karagenan - Carrageenan

Karragenan veya carrageenins ( / ˌ k aer ə ɡ Ben bir n ə n z / karr-ə-gee-nənz gelen İrlanda carraigín , "küçük kaya") doğal doğrusal bir ailesidir sülfatlanmış polisakkaritler ayıklanır kırmızı yenebilir deniz yosunu . Karagenan üretmek için hidrofilik kolloidleri üretmek için kullanılan en iyi bilinen ve hala en önemli kırmızı deniz yosunu , kayalara bağlı olarak yetişen koyu kırmızı maydanoz benzeri bir bitki olan Chondrus crispus'tur (İrlanda yosunu). Carrageenanlar gıda endüstrisinde jelleşme, koyulaştırma ve stabilize etme özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır . Başlıca uygulamaları, gıda proteinlerine güçlü bağlanmaları nedeniyle süt ve et ürünlerindedir. Son yıllarda, karagenanlar, doğal glikozaminoglikanlara (GAG'ler) benzedikleri için doku mühendisliği ve rejeneratif tıp uygulamalarında umut verici bir aday olarak ortaya çıkmıştır . Esas olarak doku mühendisliği, yara örtüsü ve ilaç dağıtımı için kullanılmıştır.

Karagenanlar , onları anyonik polisakkaritler yapan %15-40 ester- sülfat içeriği içerir . Esas olarak sülfat içeriğine göre üç farklı sınıfa ayrılabilirler. Kappa-karagenan, disakkarit başına bir sülfat grubuna, iota-karagenan'da iki ve lambda-karagenan'da üç sülfat grubuna sahiptir.

Chondrus crispus deniz yosununun jelatinli özleri, yaklaşık onbeşinci yüzyıldan beri gıda katkı maddeleri olarak kullanılmaktadır. Carrageenan, bazı uygulamalarda jelatinin vejetaryen ve vegan alternatifidir veya şekerlemelerde jelatinin yerini almak için kullanılabilir. Karagenanın güvenli olmayan bir gıda bileşeni olduğuna dair klinik bir kanıt yoktur , çünkü esas olarak sindirimden sonraki akıbeti yeterince belirlenmemiştir.

İlk ticari yetiştirme ve Eucheuma ve Kappaphycus spp. carrageenan için Filipinler'de geliştirildi . Dünyanın en büyük karagenan üreticileri Filipinler ve Endonezya'dır . Carrageenan, agar ile birlikte Filipinler'de gulaman adı verilen geleneksel jöle tatlıları üretmek için kullanılır .

Özellikler

Farklı karagenan türlerinin moleküler yapıları

Karagenanlar, kıvrılan sarmal yapılar oluşturan büyük, oldukça esnek moleküllerdir . Bu onlara oda sıcaklığında çeşitli farklı jeller oluşturma yeteneği verir . Gıda ve diğer endüstrilerde koyulaştırıcı ve stabilize edici maddeler olarak yaygın olarak kullanılmaktadırlar .

Tüm karagenanlar yüksek moleküler ağırlıklı polisakkaritlerdir ve temel olarak alternatif 3-bağlı bD-galaktopiranoz (G-birimleri) ve 4-bağlı aD-galaktopiranoz (D-birimleri) veya 4-bağlı 3,6-anhidro-'dan oluşur. aD-galaktopiranoz (DA birimleri), karagenanların tekrarlayan disakkarit birimini oluşturur.

Carrageenan'ın üç ana ticari sınıfı vardır:

  • Kappa , potasyum iyonlarının varlığında güçlü, sert jeller oluşturur ve süt proteinleri ile reaksiyona girer. Esas olarak Kappaphycus alvarezii'den elde edilir .
  • Iota , kalsiyum iyonlarının varlığında yumuşak jeller oluşturur. Esas olarak Eucheuma denticulatum'dan üretilir .
  • Lambda jelleşmez ve süt ürünlerini koyulaştırmak için kullanılır.

Kappa, iota ve lambda karagenan özelliklerini etkileyen birincil farklılıklar, tekrarlayan galaktoz birimleri üzerindeki ester sülfat gruplarının sayısı ve konumudur . Daha yüksek ester sülfat seviyeleri, karagenanın çözünürlük sıcaklığını düşürür ve daha düşük mukavemetli jeller üretir veya jel inhibisyonuna (lambda karagenan) katkıda bulunur.

Birçok kırmızı alg türü , gelişim tarihleri ​​boyunca farklı türlerde karagenan üretir . Örneğin, Gigartina cinsi , gametofitik aşaması sırasında esas olarak kappa karagenanları ve sporofitik aşaması sırasında lambda karagenanları üretir .

Hepsi sıcak suda çözünür, ancak soğuk suda sadece lambda formu (ve diğer ikisinin sodyum tuzları) çözünür.

Gıda ürünlerinde kullanıldığında, karagenan, "işlenmiş eucheuma deniz yosunu" olarak mevcut olduğunda AB katkı maddesi E numaraları E407 veya E407a'ya sahiptir. Teknik olarak karagenan bir diyet lifi olarak kabul edilir.

O tarafından bilinir İskoçya ve İrlanda'da bazı bölgelerinde yerel ve yerli isimleri çeşitli , Deniz Kadayıfı şeker ve vanilya, tarçın, konyak veya viski gibi diğer tatlandırıcılar eklenmeden önce, sütte kaynatılmış ve de zorlanmaktadır. Nihai ürün, panna cotta , tapyoka veya blancmange'a benzer bir tür jöledir .

Üretme

Eucheuma denticulatum Tanzanya'da dipsiz bir ekimde iota-carrageenan için yetiştiriliyor

Carrageenanlar 1930'larda endüstriyel ölçekte tanıtılmış olsalar da, ilk olarak Çin'de MÖ 600 civarında ( Gigartina'nın kullanıldığı yerde ) ve İrlanda'da MS 400 civarında kullanıldılar Carrageen jelatin, 140 g durulanmış İrlanda yosununun kaynatılmasıyla hazırlanabilir. 8 imp qt (9,1 l) suda 10 dakika kaynatılarak karıştırılır. Sıcak demlemeye 2 imp qt (2,3 l) soğuk su hızla eklenir ve karışım soğuduktan sonra bir bezden süzülür. Daha sonra 24 saat soğutulur ve bu süre zarfında jelatinimsi hale gelir.

2011 itibariyle, karagenanın küresel satışlarının 640 milyon dolar olduğu tahmin ediliyor. En büyük endüstriyel karagenan üreticisi, ekili deniz yosununun dünya arzının yaklaşık %80'ini ürettiği Filipinler'di , Çin ise ABD ve Avrupa'daki küresel pazarların ana ihracatçısı. En yaygın olarak kullanılan kaynaklar, birlikte dünya üretiminin yaklaşık dörtte üçünü sağlayan E. cottonii ( Kappaphycus alvarezii , K. striatum ) ve E. spinosum'dur ( Eucheuma denticulatum ). Bunlar deniz yüzeyinden yaklaşık 2 metre derinliğe kadar büyürler. Deniz yosunu normalde bambu şamandıralar arasına gerilmiş naylon ipler üzerinde yetiştirilir ve her bir bitki yaklaşık 1 kg ağırlığında olduğunda üç ay kadar sonra hasat edilir.

E. cottonii çeşitli olarak sınıflandırılmıştır Kappaphycus Cottonii ile Maxwell Doty böylece cinsi sokulması, (1988) Kappaphycus temelinde, phycocolloids üretilen (yani kappa karagenan).

Hasattan sonra deniz yosunu kurutulur, balyalanır ve karagenan üreticisine gönderilir. Orada deniz yosunu öğütülür, kum gibi yabancı maddeleri uzaklaştırmak için elenir ve iyice yıkanır. Sıcak alkali solüsyonu (örneğin %5-8 potasyum hidroksit ) ile muameleden sonra , selüloz karagenandan santrifüjleme ve filtrasyon yoluyla uzaklaştırılır . Elde edilen karagenan çözeltisi daha sonra buharlaştırılarak konsantre edilir . Spesifikasyona göre kurutulur ve öğütülür.

Üç tür endüstriyel işleme vardır:

yarı rafine

Bu sadece E. cottonii veya E. spinosum kullanılarak gerçekleştirilir . Ham ot önce ayıklanır ve ham kirleticiler elle çıkarılır. Yabani ot daha sonra tuzu ve kumu çıkarmak için yıkanır ve daha sonra jel gücünü artırmak için sıcak alkalide pişirilir. Pişen ot yıkanır, kurutulur ve öğütülür. E. spinosum , kolayca çözüldüğü için çok daha hafif bir pişirme döngüsüne girer. Ürün, yarı rafine karagenan, Filipinler doğal dereceli olarak adlandırılır veya ABD'de sadece ortak karagenan spesifikasyonuna girer.

                           cleaned and washed seaweed 
                                   ↓
                                extraction
                                   ↓
                             coarse filtration   → seaweed residue
                                   ↓ 
                              fine filtration    → used filter aids
                                   ↓
            ↓-------------- concentration --------------↓
   preparation with KCl                        preparation with alcohol
            ↓                                           ↓
       gel pressing                                alcohol recovery 
            ↓                                           ↓
         drying                                      drying
            ↓                                           ↓ 
         milling                                     milling 
            ↓                                           ↓ 
         blending                                    blending
            ↓                                           ↓
    gel refined carrageenan                     refined carrageenan

rafine

Rafine etme işlemindeki temel fark, karagenanın hücre duvarı kalıntılarını gidermek için önce çözünmesi ve filtrelenmesidir. Karagenan daha sonra berrak çözeltiden izopropanol veya potasyum klorür ile çökeltilir.

Karışık işleme

Deniz yosununun yarı rafine proseste olduğu gibi heterojen bir şekilde işlendiği bir hibrit teknoloji mevcuttur, ancak çözünmeyi engellemek için alkol veya yüksek tuz seviyeleri kullanılır. Bu işlem genellikle Güney Amerika deniz yosunlarında kullanılır ve daha geniş bir deniz yosunu yelpazesinin işlenmesine izin verirken yarı rafine işlemenin maliyet avantajlarından bazılarını sağlar, ancak bazı Güney Amerika deniz yosunlarındaki doğal olarak düşük selüloz seviyeleri bunların heterojen bir şekilde işlenmesine ve hala AB rafine şartnamesi altında satılacaktır.

Notlar

İki temel karagenan sınıfı vardır: rafine karagenan (RC) ve yarı rafine karagenan (SRC). Amerika Birleşik Devletleri'nde her iki sınıf da karagenan olarak etiketlenmiştir. Avrupa Birliği'nde rafine karagenan, E numarası E-407 ve yarı rafine karagenan E-407a olarak belirtilir. Rafine karagenan, asitte çözünmeyen malzeme için maksimum %2'ye sahiptir ve bir alkol çökeltme işlemi veya potasyum klorür jel pres işlemi ile üretilir. Yarı rafine karagenan çok daha yüksek düzeyde selülozik içerik içerir ve daha az karmaşık bir işlemle üretilir. Endonezya, Filipinler ve Şili, üç ana hammadde ve çıkarılan karagenan kaynağıdır.

Kullanımlar ve uygulamalar

Gıda ve diğer ev içi kullanımlar

Düzenleyici statü

ABD'de carrageenan, FDA düzenlemelerine göre doğrudan gıda katkı maddesi olarak kabul edilmektedir ve bu tür bir kullanıma izin vermeyen standartlaştırılmış gıdalar haricinde, gıdalarda gerekli miktarda emülgatör, stabilizatör veya koyulaştırıcı olarak kullanıldığında güvenli kabul edilir . FDA ayrıca bebek maması için karagenan güvenliğini de gözden geçirdi. Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi, "insanlarda gıda sınıfı karagenana maruziyetten kaynaklanan herhangi bir olumsuz etkiye veya gıda sınıfı karagenan kullanımından dolayı bozulmuş karagenana maruz kalmanın meydana geldiğine dair hiçbir kanıt bulunmadığı" sonucuna varmıştır , Ayrıca, Ortak FAO/WHO uzmanı Gıda katkı maddeleri komitesi, Temmuz 2014'te karagenanla ilgili bir incelemede, "karajenan'ın bebek maması veya formüllerinde özel tıbbi amaçlar için 1000 mg/L'ye kadar konsantrasyonlarda kullanılmasının endişe verici olmadığını" belirtti.

Her ne kadar Ulusal Organik Programı (NOP) katkı maddelerinin Ulusal Listesine karagine katmıştı 2003 yılında organik gıdalar dahil edilmesine izin ve gözden geçirmiş ve 2008 yılında bunu yeniden yetkilendirilir, "kritik organik üretime ve operasyonları taşıma" olarak belirterek, Kasım'da 18 Ocak 2016'da NOP'un Ulusal Organik Standartlar Kurulu (NOSB), karagenan'ın organik gıda üretiminde izin verilen katkı maddelerinin Ulusal Listesinden çıkarılmasını önermek için oy kullandı.

4 Nisan 2018'de, Tarımsal Pazarlama Servisi (AMS) ( USDA ), karagenanın Ulusal Listede yenilendiğini duyuran ve gıda ürünlerinde kullanımının devam etmesine izin veren bir belge yayınladı. Belgede, "NOSB, gellan zamkı, guar zamkı veya ksantan zamkı gibi alternatif malzemelerin organik ürünlerde kullanılabileceğini belirledikleri için karagenanın çıkarılmasını tavsiye etti" diye devam ediyor, "AMS, NOSB'ye yapılan kamu yorumlarında yeterli kanıt buldu. tamamen doğal ikamelerin bulunmaması nedeniyle, karagenanın tarım ürünlerinin işlenmesi için gerekli olmaya devam ettiği (§ 6517(c)(1)(ii)). Carrageenan'ın bir dizi tarım ürününde belirli kullanımları vardır ve kamuoyu yorumları, potansiyel ikamelerin, geniş kullanım kapsamı boyunca carrageenan'ın işlevlerini yeterince çoğaltmadığını bildirmiştir. Bu nedenle, carrageenan, Ulusal Listeye dahil edilmek için OFPA kriterlerini karşılamaya devam ediyor.” Kural 29 Mayıs 2018'de yürürlüğe girdi.

2015 yılında incelemede, Ortak Uzman Komitesi Gıda ve Tarım Örgütü ve Birleşmiş Milletler ve Dünya Sağlık Örgütü Gıda Katkı Maddeleri yosunlar kullanımına 2015 yılında bir teknik rapor yayınladı bebek formülü ve katkı endişe "değildi bulundu "1000 konsantrasyonlarda kadar özel tıbbi amaçlar için gıda olarak bebek formülünde miligram başına litre . Organik veya başka bir şekilde bebek formülünde carrageenan kullanımı, AB'de ihtiyati nedenlerle yasaklanmıştır, ancak diğer gıda maddelerinde izin verilmektedir. 2018'de Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA), gıda ürünlerindeki karagenanın güvenliğinin günlük 75 mg/kg vücut ağırlığı ADI'ye dayandığını bildirdi.

Birleşik Krallık'ta, Gıda Standartları Ajansı , karagenan içeren tatlılar için bir ürün geri çağırma yayınladı ve karagenanın "boğulma tehlikesi arz ettiği için jöle şekerleme ürünlerinde bir bileşen olarak kullanılmasına izin verilmediğini" belirtti.

Toksisite araştırması

2018 itibariyle, karagenan belirli tüketim seviyeleri altında (günde 75 mg/kg canlı ağırlık) toksik olmadığı kabul edildi, ancak daha fazla araştırma önerildi, esas olarak karagenan ve metabolitlerinin sindirim sırasında ve sonrasındaki kaderine odaklandı.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar