Alginații

Introducere

Alginaţii au fost descoperiţi în anul 1880 de către farmacistul britanic Stanford; producerea lor industrială a început în California în anul 1929.

Astăzi, marii producători industriali sunt SUA, Marea Britanie, Norvegia, Canada, Franţa, Japonia şi China; producţia anuală de alginaţi în lume fiind de aproximativ 25.000 tone. [6]

Alge brune

Alginaţii se extrag din algele brune (Phaeophyceae), găsindu-se în toate speciile acestui tip de alge, la care reprezintă un constituent al pereţilor celulari.

Proprietăţile alginaţilor sunt de mare importanţă pentru: industria alimentară, cosmetică, medicină, farmacie, industria uşoară. [2]

Sunt trei grupe principale de alge marine clasificate în funcţie de culoarea lor: alge brune, roşii şi verzi. În fiecare dintre ele predomină o polizaharidă tipică, alginatul fiind cel mai abundent în algele marine brune. Deşi există specii diferite de alge marine brune care conţin alginaţi, acestea nu sunt suficient de abundente pentru producţia comercială de alginaţi. Numai câteva specii prezintă importanţă economică, fiind folosite ca surse de extracţie: Macrocystis pyrifera, Laminaria digitata, Ascophyllum nodosum, Laminaria hyperborea. Aceste specii sunt întâlnite în principal în ţări precum SUA, Japonia, China, Franţa şi Norvegia.[4]

- Macrocystis pyrifera: algă gigant, ajungând până la 60 m lungime, fiind recoltată în apele de coastă ale Pacificului din dreptul SUA. Macrocystis pyrifera creşte la adâncime, terminaţiile (frunzele) ajungând la suprafaţă, recoltarea făcându-se prin tăiere la o oarecare adâncime de la suprafaţa apei;

- Laminaria digitata care creşte în apele de coastă ale Japoniei, Europei şi Americii de Nord-Est. Laminaria creşte sub nivelul apei, la reflux fiind recoltată prin tăiere cu ajutorul vaselor mici sau pur şi simplu recoltată de la suprafaţă în urma unei furtuni;

- Ascophyllum nodosum, care creşte în apele de coastă ale Angliei, ce sunt expuse la un reflux redus.

În algele brune interesează acidul alginic care se găseşte sub forma unui amestec de săruri de calciu, magneziu şi sodiu. Alături de aceste săruri ale acidului alginic, în algele brune se mai găsesc şi alte componente solubile în alcalii sau apă, componente care includ polizaharide şi clorofilă.

Pentru industria alimentară interesează acidul alginic, alginatul de sodiu, alginatul de potasiu, alginatul de calciu, alginatul de amoniu şi propilenglicolalginatul. [1]

1. PROPRIETĂŢILE ALGINAŢILOR

Principalele utilizări ale alginaţilor au la bază următoarele proprietăţi funcţionale:

1.cea de agent de ingroşare. Această proprietate funcţională îi fac utili în produse de tipul umpluturi pentru plăcinte, sosuri, siropuri şi supe, îngheţată, produse de patiserie, pastă de dinţi, cosmetice, etc.

2. de stabilizare a sistemelor alimentare, cum ar fi:

- stabilizarea îngheţatei. Prin folosirea alginatului de sodiu singur sau în amestec cu un emulgator sau o altă gumă se obţin amestecuri cu vâscozitate mărită. Alginatul de sodiu influenţează şi dimensiunea cristalelor de gheaţă ce se formează la freezerare şi călire, conferind caracteristici texturale mult îmbunătăţite produsului. De asemenea alginatul de sodiu împiedică fenomenul de recristalizare (mărirea cristalelor de gheaţă pe seama topirii celor mici), datorită fluctuaţiilor de temperatură la depozitare. La stabilizarea îngheţatei cu alginat se recomandă folosirea fosfaţilor pentru sechestrarea ionilor de calciu din lapte, ceea ce permite dizolvarea alginatului care va acţiona ca stabilizator;

- Stabilizarea spumei la bere. Prin folosirea propilenglicol alginatului, care dă soluţii clare şi puţin vâscoase, se ajunge la stabilizarea spumei în cazul berii foarte limpezi, la care s-a îndepărtat prin filtrare substanţele naturale de stabilizare. Se recomandă un adaos de 4-8 g/hl, propilenglicol alginatul folosindu-se în soluţie 1%, înainte sau după filtrarea berii.

- Stabilizarea emulsiilor. Pentru produse tip dressing-uri pentru salate sau maioneze, se poate utiliza PGA care, prin mărirea vâscozităţii emulsiei, are efect stabilizant, împiedicând separarea fazelor. Prin utilizarea PGA se obţin emulsii cu o gamă largă de textură şi consistenţă. Doza de PGA recomandată este de 0,3-0,5%;

- Stabilizarea sucurilor şi a concentratelor naturale de fructe. Utilizând PGA în proporţie de 0,2-0,5% se obţin vâscozităţi mai ridicate ale sucurilor, prevenindu-se astfel depunerea pulpei fructului din suspensie;

- Stabilizarea unor produse din lapte, cum ar fi smântâna şi frişca;

3. cea de agent de gelificare. Ca agent de gelificare se foloseşte alginatul de sodiu în prezenţa ionilor de calciu. Datorită stabilităţii lor termice, gelurile de alginat sunt de multe ori preferabile sistemelor de gelificare termoreversibile, pentru: produse tip desert, umpluturi plăcinte, budinci cu lapte, glazuri tip gel;

Mecanismul de formare a gelurilor de alginaţi

De formarea gelurilor sunt responsabile unităţile de acid guluronic, proporţia şi distribuţia acestora având o influenţă majoră asupra proprietăţilor gelului.

Mecanismul de formare a gelului implică zone adiacente de acid guluronic legate diaxial (blocuri G), care formează o cavitate ce acţionează ca situs de legare pentru cationi. Cationii interacţionează cu grupările COOH, formând legături ionice, iar între grupările OH de formează legături de hidrogen. Prin intermediul acestor tipuri de legături, lanţurile se asociază, formând zone de joncţiune şi în final o structură tip gel.