stringtranslate.com

Каррагинан

Подводное выращивание эвхеумы на Филиппинах для производства каррагинана

Каррагинаны или каррагинаны ( / ˌ k ær ə ˈ ɡ iː n ə n z / KARR -ə- GHEE -nənz ; от ирландского carraigín  «маленький камень») — семейство природных линейных сульфатированных полисахаридов , которые извлекаются из красных съедобных морских водорослей . Каррагинаны широко используются в пищевой промышленности благодаря своим желирующим, загущающим и стабилизирующим свойствам. Их основное применение — молочные и мясные продукты из-за их прочного связывания с пищевыми белками. В последние годы каррагинаны стали многообещающим кандидатом в тканевой инженерии и регенеративной медицине, поскольку они напоминают нативные гликозаминогликаны (ГАГ). В основном их использовали для тканевой инженерии, покрытия ран и доставки лекарств. [1]

Каррагинаны содержат 15–40% сложноэфирно - сульфатных соединений, что делает их анионными полисахаридами. В основном их можно разделить на три разных класса в зависимости от содержания в них сульфатов. Каппа-каррагинан имеет одну сульфатную группу на дисахарид, йота-каррагинан — две, а лямбда-каррагинан — три. [2]

Распространенной красной морской водорослью, используемой для производства гидрофильных коллоидов для производства каррагинана, является Chondrus Crispus (ирландский мох), темно-красная водоросль, похожая на петрушку, которая растет, прикрепляясь к камням. Желатиновые экстракты морских водорослей Chondrus Crispus использовались в качестве пищевых добавок примерно с пятнадцатого века. [3] Каррагинан в некоторых случаях является вегетарианской и веганской альтернативой желатину , поэтому его можно использовать для замены желатина в кондитерских изделиях и других продуктах питания. Клинических доказательств того, что каррагинан является небезопасным пищевым ингредиентом, нет , главным образом потому, что его судьба после переваривания не определена должным образом. [4]

Первое коммерческое выращивание видов Eucheuma и Kappaphycus в промышленных масштабах . каррагинан был разработан на Филиппинах . Крупнейшими мировыми производителями каррагинана являются Филиппины и Индонезия . [5] [6] [7] Каррагинан вместе с агаром используются для производства традиционных желейных десертов на Филиппинах , называемых гуламан . [8]

Характеристики

Молекулярные структуры различных типов каррагинана

Каррагинаны — это большие, очень гибкие молекулы, образующие извилистые спиральные структуры. Это дает им возможность образовывать различные гели при комнатной температуре. Они широко используются в пищевой и других отраслях промышленности в качестве загустителей и стабилизаторов .

Все каррагинаны представляют собой высокомолекулярные полисахариды и в основном состоят из чередующихся 3-связных β-D-галактопиранозы (G-единицы) и 4-связных α-D-галактопиранозы (D-единицы) или 4-связных 3,6- ангидро-α-D-галактопираноза (ДА-единицы), образующая дисахаридную повторяющуюся единицу каррагинанов. [9]

Существует три основных коммерческих класса каррагинана:

Основными различиями, которые влияют на свойства каппа, йота и лямбда-каррагинана, являются количество и положение сложноэфирных сульфатных групп на повторяющихся единицах галактозы . Более высокие уровни сульфата сложного эфира снижают температуру растворимости каррагинана и приводят к образованию гелей меньшей прочности или способствуют ингибированию гелеобразования (лямбда-каррагинан).

Многие виды красных водорослей в ходе своего развития производят различные типы каррагинанов . Например, род Gigartina производит в основном каппа-каррагинаны на стадии гаметофита и лямбда-каррагинаны на стадии спорофита . Все они растворимы в горячей воде, но в холодной воде растворимы только лямбда-формы (и натриевые соли двух других).

При использовании в пищевых продуктах каррагинан имеет добавку E под номером E407 или E407a, если он присутствует в виде «обработанных морских водорослей эвхеума». [11] Технически каррагинан считается пищевой клетчаткой. [12] [13]

В некоторых частях Шотландии и Ирландии, где он известен под различными местными и местными названиями , Chondrus Crispus варят в молоке и процеживают, затем добавляют сахар и другие ароматизаторы, такие как ваниль, корица, бренди или виски. Конечный продукт представляет собой своего рода желе, похожее на панна котту , тапиоку или бланманже .

Производство

Eucheuma denticulatum выращивается для получения йота-каррагинана в открытом грунте в Танзании.

Хотя каррагинаны были представлены в промышленных масштабах в 1930-х годах, известно, что они использовались в Китае примерно с 600 г. до н.э. (где использовалась гигартина ) и в Ирландии около 400 г. н.э. [14] [15]

Каррагинан, полученный из Eucheuma spp. (сегодня один из основных культивируемых источников каррагинана), известный как гусо или тамбаланг на висайских языках , также традиционно используется в пищу на Филиппинах . Впервые они были записаны в Diccionario De La Lengua Bisaya, Hiligueina y Haraia de la isla de Panay y Sugbu y para las demas islas (около 1637 г.) августинского миссионера Алонсо де Ментрида (на испанском языке) . В книге Ментрида описывает гусо как приготовленное до тех пор, пока оно не растает, а затем ему дают застыть в кислое блюдо. [16]

Наиболее часто используемые источники — Eucheuma Cottonii , Kappaphycus alvarezii и Eucheuma spinosum , которые вместе обеспечивают около трёх четвертей мирового производства. [ нужна цитата ] Они растут от поверхности моря на глубину около 2 м (6,6 футов). Морские водоросли обычно выращивают на нейлоновых веревках, натянутых между бамбуковыми поплавками, и собирают их примерно через три месяца, когда каждое растение весит примерно 1 кг (2,2 фунта).

После сбора водоросли сушат, прессуют и отправляют производителю каррагинана. Там водоросли измельчают, просеивают для удаления примесей, таких как песок , и тщательно промывают. После обработки горячим раствором щелочи (например, 5–8% гидроксида калия ) целлюлозу удаляют из каррагинана центрифугированием и фильтрованием . Полученный раствор каррагинана затем концентрируют выпариванием . Его сушат и измельчают по спецификации.

Существует три типа промышленной переработки:

Полурафинированный

Его производят только из E. Cottonii или E. spinosum . Сырые сорняки сначала сортируются, а грубые загрязнения удаляются вручную. Затем сорняк промывают от соли и песка, а затем готовят в горячей щелочи для увеличения прочности геля. Приготовленную траву промывают, сушат и измельчают. E. spinosum подвергается гораздо более мягкому циклу приготовления, поскольку он довольно легко растворяется. Продукт называется полурафинированным каррагинаном, филиппинским натуральным сортом, или, в США, он просто подпадает под общую спецификацию каррагинана. [17]

 очищенные и промытые водоросли ↓ добыча ↓ грубая фильтрация → остатки морских водорослей ↓ тонкая фильтрация → использованные фильтрующие средства ↓ ↓-------------- концентрация --------------↓ препарат с KCl препарат со спиртом ↓ ↓ гель прессование восстановление алкоголя ↓ ↓ сушка сушка ↓ ↓ фрезерование фрезерование ↓ ↓ смешивание смешивание ↓ ↓ гель рафинированный каррагинан рафинированный каррагинан

изысканный

Существенное отличие процесса очистки состоит в том, что каррагинан сначала растворяется и фильтруется для удаления остатков клеточных стенок. Затем каррагинан осаждают из прозрачного раствора либо изопропиловым спиртом (пропан-2-олом), либо хлоридом калия. [18]

Смешанная обработка

Существует гибридная технология, в которой морские водоросли обрабатываются гетерогенно, как и при полурафинированном процессе, но для ингибирования растворения используются спирт или высокие концентрации соли. Этот процесс часто используется для обработки южноамериканских морских водорослей и дает некоторые экономические преимущества по сравнению с полурафинированной переработкой, одновременно позволяя перерабатывать более широкий спектр морских водорослей, однако естественный низкий уровень целлюлозы в некоторых южноамериканских морских водорослях позволяет их гетерогенно обрабатывать и по-прежнему будет продаваться в соответствии с уточненной спецификацией ЕС.

Оценки

Существует два основных сорта каррагинана: рафинированный (RC) и полурафинированный (SRC). В Соединенных Штатах оба сорта маркируются как каррагинан. В Европейском Союзе рафинированный каррагинан обозначается номером E E-407, а полурафинированный каррагинан - E-407a. [11] Рафинированный каррагинан содержит максимум 2% нерастворимых в кислоте материалов и производится методом осаждения спиртом или гель-прессом с хлоридом калия. Полуочищенный каррагинан имеет гораздо более высокое содержание целлюлозы и производится менее сложным процессом. Индонезия, Филиппины и Чили являются тремя основными источниками сырья и экстрагированного каррагинана.

Использование и применение

Еда и другое бытовое использование

Нормативный статус

В США каррагинан разрешен правилами FDA [19] в качестве прямой пищевой добавки и считается безопасным [20] при использовании в количестве, необходимом в качестве эмульгатора, стабилизатора или загустителя в пищевых продуктах, за исключением тех стандартизированных продуктов, которые не обеспечивают для такого использования. FDA также рассмотрело безопасность каррагинана для детского питания. [21] Европейское управление по безопасности пищевых продуктов пришло к выводу, что «нет никаких доказательств каких-либо побочных эффектов у людей от воздействия пищевого каррагинана или того, что происходит воздействие деградированного каррагинана в результате использования пищевого каррагинана», [22] Кроме того, Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам заявил в обзоре каррагинана, проведенном в июле 2014 года, «что использование каррагинана в детских смесях или смесях для специальных медицинских целей в концентрациях до 1000 мг/л не вызывает опасений». [23]

Хотя Национальная органическая программа (NOP) добавила каррагинан в свой Национальный список добавок, разрешенных к включению в органические продукты питания в 2003 году, [24] а также рассмотрела и повторно разрешила его в 2008 году, [25] отметив, что он «критически важен для органического производства и погрузочно-разгрузочные работы» [26] 18 ноября 2016 года Национальный совет по органическим стандартам NOP (NOSB) проголосовал за рекомендацию исключить каррагинан из Национального списка добавок, разрешенных при производстве органических продуктов питания. [27]

4 апреля 2018 года Служба сельскохозяйственного маркетинга (AMS) ( USDA ) опубликовала документ, в котором объявляет о возобновлении включения каррагинана в Национальный список, разрешая его дальнейшее использование в пищевых продуктах. В документе говорится,

NOSB рекомендовал исключить каррагинан, поскольку они определили, что альтернативные материалы, такие как геллановая камедь, гуаровая камедь или ксантановая камедь, доступны для использования в органических продуктах ... AMS обнаружила в публичных комментариях NOSB достаточные доказательства того, что каррагинан по-прежнему необходим. для обработки сельскохозяйственной продукции из-за отсутствия полностью натуральных заменителей (§ 6517(c)(1)(ii)). Каррагинан имеет специфическое применение во множестве сельскохозяйственных продуктов, и в комментариях общественности сообщается, что потенциальные заменители не воспроизводят адекватно функции каррагинана в широком спектре использования. Таким образом, каррагинан продолжает соответствовать критериям OFPA для включения в Национальный список. [28]

Правило вступило в силу 29 мая 2018 года.

В обзоре 2015 года Объединенный комитет экспертов Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций и Всемирной организации здравоохранения по пищевым добавкам опубликовал в 2015 году технический отчет об использовании каррагинана в детских смесях и обнаружил, что эта добавка «не вызывает беспокойства». «в детских смесях в качестве продуктов питания для специальных медицинских целей в концентрации до 1000 миллиграммов на литр . [29] Использование каррагинана в детских смесях, органических или других, запрещено в ЕС по соображениям предосторожности, но разрешено в других продуктах питания. [30] В 2018 году Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) сообщило, что безопасность каррагинана в пищевых продуктах основана на ADI, равном 75 мг/кг массы тела в день. [4]

В Великобритании Агентство по пищевым стандартам объявило об отзыве сладостей, содержащих каррагинан, заявив, что каррагинан «не разрешен в качестве ингредиента в желейных кондитерских изделиях, поскольку он представляет опасность удушья». [31]

Исследование токсичности

По состоянию на 2018 год каррагинан считался нетоксичным при определенных уровнях потребления (75 мг/кг массы тела в день), хотя были рекомендованы дальнейшие исследования, в основном сосредоточенные на судьбе каррагинана во время и после пищеварения, а также на любых последующих метаболитах. [4] [32]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Йегаппан, Раманатан; Сельвапритивирадж, Винеш; Амирталингам, Сивашанмугам; Джаякумар, Р. (октябрь 2018 г.). «Гидрогели на основе каррагинана для доставки лекарств, тканевой инженерии и заживления ран». Углеводные полимеры . 198 : 385–400. doi :10.1016/j.carbpol.2018.06.086. PMID  30093014. S2CID  51953085.
  2. ^ Тувикен, Р. (2021), Филлипс, Глин О.; Уильямс, Питер А. (ред.), «Каррагинаны», Справочник по гидроколлоидам (третье издание) , Elsevier, стр. 767–804, doi : 10.1016/b978-0-12-820104-6.00006-1, ISBN 978-0-12-820104-6
  3. ^ Руководство ФАО по агару и каррагинану. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (1 января 1965 г.). Проверено 10 декабря 2011 г.
  4. ^ abc Группа экспертов EFSA по пищевым добавкам и источникам питательных веществ, добавляемых в продукты питания (2018). «Переоценка каррагинана (E 407) и переработанных морских водорослей Eucheuma (E 407a) в качестве пищевых добавок». Журнал EFSA . 16 (4): e05238. дои : 10.2903/j.efsa.2018.5238 . ISSN  1831-4732. ПМЦ 7009739 . ПМИД  32625873. 
  5. ^ Бушманн, Алехандро Х.; Камю, Каролина; Инфанте, Хавьер; и другие. (2 октября 2017 г.). «Производство морских водорослей: обзор глобального состояния эксплуатации, сельского хозяйства и новой исследовательской деятельности». Европейский журнал психологии . 52 (4): 391–406. дои : 10.1080/09670262.2017.1365175. ISSN  0967-0262. S2CID  53640917.
  6. ^ Эффектные инвестиции в коммерческое предприятие по местному выращиванию морских водорослей в Северном Палаване, Филиппины (PDF) . Влияние инвестиций в голубую экономику Восточной Азии и партнерство в области управления окружающей средой для морей Восточной Азии. 2017 . Проверено 8 февраля 2021 г.
  7. ↑ Хабито, Сиелито Ф. (1 ноября 2011 г.). «Поддержание морских водорослей». Филиппинский Daily Inquirer . Проверено 8 февраля 2021 г.
  8. ↑ Монтаньо, Марко Немезио (16 сентября 2004 г.). «Желатин, гуламан, JellyAce, atbp». ФилСтар Глобал . Проверено 10 февраля 2021 г.
  9. ^ Кампо, Ванесса Лейрия; Кавано, Даниэль Фабио; Сильва, Дилсон Браз да; Карвалью, Ивоне (10 июня 2009 г.). «Каррагинаны: биологические свойства, химические модификации и структурный анализ - обзор». Углеводные полимеры . 77 (2): 167–180. doi :10.1016/j.carbpol.2009.01.020. ISSN  0144-8617.
  10. ^ Аб МакХью, Деннис Дж. (2003). «Руководство по производству морских водорослей: Технический документ ФАО по рыболовству 441». www.фао.орг . Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций . Проверено 29 июля 2017 г.
  11. ^ ab «Текущие одобренные ЕС добавки и их номера E». Агентство по пищевым стандартам . 26 ноября 2010 г. Проверено 12 августа 2014 г.
  12. ^ http://www.marine-science.co.jp/english/goods/carra.html. Архивировано 3 ноября 2018 г. в Wayback Machine , Marine Science Co. Ltd.
  13. ^ ДеСильвер, Дрю (апрель 1993 г.). «Автоответчик: Карра-что?». Вегетарианские времена : 28 . Проверено 12 августа 2014 г.
  14. ^ Лоурейро, Рафаэль Р.; Корниш, ML; Нейш, Иэн К. (2017). «Применение каррагинана: с особым упором на формы йота и каппа, полученные из эвхематоидных морских водорослей». В Уртадо - Анисия К.; Кричли, Алан Т.; Нейш, Иэн К. (ред.). Тенденции, проблемы и возможности выращивания тропических морских водорослей: … . Берлин, Германия: Международное издательство Springer. п. 165. ИСБН 9783319634982.
  15. ^ Митчелл, Мэн; Гири, доктор медицины (декабрь 1983 г.). «Карраген: местное жилье или имя?». Журнал этнофармакологии . 9 (2–3): 347–351. дои : 10.1016/0378-8741(83)90043-0. ПМИД  6677826.
  16. ^ де Ментрида, Алонсо (1841). Diccionario De La Lengua Bisaya, Hiligueina Y Haraya de la Isla de Panay . En La Imprenta De D. Manuel Y De D. Felis Dayot. п. 380.
  17. ^ Киберколлоиды: спецификация E407 Каррагинан, киберколлоиды, веб-страница исследований и разработок гидроколлоидов.
  18. ^ Киберколлоиды: спецификация E407a, обработанные морские водоросли Eucheuma, веб-страница исследований и разработок гидроколлоидов.
  19. ^ 21 Свод федеральных правил 172.620.
  20. ^ Общепризнан безопасным 21 CRF §182.7255 Идентификационный код GRAS 9000-07-1 (1973)
  21. ^ Федеральный закон о пищевых продуктах, лекарствах и косметике 21 USC 350 (a) §412
  22. ^ Мнение Научного комитета по продуктам питания о каррагинане (2003) [1] с. 5
  23. ^ Объединенный комитет экспертов ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам. Кто.инт. Проверено 11 августа 2014 г.
  24. ^ 68 FR 61993 (2003)
  25. ^ 65 ФР 80548
  26. ^ 73 ФР 59481
  27. ^ «Сводка итогового обзора NOSB за 2018 год» (PDF) . Служба сельскохозяйственного маркетинга Министерства сельского хозяйства США. 30 ноября 2016 г. Проверено 15 февраля 2017 г.
  28. ^ "83 FR 14347" . Служба сельскохозяйственного маркетинга Министерства сельского хозяйства США. 04.04.2018 . Проверено 21 апреля 2018 г.
  29. ^ Оценка безопасности некоторых пищевых добавок, 3 . Объединенный комитет экспертов по пищевым добавкам, Серия ВОЗ по пищевым добавкам: 70. 2015. hdl :10665/171781. ISBN 9789241660709.
  30. ^ «Мнение Научного комитета по продуктам питания о каррагинане» (PDF) . Европейская комиссия, Научный комитет по продовольствию. 2003.
  31. ^ «Tees Ltd отзывает желейные рожки Sweetworld Yummys из-за опасности удушья» . Архивировано из оригинала 21 января 2021 г. Проверено 17 мая 2018 г.
  32. ^ Дэвид, Шломит; Шани Леви, Кармит; Фахум, Лулу; Унгар, Яэль; Мейрон-Хольц, Эстер Г.; Шпигельман, Ави; Лесмес, Ури (01 марта 2018 г.). «Возвращаясь к спору о каррагинане: действительно ли мы понимаем пищеварительную судьбу и безопасность каррагинана в наших продуктах?». Еда и функции . 9 (3): 1344–1352. дои : 10.1039/c7fo01721a. ISSN  2042-6496. ПМИД  29469913.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки