Karagen | |
Identyfikacja | |
---|---|
Synonimy |
karagen |
N O CAS |
(κ) (λ) (ι) |
N O ECHA | 100,029,556 |
N O WE | 232-524-2 234-350-2 (κ) 232-953-5 (λ) 232-949-3 (ι) |
ChEBI | 3435 |
N o E | E407 , E407a |
FEMA | 2596 |
Wygląd | jednolity bezbarwny do beżowego |
Właściwości chemiczne | |
Masa cząsteczkowa | 1000 do 1000000 (forma handlowa) |
Właściwości fizyczne | |
Rozpuszczalność |
10 g · L -1 (woda, 80 ° C ); Insol. w etanolu ; Zwykle bezczelny. w olejach i rozpuszczalnikach organicznych; Zol wbezwodnej hydrazynie ; Mały zol w formamidzie , DMSO ; Insol w N, N-dimetyloformamidzie |
Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej. | |
Karagen (lub karagen) jest polisacharyd ( galaktan ) wyciąg z krasnorostów służącą jako środek zagęszczający i stabilizator w przemyśle spożywczym . Posiada kod E407 klasyfikacji dodatków do żywności .
Karageny umożliwiają tworzenie gorących żeli (do 60 ° C ) i dlatego są interesujące w porównaniu z tradycyjnymi żelatynami zwierzęcymi.
Naukowcy zostali poproszeni o zadawanie poważnych pytań dotyczących toksyczności tego dodatku w żywności. Na podstawie badań przeprowadzonych na zwierzętach wykazano przypadki zapalenia jelit, owrzodzeń i kolki po dodaniu tego dodatku do żywności do wody pitnej. Niektórzy lekarze zalecają unikanie spożywania pokarmów zawierających karageniny, szczególnie dla osób z problemami żołądkowo-jelitowymi .
Karagenian pozyskiwany jest głównie z Kappaphycus alvarezii i Eucheuma denticulatum . Chondrus crispus (mech irlandzki), choć oryginalnego źródła karagen, jest mało wykorzystywany do tych celów.
Betaphycus gelatinum wywołuje określony typ karagen, a niektóre glony z Ameryki Południowej są coraz bardziej popularne wśród producentów karagenina do dywersyfikacji źródeł glony dostępne i wyodrębnić różne cechy karagen. Gigartina skottsbergii , Sarcothalia crispata i Mazzaella laminaroides to obecnie najcenniejsze gatunki zebrane w Chile. Gigartina canaliculata zbiera się w małych ilościach w Meksyku i Hypnea musciformis jest zebranych w Brazylii.
Na wybrzeżu masywu Armorykańskiego , w szczególności w Bretanii , zbieracze wodorostów (ludzie zbierający krasnorosty podczas odpływu) zbierają (pod wspólną nazwą małe wodorosty) Chondrus crispus (irlandzki mech), ale dotyczy to również, chociaż w mniejszym stopniu, Mastocarpus stellatus i Iridaea cordata .
Obecnie na rynku dostępne są trzy główne kategorie karagenów:
Każda z tych kategorii ma odrębną strukturę i właściwości. Główne różnice w budowie molekularnej to liczba i położenie grup siarczanowych oraz liczba mostków 3,6-anhydro-galaktozowych (3,6-AG). Pozycję grup siarczanowych można określić za pomocą spektrofotometrii w podczerwieni.
Kappa-karagenina ma tylko jedną grupę siarczanową i mostek 3,6-anhydro-galaktozowy. Powstaje w algach dzięki enzymowi dekinazie. Ta dekinaza usuwa zagięcia w strukturze, usuwając siarczan na C-6, a następnie umożliwiając utworzenie mostka 3,6-anhydro-galaktozowego. Kappa-karagenina składa się z 28 do 35% mostków 3,6-anyhydrogalaktozy i 25 do 30% grup siarczanowych.
Jota-karagenina ma podobną strukturę jak kappa-karagenina, ale ma dwie grupy siarczanowe, z procentem grup siarczanowych między 28 a 30%. Jota-karagenina ma zawartość 3,6-AG między 25 a 30%. Lambda-karagenina składa się od 32 do 39% grup siarczanowych, ale nie zawiera 3,6-AG.
Lepkość zależy od rodzaju związku, im niższy stopień podstawienia w szkielecie galaktozy , tym twardsze i bardziej odporne będą utworzone żele. Spośród trzech rodzajów karagenów wymienionych powyżej, to właśnie kappa-karagenina ma najmniej grup siarczanowych. Zatem kappa-karagenina będzie źródłem silnego żelu. Jota-karagenina ma pośredni poziom podstawienia i dlatego ma mniejszą siłę żelowania niż kappa-karagenina. Jednak jota-karagenina jest zdolna do tworzenia bardzo elastycznego żelu, który ma również zdolność kontrolowania synerezy .
Z drugiej strony, Lambda-karagenina nie ma właściwości żelujących. Wyjaśnia to fakt, że lambda-karagenina ma najwyższy stopień podstawienia (a zatem najwięcej grup siarczanowych) spośród trzech typów karagenów. 6-siarczanowanie lambda-karageniny tworzy zagięcie i zapobiega tworzeniu się podwójnej helisy . Skojarzenie podwójnych helis pozwala na utworzenie sieci 3D , która jest źródłem tworzenia termoodwracalnego żelu.
Ze względu na ich żelujących właściwościach , karageniany są używane w większości przemysłowych deserów mlecznych ( deserowego kremu , jogurty , tarty , etc. ). Są używane jako alternatywa dla żelatyny dla wegetarian i wegan.
Badania American Laboratory nad onkologią komórkową National Cancer Institute w Bethesda w stanie Maryland sugerują, że karagenina może działać jako środek bakteriobójczy przeciwko infekcjom przenoszonym drogą płciową . Badania laboratoryjne wykazały szerokie spektrum działania przeciwwirusowego karageniny.
HSV (wirus opryszczki pospolitej)Wydaje się możliwe, że na bazie karageniny oferty żel ochrony przed wirusem opryszczki HSV-2 (w) , łącząc się z receptorami na wirusa , a tym samym zapobiega się wirusa łączenie się komórek. U myszy stopień ochrony tego żelu wynosi 85%.
W anatomiczne środki poślizgowe i smarujące prezerwatywy zawierać karagenian, a niektóre z tych produktów okazały się silnymi inhibitorami w tym badaniu (chociaż drugi zawierający nie mieć). (Zobacz opryszczka ).
HPV (wirus brodawczaka ludzkiego)Badania laboratoryjne wykazały, że karagenina jest skutecznym inhibitorem zakażenia wirusem brodawczaka ludzkiego (HPV) in vitro i u zwierząt. Badania kliniczne ujawniono na Międzynarodowej Konferencji Papillomavirus w 2010 r. ( Montreal , Kanada ), pokazując, że anatomiczny lubrykant na bazie karageniny o nazwie Carraguard skutecznie zapobiega zakażeniom HPV u kobiet. Badania kliniczne sugerują, że niektóre żele nawilżające, takie jak Divine No 9 i Bioglide, są również skuteczne przeciwko tym infekcjom.
HIV ( ludzki wirus niedoboru odporności lub HIV)Badanie kliniczne fazy III dokonana przez Radę Ludności (w) oceniano skuteczność żelu na smar karagen oparciu jako Carraguard przed chorobami przenoszonymi drogą płciową , a szczególnie odporności ludzkiego wirusa (HIV) w żonę. Badanie przeprowadzone w latach 2004-2007 na 4000 kobiet w Afryce Południowej kończy to badanie, ale to drugie, statystycznie, nie wykazało różnicy między kobietami stosującymi lub niestosującymi lubrykantami. Jeden z wniosków jest taki, że żel nie zwiększa ryzyka transmisji i nie ma skutków ubocznych, więc mógłby być stosowany jako nośnik do podawania leków przeciwretrowirusowych w przyszłych badaniach.
Inne badania, przeprowadzone na makakach , wykazały taką samą skuteczność żelu na bazie karageniny, jak przeprowadzone badania kliniczne , ale dla małpiego wirusa niedoboru odporności (SIV). W przeciwieństwie do wyników uzyskanych in vitro , gdzie stosowanie żelu wykazało wzrost zakażeń HIV i SIV, chociaż najwyraźniej błąd w procedurze badań klinicznych na zwierzętach mógł wyjaśniać różnice.
ZimnoBadanie kliniczne sugeruje, że karagenina byłaby skuteczną substancją przeciwko przeziębieniu (zmniejszając objawy i poziom wirusa wydzieliny z nosa). Austriacka firma Marinomed Biotechnologie GmbH przeprowadziła badanie w 2010 roku sugerujące, że ich spray do nosa zawierający karageninę może być skuteczny w leczeniu wirusów przeziębienia.
Od lat sześćdziesiątych XX wieku karageny podniosły pytania o ich wpływ (y) na zdrowie ludzi. Ich spożycie oszacowano na 0 do 7 g / dzień na osobę lub od 0 do 1 ppm / dzień . Chociaż badania pokazują związek między karagenami a problemami żołądkowo-jelitowymi obserwowanymi u modelowych zwierząt, kontrowersje są duże i podsycane brakiem dowodów naukowych.
Poligeniany, zwane również zdegradowanymi karagenami, są produktami hydrolizy karagenów. Reakcja może nastąpić po podgrzaniu do wysokich temperatur (> 80 ° C ) i silnej kwasowości. Ważą od 10 do 20 kDa i po spożyciu w dużych dawkach są przyczyną stanów zapalnych i zmian chorobowych w przewodzie pokarmowym. Toksyczne, są często używane przez naukowców do wywoływania zapalenia tkanek w celu testowania leków przeciwzapalnych na zwierzętach laboratoryjnych. Komitet naukowy pracujący dla Komisji Europejskiej zalecił, aby dawka zdegradowanej karageniny (a zatem o niskiej masie cząsteczkowej) wynosiła maksymalnie 5% (co jest granicą wykrywalności) w stosunku do całkowitej masy karageniny. Testy na żywności zawierającej duże dawki karageniny wykazały, że wiele z nich jest zanieczyszczonych zdegradowaną (o niskiej masie cząsteczkowej) karageniną. Na podstawie badań wykazujących, że może powodować raka okrężnicy u zwierząt laboratoryjnych, Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem ( IARC ) uznaje karageninę za potencjalny czynnik rakotwórczy . W 2002 roku uznano, że doustne podawanie karagenów nie było długotrwałe rakotwórcze i że nie było dowodów na to, że u szczurów wywołuje raka lub działa rakotwórczo. Badanie z 2007 roku potwierdza nierakotwórczy efekt długotrwałego narażenia na 5% karagenian
XX wieku badania powiązały dietetyczną karageninę z problemami żołądkowo-jelitowymi u zwierząt laboratoryjnych.
Badanie opublikowane w 2006 roku wskazuje, że karagenina powoduje zapalenie komórek nabłonka jelita podczas hodowli in vitro , poprzez szlak receptora komórkowego BCL10 , powodując aktywację NF-κB i interleukiny 8 . Dlatego też karagenina może być immunogenna (powodując odpowiedź układu odpornościowego) ze względu na jej niezwykłe połączenie z kwasem alfa-1,3-galaktozydowym. Spożycie karageniny może odgrywać rolę w zapaleniu jelit, ponieważ receptory BCL10 przypominają NOD2 ( białko 2 zawierające domenę oligomeryzacji wiążącej nukleotydy ), przy czym ta mutacja jest znana w chorobie Leśniowskiego-Crohna .
Karagenina może zakłócać aktywność makrofagów . Badania na szczurach , świnkach morskich i małpach wskazują, że spożycie dietetycznych karagenów może powodować owrzodzenie przewodu pokarmowego i zwiększać (ale nie inicjować) rozwój raka przewodu pokarmowego . Inne eksperymenty z użyciem ludzkiej tkanki komórkowej dały podobne wyniki, ale żaden nie dał ostatecznych wyników.
Maksymalna dopuszczalna dawka w preparatach produktów dla dzieci wynosiła 300 ppm (mg / kg). W 2007 roku JECFA odradza stosowanie karagenów lub procesów opartych na karagenach, w szczególności w produktach przeznaczonych dla tej populacji. W 2011 r. Komisja FAO i WHO ds. Dodatków do żywności stwierdziła, że: „na podstawie dostępnych informacji nie zaleca się stosowania karageniny ani ekstraktów z alg spożywczych Eucheuma w żywności dla dzieci” .
W odpowiedzi na te ostrzeżenia przeprowadzono badania w celu potwierdzenia bezpieczeństwa dawkowania karagenów w tych preparatach od 0 do 2500 ppm . Badania przeprowadzono na prosiętach przez okres 28 dni, co odpowiada okresowi 0–23 miesięcy u ludzi. W tym okresie niemowlęca bariera jelitowa jest niedojrzała, co pozwala dużym ilościom makrocząsteczek na przedostanie się przez nabłonek i dotarcie do krwiobiegu. Szereg mierzonych parametrów (badania krwi, wpływ na układ odpornościowy itp.), Aw szczególności analizy dotyczące komórek tucznych, nie wykazały żadnych szkodliwych skutków.
W 2015 r. „JECFA stwierdził, że stosowanie karagenów w preparatach dla niemowląt i preparatach przeznaczonych do specjalnych zastosowań medycznych dla niemowląt w stężeniach do 1000 ppm (mg / L) jest bezpieczne”. .
Organizacje pozarządowe, takie jak Cornucopia Institute (en) , organizacja pozarządowa monitorująca przepisy dotyczące żywności i rolnictwa, zażądały usunięcia karagenu z żywności ekologicznej certyfikowanej przez Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA).
Obawy zdrowotne przypisywane karageninie doprowadziły do światowego wzrostu cen z powodu zaostrzenia przepisów dotyczących jej stosowania jako dodatku do żywności . Doprowadziło to również do gwałtownego wzrostu cen materiałów do celów nieżywnościowych, zwłaszcza materiałów artystycznych. Sztuczną alternatywą dla wielu zastosowań byłaby metyloceluloza , która jest również dodatkiem do żywności, mająca większy udział w rynku w Stanach Zjednoczonych niż karagen.
Agar inny produkt uzyskany z czerwonych glonów żelowania.