Quelles sont les applications et les précautions à prendre pour les carraghénanes dans l'alimentation ?

La gomme alimentaire est un additif alimentaire largement utilisé dans le monde, en particulier dans les pays relativement développés de l'industrie alimentaire, presque tous les aliments utilisés dans la gomme alimentaire, le carraghénane étant un type important de gomme alimentaire, il possède de nombreuses propriétés excellentes et joue un rôle de plus en plus important dans la transformation des aliments.
Nature et rôle des carraghénanes
1.1 Nature des carraghénanes 1.1.1 Propriétés physiques et chimiques des carraghénanes (Les carraghénanes), également connues sous le nom de gomme de carraghénane, gomme d'algue à bois, sont des polysaccharides hydrophiles à haut poids moléculaire extraits d'algues rouges. Sa structure chimique est un composé polysaccharidique linéaire composé de résidus de D-galactose et de 3,6-anhydro-D-galactose.
Le carraghénane de qualité alimentaire est blanc à brun jaunâtre clair, surface ridée, légèrement brillant, paillettes ou poudre translucides, inodore ou légèrement inodore, insipide, texture collante et glissante, gonfle dans l'eau froide, peut être dissous dans l'eau chaude au-dessus de 60 ℃ pour former une solution visqueuse transparente ou légèrement laiteuse blanche facile à écouler, mais sont insolubles dans les solvants organiques, dans des conditions inférieures ou égales à leur point isoélectrique, ils sont facilement solubles dans les alcools, le glycérol, le propylène glycol, mais avec les détergents, les amines de faible poids moléculaire et les protéines, ils sont insolubles.
En raison de la structure non ramifiée des macromolécules de carraghénane et de leur caractère fortement anionique, elles peuvent former des solutions très visqueuses, dont la viscosité dépend de la concentration, de la température, du type de carraghénane et de la présence ou de l'absence d'autres substances dissoutes.
En outre, les carraghénanes peuvent former de nombreux gels différents dans les systèmes alimentaires à base d'eau ou de lait à basse température.
Le carraghénane est très stable et la poudre sèche n'est pas facilement dégradée par un placement à long terme. Il est également stable dans les solutions neutres et alcalines et ne s'hydrolyse pas même lorsqu'il est chauffé, mais dans les solutions acides (en particulier pH ≤ 4,0), le carraghénane est susceptible de subir une hydrolyse acide et une diminution de la force et de la viscosité du gel. Il convient de préciser que dans des conditions neutres, si la carraghénine est chauffée à des températures élevées pendant de longues périodes, elle sera également hydrolysée, ce qui entraînera une diminution de la résistance du gel.
Tous les types de carraghénanes peuvent être dissous dans de l'eau chaude, dans du lait chaud. La dissolution dans l'eau chaude crée une solution visqueuse, claire ou légèrement laiteuse, qui s'écoule facilement. Les carraghénanes ne peuvent qu'absorber l'eau et gonfler dans l'eau froide, mais ne peuvent pas se dissoudre].
1.1.2 Les propriétés rhéologiques des carraghénanes Les carraghénanes sont utilisées dans l'industrie alimentaire en tant qu'épaississant, gélifiant, agent de suspension, émulsifiant et stabilisant. La production de ces applications de carraghénanes et les propriétés rhéologiques des carraghénanes sont étroitement liées, et il est donc très important de bien comprendre les propriétés rhéologiques des carraghénanes et leur règle de changement dans les différentes conditions de production.
La viscosité de la solution augmente de manière exponentielle avec l'augmentation de la concentration et diminue de manière exponentielle avec l'augmentation de la température. À l'état stable, la relation entre la viscosité et la température est réversible, mais la pente de la courbe "viscosité - température" des processus de réchauffement et de refroidissement est différente, la pente de la courbe de réchauffement est plus faible, ce qui est dû au phénomène d'hystérésis.
Lorsque la température a été abaissée à 30℃, la viscosité a fortement augmenté, ce qui s'explique par le fait que les molécules de carraghénane ont commencé à s'enchevêtrer progressivement dans une structure réticulée. La viscosité du κ-carraghénane et du ι-carraghénane augmente brusquement lorsqu'ils atteignent leur point de gel à température réduite ; ce n'est pas le cas pour le λ-carraghénane.
Le temps de chauffage à température constante a également un effet sur la viscosité de la solution de carraghénane. 75 ℃, avec la prolongation du temps de température constante, la viscosité de la solution de carraghénane diminue, parce que les molécules colloïdales se dissocient avec le chauffage de la solution, l'enchevêtrement moléculaire est réduit, donc la viscosité diminue. Lorsque 100 ℃, la viscosité avec la croissance du temps et le déclin, et le déclin de la viscosité a une forte et lente, la raison est qu'au début, par la chaleur élevée causée par le démantèlement de l'enchevêtrement intermoléculaire de sorte que la viscosité diminue, après une période de stade plus lisse, puis quelques macromolécules instables ont commencé à se dégrader, la viscosité a diminué à nouveau.
La viscosité de la solution de carraghénane augmente avec l'augmentation du pH, se stabilise à l'approche de la neutralité, puis diminue à nouveau. L'acidité est renforcée par une augmentation de H+, qui favorise la dissociation des molécules de carraghénane et neutralise leurs propriétés électriques, en affaiblissant l'attraction électrostatique entre les sulfates semi-estérifiés. En cas de renforcement alcalin, OH et les carraghénanes chargés négativement se repoussent et réduisent l'enchevêtrement des gouttes moléculaires, de sorte que la viscosité de la solution diminue à la fois dans les conditions fortement acides et dans les conditions alcalines.
La viscosité de la solution diminue lorsque certains cations sont présents dans la solution. En effet, le cation peut réduire l'attraction électrostatique entre le sulfate semi-estérifié.
1.2 Le rôle des carraghénanes dans l'industrie alimentaire Le rôle des carraghénanes dans l'industrie alimentaire se manifeste principalement dans les trois aspects de la gélification, de l'épaississement et de la réactivité des protéines.

1.2.1 Réaction du carraghénane et des protéines en solution agrégation des protéines pour former des micelles de protéines, carraghénane libre en solution, et micelles de protéines de fragments d'acides aminés nus pour produire des réactions ioniques, en fonction de la concentration et du pH des différents, respectivement, cohésion précipitation, suspension et gélification ;
À l'état solide des produits carnés, après l'extraction du sel (salaison, culbutage) et le traitement thermique, les protéines réagissent les unes avec les autres pour former une structure en maille protéique, qui est renforcée par l'interaction entre la carraghénane et les protéines.
La carraghénane peut renforcer cette structure en interagissant avec les protéines. Par conséquent, le carraghénane peut stabiliser les solutions protéiques en adsorbant les molécules de protéines dans la solution protéique. L'application pratique est la stabilisation des boissons laitières et la stabilisation de l'émulsification des crèmes glacées, la stabilisation et l'épaississement des solutions de protéines de lait.
1.2.2 Gélification des carraghénanes 1.2.2.1 Facteurs affectant la force du gel des carraghénanes La force du gel augmente linéairement avec l'augmentation de la concentration de κ-carraghénane dans une certaine fourchette. Cela s'explique par le fait que le nombre de molécules de κ-carraghénane augmente avec la concentration et que la réticulation intermoléculaire est renforcée.
La force du gel de la solution de κ-carraghénane diminue lorsque la température augmente, mais la courbe de changement est différente au cours de l'augmentation et de la diminution de la température parce que les molécules de κ-carraghénane dans le gel forment une double hélice, puis une structure de maille tridimensionnelle lorsque la température est abaissée, ce qui est exothermique au cours de ce processus de gélification ;
Lors du réchauffement, le processus de solubilisation du gel absorbe de la chaleur. L'absorption de chaleur et l'exothermie sur le changement de résistance du gel produisent un phénomène d'hystérésis, et les pentes des courbes de refroidissement et de réchauffement sont différentes. Par exemple, en prenant 20℃ comme base, la force du gel de κ-carraghénane boutique change environ 2%~3% par 1℃.
Les résultats expérimentaux ont confirmé que la force du gel de κ-carraghénane à partir de 0,2% KCL ajouté était 4,6 fois plus élevée que celle sans KCL. Pendant la courte période de formation du gel, la force du gel a augmenté rapidement et proportionnellement au temps, puis s'est relativement stabilisée et a commencé à diminuer après plus de 10 heures.
Au début de la solidification, la structure du réseau κ-carraghénane s'est formée, la force du gel a augmenté rapidement et s'est stabilisée, puis l'eau libre a été libérée, la déshydratation et la contraction ont eu lieu, et la force a diminué. À un stade ultérieur, la résistance du gel a diminué plus rapidement avec l'ajout de KCL broyé, ce qui est lié à l'exacerbation de la contraction de déshydratation par l'électrolyte.
À pH＜5,0, la force du gel de carraghénane augmente avec le pH ; à pH5,0~8,5, elle tend à s'équilibrer ; à pH8,0~9,5, la force diminue ; et à pH＞9,5, la force augmente à nouveau. Cela est dû à la présence de chaînes croisées dans les résidus moléculaires du carraghénane, qui réduisent considérablement la résistance du gel.
Une concentration appropriée de OH peut introduire une structure de pont d'oxygène 3,6-anhydroxylée dans la macromolécule, ce qui permet d'éliminer les plis, de redresser la chaîne moléculaire et de former une structure en double hélice, ce qui conduit à l'amélioration de la résistance du gel. En d'autres termes, le μ-carraghénane a été converti en κ-carraghénane.
Selon A.S. M icheel et al. l'augmentation de la concentration de l'électrolyte augmente la résistance du gel. Les espèces cationiques jouent également un rôle important dans la résistance du gel. Ca2+, K+, NH4+, Rb+, Cs+ forment des gels durs tandis que Na+, Li+ forment des gels faibles. Ces deux derniers ne peuvent pas se gélifier efficacement.
1.2.3 Épaississement des carraghénanes Par rapport à la réactivité et à la gélification des protéines décrites précédemment, l'épaississement des carraghénanes est relativement faible et est confondu avec la réactivité des protéines dans les applications pratiques ; c'est donc la propriété qui implique le moins d'applications pratiques.
Dans la pratique, les carraghénanes faiblement gélatineux sont généralement utilisés pour épaissir les crèmes glacées et les boissons lactées, où la combinaison de la structure de réseau faiblement gélatineuse produite par le système carraghénane-protéine et de l'action des sels de calcium, etc.
Dans la crème glacée, les carraghénanes et les mannanes forment, avec les protéines du lait, un réseau de gel faible qui confère à la crème glacée une rétention de forme, une résistance au changement de chaleur, empêche la séparation de la pulpe, inhibe la croissance des cristaux de glace, améliore le taux d'expansion de la crème glacée et la vitesse de fonte.
Le lait de cacao est la boisson lactée à base de carraghénane la plus utilisée, il a besoin d'un système carraghénane-protéine pour former un gel faible afin de "soutenir" la consistance de la poudre de cacao, tandis que le carraghénane formé par le gel faible ne détruira pas le goût produit par d'autres substances. D'autres boissons lactées utilisent moins ou pas du tout de carraghénane.
Application de la carraghénane dans la production de gelée
2.1 Le rôle du carraghénane dans la production de gelée Le carraghénane est un bon coagulant qui peut remplacer l'agar, la gélatine et la pectine. La gelée à base d'agar n'est pas assez souple, son prix est plus élevé ; la gélatine présente l'inconvénient de solidifier la gelée et son point de fusion est bas, la préparation et le stockage doivent être réfrigérés à basse température ; la pectine présente l'inconvénient de devoir ajouter un sucre très soluble et d'avoir un pH approprié pour se solidifier.
Le carraghénane n'a pas ces défauts, la gelée de carraghénane est élastique et ne sépare pas l'eau, le carraghénane en raison de ses propriétés uniques de gel est devenu l'agent gélifiant le plus couramment utilisé.
2.2 Quantité de carraghénane dans la gelée en fonction du goût et d'autres classifications, la quantité de carraghénane dans les différentes sortes de gelée est indiquée dans le tableau 1.
Tableau 1 Quantité de carraghénane dans différents types de gelées

2.3.1 En raison du système carraghénane-gomme de konjac, la solubilité de cette dernière est relativement mauvaise, de sorte qu'il est nécessaire d'effectuer une conservation à la chaleur, le temps de conservation à la chaleur n'est pas suffisant, la dissolution de la gomme de konjac n'est pas complète, la texture de la gelée n'est pas correcte et, en cas de problème grave, la gelée est très tendre et n'a pas de forme ;
Mais en même temps, si le temps de conservation à la chaleur est trop long, si la carraghénine est alcaline ou si l'on ajoute un tampon tel que le citrate de sodium, la gomme de konjac est sujette à la désacétylation et à la dénaturation, ce qui entraîne le phénomène de "soupe de gouttes d'œuf", la gelée peut encore ne pas avoir de forme. Par conséquent, il est recommandé, après l'ébullition en été, de ne pas isoler, après l'ébullition en hiver, d'isoler pendant 10 minutes, le printemps et l'automne se situant entre les deux.
2.3.2 Ajouter de l'acide, en raison du fait que le carraghénane n'est pas résistant aux acides, il est recommandé d'ajouter de l'acide à une température d'autant plus basse qu'elle est meilleure, généralement entre 70 et 80 ℃ avant le remplissage de la gelée ou en fonction des conditions réelles du processus, ou plus la température est élevée, plus le carraghénane risque d'être détruit, ce qui affecte le goût, et il est également recommandé d'ajouter de l'acide citrique dissous dans de l'eau, afin d'éviter de provoquer un excès d'acidité local ;
L'ajustement du pH n'est généralement pas inférieur à 4 ; pour obtenir un goût plus acide, il est recommandé d'utiliser d'autres colloïdes ; parallèlement, la pasteurisation affecte également le goût ; il convient donc de l'ajuster en fonction de la situation réelle.
2.3.3 La filtration fait référence à l'utilisation d'un tamis pour filtrer la matière après ébullition, l'objectif étant d'éliminer les particules de gomme konjac qui ne peuvent pas être dissoutes, afin d'obtenir une gelée relativement très transparente, ce qui peut être fait pour obtenir l'effet de certaines gelées transparentes de qualité supérieure. La carraghénine dans la production de bonbons mous
3.1 Le rôle de la carraghénine dans les bonbons mous avec la carraghénine pour faire des bonbons mous transparents aux fruits dans notre pays dès la production, il est l'arôme de fruit, modérément sucré, croquant et non collant, et sa transparence est meilleure que l'agar, le prix est inférieur à l'agar, ajouté au sucre dur et mou général dans le produit peut rendre le goût doux, plus élastique, visqueux petit, haute stabilité.
3.2 La quantité de carraghénane dans le caramel Le tableau 2 indique la quantité de carraghénane dans les différents types de caramel en fonction de leur goût et de leur apparence.

Tableau 2 Quantité de carraghénane dans différents types de bonbons mous

D'autres colloïdes utilisés dans le fondant sont la gélatine, l'agar, la pectine, l'amidon modifié, etc., qui ont des goûts et des caractéristiques différents.
3.3 Précautions 3.3.1 La poudre fondante à base de carraghénane n'est pas facile à dissoudre dans une concentration élevée de sucre, il est donc recommandé de la dissoudre d'abord dans l'eau, sinon il est facile de produire un trachome, un petit grain de gélatine.
3.3.2 Attention à la teneur en sucre réducteur : si elle est trop faible, il est facile de retourner au sable après une longue période de stockage ; si elle est trop élevée, il est facile d'injecter du sucre bouillant dans le moule, qui n'est pas formé et qui tire.
3.3.3 Il est possible d'ajouter des produits de fantaisie après la fin de l'ébullition de la colle, tels que la sauce aux carottes, mais il faut calculer la proportion de sucre mou en poudre. Les carraghénanes dans la production de produits à base de viande
4.1 Le carraghénane dans la production de viande Le carraghénane utilisé dans les produits de volaille peut améliorer et maintenir l'humidité, la saveur, la texture, la coupe, la congélation, la fonte et la stabilité et apporter des avantages. Les carraghénanes pour le jambon et les saucisses de jambon peuvent jouer le rôle de gel, d'émulsification, de rétention d'eau, renforcer le rôle de l'élasticité, en particulier pour fournir une rétention d'eau appropriée, même lors de la fabrication de produits à haut rendement, ils peuvent également avoir une bonne rétention d'eau, et parce qu'ils peuvent être complexés avec des protéines, ils peuvent fournir une structure organisationnelle assez bonne, de sorte que le produit est délicat, se coupe bien, a bon goût, est élastique, est modérément dur et cassant, est tendre et rafraîchissant, etc. Le carraghénane est un additif alimentaire nécessaire pour le jambon, qui améliore la qualité du produit et réduit les coûts.
En outre, la carraghénine étant dispersée dans le sel froid et n'augmentant pas la viscosité de la saumure, elle n'entraîne aucun inconvénient dans le traitement de l'eau de la viande de volaille. La carraghénine de type κ et de type ι ou la carraghénine de type κ composée de gomme de caroube gélifie le bouillon, et l'assaisonnement en suspension dans le bouillon est clairement visible, ce qui permet de conserver la saveur du poisson dans les aliments en conserve. Le κ-carraghénane, la gomme de caroube et la solution de KCL sur la surface du poisson congelé forment un film qui protège la chair du poisson contre la destruction, et la chair du poisson ne sera pas endommagée.
Dans la production de jambon, le κ-carraghénane se lie à l'eau libre et interagit avec les protéines pour garantir la teneur en eau et la teneur en protéines solubles.
4.2 Application de la carraghénine dans les produits carnés La quantité de carraghénine dans le jambon est généralement de 0,75%, puis elle est contrôlée par l'injection, le culbutage et d'autres procédés, ce qui permet d'obtenir de bons résultats. Application de la carraghénine dans la production de crème glacée
5.1 Le rôle du carraghénane dans la production de crème glacée Dans la production de crème glacée et de crème glacée, le carraghénane peut répartir uniformément la graisse et les autres composants solides, afin d'empêcher la séparation des composants du lait et des cristaux de glace dans la fabrication et le stockage de l'augmentation ; de sorte que l'organisation de la crème glacée et de la crème glacée est délicate, la structure de la glace glissante, délicieuse ; Dans la production de crème glacée, le carraghénane peut interagir avec les cations présents dans le lait, ce qui lui confère des caractéristiques de gélification uniques et permet d'augmenter la capacité de la crème glacée à se mouler et à résister à la fonte, d'améliorer la stabilité de la crème glacée en cas de fluctuations de température et de ne pas la faire fondre facilement lorsqu'elle est placée dans la glace.
Bien que la carraghénine ne convienne pas comme stabilisateur primaire dans la production de crème glacée, elle peut être utilisée comme bon stabilisateur secondaire pour empêcher la séparation du lactosérum à de très faibles concentrations. En effet, bien que les carraghénanes augmentent la viscosité du système, ils ne contiennent pas suffisamment de gomme pour stabiliser le système.
La gomme de haricot d'acacia, la gomme de guar et la carboxyméthylcellulose sont de bons stabilisants primaires lorsqu'ils sont utilisés seuls ou en combinaison, mais ils présentent le même inconvénient : ils provoquent la séparation du lactosérum dans les mélanges de crème glacée. L'ajout de carraghénane permet donc d'inhiber ce phénomène.
5.2 Dosage de carraghénane dans les crèmes glacées Différents types de crèmes glacées nécessitent différents stabilisateurs de glace, par exemple, la faible teneur en matières grasses de Snowbet peut être utilisée sans émulsifiants ; tandis que les crèmes glacées de qualité supérieure contiennent une grande quantité de produits laitiers, qui contiennent une grande quantité de protéines de lait, qui peuvent également agir comme émulsifiants, qui doivent être ajustés spécifiquement en fonction des différences de produit formulées dans le processus de production. La quantité de carraghénane dans différentes crèmes glacées est indiquée dans le tableau 3.
Tableau 3 Quantité de carraghénane dans différents types de glaces

5.3 Précautions d'emploi 5.3.1 Une petite quantité d'amidon peut être ajoutée pour remplir, une plus grande quantité aura une texture poudreuse et un mauvais goût.5.3.2 Le carraghénane est utilisé en plus petites quantités, et une plus grande partie gèlera après vieillissement. Applications de la carraghénane dans la production de bière
6.1 Le rôle du carraghénane dans la production de bière Le carraghénane possède un groupe anionique fort - le sulfate ester, qui peut être directement ou par l'intermédiaire des ions métalliques "pont" et des protéines chargées positivement, des esters, de la combinaison de dextran, en raison de la structure à longue chaîne du carraghénane des propriétés matérielles, la combinaison et l'expansion, la formation de flocs, sous l'action de la gravité, très rapidement ! La précipitation permet au moût d'atteindre l'objectif de clarification. Par conséquent, le carraghénane est un clarificateur de moût efficace, il peut rapidement précipiter les protéines, de sorte que le moût ait une bonne apparence brillante, est propice à la croissance de la levure, et est favorable à la filtration, réduit la perte de filtration, augmente le taux de moût, améliore la bio-stabilité de la bière, et prolonge la durée de conservation de la bière.
6.2 Quantité de carraghénane dans la bière En ce qui concerne la quantité utilisée, chaque fabricant détermine la dose raisonnable et efficace en fonction de ses propres matières premières, de la proportion de malt et de matières auxiliaires, de la concentration du moût et des caractéristiques du processus ; cette dose est généralement comprise entre 15 et 25 mg/kg.