Carragenas Fennema, O. R. Food chemistry. 3 ed., 1996.

Introdução• A carragena é uma goma natural descoberta em 1785 na cidade de

Carragena, norte da Irlanda, onde as algas eram utilizadas para aumentar a viscosidade do leite consumido pela população.

• É obtida de diversos gêneros e espécies de algas marinhas vermelhas da classe Rodophyta.

• O teor de carragena nas algas varia de 30 a 60% do peso seco, dependendo da espécie da alga e das condições marinhas tais como luminosidade, nutrientes, temperatura e oxigenação da água.

Definição

A carragena é um polissacarídeo de alto peso molecular,

formado por unidades alternadas de D-galactose e 3,6-anidro-

galactose unidas por ligações α-1,3 e β-1,4-glicosídica,

podendo ter associados grupos esterificados com sulfato.

Principais estruturas

• KAPPA - gel rígido, quebradiço, termo-reversível, apresenta sinérise.

25 a 30% éster sulfato

28 a 35% 3,6-AG

• IOTA - gel elástico, termo-reversível, não apresenta sinérise, propriedade tixotrópica.

28 a 35% éster sulfato

25 a 30% 3,6-AG

• LAMBDA - solúvel à frio, não gelificante, produz altas viscosidades.

32 a 39% éster sulfato

Não contém 3,6-AG

Algas de diferentes espécies e fontes produzem carragenas de diferentes tipos;

↑ níveis de éster sulfato implicam em ↓ força de geleificação e ↓ T de solubilização.

Tixotropia• A baixas concentrações, os géis aquosos de carragena iota

possuem propriedades reológicas tixotrópicas;

• Esses géis podem ser fluidizados por agitação ou corte e voltam a recuperar sua forma de gel elástico uma vez parados os esforços de agitação ou corte;

• Esta propriedade tixotrópica é especialmente útil para suspender partículas insolúveis como especiarias em molhos para salada;

• O gel de kappa carragena não apresenta a propriedade tixotrópica. Uma vez quebrado o gel, o mesmo não volta a recuperar sua forma original a menos que o gel seja aquecido e resfriado novamente.

Estabilidade• A solução de carragena é bastante estável em pHs neutros

ou alcalinos;

• A diminuição do pH causa a hidrólise do polímero da carragena, resultando na diminuição da viscosidade e da força de geleificação.

• Entretanto, uma vez formado o gel, mesmo a pHs baixos (3,5 a 4,0) não há mais ocorrência da hidrólise e o gel permanece estável;

• Para aplicações práticas, é importante estar atento às limitações do tipo de carragena em meios ácidos;

Geleificação

Soluções quentes de carragenas kappa e iota possuem a habilidade de formar géis termo-reversíveis através do seu resfriamento.

Este fenômeno ocorre devido à formação de uma estrutura de dupla hélice pelos polímeros da carragena.

O número, tipo e posição dos grupos de éster sulfato têm efeitos importantes nas propriedades de geleificação.

Sais de potássio ou cálcio são necessários para a obtenção do gel em água, porém não são necessários em leite.

Geleificação A geleificação em água pode ocorrer em concentrações tão

baixas quanto 0,5%.

Quando soluções de carragena tipo kappa são resfriadas na presença de íons potássio forma-se um gel firme e quebradiço.

Íons cálcio são menos efetivos em promover a geleificação.

Íons de potássio e cálcio juntos produzem um gel muito forte.

Geleificação

Representação do mecanismo de geleificação das carragenas tipo kappa e iota. Em uma solução quente as moléculas estão no estado espiralado. À

medida que a solução é resfriada, as moléculas se entrelaçam em estruturas helicoidais duplas que, posteriormente, se unem com o auxílio

dos íons potássio ou cálcio.

Geleificação

• Carragenas tipo kappa ou iota resultam num gel tridimensional muito firme e estável na presença de um cátion apropriado.

• Todos os sais de carragenas tipo lambda são solúveis e não geleificam.

• Sob condições nas quais ocorrem segmentos duplos helicoidais, as moléculas de carragena, particularmente aquelas do tipo kappa, formam zonas de junção com os segmentos expostos de goma locusta para produzir géis rígidos, quebradiços e que sofrem sinerese.

Geleificação• O efeito sinergístico entre kappa-carragena e goma locusta produz

géis com maior elasticidade e resistência e menos sinerese que géis de kappa-carragena de potássio sozinhos.

• Quando comparada com carragena do tipo kappa sozinha, a combinação de kappa-carragena e goma locusta resulta em maior estabilização e retenção de bolhas de ar em sorvetes, mas também resulta em um pouco mais de resistência.

Geleificação

Representação da interação de uma molécula de goma locusta com porções de hélices duplas de moléculas de xantana ou carragena para formar uma

rede tridimensional e um gel.

Funcionalidade e Aplicações• Habilidade para formar géis com leite e água;

• Géis de carragena não requerem refrigeração porque não fundem à temperatura ambiente;

• São estáveis ao descongelamento;

• A carragena apresenta reatividade com proteínas, particularmente as do leite.

Kappa-carragena + micelas de kappa-caseína

gel fraco, tixotrópico e com fluidez

Funcionalidade e Aplicações• O efeito de aumento da viscosidade das kappa-carragenas no leite é de 5 – 10 vezes maior que na água.

• Essa propriedade é utilizada:

Na preparação de chocolate ao leite, no qual a estrutura do gel tixitrópico previne a

sedimentação de partículas de cacau.

Na preparação de sorvetes, leite evaporado, fórmulas infantis, creme chantilly estável ao congelamento e

emulsões nas quais a gordura do leite é substituída por óleo vegetal.

Funcionalidade e Aplicações

Presuntos e salsichas

• Absorvem 20–80% mais salmoura quando contêm 1–2% de kappa-carragena e apresentam melhor fatiabilidade;

• Envoltórios de carragena em carnes podem servir como uma proteção mecânica e um carreador de condimentos e flavors;

• Retenção de água com manutenção da maciez durante o cozimento.

Funcionalidade e Aplicações

Hamburgers

• A adição de kappa- ou iota-carragena na forma de sais de Na+ à carne moída de baixo teor de gordura melhora a textura e a qualidade do hamburger.

• Isso acontece devido ao poder de ligação da carragena à proteína e à sua alta afinidade por água, substituindo, em parte, a função de maciez da gordura animal.

OBRIGADA!