Feb 24, 2021

Carrageenan ein natürlicher und vielseitiger Lebensmittelstabilisator

Carrageen ist ein natürliches Hydrokolloid und ein sicherer sowie kostengünstiger Lebensmittelstabilisator. Es kann Wassergels unterschiedlicher Textur bilden und ist proteinreaktiv, was es zu einem vielseitigen Lebensmittelstabilisator macht. Außerdem hilft es bei der Stabilisierung von gekochtem Schinken, Schokoladenmilch, Eiscreme und Bier, um nur einige Beispiele zu nennen.

Rohmaterialien

Carrageen wird aus Rotalgen, einem marinen Seetang (Klasse Rhodophyceae), gewonnen. Sie wächst in tropischen Gewässern, hauptsächlich auf den Philippinen und in Indonesien, wo sie in Algenfarmen kultiviert und ganzjährig geerntet wird. Die am häufigsten verwendeten Algenarten für die Carrageenherstellung sind Eucheuma cottonii (für Kappa-Carrageenan) und Eucheuma spinosum (für Iota-Carrageenan).

Herstellungsverfahren Raffiniertes Carrageen E 407

Nach der Ernte wird der Seetang zur Konservierung sonnengetrocknet. 
Im ersten Produktionsschritt wird der Seetang gewaschen, um anhaftende Salze und Sand zu entfernen. 
Anschließend wird der Seetang in einer alkalischen Lösung (Natriumhydroxid oder Calciumhydroxid) gekocht. In diesem Schritt wird der Seetang mazeriert und das Carrageen wird in der Extraktionslösung aufgelöst. Außerdem findet in diesem Stadium die chemische Reaktion statt, die die Geliereigenschaften und die Proteinreaktivität des Carrageens verbessert.


Konzentration

Nicht gelöste Algenreste werden durch Filtration oder Zentrifugation von der Extraktionsmischung getrennt. In diesem Stadium enthält die Lösung bereits ca. 1-2 % Carrageenan. Die filtrierte Carrageen-Lösung wird auf eine endgültige Carrageen-Konzentration von ca. 2-3 % gebracht. 

Der Verarbeiter hat nun eine klare Lösung von Carrageenan und es gibt zwei Methoden, es als Feststoff zu gewinnen - entweder durch Alkohol- oder Kaliumchloridfällung (KCl-Fällung).

1. Alkoholfällung

Bei der Alkoholmethode wird Isopropanol zugegeben, bis das gesamte Carrageen in der Lösung als faseriges Koagulum ausgefällt ist. 

Das Koagulat wird dann mit einer Zentrifuge oder einem Sieb abgetrennt, gefolgt von mechanischem Pressen, um überschüssiges Lösungsmittel zu entfernen, und mit mehr Alkohol gewaschen, um es weiter zu entwässern. Nach der letzten Wäsche wird das Koagulum getrocknet und der Alkohol recycelt. 
Das faserige Carrageen aus dem Trockner wird dann zu einem Pulver gemahlen und auf die gewünschte Partikelgröße gesiebt. 

2. KCl-Fällung

a) Gefrier-Auftau-Verfahren
Das KCl-Verfahren beruht auf der Fähigkeit der Kappa-Carrageenane, mit Kaliumsalzen ein Gel zu bilden. 
Für das Gefrier-Auftau-Verfahren wird die Carrageenlösung durch feine Löcher in eine Kaliumchloridlösung gedrückt. Bei Kontakt mit Kaliumchlorid bilden sich dünne, nudelartige Gele. Diese Gele werden gesammelt, mit mehr Kaliumchlorid gewaschen und gepresst, um Flüssigkeit zu entfernen, und dann eingefroren. 
Beim Auftauen scheidet sich Wasser aus dem Gel aus (Synärese), das Carrageen-Gel wird erneut mit Kaliumchlorid gewaschen, zerkleinert und in einem Heißlufttrockner getrocknet. 

b) Gel-Press-Verfahren 
Bei dieser zweiten Methode wird die Carrageenlösung unter Zugabe von Kaliumchlorid in Tanks von mehreren hundert Litern zum Gelieren gebracht. Die Gele werden in Tücher eingewickelt und das Wasser wird durch Druckausübung aus dem Gel herausgepresst. Nach mehrstündigem Auspressen wird das vorgetrocknete Gel zerkleinert, in einem Heißlufttrockner getrocknet und auf eine geeignete Partikelgröße vermahlen.

Herstellungsverfahren halbraffiniertes Carrageen PES (verarbeitete Eucheuma-Alge) E 407a

Dieses kostengünstigere Verfahren verbraucht deutlich weniger Energie. Die ersten Schritte sind ähnlich. Aber während des alkalischen Kochens bleibt die Zellstruktur der Algen intakt. 
Danach wird der Seetang entweder mit Hypochlorid oder Peroxid gebleicht, um Pigmente und dunkle Farbe zu entfernen. Das anschließende Waschen entfernt Bleichmittel, Proteine und unerwünschte Bestandteile. 
Übrig bleiben das Carrageen und die aus Zellulose bestehenden Zellwände, die getrocknet und zu einem Pulver vermahlen werden. 
Dieses so entstandene "halbraffinierte" Carrageen-Pulver enthält bis zu 15 % Zellulose und kann daher keine transparenten Gele, sondern trüb opalisierende Gele ergeben.

Carrageen-Typen/Anwendung

Je nach Art der Meeresalge können verschiedene Carrageen-Typen gewonnen werden: 
Kappa, Kappa2, Iota und Lambda. 
Alle zeigen unterschiedliche Eigenschaften in Bezug auf Gelstärke, Textur, Löslichkeit und Proteinreaktivität.

Carrageen eignet sich als Zusatz für viele verschiedene Produkte, wobei besonders die hohe Milchproteinreaktiviät heraussticht, die den Einsatz in zahlreichen milchbasierten Produkten ermöglicht. Unter den kommerziell erhältlichen Hydrokolloiden hat nur Carrageen die einzigartige Milchproteinreaktivität, die bei einer Dosierung von nur 150 ppm (0,015 %) in Milchgetränken funktioniert. Es bietet eine unvergleichlich kostengünstige Option und einzigartige/ außergewöhnliche Funktionalität. Aufgrund der guten Wechselwirkung mit dem Milchprotein Casein, ist Carrageen ein hervorragender Stabilisator für zum Beispiel Schmelzkäse und Schlagsahne und wegen seiner filmbildenden Fähigkeit auch für aufgeschlagene Milchprodukte. Unter den drei Carrageen-Typen (kappa, iota, lambda) weist kappa-Carrageenan den höchsten Synergismus mit Milchproteinen auf. Carrageen reagiert mit allen Casein-Proteinen (alpha, beta und kappa), aber die kappa-Casein-Carrageen-Interaktion weist die stärkste Bindung auf.

Carrageen wird in geringer Dosierung auch in verarbeitetem Fleisch verwendet, bringt aber einen großen Nutzen für die Gesamteigenschaften des Endprodukts. Aufgrund seiner hervorragenden Wasserbindungsfähigkeit wird der Kochverlust verringert und die Ausbeute erhöht. Außerdem verbessert es unter anderem die Schnittfähigkeit und unterstützt die fleischähnliche Textur in rekonstituierten Fleischprodukten.

Das Wasserbindevermögen macht das Carrageen auch zu einem effektiven Verdickungsmittel und Stabilisator für Soßen.

Flans und Pudding profitieren von der Vielseitigkeit, die Carrageenan als Geliermittel sowohl in heiß- als auch kaltabgefüllten Systemen bietet. Vor allem lambda-carrageen ist sowohl kalt als auch heiß sehr gut löslich.

Carrageen ist außerdem ein effektives Bierklärungsmittel, da es das Eiweiß in der Würze schneller ausfällen hilft und zudem Kältetrübung verhindert.

Darüber hinaus ist Carrageenan als Stabilisator in Zahnpasta nützlich, da es ein glattes Gel bildet ohne zu kleben was wiederum für Hochgeschwindigkeitsproduktionslinien und auch für das Mundgefühl wichtig ist.

Neben den aufgeführten Beispielen, gibt es noch viele weitere Food- und Non-Food-Anwendungen für Carrageenan.

Wir danken der Firma Marcel Trading Corporation (Marcel Carrageenan), die uns die Informationen für diesen Artikel zur Verfügung gestellt hat. Die Produkte von Marcel Carrageenan finden Sie natürlich auch auf der Plattform von LEROMA.

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