Karagenan | |
Identifikace | |
---|---|
Synonyma |
karagenan |
N O CAS |
(κ) (λ) (ι) |
Ne o ECHA | 100 029 556 |
Ne o EC | 232-524-2 234-350-2 (κ) 232-953-5 (λ) 232-949-3 (ι) |
ChEBI | 3435 |
N O E | E407 , E407a |
FEMA | 2596 |
Vzhled | plná bezbarvá až béžová |
Chemické vlastnosti | |
Molární hmotnost | 1 000 až 1 000 000 (komerční forma) |
Fyzikální vlastnosti | |
Rozpustnost |
10 g · l -1 (voda, 80 ° C ); Insol. v ethanolu ; Obvykle drzý. v olejích a organických rozpouštědlech; Sol vbezvodém hydrazinu ; Malý sol ve formamidu , DMSO ; Insol v N, N-dimethylformamidu |
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak. | |
Karagenan (nebo karagenan) je polysacharid ( galaktan ) extrakt z červené řasy , která slouží jako zahušťovadlo a stabilizátor v potravinářském průmyslu . Nese kód E407 klasifikace potravinářských přídatných látek .
Karagenany umožňují tvorbu horkých gelů (až do 60 ° C ), a jsou proto zajímavé ve srovnání s tradičními zvířecími želatinami .
Vědci byli vedeni k tomu, aby kladli závažné otázky týkající se toxicity této doplňkové látky v potravinách. Ze studií provedených na zvířatech byly prokázány případy střevního zánětu, ulcerací a koliky přidáním této potravinářské přídatné látky do pitné vody. Někteří odborníci doporučují vyhýbat se konzumaci potravin obsahujících karagenany, zejména u lidí s gastrointestinálními potížemi .
Karagenan se extrahuje hlavně z Kappaphycus alvarezii a Eucheuma denticulatum . Chondrus crispus (irský mech), i když původní zdroj karagenanu, je stěží využít pro tyto účely.
Betaphycus gelatinum vytváří určitý typ karagenan, zatímco některé řasy z Jižní Ameriky jsou stále populárnější s výrobci karagenan diverzifikovat zdroje řasy k dispozici a získat odlišné vlastnosti karagenan. Gigartina skottsbergii , Sarcothalia crispata a Mazzaella laminaroides jsou dnes nejcennějšími druhy, které se v Chile shromažďují. Gigartina canaliculata se sklízí v malých množstvích v Mexiku a Hypnea musciformis se sklizených v Brazílii.
Na pobřeží Armorican Massif , zejména v Bretani , sklízeče mořských řas (lidé, kteří při odlivu sklízejí červené řasy ) vybírají (pod běžným názvem malé mořské řasy) Chondrus crispus (irský mech), ale to se také týká, i když „do nižší stupeň, Mastocarpus stellatus a Iridaea cordata .
Dnes jsou na trhu tři hlavní kategorie karagenanů:
Každá z těchto kategorií má odlišnou strukturu a vlastnosti. Hlavní rozdíly v molekulární struktuře jsou počet a poloha sulfátových skupin a také počet 3,6-anhydro-galaktózových můstků (3,6-AG). Pozici sulfatovaných skupin lze určit infračervenou spektrofotometrií .
Kappa-karagenan má pouze jednu sulfátovou skupinu a 3,6-anhydro-galaktózový můstek. Tvoří se v řasách díky enzymu dekinase. Tato dekináza odstraňuje ohyby ve struktuře odstraněním síranu na C-6, poté umožňuje tvorbu mostu 3,6-anhydro-galaktózy. Kappa-karagenan je složen z 28 až 35% 3,6-anyhydrogalaktózových můstků a 25 až 30% síranových skupin.
Iota-karagenan má podobnou strukturu jako kappa-karagenan, ale má dvě síranové skupiny, přičemž podíl síranových skupin je mezi 28 a 30%. Iota-karagenan má množství 3,6-AG mezi 25 a 30%. Lambda-karagenan je složen z 32 až 39% sulfátových skupin, ale neobsahuje 3,6-AG.
Viskozita závisí na povaze sloučeniny, čím nižší je stupeň substituce na páteři galaktózy , tím tvrdší a odolnější budou vytvořené gely. Mezi třemi výše uvedenými typy karagenanů je to kappa-karagenan, který má nejméně sulfátových skupin. Kappa-karagenan bude tedy původem silného gelu. Iota-karagenan má střední úroveň substituce, a proto má nižší želírovací schopnost než kappa-karagenan. Jota-karagenan je však schopen vytvořit velmi flexibilní gel, který má také schopnost řídit synerézu .
Lambda-karagenan naproti tomu nemá želírující vlastnost. To se vysvětluje skutečností, že lambda-karagenan má nejvyšší stupeň substituce (a tedy nejvíce sulfátových skupin) ze tří typů karagenanů. 6-sulfatace lambda-karagenanu tvoří ohyb a brání tvorbě dvojité šroubovice . Sdružení dvojitých šroubovic umožňuje vytvořit 3D síť, která je počátkem vzniku termoreverzibilního gelu.
Vzhledem k jejich gelujících vlastností , karagenany se používají ve většině průmyslových mléčných dezertů ( dezertní krémy , jogurty , nákypů , atd ). Používají se jako alternativa k želatině pro vegetariány a vegany.
Americké laboratorní studie buněčné onkologie Národního onkologického institutu v Bethesdě v Marylandu naznačují, že karagenan může fungovat jako mikrobicid proti sexuálně přenosným infekcím . Laboratorní studie prokázaly široké spektrum antivirové aktivity karagenanu.
HSV (virus herpes simplex)Bylo by možné, že karagenan gel na bázi poskytuje ochranu proti herpes viru HSV-2 (v) tím, že kombinuje s receptory na viru , čímž se zabrání viru se váže na buňky. U myší je stupeň ochrany tohoto gelu 85%.
Tyto anatomické maziva a mazací kondomy obsahují karagenanu, a některé z těchto výrobků, se ukázaly být účinnými inhibitory v této studii (i když druhý obsahuje neměl). (Viz Herpes ).
HPV (lidský papilomavirus)Laboratorní studie prokázaly, že karagenan je účinným inhibitorem proti infekci lidským papilomavirem (HPV) in vitro a u zvířat. Klinické studie byly odhaleny na mezinárodní konferenci papilomavirů v roce 2010 ( Montreal , Kanada ), které ukazují, že anatomické lubrikant na bázi karagenanu zvaný Carraguard je účinný v prevenci infekce HPV u žen. Klinické studie naznačují, že některé lubrikační gely, jako například Divine No 9 a Bioglide, jsou také účinné proti těmto infekcím.
HIV ( virus lidské imunodeficience nebo HIV)Klinická studie fáze III, připraví Rada populace (v) hodnotila účinnost gelu maziva karagenu bázi jako Carraguard proti sexuálně přenosných infekcí a zejména virus lidské imunodeficience (HIV) v ženě. Studie dokončená v letech 2004 až 2007 na 4 000 ženách v Jihoafrické republice tuto studii dokončuje, statisticky však tato studie nezjistila žádný rozdíl u žen, které používají nebo nepoužívají lubrikant. Jedním ze závěrů je, že gel nezvyšuje riziko přenosu a nemá žádné vedlejší účinky, takže by mohl být použit jako nosič pro podávání antiretrovirotik v budoucích studiích.
Další studie prováděné na makakech prokazují stejnou účinnost gelu na bázi karagenanu jako prováděné klinické studie , ale pro virus opičí imunodeficience (SIV). V přímém kontrastu se získanými výsledky in vitro , kde použití gelu prokázalo nárůst infekcí HIV a SIV, i když zjevně rozdíly v postupu klinických studií aplikovaných na studie na zvířatech .
StudenýKlinická studie naznačuje, že karagenan by být účinnou látkou proti nachlazení (snížením příznaků a úroveň viru nosní sekret). Marinomed Biotechnologie GmbH, rakouská společnost , provedla v roce 2010 studii, která naznačuje, že jejich nosní sprej obsahující karagenan může být účinný jako léčba virů nachlazení.
Od šedesátých let minulého století vyvolaly karagenany otázky ohledně jejich dopadů na lidské zdraví. Jejich spotřeba se odhaduje na 0 až 7 g / den na osobu nebo mezi 0 a 1 ppm / den . Ačkoli výzkum ukazuje souvislost mezi karagenany a gastrointestinálními potížemi pozorovanými u modelových zvířat, kontroverze jsou vysoké a jsou podporovány nedostatkem vědeckých důkazů.
Poligéenany, nazývané také degradované karagenany, jsou produkty hydrolýzy karagenanů. Reakce může nastat při zahřátí na vysoké teploty (> 80 ° C ) a silnou kyselost. Váží mezi 10 a 20 kDa a jsou příčinou zánětu a lézí pozorovaných v zažívacím traktu při požití ve vysokých dávkách. Toxické, vědci je často používají k vyvolání zánětu tkání za účelem testování protizánětlivých léků na laboratorních zvířatech. Vědecký výbor pracující pro Evropskou komisi doporučil, aby dávka degradovaného karagenanu (tedy s nízkou molekulovou hmotností) byla maximálně 5% (což je mez detekce) z celkové hmotnosti karagenanu. Testy na potravinách obsahujících vysoké dávky karagenanu ukázaly, že mnohé z nich jsou kontaminovány degradovaným (nízkomolekulárním) karagenanem. Na základě výzkumu, který dospěl k závěru, že může způsobit rakovinu tlustého střeva u laboratorních zvířat, uznává Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny ( IARC ) karagenan jako možný karcinogen . V roce 2002 bylo zjištěno, že orální podávání karagenanů není dlouhodobě karcinogenní a že neexistují důkazy podporující tumor vyvolávající nebo karcinogenní účinek u potkanů. Studie z roku 2007 potvrzuje nekarcinogenní účinek dlouhodobé expozice 5% karagenanům
Od šedesátých let minulého století spojuje výzkum dietní karagenan s gastrointestinálními problémy laboratorních zvířat.
Studie publikovaná v roce 2006 naznačuje, že karagenan způsobuje zánět epiteliálních buněk střeva během kultivace in vitro prostřednictvím buněčných receptorů BCL10 , což vede k aktivaci NF-kB a interleukinu 8 . Karagenan může být proto imunogenní (což má za následek reakci imunitního systému) kvůli jeho neobvyklému spojení s kyselinou alfa-1,3-galaktosidovou. Spotřeba karagenanu může hrát roli při střevním zánětu, protože receptory BCL10 se podobají NOD2 ( protein obsahující vazebnou nukleotidovou oligomerizační doménu 2 ), tato mutace je známá u Crohnovy choroby .
Karagenan může interferovat s aktivitou makrofágů . Studie na potkanech , morčatech a opicích naznačují, že požití dietních karagenanů může způsobit ulceraci v gastrointestinálním traktu a zvýšit (ale ne zahájit) rozvoj rakoviny zažívacího traktu . Jiné experimenty s použitím lidské buněčné tkáně ukázaly podobné výsledky, ale žádný neposkytl konečné výsledky.
Maximální povolená dávka ve formulacích pro dětské výrobky byla 300 ppm (mg / kg). V roce 2007 JECFA nedoporučuje používání karagenanů nebo procesů založených na karagenanech, zejména u produktů určených pro tuto populaci. V roce 2011 komise FAO a WHO pro potravinářské přídatné látky uvedla, že: „na základě dostupných informací se nedoporučuje používat v dětských potravinách karagenan nebo výtažky z potravinových řas Eucheuma “ .
V reakci na tato varování byly provedeny studie potvrzující bezpečnost dávkování karagenanů v těchto formulacích od 0 do 2 500 ppm . Testy byly prováděny na selatech po dobu 28 dnů, což odpovídá období 0-23 měsíců u lidí. Během tohoto období je infantilní střevní bariéra nezralá, což umožňuje velkému množství makromolekul projít epitelem a dostat se do krevního řečiště. Řada měřených parametrů (krevní testy, dopad na imunitní systém atd.), A zejména analýzy týkající se žírných buněk, neodhalily žádné škodlivé účinky.
V roce 2015 „JECFA dospěl k závěru, že používání karagenanů v počáteční kojenecké výživě a kojenecké výživě pro speciální lékařské použití v koncentracích do 1 000 ppm (mg / l) je bezpečné.“ .
Nevládní organizace, jako je Cornucopia Institute (en) , nevládní organizace monitorující legislativu v oblasti potravin a zemědělství, požadovaly, aby byl karagenan odstraněn z biopotravin certifikovaných americkým ministerstvem zemědělství (USDA).
Zdravotní problémy spojené s karagenanem vedly k celosvětovému nárůstu cen v důsledku přísnějších právních předpisů o jeho použití jako potravinářské přídatné látky . Vedlo to také k prudkému nárůstu cen pro nepotravinářské účely, zejména u uměleckých materiálů. Umělou alternativou pro mnoho aplikací by byla methylcelulóza , což je také potravinářská přídatná látka, která má ve Spojených státech větší podíl na trhu než karagenan.
Agar je další produkt odvozený z červené řasy gelu.