Растворимые пищевые волокна водорослей и высших растений

Каррагенан является гидроколлоидом, содержащимся в стенках клеток
отдельных видов водорослей из группы красных водорослей (класс
ШюёорИусеае. рис. 7).

Рисунок 7 - Каррагенан и красная водоросль класса Rhodoephycea

Его экстрагируют в воде в нейтральных или щелочных условиях при
повышенных температурах. Каррагенан состоит из повторяющихся звеньев галактозы и 3.6-ангидрогалактозы с сульфатными сложноэфирными группами в различных количествах и положении в зависимости от типа каррагенана. Катионами по отношению к сульфатным сложноэфирным группам являются натрий, калий, кальций и магний. В условиях производства относительный баланс катионов в молекуле каррагенана может меняться таким обра зом, что один из них становится доминирующим.

Типы каррагенанов: Нота каррагенан образует прозрачные эластичные
гели. Лямда каррагенан не образует геля, но дает вязкие растворы:
каппа каррагенан образует мутные жесткие хрупкие гели.

Особенности производства: каппа каррагенана: щелочная обработка ♦
температура, время, осаждение спиртом, свойства: более эластичен,
прочный, высокий уровень синерезиса. прозрачный, упругий.

Каррагенан выделяют из раствора спиртом или желированием при
введении катионов калия. Спирты, используемые в производстве и очистке каррагенана. строго ограничены метанолом, этанолом и изопропанолом. Полуочищенный каррагенан представляет собой хорошо промытую и обработанную щелочью водоросль. Он не экстрагирован из водоросли и содержится в ее клеточной матрице. Название этих полимеров происходит от названия ирландского приморского города Каррик. Иногда их также называют ирландским мхом. Они входят в состав красных водорослей и имеют некоторую гетерогенность структуры. Можно выделить различные типы идеальных каррагенанов. обозначаемых греческими буквами «лямбда», «кси». «каппа», «йота», «мю» и «ню».

В действительности не существует полимеров, отвечающих данным
формулам, так как в макромолекуле одного типа всегда есть несколько
димеров другого. Например, во фракциях каппа и йота всегда встречаются
димеры, соответствующие фракциям мю и ню, которые являются их
биологическими предшественниками. В этой связи более точным
определением каррагенанов является следующее: каррагенаны - это
полимеры, состоящие из сульфатированных в различной степени звеньев
галактозы и сульфатированных или нет звеньев 3.6 ангидрогалактозы.
поочередно соединенных 1-3 и 1-4 связями.

Пектиновые вещества - это природные компоненты, содержащиеся во
всех фруктах и овощах. Главное место их нахождения - клеточные оболочки и серединные пластинки растений, в которых они исполняют функцию структурообразующего материала, а также являются регуляторами водного баланса. Пектиновые вещества выполняют роль цементирующего материала, и тем самым оказывают влияние на консистенцию пищевых продуктов. Эти вещества включают три структурные единицы: пектин, галактан. арабинан.
Основой пектиновых веществ является молекулярная цепь, состоящая из
остатков D-галактуроновой кислоты, соединенных 1,4-а-гликозидной связью, и содержащая некоторое количество остатков 2-О-замещенной L-
рамнопиранозы.

Пектиновые вещества представлены протопектинами, пектиновыми
кислотами и пектином. Протопектин - нерастворимое в воде природное
вещество, содержащееся в растительных тканях: при гидролизе дает пектин или пектиновые кислоты. Пектиновые кислоты - вещества, образованные из коллоидных полигалактуроновых кислот, совершенно свободных от метоксильных групп или содержащих их в таком количестве, что не образуют студней ни с сахаром и кислотой, ни с ионами металлов. Пектин образуется при гидролизе протопектина и является линейным полимером, в котором карбоксильные группы частично заменены метанолом.

В зависимости от источника получения полисахариды растительного
происхождения можно разделить на две группы: полисахариды из морских
растений (агар-агар, агароид, каррагенаны. фурцелларан. альгинаты) и
полисахариды из наземных растений (крахмалы, в том числе
модифицированные, пектины, производные целлюлозы, галактоманнаны.
камеди, мука из зерен тамаринда и др.).

Агар-агар и агароид. Дифракция рентгеновских лучей на волокнах
показала, что структура агарозы представляет трехсктадковые левосторонние двойные спирали.

Образование геля альгината происходит при рН ниже 4 или в
присутствии ионов Са+2 в количестве 20-70 мг/т альгината. Кислотный
альгинатный гель мягкий, устойчивый и тиксотропный. Кальциевый гель
сильно ломкий, термонеобратимый. Прочность геля увеличивается с ростом концентрации Са+2 и при рН ниже 3,6.

Механизм образования альгинатных гелей включает совместное
связывание ионов кальция между расположенными в одну линию лентами
полигалуроната. т.е. известная модель "яичной коробочки". Цепи
макромолекул, упакованные в такой конфигурации, имеют поры или
полости, соответствующие размеру ионного радиуса Са+2. Гелеобразование идет интенсивно при заполнении пор ионами кальция.

Многие виды микроорганизмов в процессе жизнедеятельности
выделяют биокамеди, состоящие в основном из полисахаридов. В течение
последних 30 лет интенсивно ведется разработка технологий получения
биокамедей в промышленных условиях. В настоящее время в коммерческих целях получают ксантан, рамзан, геллан, велан, керкогель R и др.

Камедь - ксантан впервые была получена в конце 50-х годов и стала
производиться в коммерческих масштабах с 1964 г. Ксантан образуется в результате брожения культуры Хаnthomonas саmpestris (рис. 85) в
углеводных растворах, служащих питательной средой для микроорганизмов.

Когда интенсивность брожения уменьшается, образовавшийся вязкий
бульон пастеризуют, осаждают раствором изопропилового спирта,
высушивают и измельчают.

Рисунок 8- Хаnthomonas саmpestris и ксантан