Carragenina (Ita), Carrageenan (Eng), Carraghénanes (Fra), Carragenanos (Esp), Carrageen (Deu).
Categoria funzionale: addensante, stabilizzante, gelificante, agente emulsionante, agente di sospensione.
Numero E: 407 (E407a, alghe eucheuma trasformate).
Numero CAS: [9000-07-1] (carragenina), [9062-07-1] (i-carragenina), [11114-20-8] (k-carragenina); [9064-57-7] (l-carragenina).
Peso Molecolare: 200-800 (kDa, intervallo medio per il “food-grade”)
Forma: polvere fine inodore, insapore e di colore variabile dal bianco, bianco-avorio al giallo-beige.
Densità media (tapped, g/cm3): 0,67 – 0,77
Solubilità: insolubile in alcol, ha ottima solubilità in acqua a temperature comprese tra i 70-72 e gli 80-82 °C. In acqua, alla temperatura di 20 °C, solubilizzano bene la lambda-carragenina e i sali di sodio della cappa e iota-carragenina.
pH soluzione acquosa (1,5% p/v): 8,0 – 11,0.
Produzione: quando si parla di carragenina, in relatà si fa riferimento ad un gruppo più ampio di polisaccaridi derivati da alghe rosse appartenenti alla classe delle Rhodophyceae. Si identificano principalmente 3 tipologie di carragenina, cappa (k-), iota (i-) e lambda (l-) che tra loro si differenziano per il numero e la localizzazione dei gruppi solfato e dal legame che unisce i singoli monomeri. Sono ottenute per estrazione acquosa in condizioni leggermente alcaline con successivi lavaggi prima della loro chiarificazione (“freeze-thaw”, centrifugazione, ..), concentrazione, precipitazione (alcol o KCl), essiccazione e macinazione. Gli estratti sono costituiti da solfato esteri di potassio, sodio, magnesio, calcio e ammonio con D–galattosio e 3,6–anidro–D–galattosio. A livello industriale, sono due le importanti spp. di alghe impiegate per l’estrazione di carragenina: Eucheuma e Chondrus (Irish moss). Dalla prima si estraggono importanti quantità di k– e i-carragenina, mentre dalla seconda, di k– e l-carragenina. Commercialmente, si trovano spessp miscele di carragenina (k-, i- e l-) standardizzate con saccarosio, destrosio o sciroppo di glucosio disidratato. Rispetto alle carragenine pure, le alghe eucheuma trasformate (E407a) sono leggermente diverse dal punto chimico-strutturale e contengono una significativa quantità di cellulosa. Spesso sono indicate con l’acronimo PSE (processed eucheuma seaweed) e il processo produttivo che porta alla loro estrazione è generalmente meno complesso rispetto a quello usato per ottenere le carragenine pure. Schematicamente si possono idenficare con il taglio grossolano delle alghe e con successivi lavaggi in acqua alcalina prima dell’essiccazione, macinazione e standardizzazione. Il loro prezzo di acquisto è solitamente inferiore a quello delle carragenine pure e, considerata la loro buona funzionalità se pur con alcune limitazioni, possono essere una valida alternativa per sostituire in parte o completamente queste ultime in determinate formulazioni.
Impiego: la carragenina è un ingrediente che trova applicazione in numerose categorie di prodotto, sia in ambito farmaceutico, cosmetico che alimentare. E’ impiegata come stabilizzante in emulsioni e sospensioni a base di latte, cioccolato e caffè, nei creamers, nelle margarine, nei gelati, sorbetti e dessert, nella formulazione di soft cheese, formaggi spalmabili e anche nei prodotti da forno per ritardare la retogradazione dell’amido. Ha trovato impiego anche nei processi per la micro-incapsulazione di proteine e di batteri probiotici. Alcune tipologie di gomme e compresse masticabili, sono state sviluppate impiegando lamda-carragenina come additivo funzionale per il controllo del rilascio di alcuni principi attivi. Le carragenine sono stabili a pH alcalini, a 8,0–9,0 trovano il loro optimum, mentre a pH acidi, inferiori a 3,8–4,0 vanno incontro a fenomeni idrolitici che le destabilizzano facendone perdere le proprietà fisiche principali. Trattamenti termici prolungati nel tempo e carenza di cationi, agiscono negativamente sulle proprietà viscosizzanti, gelificanti e stabilizzanti.
* k–carragenina: in soluzione acquosa è completamente solubile a caldo. E’ particolamente reattiva con le proteine, quali caseine e siero-proteine, e tale proprietà viene utilizzata efficacemente per stabilizzare i prodotti a base di latte (bevande, latte condensato,..) ed evitarne la separazione nel tempo. In questo caso sono generalmente sufficienti dosi di impiego comprese tra 0,01 e 0,25% e, se presente polvere di cacao, dosaggi pari allo 0,02–0,05% sono un valido aiuto per mantenere omogenea la sospensione. L’affinità per le proteine ne permette la potenziale applicazione anche per la chiarifica di succhi, vino e birra. Per la sua gelificazione è necessaria la presenza di cationi, in particolate di ioni potassio (K+). Il gel formato risulta essere particolarmente rigido (bassa resistenza alla trazione) e termo-reversibile. I gel di k-carragenina non sono stabili a cicli “freeze–thaw” (congelamento e scongelamento) e possono presentare sineresi. La k-carragenina agisce in sinergia con la farina di semi di carrube e la gomma konjac (E425(i)) permettendo di ottenere soluzioni acquose con particolari caratteristiche reologiche. Combinazioni di k-carragenina e farina di semi di carrube sono impiegate nella formulazione di glasse per torte (anche vegane, in sostituzione alla gelatina animale) con interessanti proprietà elastiche e coesive.
* i–carragenina: in soluzione acquosa è completamente solubile a caldo. Come la k-carragenina è molto reattiva con le proteine del latte e, a differenza di questa, in presenza di ioni calcio (Ca2+) forma fluidi tissotropici, gel più morbidi ed elastici e con ridotta o nulla sineresi. La termo-reversibilità del gel è caratteristica comune alla precedente. Dosi di impiego frequenti sono comprese tra lo 0,4 e lo 0,6%. Spcifici dosaggi di i-carragenina e k-carragenina sono impiegati per ottenere miscele con proprietà reologiche intermedie delle due frazioni. In associazione con l’amido è utilizzata per conferire corpo a diverse tipologie di dessert a cucchiaio.
* l–carragenina: solubile a freddo, non forma gel. Dosaggi compresi tra lo 0,6 e lo 0,8% sono impiegati per ottenere soluzioni con un effetto addensante e di corposità appropriati nei prodotti specificatamente formulati. Quando utilizzata in combinazione con il stearoil–2–lattilato di sodio (SSL) (E481), si evidenzia una particolare interazione non ottenibile combinando la carragenina k– o i– e altri emulsionanti quali, ad esempio, i mono– e digliceridi degli acidi grassi (E471). La sinergia tra l-carragenina e SSL permettere di ottenere emulsioni particolarmente stabili sia “a caldo” che “a freddo”.
Limitazioni nel dosaggio d’impiego (dal Regolamento (UE) 1129/2011) a seconda dei casi nella misura dei mg/kg o mg/l, seguono alcune indicazioni sui livelli massimi d’impiego consentiti. 01.5 latte disidratato, quale definito nella direttiva 2001/114/CE. 01.6.1 panna o crema di latte pastorizzata non aromatizzata (tranne panna a ridotto tenore di grassi). 01.6.2 prodotti a base di panna o crema di latte pastorizzata non aromatizzata, ottenuti con fermentati lattice vivi, e loro succedanea, con tenore di grassi inferior al 20%. 04.2.5.2 confetture, gelatine e marmellate di frutta e crema di marroni, quale definite dalla direttiva 2001/113/CE, 10000 (livello massimo per la singola sostanza o in combinazione con E400 – 404, E406, E407, E410, E412, E415 ed E418). 04.2.5.3 altre creme da spalmare analoghe a base di frutta e ortaggi. 05.2 altri prodotti di confetteria, compresi I microconfetti per rinfrescare l’alito. 11.4.1 edulcolarnti da tavola in forma liquida. 11.4.2 edulcoranti da tavola in polvere. 13.1.2 alimenti di proseguimento, quali definiti dalla direttiva 2006/141/CE, 300. 13.1.4 altri alimentu per bambini nella prima infanzia, 300.
Limitazioni nel dosaggio d’impiego (dal Regolamento (UE) 1130/2011), quantum satis come coadiuvante negli additivi alimentari; aditivi alimentari, compresi i coadiuvanti; additivi alimentari nei nutrienti.
