خواص فیزیکی

خصوصیات ژل سازی و تغلیظ کاراگینان های مختلف متفاوت است. برای مثال درحالی که کاپا و یوتا کاراگینان در محلول­های دارای نمک کلسیم تشکیل ژل می­دهند این نمک بر لاندا کاراگینان تاثیری ندارد.

1-    حل شدن

کاراگینان­ها در آب گرم محلولند. خواص تیکسوتروپیک (به این معنی که این ژل پس از هم خوردن میتواند مثل یک مایع غلیظ جریان یابد، اما اگر مدتی در جایی ساکن بماند دوباره به تدریج حالت ژلی بر می گردد) لاندا کاراگینان باعث کاربرد آن در ایجاد غلظت بخصوص در صنایع لبنی می­شود. زیرا ایجاد بافت غیر صمغی  و خامه­ای کرده و بافت مناسبی به محصول می­دهد.

دما یک عامل مهم در تعیین نوع کاراگینان مورد استفاده در سیستم­های غذایی است. تمام انواع کاراگینان­ها در دماهای بالا آب را به خود جذب می­کنند. ژل کاپا و یوتا کاراگینان در جریان سرد شدن در دماهای بین 40 و 60 درجه سانتی­گراد (بستگی به حضور کاتیون ها در محیط دارد) شروع به بسته شدن می­کنند.

2-    پایداری در شرایط اسیدی

محلول­های کاراگینان در pH های زیر 3/4  قوام ژلی و ویسکوزیته خود را از دست می­دهند. این پدیده به این دلیل رخ می­دهد که پیوندهای بین مولکولی کاراگینان­ها در pH های پایین شروع به هیدرولیز شدن می­کنند. سرعت هیدرولیز پیوندها با بالا رفتن دما و پایین رفتن غلظت کاتیون­ها افزایش پیدا می­کند. با این حال پس از کاهش دما به پایین دمای تشکیل ژل، کاراگینان پیوند سولفاتی پتاسیمی را حفظ می­کند و در نتیجه پدیده هیدرولیز شدن رخ نمی­دهد. به همین دلیل در محصولات اسیدی، کاراگینان باید دقیقا قبل از مرحله پرکنی افزوده شود تا از تجزیه پلی­مرهای آن جلوگیری شود.

جدول زیر نشان دهنده میزان تقریبی زمان فرایند در pH های مختلف در مورد محلول های حاوی 5/0 درصد کاپا کارگینان و 2/0 درصد پتاسیم است بطوریکه 25 درصد از قوام ژل اولیه از دست برود. می­توان گفت با هر 5/0 واحد کاهش در میزان pH، زمان تخریب ساختار ژل به یک سوم میزان اولیه کاهش می­یابد.

خصوصیات ژل

محلول­های کاپا و یوتا کارگینان بین دماهای 40 و 60 درجه سانتی گراد و در غلظت­های مختلف کاتیون ها ژل­هایی با خصوصیات مختلف تشکیل می­دهند. ژل­های تشکیل شده توسط کاراگینان­ها برگشت پذیر با دما هستند و دمای ذوب مجدد ژل و بستن آن­ها متفاوت است. این ژل­ها در دمای اتاق پایدار بوده و با افزایش دما به 5 تا 20 درجه بالای دمای بستن آن، ژل ذوب می­شود و با دوباره سرد کردن، ژل مجددا بسته می­شود.

ترکیب یونی ماده غذایی در کارایی و مطلوبیت ژل حاصل از کاراگینان­ها موثر است. به عنوان مثال کاپا کاراگینان برای محصولات دارای یون پتاسیم انتخاب می­شود تا ژلی سخت و شکننده را تشکیل دهد. یوتا کاراگینان در محصولات دارای یون کلسیم برای تشکیل ژل نرم و انعطاف پذیر ممکن است انتخاب شود.

حضور این یون­ها همچنین تاثیر قابل توجهی بر دمای جذب آب و حل شدن یوتا و کاپا کاراگینان، دمای تشکیل ژل و ذوب مجدد آن دارد. برای مثال یوتا کاراگینان در دمای محیط در آب حل می­شود اما افزودن نمک به آب، دمای ژلی شدن و میزان بازدهی صمغ را به میزان قابل توجهی بالا می­برد. با توجه به این خصوصیت این ژل در سالادهای آماده در دمای پایین بکار می­رود. نمونه­ای دیگر حلالیت کاپا کاراگینان در دمای 55 درجه سانتی­گراد در آّب گوشت است در حالی که این صمغ در دمای 40 درجه در آب خالص حل می­شود.

اثر متقابل با صمغ های دیگر

محلول­های گرم کاپا کاراگینان-صمغ لوبیای لوکاست (خرنوب) ژل­های قوی و انعطاف­پذیر با سینرسیس (آب انداختن ژل پس از ماندن) کم را تشکیل می­دهند (دمای بستن ژل 50 تا 60 درجه سانتی گراد است). قویترین ژل­های حاصل از ترکیب این دو صمغ زمانی تشکیل می­شود که نسبت استفاده از آن ها 60:40 و 40:60 کاپاکاراگینان به صمغ لوبیای لوکاست باشد. این ترکیب به میزان زیادی در گوشت­های پخته شده و غذای حیوانات خانگی استفاده می­شود.

ترکیب کاپا کاراگینان و محلول شفاف صمغ لوبیای لوکاست می­تواند برای براق سازی سطح کیک و ترکیب ژله­ای میوه­ای درون کیک­ها و ژله­های شفاف مخصوص دسر با بافت انعطاف پذیر و چسبنده (مانند ژلاتین) مورد استفاده قرار گیرد.

شناخته شده ترین ماده­ای که با کاراگینان همخوانی دارد پروتئین شیر است. اولین موارد استفاده از کاراگینان در ژله­های شیری، شیر غلیظ شده و بستنی بوده است. غلظت­های بسیار کم کاپا کاراگینان (ppm 250-150) برای جلوگیری از جدا شدن آب پنیر از محصولات لبنی (شامل بستنی، میلک شیک، پنیر خامه­ای و دسرهای لبنی) در طول تولید و انبارداری جلوگیری می­کند. همین مقدار کاپاکاراگینان در شیر کاکائو از جداشدن کاکائو و دوفاز شدن شیرکاکائو جلوگیری می­نماید.

ترکیب یوتا کاراگینان و نشاسته در دسرها ساختاری چهار بار قوی­تر از نشاسته به تنهایی می­دهد.

کاربردها

ژله­های آبی

دسرهای ژله­ای با پایه آب و براق کنده­های کیک از مهم ترین موارد استفاده­ی سنتی کاراگینان است. در این محصولات استحکام و شکنندگی ژل­های کاپا کاراگینان و انعطاف پذیری، چسبندگی و عدم سینرسیس ژل­های یوتا کاراگینان مهم است. اخیرا علاوه بر موارد گفته شده از کاراگینان در غذاهای مخصوص گیاهخواران (vegetarian) استفاده می­شود. در این مورد کاراگینان علاوه بر اینکه ظاهر مشابه با ژل­های محصولات قدیمی با ژلاتین را می­دهد، مزایای دیگری از قبیل بسته شدن سریعتر ژل و پایداری در دمای محیط را هم دارد.

این صمغ همچنین در سس گوشت و ژل­های مورد استفاده در کنسرو گوشت و غذای حیوانات خانگی استفاده می­شود. کاربرد کاراگینان در این محصولات به منظور حفظ رطوبت، بالارفتن بازده پخت، قابلیت برش خوردن و بهبود احساس دهانی است. تزریق محلول این صمغ به گوشت هایی که فراوری می­شوند باعث کاهش خروج خونابه از گوشت پس از برش می­شود.

ترکیب کاپاکاراگینان و صمغ لوبیای لوکاست در در دسرهای ژله­ای با پایه آب، براق کننده­ها، گوشت­های پخته شده و تکه­ای و محصولات ماکیان، کنسرو گوشت و غذای حیوانات خانگی و سایر محصولاتی که نیاز به ژل قوی دارند، استفاده می­شوند.

از کاراگینان در صنعت ماءالشعیر برای شفاف سازی آن استفاده می­شود. به دلیل قابلیت ایجاد ترکیب کاراگینان با پروتئین­ها و جمع کردن آن­ها و سپس فیلتراسیون ماء­الشعیر، از کدری آن هنگام سرد کردن پس از پاستوریزاسیون جلوگیری می­شود.

کاربرد در صنایع لبنی

از کاراگینان در دسرهای خامه­ای و موس ها استفاده می­شود. در این محصولات از تمام انواع کاراگینان برای افزایش غلظت و ایجاد ژل استفاده می­شود. در بسیاری موارد ترکیب کاپا و لاندا کاراگینان برای ایجاد ژل با بافت خامه­ای یا سوسپانسیون استفاده می­شود. استفاده از یوتا کاراگینان به همراه نشاسته برای ایجاد حالت قاشق خوری و بهبود بافت و پایین آوردن ویسکوزیته در هنگام فرایند استفاده می­شود. بافت­های تشکیل شده ممکن است از ژل­های سخت در کرم کارامل تا ژل­های نرم در دسرهای آماده قاشق خور متفاوت باشد.

 از غلظت ppm 200-100 کاراگینان برای جلوگیری از جداشدن آب پنیر از برخی محصولات مثل میلک شیک، بستنی، شیر کاکائو و خامه پاستوریزه و استرلیزه استفاده می­شود. کاراگینان همچنین در پنیرهای پروسس شده برای بهبود احساس دهانی و قابلیت برش خوردن در طی فرایند مورد استفاده قرار می­گیرد.

استفاده از کاراگینان در محصولات لبنی اسیدی مثل پنیرهای نرم و ماست­ها مناسب نیست و باعث افزایش میزان آب انداختن می­شود. اما استفاده همزمان از کاراگینان و گالاکتومانان در نسبت مناسب باعث کاهش این حالت می­شود و حالت خامه­ای بودن و نرمی به بافت محصول می­دهد.