Каррагинан и его соли (е 407)

К числу наиболее широко используемых в пищевой промышленности гидроколлоидов относятся каррагинаны и их соли, объединенные под индексом Е 407.

Их технологические функции в пищевой системе достаточно обширны: они выступают как загустители, желирующие агенты и стабилизаторы, вещества, облегчающие фильтрование, средства для капсулирования.

Технологи пищевых производств в полной мере используют такие положительные (уникальные) свойства каррагинанов, как высокая водоудерживающая способность и возможность регуляции текстуры готового изделия.

По химическому составу каррагинаны – это полисахариды, цепь которых состоит из остатков галактозы с высокой молекулярной массой. Существует несколько видов каррагинанов, различающихся между собой по содержанию сульфатных групп и наличию в цепи ангидрогалактозы (табл. 14).

Существует вид каррагинана, который по своему химическому строению занимает промежуточное положение между каппа- и иота-каррагинанами. Он не достигается их простым механическим смешиванием и называется каппа II.

Сырьем для получения пищевой добавки Е 407 являются красные морские водоросли (Rhodophycea), имеющие различные ареалы произрастания: Филиппины, Индонезию, Чили, Португалию, острова Тихого океана, Нигерию, Судан.

Таблица 14

Особенности строения каррагинанов

Тип каррагинана	Каппа I ()	Иота (ι)	Лямбда (λ)
Строение
Содержание сульфатных групп, %	24–25	30–32	35
Содержание 3, 6-ангидрогалактозы, %	34–36	32–34	Следы

Тип каррагинана зависит от вида водоросли, места ее произ-растания, времени сбора и степени очистки.

Каррагинаны востребованы в технологиях пищевых производств по ряду причин:

– они обладают высокой водосвязывающей способностью;

– дают возможность регулировать и стабилизировать реологические свойства эмульсий и суспензий;

– образовывают устойчивые термообратимые гели.

Все типы каррагинанов – желтовато-белые порошки без запаха, растворимые в горячей воде (от 70 ºС). Основные их отличия связаны с гелеобразованием. В присутствии ионов калия и кальция каппа- и йота-каррагинаны при температуре ниже 55 ºС образуют термообратимые гели, которые расплавляются при температурах, превышаю-щих температуру гелеобразования, а при ее понижении вновь застывают.

Каппа II и иота-каррагинан проявляют тиксотропные свойства, т. е. происходят обратимые изменения структуры геля при механической нагрузке и после ее снятия.

Особенностью каррагинанов является также их взаимодействие с белками молока, обусловленное наличием в составе молекулы отрицательно заряженных сульфатных групп, образующих комплексы с казеиновыми мицеллами молока, имеющими в периферийных зонах высокую концентрацию положительных зарядов. В результате этого синергического взаимодействия прочность геля в молочной среде возрастает в 10 раз даже при низких концентрациях (0,02–0,2 %).

В целом, качество каррагинанов оценивают по показателям прочности и прозрачности стандартного геля.

В организме человека каррагинаны, являясь растворимыми балластными веществами, не всасываются, тем самым они снижают степень и скорость утилизации сахаров, жиров и других компонентов пищи.

Основным показателем степени очистки каррагинана является содержание веществ не растворимых в кислоте. Если их содержание менее 2 %, то такой каррагинан относится к категории очищенных, а при содержании не растворимых в кислоте веществ более 8 % получают каррагинан полуочищенный. Основные свойства каррагинанов представлены в табл. 15.

Таблица 15

Основные свойства каррагинанов (по [17])

Свойства	Каппа I (κ)	Каппа II (κ)	Иота (ι)	Лямбда (λ)
Растворимость пищевых ингредиентов при температуре, ºС: 20 50 60 70	Нерастворим Нерастворим Нерастворим Растворим	Нерастворим Нерастворим Растворим Растворим	Нерастворим Растворим Растворим Растворим	Растворим Растворим Растворим Растворим
Способность к гелеобразованию	Высокая в присутствии ионов К+ и Са++	Высокая в присутствии ионов К+ и Са++	Высокая в присутствии ионов Са++	Не образует гелей
Текстура геля	Твердый и хрупкий	Твердый и эластичный	Высоко- эластичный	Не образует гелей
Вязкость дисперсий	Низкая	Ниже средней	Средняя	Высокая
Синерезис	Отсутствует	Средний	Средняя	Не образует гелей
Устойчивость к замораживанию-оттаиванию	Отсутствует	Проявляется незначи-тельно	Устойчив	Не образует гелей
Тиксотропия	Не проявляется	Проявляется	Проявляется	Не проявляется
Взаимодействия в молочных системах	Сильное	Очень сильное	Среднее	Среднее
Диапазон рН соответствующий устойчивости геля, рН	3,7–12,0	3,7–12,0	3,7–12,0	Не образует гелей
Раствор при 80ºС, рН	4,5–11,0	4,5–11,0	4,5–11,0	4,5–11,0

Очищенные препараты каррагинанов классифицируют как пищевую добавку Е 407, а полуочищенные – как Е 407а.

Технология пищевой добавки Е 407 предусматривает кипячение свежих водорослей с разбавленной щелочью, фильтрацию раствора, осветление, далее осаждение каррагинана либо спиртами или солями кальция, либо вымораживанием или ультрафильтрацией.

Технология полуочищенного каррагинана включает в себя обработку свежих водорослей 10 %-м раствором К₂СО₃ при 70–80 ºС для удаления красящих веществ, белков и низкомолекулярных соединений, затем фильтрацию, промывку остатка, сушку и измельчение в порошок.

Коммерческие препараты пищевой добавки Е 407 представляют собой смеси различных типов каррагинанов или смеси с другими загустителями и желирующими веществами. Для получения препаратов каррагинана с постоянными функциональными свойствами для лучшего гелеобразования добавляют соли калия (обычно КСL) в таких количествах, которые не ухудшают органолептические характеристики готового продукта, а способствуют образованию более элас-тичных гелей при минимальном синерезисе (отделении влаги).

Для пищевой добавки Е 407 допустимое суточное поступление не регламентировано, а для Е 407а установлено на уровне 20 мг/кг массы тела в день. В РФ эти добавки отнесены к разрешенным пищевым добавкам.

Сфера применения каррагинанов достаточно обширна и причиной этому является их способность загущать практически любые пищевые системы.

Их используют для формирования консистенции в производстве широкого спектра органической продукции: фруктовых и овощных консервов, творожных изделий, сливок, кисломолочных продуктов, мороженого, сгущенного молока, мясных консервов и соусов. Дозировки выбирают в пределах 5–10 г/кг продукта.