معرفی کاراگینان (از فرآیند تولید تا جایگزین‌ها)

کاراگینان یک فیبر محلول است که از جلبک دریایی قرمز استخراج می‌شود. جلبک دریایی قرمز Chondrus crispus حاوی 55% کاراگینان است. این ماده یک گالاکتان سولفاته است که خاصیت ژل‌سازی دارد. سه نوع کاراگینان وجود دارد: کاپا، لامبدا و یوتا. کاراگینان‌های کاپا و یوتا از جلبک دریایی قرمز Chondrus crispus به دست می‌آیند.

کاراگینان به دو روش استخراج می‌شود. روش اول شامل تبدیل جلبک دریایی به محلول است، سپس باقی مانده‌ها فیلتر می‌شوند و فقط کاراگینان خالص باقی می‌ماند. روش دوم شامل مخلوط کردن جلبک دریایی با محلول قلیایی برای تولید کاراگینان و سلولز است.

تولید کاراگینان به دهه‌ها قبل برمی‌گردد و تنها اخیراً، با معرفی منابع جدید جلبک دریایی، پیشرفت‌های عمده‌ای در فرآیندهای مربوطه حاصل شده است. چهار فرآیند اساسی برای تولید کاراگینان استفاده می‌شود. برای سهولت، به آن‌ها به این صورت اشاره می‌کنیم:

• رسوب‌دهی الکلی
• رسوب‌دهی با کلرید پتاسیم یا پرس ژل
• فرآیند دانیسکو
• نیمه تصفیه شده

فرآیند سنتی تولید کاراگینان، فرآیند رسوب‌دهی الکلی است. این فرآیند مزیت عمده‌ای دارد که می‌تواند هر نوع منبع جلبک دریایی را پردازش کند و در نتیجه هر نوع کاراگینان را تولید کند. نقطه ضعف عمده این نوع پردازش، هزینه آن است.

هزینه‌های سرمایه‌ای اضافی مربوط به نصب تجهیزات ضد شعله و تجهیزات اضافی مورد نیاز برای تقطیر مجدد حجم زیاد الکل مورد نیاز، آن را به فرآیندی بسیار گران تبدیل می‌کند. با این حال، این تنها روش تجاری تولید کاراگینان لامبدا است که بسیار محلول است. مزیت دیگر، توانایی استفاده از ذخایر جلبک دریایی آمریکای جنوبی مانند گیگارتینا است که به دلیل بازده بالای آن‌ها می‌تواند بسیار مقرون به صرفه باشد.

در سال‌های اخیر، رسوب‌دهی الکلی کاهش یافته است و یکی از فرآیندهایی که جایگزین آن شده، فرآیند پرس ژل یا رسوب‌دهی با کلرید پتاسیم است. این فناوری از پردازش آگار گرفته شده و اساساً با روشی که آگار از ذخایر جلبک دریایی نوع گراسیلاریا ساخته می‌شود، یکسان است.

گونه‌های Kappaphycus محتوای کاراگینان کاپا بسیار بالایی دارند و هنگامی که با فیلتراسیون تصفیه می‌شوند، رسوب‌دهی کاراگینان با استفاده از کلرید پتاسیم امکان‌پذیر است، که معمولاً یک توده بزرگ ژله‌ای مانند تشکیل می‌دهد که می‌توان آن را برای حذف آب فشرده کرد. کیک فشرده شده را می‌توان طبق معمول خشک و آسیاب کرد.

مزیت بزرگ این فرآیند این است که شما یک محصول تصفیه شده را بدون متحمل شدن هزینه‌های اضافی بازیابی الکل تولید کرده‌اید. نقطه ضعف این فرآیند این است که فقط با گونه‌های Kappaphycus کار می‌کند و فقط می‌تواند ژل‌های کاراگینان نوع کاپا را تولید کند. این فرآیند موفقیت زیادی در بازار بزرگ ژله‌های دسر آسیایی داشته است.

دو فرآیند وجود دارد که هدف آن‌ها کاهش هزینه تولید کاراگینان با عدم استفاده از محلول بسیار رقیق و سپس رسوب‌دهی، بلکه با اعمال فرآیند دوغاب است. مهم‌ترین آن‌ها فرآیند نیمه تصفیه شده است که با کشت گونه‌های Kappaphycus امکان‌پذیر شد. دومین فرآیند، فرآیند سازشی است که توسط دانیسکو به ویژه برای تصفیه گونه‌های آمریکای جنوبی توسعه یافته است، اما روی اکثر انواع جلبک دریایی قابل استفاده است.

فرآیند نیمه تصفیه شده در ابتدا برای تولید کاراگینان ارزان قیمت با قدرت ژل بالا برای استفاده در صنعت غذای حیوانات خانگی توسعه یافت. از آن زمان به سریع‌ترین فناوری کاراگینان در حال رشد تبدیل شده است و در ارتباط با پرس ژل، عامل اصلی کاهش و تعطیلی بسیاری از کارخانه‌های رسوب‌دهی الکلی بوده است.

در یک فرآیند نیمه تصفیه شده، جلبک دریایی، چه گونه‌های Kappaphycus و چه گونه‌های Eucheuma، ابتدا شسته می‌شوند. سپس جلبک دریایی شسته شده در مخلوط قلیایی داغ با سطح پتاسیم بسیار بالا تصفیه می‌شود.

بسیاری از افراد از هیدروکسید پتاسیم 5 تا 8 درصد استفاده می‌کنند. اگر دمای پخت زیر 80 درجه سانتیگراد (برای Kappaphycus) نگه داشته شود، جلبک دریایی حل نمی‌شود و تبدیل مو به کاپا با کاراگینان هنوز در داخل جلبک دریایی کامل می‌شود. قلیایی داغ و شستشوی بعدی مواد معدنی، پروتئین‌ها و چربی‌های باقی مانده را حذف می‌کند و کاراگینان تبدیل شده و مقداری سلولز باقی مانده از دیواره‌های سلولی را باقی می‌گذارد.

از این رو، کاراگینان نیمه تصفیه شده همیشه حاوی سلولز باقی مانده است و هرگز شفاف نخواهد بود. کاراگینان نیمه تصفیه شده رشد قوی در صنعت گوشت و در صنعت لبنیات داشته است، جایی که شفافیت مسئله‌ای نیست. مزیت اصلی کاراگینان نیمه تصفیه شده، هزینه کم آن است، اگرچه ادعا شده است که محصولات نیمه تصفیه شده در واقع در فرآوری گوشت برتر از محصولات تصفیه شده هستند.

دانیسکو یک فرآیند اختصاصی دارد که بسیار شبیه به فرآیند نیمه تصفیه شده است. در این فرآیند، جلبک دریایی در دوغاب الکلی با قلیایی تصفیه می‌شود. اگرچه این فرآیند به اندازه فرآیند نیمه تصفیه شده ارزان نیست، اما امکان تصفیه انواع مختلف جلبک دریایی را فراهم می‌کند.

موقعیت قانونی توسط شرکت‌های بزرگ غربی که سعی در جلوگیری از استفاده از آن داشتند و تولیدکنندگان آسیایی که سعی در پذیرش آن به عنوان محصولی هم‌تراز با محصولات سنتی داشتند، مورد مناقشه قرار گرفت.

طبق مقررات FDA، کاراگینان نیمه تصفیه شده اکنون به عنوان کاراگینان پذیرفته شده است و هیچ تمایز قانونی وجود ندارد. مقررات اتحادیه اروپا متفاوت است و کاراگینان نیمه تصفیه شده به عنوان شماره E خود (E407a) تحت نام جلبک دریایی پردازش شده Eucheuma (PES) مجاز است. تمایز بر اساس سطح سلولز باقی مانده در محصول است.

از قضا، فرآیند دانیسکو اغلب برای فرآوری جلبک‌های دریایی نوع گیگارتینا استفاده می‌شود، اما به دلیل سطح طبیعی پایین سلولز در جلبک دریایی، علی‌رغم پردازش در فرآیندی تقریباً مشابه با نیمه تصفیه شده، به طور قانونی در اتحادیه اروپا به عنوان تصفیه شده طبقه‌بندی می‌شود.

جایگزین‌های کاراگینان

1. آگار آگار

• منبع: از جلبک‌های قرمز (مشابه کاراگینان) به دست می‌آید.
• کاربردها: آگار آگار به عنوان یک عامل ژل کننده و غلیظ کننده عمل می‌کند. در دستور العمل‌های وگان و گیاهخواری به عنوان جایگزین ژلاتین محبوب است.
• ویژگی‌ها: ژل محکم‌تری نسبت به کاراگینان تشکیل می‌دهد و در برابر حرارت مقاوم است.

2. صمغ گوار

• منبع: از دانه‌های گوار استخراج می‌شود.
• کاربردها: به عنوان غلیظ کننده و تثبیت کننده در غذاهایی مانند بستنی، سس‌ها و محصولات پخته شده بدون گلوتن استفاده می‌شود.
• ویژگی‌ها: در کاربردهای سرد و گرم به خوبی عمل می‌کند و بدون گلوتن است.

3. صمغ زانتان

• منبع: با تخمیر قند توسط باکتری Xanthomonas campestris تولید می‌شود.
• کاربردها: به عنوان غلیظ کننده، تثبیت کننده و امولسیون کننده در سس‌های سالاد، سس‌ها و محصولات بدون گلوتن عمل می‌کند.
• ویژگی‌ها: در مقادیر کم مؤثر است و در طیف وسیعی از دماها و سطوح pH کار می‌کند.

4. صمغ لوبیا خرنوب (صمغ خرنوب)

• منبع: از دانه‌های درخت خرنوب استخراج می‌شود.
• کاربردها: به عنوان غلیظ کننده و تثبیت کننده در محصولات لبنی، سس‌ها و محصولات پخته شده استفاده می‌شود.
• ویژگی‌ها: اغلب در ترکیب با صمغ‌های دیگر مانند زانتان یا گوار برای بافت بهتر استفاده می‌شود.

5. پکتین

• منبع: به طور طبیعی در میوه‌ها، به ویژه سیب و پوست مرکبات یافت می‌شود.
• کاربردها: معمولاً به عنوان عامل ژل کننده در مربا، ژله و دسرها استفاده می‌شود.
• ویژگی‌ها: در محیط‌های اسیدی بهترین عملکرد را دارد و اغلب در محصولات مبتنی بر میوه استفاده می‌شود.

6. صمغ ژلان

• منبع: با تخمیر باکتری Sphingomonas elodea تولید می‌شود.
• کاربردها: به عنوان عامل ژل کننده و غلیظ کننده در جایگزین‌های لبنی، دسرها و نوشیدنی‌ها استفاده می‌شود.
• ویژگی‌ها: ژل‌های شفاف تشکیل می‌دهد و در غلظت‌های پایین مؤثر است.

7. صمغ کنجاک (گلوکومانان)

• منبع: از ریشه گیاه کنجاک استخراج می‌شود.
• کاربردها: کنجاک گام به عنوان غلیظ کننده و تثبیت کننده در نودل‌ها، ژل‌ها و محصولات وگان استفاده می‌شود.
• ویژگی‌ها: بسیار جاذب است و هنگام مخلوط شدن با آب ژل چسبناکی تشکیل می‌دهد.

8. نشاسته تاپیوکا

• منبع: از ریشه کاساوا استخراج می‌شود.
• کاربردها: به عنوان غلیظ کننده در سوپ‌ها، سس‌ها و پودینگ‌ها عمل می‌کند.
• ویژگی‌ها: پوشش براق ایجاد می‌کند و بدون گلوتن است.

9. پودر آرد ریشه پیکان

• منبع: از ریزوم‌های گیاه ریشه پیکان استخراج می‌شود.
• کاربردها: به عنوان غلیظ کننده در سس‌ها، آب گوشت و دسرها استفاده می‌شود.
• ویژگی‌ها: در غذاهای اسیدی به خوبی عمل می‌کند و بدون گلوتن است.

10. ژلاتین

• منبع: از کلاژن حیوانی (استخوان‌ها، پوست و بافت‌های همبند) به دست می‌آید.
• کاربردها: به عنوان عامل ژل کننده در دسرها، مارشمالو و آب نبات‌های ژله‌ای عمل می‌کند.
• ویژگی‌ها: برای وگان‌ها یا گیاهخواران مناسب نیست.

11. پوسته پسیلیوم

• منبع: از دانه‌های گیاه Plantago ovata به دست می‌آید.
• کاربردها: به عنوان غلیظ کننده و چسباننده در پخت بدون گلوتن و دستور العمل‌های وگان عمل می‌کند.
• ویژگی‌ها: بسیار جاذب است و هنگام مخلوط شدن با آب قوام ژل مانندی تشکیل می‌دهد.

12. دانه‌های چیا

• منبع: دانه‌های گیاه Salvia hispanica
• کاربردها: می‌تواند به عنوان غلیظ کننده در پودینگ‌ها، اسموتی‌ها و محصولات پخته شده استفاده شود.
• ویژگی‌ها: هنگام خیساندن در آب ژل تشکیل می‌دهد و سرشار از فیبر و امگا 3 است.

13. ژل تخم کتان

• منبع: با خیساندن تخم کتان آسیاب شده در آب تهیه می‌شود.
• کاربردها: به عنوان غلیظ کننده و چسباننده در دستور العمل‌های وگان عمل می‌کند.
• ویژگی‌ها: قوام ژل مانندی تشکیل می‌دهد و سرشار از اسیدهای چرب امگا 3 است.

14. متیل سلولز

• منبع: از سلولز (فیبر گیاهی) به دست می‌آید.
• کاربردها: به عنوان غلیظ کننده، چسباننده و امولسیون کننده در پنیرهای وگان، محصولات پخته شده و غذاهای فرآوری شده استفاده می‌شود.
• ویژگی‌ها: برگشت پذیر حرارتی است (هنگام گرم شدن ژل می‌شود و هنگام خنک شدن مایع می‌شود).

15. آلژینات سدیم

• منبع: از جلبک دریایی قهوه‌ای استخراج می‌شود.
• کاربردها: آلژینات سدیم به عنوان عامل ژل کننده در گاسترونومی مولکولی و محصولات وگان استفاده می‌شود.
• ویژگی‌ها: در حضور یون‌های کلسیم ژل تشکیل می‌دهد.

انتخاب جایگزین مناسب:

• بافت: برخی از جایگزین‌ها (مانند آگارآگار) ژل‌های محکم‌تری ایجاد می‌کنند، در حالی که برخی دیگر (مانند صمغ گوار) برای غلیظ کردن بهتر هستند.
• نیازهای غذایی: گزینه‌های وگان، بدون گلوتن یا بدون آلرژن را در نظر بگیرید.
• کاربرد: برخی از جایگزین‌ها در محیط‌های سرد یا گرم، غذاهای اسیدی یا دستور العمل‌های خاص بهتر عمل می‌کنند.
• همیشه جایگزین را در دسته‌های کوچک آزمایش کنید تا از مطابقت آن با بافت و قوام دلخواه برای دستور غذایی خود اطمینان حاصل کنید.

از کجا کاراگینان بخرم؟

کاراگینان از جمله مواد وارداتی در ایران است. یکی از شرکت‌های معتبر واردکننده این ماده به صورت عمده شرکت شهرشیمی است که این ماده را در کیسه‌های 25 کیلوگرمی به فروش می‌رساند. جهت خرید کاراگینان با کارشناسان فروش شرکت شهرشیمی در ارتباط باشید.

منابع:

• تارنمای Typology
• تارنمای CyberColloids