нейлоновыми веревками. Урожай собирают через три месяца. К этому времени каждое растение достигает веса 1–1,5 кг.Название: Каррагинан и его соли
Другие названия: Е407, Е-407, Анг: E407, E-407, Carrageenan
Группа: Пищевая добавка
Вид: Стабилизатор, загуститель
Влияние на организм: возможно негативное влияние
Разрешена в странах: Россия, Украина, ЕС.
Каррагинан и его соли являются стабилизаторами способными сохранять вязкость продуктов и их консистенцию. К сведению схожим действием обладает пектин.
Добавка Е-407 относится к собирательному определению полисахаридов, которые получаются путём выделения из водорослей посредством обработки щелочными растворами. Различные виды красных водорослей дают разные вида каррагинанов. Все известные вида обладают хорошей эластичностью и применяются в основном при необходимости желировать продукцию либо для изготовления суспензии.
Каррагинан и его соли являются природными загустителями. В последнее время стали поступать сведения об обнаружении в его составе оксида этилена способного привести к образованию сильнейшего канцерогенного вещества.
Применение:
Каррагинан используется в качестве стабилизатора пластичности и вязкости при производстве различных продуктов. Добавка Е407 прошла исследования и получила разрешение для использования на территории Российской Федерации.
Каррагинаны успешно применяются при производстве различных типов питания: детского, лечебного и диетического.
В пищевой промышленности каррагинан и его соли используются при производстве:
- молочных, мясных и рыбных продуктов питания,
- как стабилизирущий агент в молочных напитках с наполнителями из ягод и фруктов,
- для получения кремовой консистенции мороженного и сливок,
- для обеспечения кристаллизации льда,
- для возможности удержания влаги и приготовления рассолов в мясоперерабатывающей промышленности,
- в качестве агента для образования желе,
- кондитерских изделий и мармеладов.
Влияние на организм человека:
Каррагинан и его соли обладают хорошей биологической активностью и способны выполнять функцию антикоагулянта. Так же добавка Е-407 имеет антивирусную и антираковую активность и способствует выводу тяжёлых металлов из организма. Благодаря своим свойствам каррагинаны используются в диетических продуктах и в детском питании. Полезные свойства морских водорослей обусловлены именно наличием в них каррагинана. Допустимая норма суточного потребления продуктов с добавкой Е407 не определена. Добавка не является аллергеном и не вызывает раздражения слизистых оболочек организма человека. Имейти ввиду, хоть и нет противоказаний, все же добавка не безвредна, есть случаи негативного влияния на ЖКТ, и детям не рекомендуется, особенно если есть проблемы с ЖКТ!
