Механизмы загущения и гелеобразования

Горячие растворы каппаи йота-каррагинанов при охлаждении до 40−60 ⁰С образуют различные по свойствам гели в зависимости от наличия катионов. Гели являются термообратимыми и обладают гистерезисом, или разницей между температурой гелеобразования и плавления. Эти гели стабильны при комнатной температуре, но могут быть повторно расплавлены при нагревании до температуры, превышающей на 5−20 ⁰С температуру гелеобразования. При охлаждении происходит повторное образование геля.

Для эффективного использования каррагинанов важен ионный состав пищевой системы. Например, каппа-каррагинану необходимы ионы калия для стабилизации стыковых зон внутри твердого ломкого геля. А йота-каррагинану необходимы ионы кальция для создания мостиков между соседними цепями для создания мягкого эластичного геля.

Все классы каррагинана растворимы в горячей воде, но в холодной воде растворим только класс лямбда и соли натрия других классов.

Применение в пищевых продуктах

Десертные гели на водной основе, а также глазури для тортов — типичные области применения каррагинанов. Используется смесь йотаи каппа-каррагинанов, по вкусу и текстуре напоминают желатин (можно использовать для вегетарианцев). Аналогичные гели используют для заливного, кормов для домашних животных и готовых мясных изделий, подлежащих нарезке ломтями.

Синергизм каппа-каррагинана и камеди рожкового дерева используется также в десертных гелях на водной основе и глазурях, готовой ветчине и продуктах из птицы, консервированном мясе и кормах для животных. Эти гели прочны и эластичны, при высоких температурах обладают высокой вязкостью. Более дешевые сорта каррагинанов идут на приготовление кормов для животных.

Разбавленный раствор йота-каррагинана используется для салатной заправки — термообратимого геля для получения вязкой суспензии зелени и овощей. Сначала каррагинан диспергируют в воде при комнатной температуре с образованием вязкого раствора, затем добавляют соль (NaCl), которая приводит к образованию обратимого геля. Пудинги на молочной основе были первым применением каррагинана, полученного из водоросли Chondrus crispus, которая собиралась в Ирландии. Водоросль кипятили в молоке, экстрагированный при этом каррагинан образовывал при охлаждении гель. Эти свойства используются во всем мире для производства продуктов быстрого приготовления: пироги, кремовые десерты и мысы. Для загущения и гелеобразования используется большое количество разных каррагинанов. Молочные коктейли (для предотвращения отделения сыворотки), шоколадное молоко, мороженое, сгущенное молоко, плавленый сыр (можно понизить содержание сыра заменой каррагинаном).

При использовании в пищевых продуктах, каррагинан указывается как E 407 или E 407a (при изготовлении из водорослей Euchema). Каррагинан обладает биологической активностью: антикоагулирующей, антивирусной, антираковой и антиязвенной, а также выводит из организма тяжелые металлы. Также часто раствор каррагинана используется в целях увеличения объема мяса для удешевления производства.

Причиной широкого применения каррагинана является его способность загущать практически любые пищевые продукты, образуя прозрачный плавящийся гель. Качество этого геля можно существенно менять с помощью других полисахаридов, в особенности камеди рожкового дерева.

Каппа-каррагинан желируется только в присутствии ионов К+. Лямбда-каррагинан самостоятельно не желируется. Йота-каррагинан в присутствии ионов Ca2+ образует прочные эластичные гели, не склонные к синерезису и устойчивые к циклам замораживания-оттаивания.

Каррагинаны проявляют эффект синергического усиления казеинового геля: одна и та же прочность геля достигается в молочной среде при концентрации каррагинана в 10 раз меньшей, чем в водной. Полуочищенный, содержащий целлюлозу каррагинан образует не совсем прозрачный раствор и гель, поэтому меньше пригоден для желе и заливок, но в молочных, жирных или крахмалосодержащих пищевых продуктах это несущественно.

Каррагинан используют для формирования консистенции овощных и фруктовых консервов, плавленых сыров, творожных изделий, мясных консервов, сливок, мороженного, соусов, кисломолочных продуктов, концентрированного молока, маргаринов. Обычная дозировка 5−10 г/кг продукта. Очень часто каррагинан сочетают с другими полисахаридами, особенно с камедью рожкового дерева. В молочных продуктах предпочтительнее использовать каппаи йота-каррагинан, в соусах — лямбда-каррагинан. Каппаи йота-каррагинан образуют гели с молоком при концентрации 0,02−0,2%. Другие области применения: в производстве красок, косметики, паст, кормов.

Применение каррагинанов при производстве ломтевых и колбасных плавленых сыров поможет решить проблемы, связанные со структурными характеристиками (нарезка, самокол, прилипание к фольге и т. д.), снизить усушку сыра в процессе хранения и копчения, выработать новые виды сыров с повышенным содержанием влаги, снизить количество молочного сырья в рецептуре. Каррагинан придает сырному тесту характерный блеск и упругость.

Применение каррагинанов для пастообразных сыров (рис. 9.) позволит увеличить ассортимент вырабатываемой продукции, благодаря созданию различных структур гелей — от текучих до желеобразных, а также предотвратит синерезис в продукте (отслаивание и выделение жидкости). При взаимодействии с камедями проявляется эффект синергизма — усиление свойств обеих гидроколлоидов. Это свойство каррагинанов учитывается при составлении многокомпонентных стабилизационных смесей.

Рис. 9. Увеличение пластичности плавленых сыров