Carrageen ist ein sulfatiertes Galaktose-Molekül, das aus bestimmten Arten von Algen gewonnen wird.

Carrageen ist ein Sulfat-Galaktose-Molekül, das aus bestimmten Algenarten extrahiert wird und somit ein 100 % natürliches Pflanzenprodukt ist. Es wird hauptsächlich als Wasserbindemittel und Texturgeber in Lebensmitteln, Tiernahrung und anderen Produkten eingesetzt. Die Verwendung von Carrageen in Lebensmitteln lässt sich in Irland mehr als ein Jahrhundert zurückverfolgen. Seine Verwendung bei der Herstellung von Lebensmitteln hat in den letzten 50 Jahren stetig und drastisch zugenommen.

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Alles über  Carrageenan

Carrageen

RAFFINIERTES UND HALBRAFFINIERTES CARRAGEEN

Carrageenan, refined (E407) or semi Carrageen, raffiniert (E407) oder halbraffiniert (E407a), wird traditionell verwendet, um Wasser zu binden und die Textur in gekochten Lebensmitteln zu verbessern. Carrageen, raffiniert (E407) oder halbraffiniert (E407a), wird traditionell verwendet, um Wasser zu binden und gekochten Lebensmitteln Textur zu verleihen. Traditionell lösen sich Kappa- und Iota-Carrageen bei der Wärmebehandlung auf und bilden beim anschließenden Abkühlen ein thermisch reversibles Gel. Die Carrageen-Dosierung bzw. Auftragsmenge und das Flüssigkeitsverhältnis bestimmen die Menge der Flüssigkeit, die gebunden werden kann, und die endgültigen Textureigenschaften des Endprodukts.

Sowohl raffiniertes Carrageen (E407) als auch halbraffiniertes Carrageen (E407a) sind ökologische Zutaten und können in ökologischen und/oder veganen Lebensmitteln verwendet werden.

In vielen Anwendungen kann Carrageen weit mehr als nur Wasser binden. Es kann auch:

  1. Eine bestimmte Textur bereitstellen
  2. Die Schneidbarkeit verbessern
  3. Dem Produkt Körper geben, z. B. als Fettaustauschstoff.
  4. Die Aromafreisetzung verbessern
  5. Gefrier-/Auftaustabilität gewährleisten

GESETZGEBUNG

Carrageen wird aus einer Klasse von Rotalgen gewonnen, die als Rhodophyceae bekannt sind. Es gilt als texturgebende Zutat und kann in quantum satis (in der erforderlichen Menge) in vielen Lebensmitteln weltweit verwendet werden.

Raffiniertes und halbraffiniertes Carrageen sind als Carrageen gemäß den FDA-Vorschriften (21 CFR 172.620, 172.626) und den Codex-Normen für Lebensmittelchemikalien zugelassen.

In Europa ist raffiniertes Carrageen als E407 und halbraffiniertes Carrageen als E407a gemäß der EU-Verordnung 2012/231/EU, dem Code of Federal Regulations und den Codex-Normen für Lebensmittelchemikalien zugelassen.

HERKUNFT

Wie bereits beschrieben, ist Carrageen ein Extrakt aus Rotalgen. Die Art und Funktionalität von Carrageen hängt unter anderem von der Art der Algen ab.

Eucheuma cottonii ist eine kultivierte Warmwasseralgenart, die häufig für die Herstellung von Carrageen vom Typ Kappa verwendet wird. Kappa-Carrageen sorgt für ein festes und steifes Gel.

Eucheuma spinosum ist eine kultivierte Warmwasseralgenart, die häufig für die Herstellung von Carrageen vom Typ Iota verwendet wird. Iota-Carrageen ergibt ein weiches und elastisches Gel.

Chondrus crispus und Gigartina skottsbergii, breitblättrige und schmalblättrige Arten, sind Beispiele für natürlich gewachsene Kaltwasseralgen, die häufig für die Herstellung von Lambda verwendet werden. Lambda-Carrageen enthält in der Regel eine gemischte Fraktion von Kappa-, Iota- und Lambda-Sequenzen im selben Molekül. Der Anteil der einzelnen Sequenzen variiert je nach Algenart, Alter der Algen und Verarbeitungsmethode. Die Textur von Lambda-Carrageen variiert von einem relativ festen Gel, bis hin zu einer sehr viskosen Lösung.

Furcellaria ist eine natürlich wachsende Kaltwasseralge, die für die Herstellung von Furcelleran verwendet wird. Furcelleran ergibt ein halbfestes und starres Gel.

Warmwasseralgen werden in Betrieben mit stabilen Wassertemperaturen und Gezeitenwasser, das den Algen Nährstoffe liefert, ausgesät und geerntet. Kaltwasseralgen werden von Booten aus geerntet, oder am Strand gesammelt, nachdem sie an Land gespült wurden. Das Alter der Algen ist ein wichtiger Faktor bei der Bewertung der Leistung des Endprodukts. Sowohl Kaltwasser- als auch Warmwasser-Algenarten werden entweder in der Sonne oder in Heißluft getrocknet und zu ihren Produktionsstandorten transportiert.

HERSTELLUNG

Die Herstellung von Carrageen kann in zwei Hauptprozesse unterteilt werden:

  • ein Verfahren zur Herstellung von raffiniertem Carrageen.
  • ein Verfahren zur Herstellung von halbraffiniertem Carrageen.

Um raffiniertes Carrageen zu erhalten, werden getrocknete Algen gewaschen und mit hohen Temperaturen und alkalischen Lösungen behandelt. Das Carrageen wird aus der Zellulose des Seetangs extrahiert. Diese Lösung wird gefiltert, um die unlösliche Zellulose (auch Faser und/oder säureunlösliche Stoffe genannt) und andere Verunreinigungen zu entfernen. Die aus dem Prozess gewonnene Zellulose + Mineralien + Filterhilfsmittel werden in der Regel zur Düngung von Feldern in der Umgebung verwendet. Die heiße Carrageenlösung enthält eine große Menge an Wasser. Das Wasser wird in der Regel entfernt durch:

Zentrifugal- und Verdampfungsprozess. Das Wasser wird der Carrageenaufschlämmung durch Zentrifugieren entzogen; das restliche Wasser wird durch Heißluft verdampft. Das so entstandene Trockenmaterial wird zu Carrageen-Pulver vermahlen.

Zugabe von KCl. Die Zugabe von KCl bewirkt, dass die heiße Lösung geliert und eine Synärese entsteht. Das Gel wird zu einem halbtrockenen „Stoff“ gepresst. Dieses Material wird an heißer Luft getrocknet und anschließend zu Carrageen-Pulver vermahlen.

Ausfall. Der Carrageenaufschlämmung wird Alkohol zugesetzt. Die Carrageenmoleküle fallen zu langen Fasern aus. Diese Fasern werden dann abgefiltert, an heißer Luft getrocknet und zu Carrageen-Pulver vermahlen.

Jedes Verfahren hat seine eigenen Vorteile und Merkmale, da einige Verfahren einen Ionenaustausch ermöglichen und einige Verfahren nur für bestimmte Algenarten geeignet sind.

Beim Halbraffinierungsverfahren wird der getrocknete Seetang gewaschen und unter Verwendung einer mittelhohen Temperatur und Alkali modifiziert. Bei diesem Verfahren wird das Carrageen in der Zellulosematrix der Algen mit Alkali behandelt. Nach diesem Prozess werden das Wasser und die Verarbeitungshilfsstoffe aus dem halbraffinierten Carrageen herausgefiltert. Das halbraffinierte Carrageen wird an heißer Luft getrocknet und anschließend zu halbraffiniertem Carrageen-Pulver vermahlen.

Bei beiden Verfahren, dem raffinierten und dem halbraffinierten, kann der Grad der Alkalibehandlung kontrolliert und verändert werden. Zusätzliche Wasch-, Ionenaustausch- und Bleichverfahren können mit den oben genannten Grundverfahren kombiniert werden.

MOLEKÜLE

Wie bereits erwähnt, ist Carrageen eine sulfatierte Galaktosekette mit einer unterschiedlichen Anzahl von Sulfatgruppen in absteigender Reihenfolge von niedrig bis hoch.

  • Furcelleran
  • Kappa-Carrageen
  • Iota-Carrageen
  • Lambda-Carrageen

Die Carrageenkette besteht aus zwei Galaktose-Hexanringen, die durch Beta-1->4- und Alpha-1->3-Bindungen miteinander verbunden sind. Vor der Behandlung mit Alkali befinden sich die Sulfatgruppen je nach Algenart im C2- und C4-Subring oder im C2- und C6-Betaring.

Bei der Alkalibehandlung werden zumindest bei Kappa- und Iota-Carrageen Sauerstoffbrücken zwischen dem C3- und dem C6-Beta-Ring gebildet. Die Sulfatgruppe an C6 wird bei diesem Prozess geopfert. Gleichzeitig ändert der Beta-Ring seine Ausrichtung, so dass das Carrageen-Molekül beim Abkühlen eine Doppelhelix bilden kann. Der Grad der alkalischen Modifikation kann variiert werden, um die gewünschte Textur und Löslichkeit zu erreichen. Es gibt zwei grundlegende Faustregeln:

Je höher die Anzahl der Sulfatgruppen ist, desto besser ist die Löslichkeit, was eine niedrigere Auflösungstemperatur, aber auch eine schwächere Geltextur bedeutet.

Je geringer die Anzahl der Sulfatgruppen ist, desto geringer ist die Löslichkeit, was zu einer höheren Auflösungstemperatur, aber auch zu einer festeren Gelstruktur führt.

Geliersalz und synergetische Gummis

Carrageenan cannot achieve its maximum functionality without gelling ions, known in Ohne gelierende Ionen, die in der Praxis als Geliersalze bezeichnet werden, kann Carrageenan seine maximale Funktionalität nicht erreichen. Einige Geliersalze sind wirksamer als andere, z. B. erhöht KCl die Gelfestigkeit von Kappa-Carrageen und CaCl2 erhöht die Gelfestigkeit von Iota-Carrageen. Die bevorzugten Gelier-Ionen für die vier Carrageen-Typen sind nachstehend in absteigender Reihenfolge aufgeführt:

Furcelleran: K+, Ca++, Mg++, Na+
Kappa-Carrageen: K+, Ca++, Mg++, Na+
Iota-Carrageen: Ca++, K+, Mg++, Na+
Lambda-Carrageen: Ca++, K+, Mg++, Na+ or K+, Ca++, Mg++, Na+, je nach dem Anteil der Iota- oder Kappa-Fraktion im Produkt.

Wenn Carrageen mit anderen Zutaten kombiniert wird, erhält man etwas Besonderes. Dies lässt sich sowohl durch einen unterstützenden als auch durch einen synergetischen Effekt erklären. Die Unterschiede zwischen diesen Auswirkungen werden hier erläutert:

Unterstützende Wirkung: Stärke, Guarkernmehl und Xanthan gehen keine chemische Wechselwirkung mit dem Carrageenmolekül ein, können aber die Verteilung des Carrageenpulvers während des Kochens und Abkühlens optimieren und so ein besseres Endergebnis erzielen.

Synergistischer Effekt: ist eine positive oder negative Wechselwirkung zwischen zwei Elementen. Der synergistische Effekt von Carrageenan hängt mit Kappa-Fraktionen und anderen Hydrokolloiden oder Proteinen zusammen. Dies bezieht sich auf einen positiven Synergismus oder eine positive Wechselwirkung zwischen den Sauerstoffbrücken der Kappa-Carrageen-Doppelhelix, die mit anderen Gummis oder Proteinen, z. B. mit einem zweiwertigen Salz, wechselwirken können. Typische Beispiele sind:

Kappa-Carrageen + Konjakgummi
Kappa-Carrageen + Johannisbrotkernmehl
Kappa-Carrageen + Casein + Ca++ (abhängig vom isoelektrischen Punkt des Proteins) 

HAUPTFUNKTIONEN IN ANWENDUNGEN

Die Hauptfunktion von Carrageen besteht darin, Wasser zu binden. Anschließend kann es eine sekundäre Funktion haben, um die Textur des Gels nach Bedarf zu verändern. Alle Carrageenane sind stabil und lassen sich leicht in einer Vielzahl von Anwendungen einsetzen:

  • pH-Wert
  • Salze
  • Zucker
  • Alkohol

Dadurch eignet sich Carrageen zur Verwendung in den meisten gängigen Lebensmitteln oder anderen Non-Food-Produkten, bei denen der Wassergehalt kontrolliert werden muss.

NORMUNG

EUROGUM standardisiert Carrageen, um eine einheitliche Produktleistung sicherzustellen und zu garantieren. Carrageen ist ein natürliches Produkt, und es ist unser Fachwissen, dass es uns ermöglicht, die Spezifikation ohne Abweichung einzuhalten. Die Leistung unserer Produkte in Ihren Prozessen und Endprodukten bleibt von Charge zu Charge gleich.

PRODUKTREIHE

Die Leistung von Carrageen-Produkten hängt unter anderem ab von:

  1. Art der Algen
  2. Alter der Algen
  3. Grad der alkalischen Modifikation
  4. Ionische Zusammensetzung
  • Bleichen
  • Maschenweite des Pulvers
  • Zusätzliche Geliersalze
  • Zusätzliche synergetische/unterstützende Gummis

All diese Faktoren müssen bei der Entwicklung eines neuen Produkts berücksichtigt werden. Dieses Produkt kann das Ergebnis der Anpassung eines bestehenden Produkts oder ein von Grund auf neu entwickeltes Produkt sein. EUROGUM hat sich auf die Herstellung von maßgeschneiderten Mischungen für alle Anwendungen mit kurzen Vorlaufzeiten spezialisiert, um die Anforderungen aller unserer Kunden zu erfüllen.