PRZECZYTAJ WSZYSTKO O ZASTOSOWANIACH W NASTĘPNYM ROZDZIALE
WSZYSTKO O KARAGENIE
KARAGEN
KARAGEN RAFINOWANY I PÓŁRAFINOWANY
Karagen rafinowany (E407) lub półrafinowany (E407a) są tradycyjnie używane do wiązania wody i modyfikowania tekstury w żywności gotowej.. Karagen kappa i jota rozpuszczają się podczas obróbki cieplnej, a podczas późniejszego chłodzenia tworzą termicznie odwracalny żel. Dozowanie karagenu i jego wskaźnik zawartości cieczy to parametry decydujące o ilości wiązanej cieczy oraz właściwości tekstury gotowego produktu.
Zarówno karagen rafinowany (E407), jak i półrafinowany (E407a) są składnikami organicznymi i mogą być stosowane w żywności ekologicznej i wegańskiej.
W wielu zastosowaniach karagen przede wszystkim wiąże wodę, pełni też dużo więcej funkcji. Substancja może również:
- ZAPEWNIAĆ SPECYFICZNĄ TEKSTURĘ
- UŁATWIAĆ PLASTERKOWANIE PRODUKTU
- POPRAWIAĆ CECHY UŻYTKOWE PRODUKTU, NP. JAKO ZAMIENNIK TŁUSZCZU
- POPRAWIAĆ UWALNIANIE SMAKU
- ZAPEWNIAĆ STABILNOŚĆ ZAMRAŻANIA/ROZMRAŻANIA
USTAWODAWSTWO
Karagen jest pozyskiwany z gatunku czerwonych alg o nazwie systematycznej Rhodophyceae. Jest uważany za składnik teksturujący, który można stosować zgodnie z zasadą quantum satis (w wymaganej ilości) w wielu produktach spożywczych na całym świecie.
Karagen rafinowany i półrafinowany są zatwierdzone jako karagen zgodnie z wymaganiami FDA (przepisy 21 CFR 172.620, 172.626) i kodeksu Food Chemicals Codex (Kodeks substancji chemicznych w żywności).
W Europie karagen rafinowany jest zatwierdzony jako E407, a karagen półrafinowany jako E407a, zgodnie z wymaganiami rozporządzenia UE 2012/231/UE, Kodeksu Przepisów Federalnych i kodeksu Food Chemicals Codex (Kodeks substancji chemicznych w żywności).
ŹRÓDŁO
Jak wspomniano wcześniej, karagen jest ekstraktem z czerwonych wodorostów. Jednym z czynników decydujących o rodzaju i działaniu karagenu jest gatunek wodorostów.
Eucheuma cottonii to uprawiany gatunek ciepłowodnych alg, powszechnie stosowany w produkcji karagenu typu kappa. Karagen kappa służy do wytwarzania jędrnego oraz sztywnego żelu.
Eucheuma spinosum to uprawiany gatunek ciepłowodnych alg, powszechnie stosowany w produkcji karagenu typu Iota. Karagen Iota służy do wytwarzania miękkiego i elastycznego żelu.
Gatunki Chondrus crispus (chrząstnica kędzierzawa) i Gigartina skottsbergii, o szerokich i wąskich liściach, są przykładami naturalnie rosnących alg zimnowodnych, powszechnie stosowanych w produkcji karagenu typu lambda. Karagen lambda zawiera zwykle złożoną frakcję sekwencji Kappa, Iota i Lambda w jednej cząsteczce. Proporcje poszczególnych sekwencji różnią się w zależności od gatunku alg, ich wieku i metody przetwarzania. Konsystencja karagenu lambda waha się od stosunkowo zestalonego żelu do bardzo lepkiego roztworu.
Furcellaria to naturalnie rosnące algi zimnowodne wykorzystywane do produkcji furcelleranu. Furcelleran służy do wytwarzania żelu półstałego i sztywnego.
Algi ciepłowodne są hodowane i zbierane na farmach wodnych o stabilnych temperaturach oraz wodach pływowych dostarczających algom składników odżywczych. Zimnowodne algi morskie są zbierane z łodzi lub na plaży po wyrzuceniu na brzeg. Wiek alg jest ważnym czynnikiem przy ocenie działania produktu końcowego. Gatunki wodorostów zimnowodnych i ciepłowodnych są suszone na słońcu lub w gorącym powietrzu, a później transportowane do zakładów produkcyjnych.
PRODUKCJA
Produkcję karagenu można podzielić na dwa główne procesy:
- proces produkcji karagenu rafinowanego
- proces produkcji karagenu półrafinowanego.
Aby otrzymać karagen rafinowany, suszone algi są myte oraz poddawane działaniu wysokiej temperatury i roztworu alkalicznego. Karagen jest pozyskiwany z celulozy zawartej w algach. Roztwór ten jest filtrowany w celu usunięcia nierozpuszczalnej celulozy (zwanej również błonnikiem i/lub materią nierozpuszczalną w kwasach – ang. acid-insoluble matter, AIM) oraz innych zanieczyszczeń. Celuloza i minerały uzyskane z procesu oraz materiały filtracyjne są zwykle używane do nawożenia pól w okolicy zakładu produkcyjnego. Gorący roztwór karagenu zawiera dużą ilość wody, która jest zwykle usuwana przez:
Proces wirowania i parowania. Woda jest usuwana z zawiesiny karagenu przez odwirowanie. Pozostała woda jest odparowywana za pomocą gorącego powietrza, a otrzymany suchy materiał karagenu jest mielony na proszek.
Dodanie KCl. Dodanie KCl powoduje żelowanie gorącego roztworu i synerezę. Żel jest prasowany w półsuchy „materiał”. Ten materiał karagenowy jest suszony w gorącym powietrzu, a następnie mielony na proszek.
Wytrącanie. Do zawiesiny karagenu dodaje się alkohol. Cząsteczki karagenu wytrącają się w długie włókna. Włókna karagenu są następnie odfiltrowywane, suszone gorącym powietrzem oraz mielone na proszek.
Każdy z omawianych procesów ma swoje unikatowe zalety i cechy, ponieważ niektóre z nich umożliwiają wymianę jonową, a niektóre mają zastosowanie jedynie w przypadku określonych rodzajów alg.
W przypadku procesu półrafinacji wysuszone wodorosty są myte i modyfikowane przy użyciu średnio wysokiej temperatury oraz alkaliów. W procesie tym karagen poddaje się działaniu alkaliów wewnątrz matrycy celulozowej alg. Po tym procesie woda i substancje pomocnicze są odfiltrowywane z półrafinowanego karagenu, który jest później suszony gorącym powietrzem, a następnie mielony na półrafinowany karagen w proszku.
W przypadku obu procesów, rafinowanego i półrafinowanego, poziom obróbki alkalicznej można kontrolować i modyfikować. Dodatkowe procesy mycia, wymiany jonowej i bielenia można łączyć z podstawowymi procesami wymienionymi powyżej.
CZĄSTECZKA
Jak wspomniano powyżej, karagen to łańcuch siarczanu galaktozy ze zmienną liczbą grup siarczanowych w porządku malejącym od niskiego do wysokiego.
- Furcelleran
- Karagen kappa
- Karagen jota
- Karagen lambda
Łańcuch karagenu składa się z dwóch wielordzeniowych pierścieni galaktozy połączonych wiązaniami beta 1->4 i alfa 1->3. Przed poddaniem działaniu alkaliów grupy siarczanowe znajdują się w podpierścieniu C2 i C4 oraz w pierścieniu C2, C6 beta, w zależności od rodzaju alg.
W przypadku karagenu kappa i iota, podczas obróbki alkalicznej mostki tlenowe tworzą się między pierścieniem beta C3 i C6. Podczas tego procesu eliminowana jest grupa siarczanowa znajdująca się na C6. W tym samym czasie pierścień beta zmienia swoją orientację, umożliwiając cząsteczce karagenu utworzenie podwójnej helisy podczas chłodzenia. Stopień modyfikacji alkaliów można zmieniać w celu uzyskania pożądanej tekstury i rozpuszczalności. Istnieją dwie podstawowe zasady:
Im większa liczba grup siarczanowych, tym lepsza rozpuszczalność, co oznacza niższą temperaturę rozpuszczania, a tym samym słabszą teksturę żelu.
Im mniejsza liczba grup siarczanowych, tym mniejsza rozpuszczalność, co oznacza wyższą temperaturę rozpuszczania i silniejszą strukturę żelu.
GSole żelujące + gumy o działaniu synergistycznym
Karagen nie może osiągnąć swoich maksymalnych parametrów funkcjonalnych bez żelujących jonów, znanych w branży jako sole żelujące. Niektóre sole żelujące są bardziej skuteczne niż inne, np. KCl jest bardzo skuteczny w zwiększaniu siły żelowania karagenu kappa, a CaCl2 zwiększa siłę żelowania karagenu iota. Preferowane jony żelujące dla czterech rodzajów karagenu są wymienione poniżej w kolejności malejącej:
Furcelleran: K+, Ca++, Mg++, Na+
Karagen kappa: K+, Ca++, Mg++, Na+
Karagen jota: Ca++, K+, Mg++, Na+
Karagen lambda: Ca++, K+, Mg++, Na+ or K+, Ca++, Mg++, Na+, w zależności od udziału frakcji jota lub kappa w produkcie.
Kiedy karagen łączy się z innymi składnikami, uzyskuje się coś ekstra. Można to wytłumaczyć zarówno efektem wspomagającym, jak i synergistycznym. Różnice między tymi efektami wyjaśniono tutaj:
Działanie wspomagające: Skrobia, guma guar i guma ksantanowa nie oddziałują chemicznie z cząsteczką karagenu, ale mogą zoptymalizować dystrybucję proszku karagenu podczas gotowania i chłodzenia, a tym samym zapewnić lepsze rezultaty końcowe.
Efekt synergistyczny: to pozytywna lub negatywna interakcja między dwoma elementami. Efekt synergistyczny karagenu jest związany z frakcjami kappa i innymi hydrokoloidami lub białkami. Odnosi się to do pozytywnego synergizmu lub pozytywnego oddziaływania między mostkami tlenowymi podwójnej helisy karagenu kappa, które mogą oddziaływać z innymi gumami lub białkami, np. z solą dwuwartościową. Typowe przykłady to:
Karagen kappa + guma konjac
Karagen kappa + mączka chleba świętojańskiego
Karagen kappa + kazeina + Ca++ (w zależności od punktu izoelektrycznego białka)
GŁÓWNA FUNKCJONALNOŚĆ W ZASTOSOWANIACH
Główną funkcją karagenu jest wiązanie wody. Drugorzędnym zadaniem może być modyfikowanie tekstury żelu zgodnie z określonymi wymaganiami. Wszystkie karageny są stabilne i łatwe w użyciu w szerokim zakresie zastosowań:
- pH
- Sole
- Cukier
- Alkohol
Dzięki temu karagen nadaje się do stosowania w większości popularnych produktów spożywczych lub innych produktów nieżywnościowych, w których konieczne jest kontrolowanie zawartości wody.
STANDARYZACJA
Firma EUROGUM standaryzuje karageny w celu zapewnienia i zagwarantowania jednolitego działania produktu. Karagen jest substancją naturalną, ale to nasza wiedza pozwala nam na precyzyjną realizację specyfikacji produktów. Działanie naszych produktów w procesach produkcyjnych i gotowych produktach pozostaje niezmienne w przypadku każdej partii.
GAMA PRODUKTÓW
Działanie produktów karagenowych zależy między innymi od następujących czynników:
- RODZAJ ALG
- WIEK ALG
- STOPIEŃ MODYFIKACJI ALKALIÓW
- SKŁAD JONOWY
- WYBIELANIE
- ROZMIAR OCZEK SITA DO PROSZKU
- DODATKOWE SOLE ŻELUJĄCE
- DODATKOWE GUMY O DZIAŁANIU SYNERGISTYCZNYM/WSPOMAGAJĄCYM
Wszystkie te czynniki należy wziąć pod uwagę przy opracowywaniu nowego produktu. Produkt ten może być wynikiem dostosowania istniejącego już produktu lub też nowym rozwiązaniem, opracowanym od podstaw.
EUROGUM specjalizuje się w produkcji niestandardowych mieszanek przeznaczonych do dużej ilości zastosowań i spełniających wymagania naszych klientów, gwarantując jednocześnie krótkie terminy realizacji.