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ÍNDICE
La página de Bedri
¿Qué es el carragenano?
Es un polisacárido de origen natural, producido por diversas algas (Chrondrus crispus , Gigartina stellata, Euchema spinosum, E. cottonii) en Europa, Asia y América. Es una mezcla compleja de polisacáridos.
El carragenano o más propiamente los carragenanos, dado que es una mezcla de varios polisacáridos, se encuentra rellenando los huecos en la estructura de celulosa de las paredes celulares de algunas algas rojas de varias familias de Rhodophyceae. Chondrus crispus, el alga tradicional productora de carragenano, conocida como "musgo irlandés", es de pequeño tamaño, y vive en aguas frías, estando distribuida en las costas del Atlántico Norte.
Los carragenanos tiene carácter ácido, al tener grupos de sulfatos unidos a la cadena de azúcar, y se utilizan sobre todo como sales de sodio, potasio, calcio o amonio. Forman geles térmicamente reversibles, y es necesario disolverlos en caliente. Algunas de las formas resisten la congelación, pero se degradan a alta temperatura en medio ácido.
Otras denominaciones
Gelosa de musgo de Irlanda, Eucheuman (de Eucheuma spp. Iridophycan (de Irdidaea spp.), Hypnean (de Hypnea spp.), Furcelaran o agar danés (de Furcellaria fastigiata), Carragenano (de Chondrus y Gigartina spp.), Irish Moss.
Historia
Estas algas se han utilizado de forma tradicional en Irlanda desde hace al menos 600 años para fabricar postres lácteos, simplemente haciéndolas hervir en leche para que se liberen los carragenanos.
En el siglo XVIII, los irlandeses emigrados a Norteamérica encontraron algas semejantes que también podían utilizarse para las mismas aplicaciones. El nombre de carragenano procede supuestamente del lugar de Carrageen (o Carragheen), en el condado de Waterford, en Irlanda. Sin embargo, probablemente el nombre del lugar proceda a su vez de una expresión gaélica antigua para designar el alga, "cosáinín carraige". El nombre de "furcelerano" se utilizó antiguamente para el carragenano obtenido de Furcellaria, pero actualmente está en desuso, al ser el mismo producto.
El carragenano se obtuvo por primera vez en forma pura en 1844, mediante extracción en medio alcalino y precipitación con alcohol, sistema que, entre otros, aún se utiliza. En la década de 1930 comenzó su producción industrial en Estados Unidos, que se expandió durante la Segunda Guerra Mundial, al no disponer de suministro de agar de Japón. En la Unión Europea le corresponde el código de aditivo alimentario E-407.
Tipos
Existen tres tipos importantes de carragenano, designados cada uno de ellos mediante una letra griega, k , kappa, l , lambda, y i , iota.
Chondrus crispus produce un carragenano que es mezcla de los carragenanos kappa e iota. También se obtienen carragenanos por recolección del alga Furcellaria fastigiata en las costas europeas del Atlántico Norte, de Phyllophora nervosa en el mar Negro, de algas del género Hypnea en las costas de Brasil, y de Gigartina en Argentina y Perú. Estas algas son de gran tamaño. Desde la década de 1980, una parte muy importante de la producción mundial de carragenano se obtiene mediante cultivos de algas de las especies Kappaphycus alvarezii y Eucheuma denticulatum en las zonas costeras de Filipinas e Indonesia. Estas algas se cosechan cada tres meses.
El alga Euchema spinosum produce un carragenano en el que predomina el iota carragenano, lo mismo que E. isiforme y E. uncinatum. Las algas Euchema cottonii, E. striatum, E. procrusteanum, E. procrusteanum y E. speciosum producen un carragenano en el que predomina el kappa carragenano.
Estructura química
Los carragenanos están formados por unidades de galactosa y/o de anhidrogalactosa, sulfatadas o no, unidas por enlaces alternos a(1-3) y b(1-4). El peso molecular es normalmente de 300.000 a 400.000. La longitud de la cadena es importante, ya que por debajo de 100.000 de peso molecular, el carragenano no es útil como gelificante. Dependiendo del grado de sulfatación, de las posiciones de los grupos sulfato y de la presencia de grupos de anhidrogalactosa se distinguen varios tipos de carragenano, con propiedades como hidrocoloides claramente distintas. A mayor proporción de grupos sulfato, la solubilidad es mayor, y a mayor proporción de grupos de anhidrogalactosa la solubilidad es menor. Aunque existen alrededor de una docena de tipos, los más importantes son los carragenanos k, i y l.
El carragenano k está formado por unidades alternas de galactosa con un grupo sulfato en el carbono 4 y unidades de anhidrogalactosa sin sulfatar.
El carragenano i está formado por unidades alternas de galactosa con un grupo sulfato en el carbono 4 y de anhidrogalactosa con un grupo sulfato en el carbono 2.
El carragenano l está formado por unidades alternas de galactosa con un grupo sulfato en el carbono 2 y de anhidrogalactosa con dos grupos sulfato, uno en el carbono 2 y otro en el carbono 6
Tanto el k -carragenano como el i - carragenano son capaces de formar geles. A temperaturas elevadas, las cadenas se encuentrad desenrolladas y dispuestas al azar. Al bajar la temperatura, las cadenas de polisacárido se asocian por puentes de hidrógeno formando hélices dobles, quedando hacia el exterior los grupos sulfato y los puentes de la anhidrogalactosa. Estas interacciones no suelen ser suficientes para formar un gel, ya que las cargas de los grupos sulfato hace que las hélices se repelan. Dependiendo de la presencia de iones que neutralicen los sulfatos, y del tipo de carragenano, las hélices pueden agruparse entre ellas una vez formadas, produciéndose entonces primero la formación del gel, en el que las zonas desorganizadas son las que retienen la mayoría del agua, y eventualmente la compactación del gel y la sinéresis.
Propiedades físicas y químicas
Los carragenanos son solubles en caliente, a temperaturas del orden de 80ºC, y se mantienen en disolución al enfriar, si se encuentran en forma de sal sódica. Los geles de carragenano son reversibles térmicamente. A pH neutro, el calentamiento prácticamente no le afecta, aunque las cadenas se rompen por hidrólisis cuando se calienta en medio ácido, especialmente por debajo de pH 3,5.
Las propiedades reológicas, y especialmente la capacidad de formación de geles, varía mucho dependiendo del tipo de carragenano. El l-carragenano, el que tienen mayor contenido de sulfato y consecuentemente mayor carga negativa, no es capaz de formar geles por si mismo. Forma disoluciones pseudoplásticas, con un comportamiento no newtoniano en cuanto a la viscosidad. La viscosidad depende del tipo concreto, pero se ve relativamente poco influida por la presencia de sales.
El k -carragenano, por el contrario, forma geles rígidos y quebradizos, semejantes a los del agar, en presencia de iones potasio. Son más opacos que los de agar, pero la transparencia aumenta en presencia de azúcar. Estos geles son muy propensos a la sinéresis, tanto más cunato mayor sea la concentración de potasio, y no resisten la congelación / descongelación, siendo la sinéresis aún mayor en presencia de iones calcio. Las propiedades de estos geles mejoran mucho si se forman en presencia de goma de algarroba, al asociarse las hélices del k -carragenano con las regiones no ramificadas de la goma de algarroba. También actúa de la misma forma la goma konjac, pero no otras. El k -carragenano se utiliza en concentraciones entre el 0,02 % y el 2%.
El i -carragenano forma geles en presencia de iones calcio, geles que son elásticos, sin tendencia a la sinéresis y que resisten la congelación. Este tipo de carragenano mejora las propiedades de los geles de almidón, evitando la sinéresis y obtener geles mucho más resistentes. También permite obtener de esta forma "salsa bechamel" que sólida en frío, que puede cortarse fácilmente en piezas del tamaño y forma adecuados, y que se funde al calentar.
Tanto el k -carragenano como el i - carragenano forman geles mixtos con la proteínas de la leche, geles que se asemejan en sus propiededes a los del polisacárido, es decir son quebradizos en el caso del k -carragenano y elásticos en el caso del i carragenano. Sin embargo, no presentan tendencia a la sinéresis, como el k -carragenano. La unión del polisacárido y la caseína es de tipo iónico, entre las cargas negativas del carragenano y las positivas de la zona externa de la micela. Esta asociación aumenta mucho la resistencia del gel, de tal forma que se pueden obtener productos sólidos, como postres lácteos, con una concentración de carragenano de solamente el 0,2%.
La variabilidad de las propiedades de los carragenanos en función de cual sea el tipo predominante, los hace muy versátiles, y cada vez tienen más aplicaciones en la industria alimentaria. La interacción con las micelas de caseína hace que el carragenano tenga aplicaciones en todos los materiales que contienen leche. Además de formar geles, a concentraciones muy bajas, del orden del 0,02% estabiliza suspensiones en medios lácteos, como batidos. También se comporta muy bien en productos cárnicos procesados y reestructurados, y en postres de tipo gelatina, mermeladas, gominolas o gomitas y derivados de frutas, siempre que el pH sea superior a 3,5.
Presentación
Polvo grueso a fino, cuyo color varía del amarillento al incoloro, prácticamente inodoro.
Obtención
El carragenano se obtiene por extracción acuoso a partir de cepas naturales de algas de las familias de las Gigartinaceae, Solieriaceae, Hypneaceae y Furcellariaceae, familias de la clase de las Rhodophyceae (algas rojas). Los únicos agentes de precipitación orgánicos autorizados son el metanol, el etanol y el propan-2-ol. Se compone esencialmente de sales de potasio, de sodio, de calcio y de magnesio de ésteres sulfatados de polisacáridos que, por hidrólisis, dan galactosa y 3,6-anhidrogalactosa. El carragenano no debe estar hidrolizado ni haber sufrido cualquier otra degradación química.
Chondrus crispus produce un carragenano que es mezcla de los carragenanos kappa e iota.También se obtienen carragenanos por recolección del alga Furcellaria fastigiata en las costas europeas del Atlántico Norte, de Phyllophora nervosa en el mar Negro, de algas del género Hypnea en las costas de Brasil, y de Gigartina en Argentina y Perú. Estas algas son de gran tamaño. Desde la década de 1980, una parte muy importante de la producción mundial de carragenano se obtiene mediante cultivos de algas de las especies Kappaphycus alvarezii y Eucheuma denticulatum en las zonas costeras de Filipinas e Indonesia. Estas algas se cosechan cada tres meses.
El alga Euchema spinosum produce un carragenano en el que predomina el iota carragenano, lo mismo que E. isiforme y E. uncinatum. Las algas Euchema cottonii, E. striatum, E. procrusteanum, E. procrusteanum y E. speciosum producen un carragenano en el que predomina el kappa carragenano.
Usos
Se usa como agente espesante y estabilizante.
Los carragenanos son muy utilizados en la elaboración de postres lácteos, ya que interaccionan muy favorablemente con las proteínas de la leche.
Se usa para estabilizar helados y leche chocolatada, en alimentos para lactantes y para mascotas, en comidas instantáneas, dulces y productos de panadería. También en cosméticos, cremas, pastas dentales y lociones.
Los efectos buscados a través del agregado de carragenanos son variados. Las cremas dentífricas, por ejemplo, lo incorporan para evitar el secado y extender el período de comercialización en estantería, mientras que las leches en polvo incrementan la cremosidad con su adición.
La mayor cantidad del carragenano más barato se utiliza preferentemente para comidas de mascotas. Pero actualmente se intenta ampliar su consumo como componente de las hamburguesas de bajo contenido en calorías y en grasas.
Sinergias
El carragenano en sus diversas variantes presenta sinergias con varias sustancias.
Sinergias con goma garrofín y goma tara
Existen sinergias de la goma garrofín y goma tara con el kappa carragenato y el agar-agar. Mayor compatibilidad descrita con la goma garrofín que con la tara. Interacción de manera que queda modificada ligeramente las características de los geles formados con carragenato o agar. aumentando la dureza y la elasticidad. Por otro lado, con garrofín también se consigue reducir la sinéresis típica del kappa carragenato.
Sinergia con goma konjac
La goma de konjac interacciona fuertemente con el kappa-carragenato formando un gel elástico termorreversible.
El kappa-carragenato tiene una sinergia mayor con la goma de konjac que con otros hidrocoloides como la goma garrofín o goma de algarroba y puede usarse como sustituto total o parcial en aquellos productos donde haya mezclas de kappa-carragenato y goma garrofín, ya que los geles que se obtendrán tendrán las mismas propiedades de textura, sinérersis, etc. pero con menor conjunto de sólidos totales.
Precauciones y efectos colaterales
No se conocen efectos colaterales para las concentraciones usadas; sin embargo, las altas concentraciones producen flatulencias y acumulación de gases, debido a la fermentación realizada por la flora intestinal (así como ocurre con todos los polisacáridos no digeribles). Los carragenanos de cadena corta pueden producir daños intestinales por lo que su uso no está permitido en los alimentos.
A partir de una concentración del 0,025% los carragenanos estabilizan suspensiones y a partir del 0,15% proporcionan ya texturas sólidas. En España está autorizado su uso en derivados lácteos, conservas vegetales, para dar cuerpo a sopas y salsas, en la cerveza, como cobertura de derivados cárnicos y de pescados enlatados, etc. Estabiliza la suspensión de pulpa de frutas en las bebidas derivadas de ellas. Se utiliza a veces mezclado con otros gelificantes, especialmente con la goma de algarroba (E-410).
La seguridad para la salud del consumidor en la utilización de los carragenanos como aditivos alimentarios ha sido cuestionada desde hace bastantes años. Cantidades muy altas de esta sustancia son capaces de inducir la aparición de úlceras intestinales en cobayas. Sin embargo este hecho es propio de este animal, porque las úlceras no se producen ni en otros animales, ni en el hombre. Más serio parece ser el efecto de lo que se conoce como carragenano degradado, producido al romperse las cadenas de carragenano normal, del que se demostró en 1978 que a dosis relativamente altas es capaz de producir alteraciones en el intestino de la rata que pueden llegar hasta el cancer colorrectal. Además, parte de los fragmentos pueden absorberse, pasando a la circulación y siendo captados y destruidos por los macrófagos, uno de los tipos de células especializadas del sistema inmune. Esta captación puede estar relacionada con ciertos trastornos inmunológicos observados también en animales, así como en el mecanismo de afectación intestinal. El carragenano degradado no se encuentra presente en proporciones significativas en el carragenano usado en la industria, ya que al no ser capaz de formar geles no tiene utilidad. Su eventual presencia puede detectarse midiendo la viscosidad del que se va a utilizar como materia prima en la industria . Estas medidas, con niveles mínimos que debe superar el producto destinado a uso alimentario, son requisitos legales en muchos países, incluidos los de la CE.
El E407a presenta una composición ligeramente diferente; y además, contiene una cantidad considerable de celulosa.
Los denominados furceleranos (antes con el número E-408) son prácticamente idénticos, y desde 1978 se han agrupado con los carragenanos, eliminando su número de identificación.
Documentación
Aditivos alimentarios
Nuria Cubero,Albert Monferrer,Jordi Villalta
http://www.aditivosalimentarios.com
http://www.food-info.net
http://milksci.unizar.es
http://www.pasqualinonet.com.ar
http://todoplantas.blogspot.com.es
http://www.um.es
http://www.unp.edu.ar
http://es.wikipedia.org/