Potravinářské aditivní látky: Zahušťovadla a stabilizátory

7.8

Potravinářské aditivní látky: Zahušťovadla a stabilizátory

Doc. Ing. Michal Voldřich, CSc.

Přehled látek, základní vlastnosti

Průmyslově používané polysacharidy, často nazývané gumy, fungují jako zahušťovadla nebo stabilizátory vodných systémů, tj. modifikují a regulují reologické vlastnosti vodných systémů.

Tradiční zdroje zahušťovadel jsou přírodní gumy, které se klasifikují jako:

• gumy ze semen,

• gumové exsudáty,

• extrakty mořských řas,

• gumy na bázi škrobu a celulózy a

• mikrobiální polysacharidy.

Pro získání požadovaných technologických vlastností se přírodní zdroje různě modifikují. Přehled komerčních zahušťovadel a stabilizátorů podle původu je uveden v tabulce 1.

Tabulka 1: Komerční zahušťovadla a stabilizátory

Přehled vlastností jednotlivých gum je uveden v tabulce 2 a 3.

Tabulka 2: Vlastnosti vybraných gum

Tabulka 3: Vlastnosti gum tvořících gely

Kyselina alginová, algináty: E 400, E 401, E 402, E 403, E 404, E 405

Výskyt: Algináty se vyskytují v buněčných stěnách a mezibuněčném prostoru hnědých řas. Hnědé řasy nejvíce používané pro produkci alginátů jsou: Laminaria hyperborea, L. digitata, L. japonica, Ascophyllum nodosum a Macrocystis pyrifera.

Kyselina alginová, volná kyselá forma alginátů, je meziprodukt při komerční výrobě alginátů. Kyselina alginová má omezenou stabilitu, stejně jako ostatní volné kyselé formy polysacharidů. Z kyseliny alginové se vyrábějí stabilní ve vodě rozpustné algináty.

Složení: Algináty jsou vysokomolekulární polymery, které mají oblasti pružnosti a pevnosti. Jde o soli kyseliny alginové se stupněm polymerace obvykle 100 - 3 000, což odpovídá molekulové hmotnosti cca 20 000 - 600 000. Stavebními jednotkami kyseliny alginové jsou: -D-mannuronová kyselina a -L-guluronová kyselina, které jsou navzájem spojeny do lineárních molekul 1,4-glykosidickými vazbami.

Funkční vlastnosti:

1. viskozita

   Jakmile ve vodě rozpustná sůl kyseliny alginové začne hydratovat, zvyšuje se viskozita roztoku, která závisí na délce alginátových molekul. Komerční algináty obsahují vždy molekuly s různou molekulovou hmotností. Vodný roztok alginátu má pseudoplastické vlastnosti. Při nízkém střihovém namáhání má vysokou viskozitu, se zvyšujícím se střihovým namáháním se viskozita snižuje.

   Ke zvýšení viskozity při nízké koncentraci alginátu se přidává malé množství mírně rozpustné vápenaté soli, např. síran vápenatý, vinan vápenatý nebo citronan vápenatý (zesíťování molekul).

2. tvorba gelu

   Algináty tvoří v přítomnosti vápenatých iontů gely. Tvorbu gelu lze regulovat regulovaným uvolňováním vápníku do roztoku alginátu. Hlavní předností alginátů je schopnost tvořit tepelně stabilní gely, které vznikají při pokojové teplotě (ve studených systémech).

3. aplikace v potravinách

   Tvorba gelu: pet food, restrukturované ovoce a zelenina, restrukturované ryby a maso, pudinky a dezerty, pekařské krémy připravované zastudena, ovocné přípravky, pekařské džemy.

   Zahušťování/vázání vody: kečup, rajčatová omáčka, polévky, omáčky, mléčné koktejly.

   Stabilizování: zmrzliny, majonézy, šlehané krémy, margarin.

   Tvorba potahů (zamezení ztrátám vody, oxidaci-nepropustnost pro kyslík): zmrazené maso a ryby, čerstvé maso, pečivo.

Předpokládá se stále širší uplatnění alginátů, např. v biotechnologii (kvasinky imobilizované v alginátu při výrobě piva a etanolu), do výrobků pro mikrovlnný ohřev (tvorba tepelně stabilních gelů již při pokojové teplotě). Byly vyvinuty postupy výroby alginátů pomocí bakterií.

Přehled zahušťovadel a stabilizátorů podle mezinárodního označení E

E-400 Kyselina alginová

Einecs: 232-680-1

Molekulová hmotnost: 32 000 - 600 000

Popis: Dodává se ve vláknité, zrnité, granulovité a práškové formě, je téměř bez zápachu, barvy bílé až žlutavě hnědé.

Rozpustnost: Nerozpustná ve vodě a organických rozpouštědlech, pomalu se rozpouští v alkalických roztocích uhličitanu sodného, hydroxidu sodného a fosforečnanu trisodného.

pH 3% suspenze: 2,0 - 3,4

E-401 Alginát sodný

E-402 Alginát draselný

Popis: Bílý až žlutohnědý vláknitý nebo zrnitý prášek, téměř bez zápachu.

pH 1% roztoku: 6,0 - 8,0

E 403 Alginát amonný

Popis: Bílý až nažloutlý vláknitý nebo zrnitý prášek.

E 404 Alginát vápenatý

Popis: Bílý až nažloutlý vláknitý nebo zrnitý prášek, téměř bez zápachu.

E 405 1,2-propandiolalginát

Synonyma: hydroxypropylalginát

Molekulová hmotnost: 10 000 - 600 000

Popis: Bílý až nažloutlý vláknitý nebo zrnitý prášek, téměř bez zápachu.

E 406 Agar

Synonyma: agar-agar; gelosa; bengálská, ceylonská, čínská nebo japonská vyzina

Einecs: 232-658-1

Výskyt: Jde o skupinu polysacharidů na bázi D-galaktózy, které se vyskytují jako intercelulární matricový materiál u řady druhů červených mořských řas (skupiny Rhodophyta). Agar poskytují některé kmeny řas z čeledi Gracilariaceae, Gelidiaceae, Phyllophoraceae a Ceramiaceae. Získává se extrakcí.

Složení: Agary jsou lineární polysacharidy vytvořené střídáním b(1,3)- a a(1,4)-vázaných zbytků galaktózy; opakující se jednotka agarů je označena "agarobióza“ [4-0-(b-D-galaktopyranosyl)-3,6-anhydro-a-L-galaktopyranóza]. Molekulová hmotnost není přesně definována, uvádí se spíše průměrná molekulová hmotnost.

Vlastnosti: Agary vyžadují ohřev nad body tání gelu (běžně nad 85 °C), aby přešly do vodného roztoku. Tvoří pak soly (sols), ze kterých ochlazením na podstatně nižší teploty vzniknou gely. Viskozita solu značně závisí na druhu mořské řasy, ze které byl agar extrahován, a na použitých podmínkách extrakce. Viskozita agarového solu při 45 °C je relativně konstantní v rozmezí pH 4,5 - 9,0 a není podstatně ovlivňována iontovou silou v rozsahu pH 6,0 - 8,0.

Popis: Agar je látka bez pachu nebo se slabým charakteristickým pachem. Dodává se ve formě svazků, vločkové či granulované formě. Může být žlutooranžový, žlutavě šedý až světle žlutý, případně bezbarvý. Navlhlý agar je houževnatý, ve vysušeném stavu je křehký. Práškový agar je bílý, žlutavě bílý nebo světle žlutý.

Použití: Agary mají schopnost vázat vodu a tvořit termoreverzibilní gely. Gelotvorné vlastnosti závisejí na agarózové frakci agaru. Frakcionací celého (whole) agaru se získá čistá agaróza, která je důležitá v klinickém diagnostikování, pro potravinářské účely je příliš nákladná. Nefrakcionovaný agar je méně drahý, má poměrně dobrou schopnost tvořit gel.

Hlavní potravinářské aplikace:

Pekařské výrobky: pečivo, polevy (lepší než karagenany), glazury.

Cukrovinky a dezerty: jelly-cukrovinky.

Maso, ryby a drůbež: konzervované výrobky (odolávají autoklávování a chrání obsah).

Mléčné výrobky: stabilizace zmrzlin, zlepšení textury sýrů.

Nápoje: zjemňovací a flokulační činidlo u vína a při výrobě ovocných šťáv.

Pro vysoký bod tání jsou agarové gely zvláště vhodné do pekařských výrobků. Agarové gely jsou zde lepší než karagenany a mnohem lepší než želatina. Většinou se používají jako přísada do polev pro sladké výrobky a pečivo. Agar dává gelovou strukturu polevám (0,2%). Zamezuje se kondenzaci vody, přilepení polevy k obalu. Agar v množství 0,1 - 1,0 % zamezuje okorávání pečiva a chleba.

Agar se používá v množství 0,5 - 2,0 % do konzervovaného masa, ryb a drůbeže. Gel zamezuje poškození obsahu konzervy během dopravy a skladování. Používá se také ve spojení s jinými gumami jako stabilizátor zmrzlin. Zamezuje tvorbě velkých krystalů ledu. V sýrech a fermentovaných mléčných výrobcích se používá ke zlepšení textury a stability. Je lepší než želatina pro zjemnění vín, šťáv a octů. Použití: pekařské výrobky 0,8 %, cukrovinky a mražené výrobky 2,0%, měkké bonbony 1,2 %, ostatní 0,25 %.

E 407 Karagenan

Synonyma: gelosa z irského mechu (karagenu), eucheuman (z Eucheuma spp.), fulcellaran nebo dánský agar (z Furcellaria fastigiata) a jiné podle názvu řasy, ze které se získává

Einecs: 232-524-2

Výskyt: hlavními zdroji karagenanu jsou červené mořské řasy:

• Chondrus crispus (malé řasy, žijí ve studené vodě) - produkují kappa a lambda typ,

• Euchema spp. (žijí v teplé vodě) - kappa a iota typ,

• Gigartina spp. (velké řasy, žijí ve studené vodě) - kappa a lambda typ.

Mořské řasy žijící ve studené vodě se získávají 1x ročně, řasy z teplých vod ve 3měsíčních intervalech, dalších 3 - 6 měsíců se zpracovávají.

Komerční výrobky jsou směsí různých extraktů. Jeden výrobce může dodávat 200-300 různých směsí. Kvalitní karagenan musí mít molekulovou hmotnost nad 100 000, nesmí být hydrolyzovaný nebo jiným způsobem chemicky rozložený.

Složení: Karagenan je vysokomolekulární polysacharid tvořený opakováním jednotek galaktózy a 3,6-anhydrogalaktózy (3,6-AG), sulfátovaných a nesulfátových, spojených a-(1,3) a b-(1,4) glykosidickými vazbami. Různé přirozeně se vyskytující uspořádání složek tvoří 3 základní typy karagenanu, běžně uváděné jako: kappa (k), iota (i) a lambda (l). Proměnlivost těchto složek ovlivňuje pevnost gelu, texturu, rozpustnost, synergismus a teplotu tání karagenanu. Tyto proměnné jsou regulovány a vytvářeny výběrem řas, zpracováním a směšováním extraktů.

Popis: Nažloutlý až bezbarvý prášek hrubé až jemné konzistence, prakticky bez zápachu.

Vlastnosti: Mechanismy zahušťování a tvorby gelu jednotlivých typů karagenanů jsou zcela odlišné. Např. kappa karagenan tvoří pevný gel v přítomnosti K ⁺ , zatímco iota a lambda jsou ovlivňovány jen mírně. Ve většině případů se lambda používá s kappa v mléčných systémech k získání suspenze nebo krémovitého gelu.

Aplikace karagenanů vyžaduje zkušenosti. Je důležité znát obsah iontů v systému. Pro tvorbu gelu jsou nezbytné např. draslík a vápník. Rovněž zvyšují teplotu tání a gelovatění. Všechny karagenany jsou rozpustné v teplé vodě. S výjimkou lambda jsou pouze sodné soli iota a kappa karagenanu rozpustné ve studené vodě. Vliv teploty je také důležitý faktor při rozhodování, který typ karagenanu by se měl v potravinovém systému použít. Všechny karagenany jsou rozpustné při vysokých teplotách, systémy mají velmi nízkou viskozitu, která umožňuje manipulaci jako s tekutinami.

Stabilita gelů závisí rovněž na pH. Při pH pod 4,3 dochází při zvýšené teplotě ke ztrátě viskozity. Hydrolýzou se pevnost gelu snižuje.

Kappa gely jsou pevné, křehké, nejsou stabilní při zmrazování-rozmrazování. Iota gely tvoří tixotropní nebo velmi elastický gel, který je stabilní vůči zmrazování-rozmrazování. Kombinací karagenanů lze získat různé textury.

Existuje synergický účinek s ostatními potravinářskými přísadami. Kappa karagenan se obvykle používá s gumou ze svatojánského chleba (karubinem) v gelech na bázi vody (dezerty). Získá se textura podobná želatině, sníží se synereze. Kappa karagenan s konjac moukou (glukomannanem) tvoří pevné elastické gely, které jsou 4x pevnější než gely vytvořené samotným kappa karagenanem. Po ohřátí a zchlazení jsou tepelně stabilní při teplotě nad bodem varu. Pravděpodobně nejznámější je synergický účinek karagenan-mléčné proteiny. Spojením iota karagenanu-škrob vzniká gel, který odpovídá použití čtyřnásobného množství samotného škrobu.

Použití: Karagenan tvoří skupinu hydrokoloidů, které mají různé vlastnosti a tím i různé použití. Nejdůležitější jsou aplikace v systémech na bázi vody a na bázi mléčné bílkoviny.

E 407a Guma Euchema

Synonyma: PNG-karagenan, afinát řasy Euchema, částečně čištěný karagenan, karagenan s obsahem celulózy

Výskyt: Zdrojem je Euchema cottonii.

Složení: Je složena převážně z polysacharidů, z nichž až 15 % tvoří nerozpustná rostlinná celulóza. Jednotlivé komerční výrobky mohou obsahovat cukry přidávané za účelem standardizace, nebo soli sloužící k dosažení požadovaných vlastností z hlediska tvorby gelu a jeho konzistence. Od karagenanu (E 407) se odlišuje vyšším obsahem cululózních materiálů a procesem výroby.

Popis: Světle hnědý až bílý prášek slizovité chuti, hrubé až jemné konzistence. Při cca 80 °C tvoří ve vodě kalnou opaleskující suspenzi.

Galaktomannany: E 410, E 412, E 417

Jsou obsaženy v buňkách endospermu semen řady rostlinných druhů z čeledi Leguminosae. Jde o lineární polysacharidy mannózy a galaktózy s různým stupněm polymerace, přičemž poměr těchto jednotek se mění podle botanického zdroje, ale i v rámci jedné gumy:

Rozdílný poměr stavebních jednotek polymeru má vliv na jeho vlastnosti:

1. rozpustnost

   Guarová guma zcela hydratuje ve studené vodě, karubin je zcela rozpustný v horké vodě. Rychlost a stupeň hydratace se výrazně snižuje v přítomnosti jiných solutů. Při použití galaktomannanů se doporučuje nejprve jejich rozpuštění v samotné vodě, pak přidání ostatních přísad.

2. viskozita

   Dávají vysoce viskózní vodné roztoky při relativně nízkých koncentracích.

3. interakce s ostatními hydrokoloidy

   Galaktomannany interagují a modifikují funkčnost řady jiných polysacharidů, např. xanthanová guma a karubin (1:1) tvoří pevné elastické gely (tvorba trojrozměrné sítě polysacharidů).

4. stabilita

   Depolymerace řetězce vede ke snížení viskozity (tepelně opracované potraviny; 120 °C po dobu 10 min - 10% snížení viskozity). Přídavkem stopového množství siřičitanu sodného a propylgallátu dochází ke značnému zlepšení, nelze aplikovat při nízkém pH (4,5). Při 120 °C po dobu 90 minut - 90% ztráta viskozity. Degradaci lze snížit také použitím galaktomannanu jako hrubě mletého prášku (oddálí se hydratace). Galaktomannany jsou obvykle stabilní ke střihovému namahání.

Použití: Uplatňují se 3 základní vlastnosti galaktomannanů:

1. schopnost zahušťovat vodné roztoky (GM mají řadu výhod oproti škrobům),

2. synergické účinky s ostatními polysacharidy,

3. schopnost regulovat nebo zamezovat synerezi.

Galaktomannany se získávají zcela z přirozených zdrojů (bez chemické modifikace), patří mezi skupinu rozpustných vláknin, která se považuje z hlediska zdravotního za prospěšnou - jsou příležitostí pro tzv. potraviny nového typu (novel foods).

Použití: Výrobky na bázi mléka (zmrzliny, zakysané mléčné výrobky, nápoje-koktejly), dezerty (krémy), majonézy, dresinky a kečupy, sterilované polévky a omáčky, hlubokozmrazené potraviny, ostatní (rýže, těstoviny, džemy s nízkým obsahem cukru).

E 410 Karubin

Synonyma: guma semen rohovníku, guma semen svatojánského chleba

Einecs: 232-541-5

Složení, vlastnosti: Mletý endosperm semen stromu rohovníku, Cerationia siliqua (L.) Taub. (čeledi Leguminosae). Semena, tzv. karobové boby, jsou zdrojem polysacharidu - cca 38 % je galaktomannan. Slupka semen se odstraní, endosperm se praží a mele. Standardní guma se prodává o různých velikostech částic, hrubší prášek gumy má mírně vyšší viskozitu. Standardní guma také obsahuje jemně mleté kousky tmavých slupek (testa), které vypadají jako skvrny. Roztok gumy z rohovníku je někdy mléčný, a to v důsledku přítomnosti určitého nerozpuštěného tuku a proteinů. Zlepšení lze dosáhnout vymýváním alkoholem. Rafinovaná guma je dražší, používá se tam, kde jsou zapotřebí zcela čiré produkty. Např. ovocné rosoly.

Guma z rohovníku je pouze částečně rozpustná ve studené vodě, k získání úplné funkčnosti se musí zahřát. K dispozici jsou i tzv. gumy rozpustné ve studené vodě (CWS). Jde buď o horké roztoky sušené v přítomnosti určitých materiálů, např. cukrů, aby se zamezilo rekrystalizaci polysacharidu nebo vysokogalaktózové frakce, které se selektivně separují ze surové gumy.

Popis: Bílý až žlutobílý prášek, téměř bez zápachu.

E 412 Guma guar

Synonyma: guma cyamopsis, guarová moučka

Einecs: 232-536-0

Složení, vlastnosti: Mletý endosperm semen rostliny guar, Cyamopsis tetragonolobus (L.) Taub. (čeledi Leguminosae). Semena obsahují asi 36 % galaktomannanu. K dispozici je prášek o různé velikosti částic. Hrubší částice se obecně rozpouštějí ve vodě pomaleji, což je důležité z technologického hlediska, a mají nižší viskozitu.

Někteří výrobci dodávají rovněž řadu tepelně degradovaných gum se sníženou viskozitou. K dispozici jsou rovněž prášky opracované parou. Lépe se rozpouštějí, mají nižší stupeň bobovité pachuti.

Popis: viz E 410

E 417 Guma tara

Synonyma: peruánský karubin

Einecs: 254-409-6

Složení, vlastnosti: Mletý endosperm semen keře tara, Caesalpinia spinosa (čeledi Leguminosae). Semena obsahují asi 18 % galaktomamanu.

Guma tara má podobnou viskozitu jako guma guar.

Popis: viz E 410

Exsudátové gumy: E 413, E 414, E 416

Patří mezi nejstarší zahušťovadla a stabilizátory používané do potravin. Řada stromů a křoví poskytuje gumovité tekutiny, které ve vodě hydratují. Na slunci a vzduchu se vysušují.

E 413 Tragant

Výskyt: Jde o sušený exsudát ze stvolů a větví přírodních druhů rostliny Astragalus gummifer Labillardiere (čeledi Leguminosae). K výrobě se používá přes 20 různých druhů Astragalus.

Einecs: 232-252-5

Složení: Jde o komplexní, heterogenní kyselý proteoglykan vysoké molekulové hmotnosti (nad 800 000). Hydrolýzou vzniká arabinóza, xylóza, fukóza, galaktóza, rhamnóza a galakturonová kyselina, dále stopové množství škrobu a celulózového materiálu. Viskóznější typy gum obsahují vysoký podíl fukózy, xylózy, galakturonové kyseliny a metoxylových skupin a nízký podíl arabinózy a dusíkatých frakcí. Gumy s nízkou viskozitou obsahují více arabinózy a galaktózy, ale málo galakturonové kyseliny a metoxylových skupin. Guma tragant obsahuje 2 frakce:

• ve vodě rozpustnou: neutrální arabinogalaktan (tragakanthin),

• nerozpustnou, ale ve vodě bobtnatelnou (tragakanthová kyselina neboli bassorin).

Poměr těchto frakcí je různý (90:10 až 50:50) podle zdroje.

Popis: Nemletý ve formě bílých až světle žlutých, popř. slabě červených lístkovitých úlomků, práškový je bílý až světle žlutý, popř. narůžověle hnědý nebo světle hnědý.

Vlastnosti:

1. viskozita

   Tvoří viskózní roztoky při nízké koncentraci a pasty při koncentraci nad 2 - 4 %; roztoky jsou pseudoplastické.

2. stabilita ke kyselinám

   Je poměrně stabilní v kyselých roztocích. Roztoky gumy tragant jsou kyselé, běžně pH 5 - 6. Stabilita viskozity klesá při pH pod 4 nebo nad 6.

3. emulgační vlastnosti

   V nízkých koncentracích snižuje povrchové napětí vody.

4. kompatibilita a synergie

   Většina gum je kompatibilních s gumou tragant, arabská guma neobvykle snižuje viskozitu po přídavku do roztoků gumy tragant (využití při výrobě jemných emulzí s rybím a citrusovým olejem, které mají dlouhou údržnost).

Použití: Stejně jako ostatní hydrokoloidy rozpustné ve studené vodě má prášková guma tragant tendenci tvořit hrudky, pokud se přímo přidává do vody. Používá se do širokého okruhu výrobků. Vlastnostmi (zahušťování, stabilita ke kyselinám a solím) se podobá xanthanové gumě. Emulgační vlastnosti, krémovitý pocit v ústech nelze napodobit jinými gumami. Použití do 5 hlavních kategorií potravin: cukrovinky a polevy (žvýkačky), dressinky a omáčky, emulze olejů a aromat (emulze rybího oleje ochuceného pomerančem jako dietetické suplementy pro vitamin E a C), zmrazené dezerty (regulace růstu krystalů), náplně do pečiva.

Toxicita: Guma tragant se považuje za nezávadnou a JECFA (1988) nestanovila hodnotu ADI (ADI není specifikována). Existuje dlouhá tradice v používání gumy tragant v potravinách a farmaceutických výrobcích.

E 414 Arabská guma

Synonyma: akáciová guma

Einecs: 232-519-5

Výskyt: Jde o sušený exsudát získaný ze stvolů a větví Acacia senegal (L.) Willdenow a jiných příbuzných akácií (čeleď Leguminosae).

Složení: Guma z A. senegal je mírně kyselý komplexní polysacharid - směs vápenaté, hořečnaté a draselné soli. Molekulová hmotnost cca 580 000. Hydrolýzou vzniká frakce galaktózy, arabinózy, glukuronové kyseliny a rhamnózy. Různé druhy Acacia poskytují gumy s velkými rozdíly, mírné rozdíly jsou i v rámci jednoho druhu Acacia (obsah dusíku, složení aminokyselin, obsah uronové kyseliny, molekulová hmotnost).

Popis: Bílé až žlutavě bílé kulovité kapičky různé velikosti, hranaté úlomky, bílé nebo žlutobílé vločky, granule, prášek vzniklý sušením rozprašováním.

Vlastnosti:

1. viskozita a reologie

   Neobvyklé vlastnosti arabské gumy jsou důsledkem vysoce rozvětvené a kompaktní struktury. Roztoky pod 10 % arabské gumy mají nízkou viskozitu, nad 30 % je viskozita roztoků podstatně vyšší a zvyšuje se pseudoplastické chování. Lze připravit i roztoky nad 50 % gumy, což umožňuje přidávat velké množství gumy do cukrovinek, cereálních výrobků, polev na pečivo aj. (rychlejší sušení výrobků).

2. stabilita ke kyselinám

   Arabská guma je stabilní v kyselých roztocích. Přirozené pH gumy z A. senegal je 3,9 - 4,9 (dáno rezidui glukuronové kyseliny). Maximální viskozita při pH 5,0 - 5,5.

3. emulgační vlastnosti

   Stabilizuje emulze.

4. tepelná stabilita

   Delší ohřev roztoků arabské gumy vede k autolýze přirozeně kyselého roztoku

5. arabská guma je kompatibilní s většinou gum a škrobů, směs 80 % gumy tragant a 20 % arabské gumy dává synergickou viskozitu (viz TG).

6. senzorické a nutriční vlastnosti

   Arabská guma je obecně bez chuti, barvy a vůně, pokud neobsahuje příměsi cizích látek. Tepelným opracováním (např. sušením rozprašováním) vznikají mléčné a zakalené roztoky. Dříve se předpokládalo, že se špatně metabolizuje v těle a má nízkou energetickou hodnotu. Podle novějších studií je energetická hodnota arabské gumy 14,70,5 kJ/g (3,50,1 kcal/g).

Použití: Arabská guma je snadno rozpustná ve studené i teplé vodě, a pokud se přidává přímo do vody, má tendence tvořit hrudky. Doporučuje se proto zvolit některou z technik přidávání viskózních polysacharidů do vody, např.

• smísit arabskou gumu s ostatními práškovitými přísadami, např. cukrem, maltodextrinem,

• suspendovat gumu v oleji, glycerinu nebo jiné nevodné kapalině,

• použít míchadlo s rychlými otáčkami nebo vysokým střihovým namaháním aj.

Arabská guma se používá pro své emulgační vlastnosti, stabilitu v kyselém prostředí, nízkou viskozitu při vysoké koncentraci, adhezní a vazebné vlastnosti a dobré organoleptické vlastnosti v těchto 5 hlavních oblastech: cukrovinky, nápoje a emulze, zapouzdřování chutí a vůní, pekařské výrobky, výroba piva a vína.

Toxikologie: Arabská guma se považuje za nezávadnou, JECFA (FAO/WHO) nestanovila hodnotu ADI pro arabskou gumu.

E 416 Guma karaya

Synonyma: guma sterculia; kadaya, katilo, kullo, kuterra

Einecs: 232-539-4

Výskyt: Jde o sušený exsudát ze stromu Sterculia urens Roxburgh a jiných druhů Sterculia (čeledi Sterculiaceae) nebo z Cochlospermum gossypium A.P. DeCandolle a jiných druhů Cochlospermum (čeledi Bixaceae). Z celkového trhu gumy karaya se 85 - 95 % používá ve farmaceutických výrobcích, např. jako objemová projímadla, dentální fixace aj.

Složení: Jde o částečně acetylovaný komplexní rozvětvený polysacharid s velmi vysokou molekulovou hmotností (cca 16 000 000). Hydrolýzou vzniká glukuronová kyselina, galakturonová kyselina, galaktóza a rhamnóza. Chemickou deacetylací (amoniak, hydroxid sodný) se mění vlastnosti gumy karaya (bobtnatelnost, rozpustnost ve vodě). Struktura gumy karaya není zcela objasněna, předpokládá se centrální řetězec galaktózy, rhamnózy a galakturonové kyseliny a postranní řetězce glukuronové kyseliny.

Popis: Nemletá guma ve formě kapiček má světle žlutou až narůžovělou barvu a je průsvitná. Prášková guma je světle šedá až narůžověle hnědá. Charakteristický znak: zapáchá po kyselině octové.

Vlastnosti:

1. viskozita

   Guma karaya absorbuje rychle vodu a tvoří při nízkých koncentracích viskózní koloidní disperze. Viskozitu ovlivňuje velikost částic. Jemné částice absorbují vodu rychle a dávají hladký (smooth) roztok, hrubé částice hydratují pomaleji a dávají zrnitou disperzi. Hydratované částice nejsou stabilní k mechanickému namáhání. Delším mícháním se snižuje viskozita. Deacetylovaná guma má vyšší rozpustnost, je viskóznější.

2. tepelná stabilita

   Při koncentraci 3 - 4 % vznikají pasty. Záhřevem dochází k irreverzibilní ztrátě viskozity.

3. stabilita k pH

   Roztok gumy karaya má pH asi 4,4 - 4,7. Deacetylací se pH zvyšuje.

4. senzorické vlastnosti

   Charakteristická chuť a vůně (acetylové skupiny) a zabarvení omezují použití gumy karaya.

Použití: Stejně jako tragant prášková guma karaya rychle absorbuje vodu a bobtná. Guma karaya se začala používat jako cenově výhodná alternativa tragantu. Vlastnosti těchto dvou zahušťovadel rozpustných ve studené vodě se v hlavních aspektech liší, především v chuti, vůni, barvě, reologii a odolnosti k mechanickému namáhání. Použití do:

• omáček a dressinků (vysoká viskozita při nízkých koncentracích, stabilita ke kyselinám),

• mléčných výrobků (sýrové pomazánky),

• zmrazených dezertů (regulace růstu krystalů, migrace vody aj.),

• pekařských výrobků (retence vody, zpomalení stárnutí, delší údržnost - nad 7 dnů u pekařských výrobků),

• masných výrobků (lepší adheze částic masa, vázání vody, hladká textura).

Toxicita: Toxikologické studie sponzorované INGAR (International Natural Gums Association for Research) vedly ke stanovení hodnoty ADI 0v12,5 mg/kg tělesné hmotnosti. JECFA pro gumu karaya nestanovila hodnotu ADI. Guma prochází tělem nezměněna, působí jako objemový laxativní prostředek.

 NahoruMikrobiální gumy: E 415, E 418

E 415 Xanthan

Výroba: Aerobní submerzní fermentací pomocí mikroorganismu Xanthomonas campestris B-1459. Výroba byla vyvinuta v USA (USDA, 1959), komerčně se xanthan vyrábí od r. 1961 (Kelco Division firmy Merck), pro potraviny poprvé schválena v r. 1969 (USA).

Einecs: 234-394-2

Složení: Guma xanthan je heteropolysacharid, obsahuje 3 různé sacharidy: mannózu, glukózu a glukuronovou kyselinu. Hlavní řetězec je strukturálně identický s celulózou (1,4-b-D-glukóza), liší se od ní bočními řetězci (každý obsahuje kyselinu glukuronovou mezi dvěma mannózovými jednotkami). Molekulová hmotnost je cca 1 000 000.

Vlastnosti: Roztoky gumy xanthan mají vysokou viskozitu při nízké koncentraci a vykazují pseudoplastické chování. Snížená zjevná viskozita při vysokém střihovém namahání usnadňuje míchání, čerpání a proudění. Vysoká viskozita při nízkém střihovém namahání stabilizuje pěny, emulze a suspenze. Při nízkém střihovém namahání mají roztoky xanthanové gumy výrazně vyšší viskozitu než guarová guma, karboxymetylcelulóza a alginát sodný.

Roztoky xanthanové gumy jsou výborně kompatibilní a stabilní v přítomnosti jiných chemikálií. Xanthanová guma má výbornou stabilitu v přítomnosti kyselin, zásad, solí, enzymů, povrchově aktivních látek, konzervačních prostředků, zahušťovadel, vykazuje synergismus ve spojení s dextrinem, guarovou gumou a karubinem (synergické zvýšení viskozity s galaktomannany).

Popis: Krémově zbarvený prášek.

Použití: Do širokého okruhu výrobků, např. salátové dressinky, omáčky, sirupy a toppingy, výrobky na bázi škrobu (pudinky, náplně, omáčky, dezerty), směsi v prášku (dezerty, masové šťávy, nápoje, omáčky, dressinky), pečivo, nápoje, mléčné výrobky (zmrzliny, sýrové pomazánky, sýr cottage), cukrovinky.

Vzhledem ke stabilitě xanthanové gumy ke kyselinám a solím, její účinnosti při nízkých koncentracích a reologickým vlastnostem (pseudoplastické roztoky), je ideální pro stabilizaci dressinků (bez oleje, s nízkým obsahem oleje i pravých olejových).

E 418 Guma gellan

Výroba: Úspěch xanthanové gumy vedl k vývoji nových mikrobiálních gum. První z nich byl S-60 polysacharid neboli gellanová guma. Gellanová guma se získává pomocí mikroorganismu Pseudomonas elodea (ATCC 31461) za aerobních podmínek fermentace.

Složení: Gellanovou gumu tvoří: glukóza, rhamnóza a glukuronová kyselina v poměru asi 2:1:1. Polysacharid obsahuje O-acylové skupiny, které se snadno odstraňují opracováním alkáliemi. Molekulová hmotnost je cca 500 000.

Popis: Špinavě bílý prášek.

Vlastnosti: Nativní neboli acylovaný produkt tvoří elastické gely, zatímco nízkoacylovaný produkt (opracováním teplem při pH 10 nebo vyšším) tvoří pevné křehké gely. Pevnost gelů je funkcí koncentrace gumy, koncentrace solí a typem přítomných kationtů. Gellanová guma tvoří jak termoreverzibilní gely - podobné agaru a želatině, tak také gely indukované solí - podobné alginátu a karagenanu. To rozšiřuje možné aplikace gellanové gumy.

Typické aplikace:

• cukrovinky (rosoly, náplně, marschmallow),

• džemy a rosoly (se sníženou energií, imitace džemů, pekařské náplně, rosoly),

• náhražky (imitace ovoce, zeleniny, masa),

• gely na bázi vody (gely pro dezerty, aspiky),

• náplně do koláčů a pudinky,

• pet foods,

• polevy na pekařské…