La carragenina è una classe di idrocolloidi estratti dalle alghe rosse marine! È stata ampiamente utilizzata nell'industria alimentare per le sue eccellenti proprietà di coagulazione, addensamento, emulsione, formazione di film, dispersione stabile e altre proprietà, oltre che per la sua funzione di fibra alimentare.
A proposito degli usi della carragenina negli alimenti, oggi vi presentiamo le 10 applicazioni più comuni.
Nella produzione di gelati, la carragenina può aumentare la formabilità e la proprietà anti-fusione del gelato e migliorarne la stabilità in caso di fluttuazione della temperatura.
- La carragenina si complessa con le proteine per controllare l'aggregazione e la coagulazione di grassi e oli, rafforzare la dispersione di grassi e oli e controllare l'interazione tra grassi e proteine, migliorando così la stabilità delle proteine del latte quando vengono sottoposte a calore.
- Miglioramento della schiumosità, formazione di bolle fini e stabili, con conseguente miglioramento dell'espansione.
- Contribuisce a dare forma al prodotto e a prevenire il restringimento.
- Miglioramento dell'espansione e della contrazione, miglioramento della struttura, dell'omogeneità, della stabilità e della resistenza alla fusione, distribuzione uniforme del grasso e di altri componenti solidi e prevenzione della separazione dell'emulsione;
- Impediscono che i cristalli di ghiaccio aumentino di dimensioni durante la produzione e la conservazione, rendendo il gelato finemente organizzato, ben strutturato, lubrificato, gradevole al palato e con minori probabilità di sciogliersi quando viene posizionato.
Queste caratteristiche e funzioni della carragenina rendono la produzione di gelato più semplice e ragionevole, facile da gestire e facilitano il controllo della qualità.
La quantità abituale di carragenina nei gelati va da 0,01% a 0,03%.
La carragenina può produrre prodotti con buona elasticità, buona capacità di affettare, moderata tenacità, croccantezza, tenerezza e morbidezza.
La carragenina viene utilizzata nel prosciutto e nelle salsicce di prosciutto, in particolare per garantire una corretta ritenzione idrica e, grazie alla sua capacità di complessarsi con le proteine, per fornire una struttura tissutale abbastanza buona, con il risultato di un prodotto delicato, ben affettato e gustoso, ed è un additivo essenziale per la produzione del prosciutto.
Per le applicazioni nella produzione di prodotti a base di muscoli interi, la carragenina viene aggiunta al prodotto carneo mediante iniezione di salamoia.
Per questa applicazione, è importante mantenere la viscosità della salamoia a un livello basso senza sciogliere e disperdere la carragenina, facilitando così l'iniezione.
La carragenina di tipo κ è ideale per questo scopo.
L'insolubilità (disperdibilità) della carragenina in salamoia è controllata dall'aggiunta di un fosfato (di solito con tripolifosfato) e di cloruro di sodio, in acqua fredda a meno di 5°C.
Il principio è che l'ambiente ionico formato dalla dissoluzione del fosfato e del sale facilita la dispersione della carragenina, mentre l'elevata concentrazione ionica impedisce l'espansione delle molecole di carragenina di tipo κ, mantenendola in uno stato di non curvatura e rendendo la salamoia meno viscosa.
Infatti, la soluzione fisiologica a bassa viscosità può prevenire l'accumulo di pressione, evitare l'occlusione dell'ago e ridurre la comparsa di tessuto connettivo lacerato nel fascio muscolare trasverso nei trattamenti di iniezione muscolare intera con più aghi.
Controllando la temperatura della salamoia e l'ordine di aggiunta degli ingredienti, con opportune tecniche di iniezione e massaggio del tamburo, è possibile utilizzare la salamoia con un diverso contenuto di carragenina di tipo κ per massimizzarne la funzionalità.
Inoltre, una corretta regolazione del contenuto di carragenina nella salamoia può anche controllare efficacemente la perdita di umidità nei prodotti a base di carne cotti a meno di 5% del volume totale iniettato.
Il ruolo della carragenina è quello di produrre un effetto gelificante con le proteine per formare una struttura tissutale completa della carne, che è la chiave per la produzione di prodotti trasformati a base di carne.
L'interazione carragenina-proteine dipende da una serie di fattori, tra cui il grado di denaturazione delle proteine, il tipo e la concentrazione degli ioni, il pH, la concentrazione, la temperatura di lavorazione, il tipo di proteina, la qualità, ecc.
In breve, controllando il legame tra il gruppo solfato della carragenina, carico negativamente, e il gruppo amminico della proteina globulare, carico positivamente, con la forza elettrostatica, è possibile fornire ulteriore stabilità alla struttura della carragenina in condizioni ambientali appropriate.
L'altro tipo di legame carragenina-proteine si forma attraverso l'associazione di cationi divalenti tra il gruppo solfato della carragenina e i gruppi carbossilici carichi negativamente distribuiti nella molecola proteica.
Il catione divalente comunemente utilizzato è lo ione calcio, mentre lo ione magnesio ha la stessa funzione.
È importante notare che se si aggiungono cationi in eccesso, soprattutto quando si utilizzano proteine idrolizzate e durante un trattamento eccessivo (calore elevato), si può verificare la coagulazione o la precipitazione della carragenina-proteina.
Quando la carragenina iota viene utilizzata in un ambiente con un'elevata concentrazione di ioni, come la salamoia utilizzata per la lavorazione dei prodotti a base di carne, la sua struttura molecolare si espande e si dissolve parzialmente, determinando un'elevata viscosità della salamoia.
Se la salamoia con iota carragenina viene iniettata nel muscolo intero, il prodotto mostrerà molti "segni di stiramento", con conseguente scarsa consistenza dei tessuti molli e qualità scadente. Pertanto, la i-carragenina non è adatta per i muscoli interi o per i prodotti a base di carne cotta iniettati con salamoia.
Al contrario, per i prodotti a base di una combinazione di carne magra di spalla intera e di carne finemente tritata, o di carne fine macinata intera o di prodotti a base di carne finemente tritata (salsicce o wurstel), la migliore consistenza e stabilità della carne può essere ottenuta utilizzando ι-carragenina, o miscele di ι- e κ-carragenina (spesso in combinazione con sinergizzanti come proteine supplementari, gomme o amidi).
Poiché tutti gli ingredienti a base di carne per questi prodotti sono costituiti da miscele di carne finemente tritate o carne macinata, la viscosità della salamoia diventa irrilevante e risolve il problema dell'uso di ι-carragenina.
Nella maggior parte dei casi, tutti gli ingredienti vengono aggiunti alla carne nell'apparecchiatura di macinazione o tritatura, consentendo una distribuzione più uniforme degli ingredienti e l'idratazione della carragenina prima della produzione e della conservazione.
Nella lavorazione profonda della carne di spalla o dei prodotti a base di carne tritata fine, le fibre muscolari vengono tagliate in pezzi sottili in modo che le proteine della carne, l'umidità e la carragenina possano interagire tra loro in modo più efficace per ottenere risultati migliori.
Inoltre, l'aggiunta di l-carragenina alla carne disossata meccanicamente (MDM) migliora la resistenza della carne e la capacità di trattenere l'acqua dei prodotti trasformati. Senza l'aggiunta di alcun ingrediente, queste proprietà della carne sono scarse.
Un altro vantaggio dell'uso dell'ι-carragenina in questi prodotti a base di carne ad alto contenuto proteico e basso contenuto di grassi, come l'MDM, è che controlla il flusso di umidità nel prodotto finito prima e dopo la cottura, nonché la stabilità al congelamento e al disgelo del prodotto.
Inoltre, la ι-carragenina può imitare le proprietà del grasso nei prodotti a base di carne a basso contenuto di grassi, offrendo al consumatore il gusto di un prodotto a base di carne cotta ad alto contenuto di grassi senza le calorie del grasso.
Inoltre, nei prodotti a base di carne ad alto contenuto di grassi, come salsicce e chorizo, la ι-carragenina interagisce con la lecitina per contribuire a mantenere l'emulsionabilità e la stabilità all'umidità del prodotto a base di carne, riducendo così la perdita di peso in cottura e garantendo una migliore accettabilità organolettica del prodotto finito.
La fonte di carne per i prodotti a base di muscolo intero, di spalla o di carne tritata fine può variare in base ai requisiti di qualità necessari per il prodotto o ai gusti dei consumatori, ecc. Ad esempio, la carne di maiale, di manzo, di agnello, ecc. può essere lavorata singolarmente o con ingredienti che utilizzano la carragenina come stabilizzante di base per produrre prodotti a base di carne con consistenze e valori nutrizionali diversi.
Nella lavorazione del muscolo intero, dei ripieni di carne finemente tritati e dei prodotti misti a base di carne, la carragenina è per lo più utilizzata come stabilizzante principale per mantenere l'umidità e la stabilità della carne. Per quanto riguarda i vari prodotti a base di pollame, come il tacchino, il pollo e l'anatra, le proprietà di idratazione delle loro proteine sono peggiori di quelle della carne di maiale, manzo e agnello, quindi hanno bisogno dell'assistenza di ingredienti per mantenere la stabilità della carne e l'umidità. Tuttavia, nella lavorazione profonda dei prodotti di pollame, la quantità di carragenina rispetto ai prodotti di maiale, manzo e agnello è elevata.
Tuttavia, secondo le normative, il contenuto complessivo di carragenina nei prodotti a base di carne non può superare l'1% della formula totale e, nella formula di lavorazione con maggiore umidità, di solito può essere integrato con proteine aggiuntive e altri sinergizzanti come gomma e amido per controllare il ruolo della carragenina sul tessuto della carne e sulla stabilità all'umidità.
La carragenina produce la solidificazione del latte vaccino e agisce come coagulante.
Agisce come agente di sospensione e stabilizzazione nel latte di cacao, nella crema di grano di cacao e nello sciroppo per dolci al cacao.
Nel latte acido, nella ricotta e nella panna, stabilizza la miscela lattiginosa e induce la formazione di gelificazione.
Nel latticello di cacao preparato con cacao in polvere, il cacao in polvere spesso affonda, ma l'aggiunta di carragenina come stabilizzante può far sì che il cacao in polvere si disperda uniformemente nel latticello e impedire l'affondamento del cacao in polvere.
Poiché la carragenina ha la proprietà unica di complessarsi con la caseina del latte vaccino, può impedire la coagulazione e la precipitazione dei prodotti a base di latte vaccino (come le bevande a base di acido lattico, ecc.).
La carragenina è il miglior stabilizzatore per le proteine.
La carragenina può essere utilizzata come agente chiarificante e come stabilizzatore di schiuma.
I vini e le birre di frutta contengono alcune sostanze colloidali che rendono il vino torbido e precipitano, quindi è necessario aggiungere agenti chiarificanti per chiarificarli.
Tuttavia, è difficile rimuovere completamente queste sostanze e ci vuole molto tempo per farlo.
La carragenina, come agente filtrante ausiliario chiarificante, può rendere completo e rapido l'effetto di coagulazione e affondamento.
Per la produzione di fibre proteiche artificiali, la soluzione proteica deve essere sottoposta a un processo di invecchiamento per aumentare la viscosità del sol, che richiede molto tempo ed è anche costoso, ed è difficile da filare quando la concentrazione di proteine è bassa o quando le proteine sono impure.
Dopo l'aggiunta di carragenina e alginato, la soluzione proteica non deve passare attraverso il processo di invecchiamento, la concentrazione di proteine purificate bassa o nulla può essere utilizzata anche per la filatura, e può anche migliorare la forza e l'assorbimento dell'acqua della fibra filata.
Ad esempio, utilizzando grani di arachidi sgrassati come materie prime, con pH 8,5 proteine di estrazione alcalina diluita, scorie di filtrazione, filtrato con la giusta quantità di carragenina e fucoidan, riscaldamento, raffreddamento e poi filtrazione, la viscosità della soluzione tra 0,1 ~ 0,5 Pa-s, la soluzione proteica da parte dello spinneret spruzzare alla soluzione di solidificazione, e poi lavare, si otterrà fibra proteica artificiale.
Anche le proteine di soia, cotone e latte, dopo la pressatura, possono essere utilizzate per produrre fibre proteiche artificiali.
La fibra proteica artificiale può essere ulteriormente utilizzata per produrre carne artificiale quando si utilizza la carragenina come legante.
Grazie al gruppo solfato presente sulla molecola di carragenina, questa può combinarsi con le molecole proteiche per formare un complesso, collegando così le fibre proteiche tra loro e formando un blocco per formare carne artificiale.
La carragenina è l'agente gelificante preferito per le gelatine grazie alle sue proprietà di gelificazione uniche. Le gelatine a base di carragenina sono elastiche e non presentano alcuna separazione dall'acqua.
La carragenina è stata a lungo utilizzata in Cina per produrre caramelle alla frutta trasparenti, è liscia e non appiccicosa, la sua trasparenza è migliore di quella dell'agar e il prezzo è più basso.
Utilizzato nella produzione di caramelle dure e morbide in generale, può rendere il gusto del prodotto più morbido ed elastico, con una viscosità ridotta e una maggiore stabilità.
Quando alcuni succhi di frutta vengono lasciati a lungo, le particelle fini in essi contenute affondano e compromettono l'aspetto, anche dopo l'omogeneizzazione ad alta pressione.
L'aggiunta di carragenina come agente di sospensione e stabilizzatore può rendere le particelle di polpa fine uniformemente sospese nel succo, rallentandone notevolmente la velocità di affondamento, e la durata di conservazione del succo è superiore a quella della gomma di xantano.
Allo stesso tempo, grazie alla bassa viscosità della carragenina, non è facile che si formi una pasta e può migliorare il gusto quando si beve.
Funziona bene come coagulante nelle conserve in generale e in quelle di pesce o carne.
L'uso della carragenina come coagulante non è limitato dal contenuto di solidi solubili e dal pH del prodotto, indipendentemente dall'aggiunta o meno di zucchero e dal fatto che sia acido, neutro o alcalino, la carragenina può formare un gel e la sua applicabilità è maggiore di quella della gelatina e della pectina.
Il pane fresco ha un nucleo morbido ed elastico, ma quando viene lasciato invecchiare, la durezza e la fragilità del pane aumentano gradualmente e il sapore speciale del pane scompare gradualmente.
Tuttavia, l'aggiunta di carragenina (0,012%~0,02%) può aumentare efficacemente la capacità di ritenzione idrica e quindi ritardare l'invecchiamento.
La norma nazionale cinese sulla sicurezza alimentare - Additivi alimentari - Carragenina (GB1886.169-2016) stabilisce che la carragenina può essere utilizzata in quantità adeguate per tutti i tipi di alimenti in base alle esigenze di produzione.
L'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l'agricoltura (FAO) e l'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) Comitato di esperti sugli additivi alimentari (JECFA) ha eliminato il limite di assunzione giornaliera di carragenina nel 2001 e ha confermato che la carragenina è un additivo alimentare sicuro, non tossico e senza effetti collaterali.
La sicurezza e le proprietà non tossiche sono state confermate dal Comitato congiunto di esperti sugli additivi alimentari (JECFA) dell'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'Alimentazione e l'Agricoltura e dall'Organizzazione Mondiale della Sanità.
La carragenina è stata estratta per la prima volta dalle alghe marine nel 1844 e la produzione industriale è iniziata negli anni Trenta. La carragenina è stata utilizzata in Cina fin dal 600 a.C. e in Irlanda dal 400 d.C. circa.
La carragenina è stata utilizzata per la prima volta in Europa e negli Stati Uniti e oggi la produzione mondiale di carragenina rappresenta la seconda quantità di gomma commestibile derivata dalle alghe.
Negli ultimi anni, la carragenina si è sviluppata rapidamente in patria e all'estero e la sua domanda è aumentata notevolmente. Le sue proprietà uniche non possono essere sostituite da altre resine, il che fa sì che l'industria della carragenina si sviluppi rapidamente. Oggi la produzione totale annua di carragenina nel mondo ha superato di gran lunga la produzione di agar e le prospettive di applicazione sono ampie.
La ricerca sulla carragenina in Cina è iniziata tardi, e la produzione industriale di carragenina in senso proprio si è formata solo nel 1985, di cui l'80% è utilizzato in campo alimentare o in industrie correlate. Nonostante i grandi progressi nella ricerca sull'applicazione della carragenina in campo alimentare, esiste ancora un divario tra la ricerca di base sulla morfologia, la struttura, l'analisi qualitativa e quantitativa e la biotecnologia della carragenina e il livello di ricerca internazionale. Dopotutto, la nostra industrializzazione è iniziata in ritardo e l'unico modo per ridurre il divario e recuperare il ritardo è farlo con attenzione.
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