ОСОБЛИВОСТІ ВИКОРИСТАННЯ КАРАГІНАНІВ ЯК ХАРЧОВИХ ДОБАВОК

О. М. Копаниця; А. А. Гудима; О. П. Мялюк; Н. В. Ліснянська; І. М. Кліщ

doi:10.11603/bmbr.2706-6290.2021.2.12344

Автор(и)

О. М. Копаниця КЗВО «Рівненська медична академія» Рівненської обласної ради
А. А. Гудима Тернопільський національний медичний університет імені І. Я. Горбачевського МОЗ України
О. П. Мялюк КЗВО «Рівненська медична академія» Рівненської обласної ради
Н. В. Ліснянська Буковинський державний медичний університет МОЗ України
І. М. Кліщ Тернопільський національний медичний університет імені І. Я. Горбачевського МОЗ України

DOI:

https://doi.org/10.11603/bmbr.2706-6290.2021.2.12344

Ключові слова:

карагінан, властивості, дія, застосування

Анотація

Резюме. Серед харчових добавок полісахариди добре відомі як функціональні добавки, які мають високу молекулярну масу, добре розчиняються у воді й використовують їх для поліпшення текстури кінцевої продукції. В останні десятиріччя карагінани стали одними з найпопулярніших гідроколоїдів у харчовій промисловості.

Мета дослідження – проаналізувати літературні джерела щодо особливостей використання карагінанів як харчових добавок.

Матеріали і методи. У дослідженні опрацьовано наукові публікації за останнє десятиліття, які доступні у мережі «Internet», ключовими словами були «карагінан», «харчові добавки», «Е407».

Результати. Широке використання каппа-карагінану пов’язане з його здатністю до підвищення в’язкості водних розчинів та гелеутворення, застосовують у харчовій, легкій та аграрній промисловостях. А також при виробництві консерв, м’ясних і молочних продуктів. Карагінанам притаманні властивості імуноад’ювантів: вони здатні надавати як імуностимулювальний, так і імуносупресорний ефекти. Їх вплив на імунну систему носить дозозалежний характер. У високих концентраціях ці полісахариди не мають імуносупресорної дії, імовірно, унаслідок цитотоксичності відносно супресорних клітин. Водночас карагінан при низьких дозах стимулює активацію супресорних макрофагів і пришвидшує їх дозрівання. Деяка суперечливість даних про фармакологічну дію цих полісахаридів може бути зумовлена некоректним порівнянням результатів, отриманих у різних експериментальних умовах, на різних структурних типах карагінанів. При цьому дуже важливим є спосіб введення полісахариду і його доза.

Висновки. Широке використання карагінанів як природного, так і синтетичного походжень надихає науковців глибше досліджувати механізм їх дії на рівні цілого організму.

Посилання

Stryamets N. From economic survival to recreation: contemporary uses of wild food and medicine in rural Sweden, Ukraine and NW Russia. Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine. 2015;11. Available from: https://ethnobiomed.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13002-015-0036-0.

Kopanytsia OM, Marushchak MI, Krynytska IY. Carrageenan induces cell death in rats blood. International Journal of Medicine and Medical Research. 2018;4;1: 67-70.

Costa М. Use of edible films and coatings in cheese preservation: Opportunities and challenges. Food Research International. 2018;107: 84-92.

Marushchak M, Krynytska I, Kopanytsia O, Tupol L, Savchenko I, Mazur L. The influence of carrageenan on markers of endogenous intoxication in rats. National Journal of Physiology, Pharmacy and Pharmacology. 2018;8(3): 412-9.

Kopanytsia OM, Marushchak MI, Shcherbatyi A.A. [Metabolic processes in the small intestine, heart disease in the experimental stagnation of Karaginan]. Med ta klin khim. 2017;72;19: 108-13. Ukrainian.

Mahmood WAK., Khan MMR., Yee TC. Effects of reaction temperature on the synthesis and thermal properties of carrageenan ester. Journal of Physical Science. 2014;25: 123-38.

Martynov SV, Marenkova TI. [Storing kappa- carrageenan at the warehouses of food products]. Materials of Sciences. conf. students of Sumy NAU. 2015; 182. Ukrainian.

Buldakov AS. Food additives. Directory. [Пищевые добавки. Справочник] Moscow: DeLiPrint; 2001. Russian.

Nechaev A P. Food chemistry. [Пищевая химия. – изд. 2-е, перераб. и испр.] St.-Petersburg: GIORD; 2003. Russian.

Singh V, Kumar P, Sanghi R. Use of microwave irradiation in the grafting modification of the polysaccharides – A review. Progress in Polymer Science. 2012;37: 340-64.

Cosgrove DJ. Growth of the plant cell wall. Nature reviews molecular cell biology. 2005;6;11; 850-61.

D’Ayala G G., Malinconico M, Laurienzo P. Marine derived polysaccha-rides for biomedical applications: Chemical modification approaches. Molecules. 2008;13: 2069-2106.

Laurienzo P. Marine polysaccharides in pharmaceutical applications: Anoverview. Marine Drugs. 2010;8: 2435-65.

Campo VL, Kawano DF, Silva DB, Carvalho I. Carrageenans: Biological properties, chemical modifications and structural analysis. CarbohydratePolymers. 2009;77: 167-80.

Prajapati VD, Maheriya PM, Jani GK, Solanki HK. Carrageenan: A natural seaweed polysaccharide and its applications. Carbohydr Polym. 2014;105: 97-112.

Estevez JM, Ciancia M, Cerezo AS. Carrageenans biosynthesized by carposporophytes of red seaweeds Gigartina skottsbergii (Gigartinaceae) and Gymnogongrus torulosus (Phyllophoraceae). J Phycol. 2002;38: 344-58.

Nayouf M. Étude rhéologique et structurale de la qualité texturante du sys-tème amidon/kappa-carraghénane en relation avec le traitement thermomécanique (Thèse de Doctorat). Nantes, France: École Nationale des Ingénieurs des Tech-niques des Industries Agricoles et Alimentaires. 2003;198.

Falshaw R, Bixler HJ, Johndro K. Structure and performance of commercial kappa-2 carrageenan extracts. Pt III. Structure analysis and performance in two dairy applications of extracts from the New Zealand red seaweed. Food Hydrocolloids. 2003;17: 129-39.

Cáceres PJ. Carrageenans from chilean samples of Stenogramme interrupta (Phyllophoraceae): structural analysis and biological activity. Phytochemistry. 2000;53: 81-6.

Leibbrandt A. Iota-carrageenan is a potent inhibitor of influenza avirus infection. PLoS ONE. 2010;5: 1-12.

De SF-Tischer PC. Chemical structure and antiviral activity of carrageenans from Meristiella gelidium against herpes simplex and dengue virus. Carbohydrate Polymers. 2006;63; 4: 459-65.

Wijesekara I, Pangestuti R, Kim SK. Biological activities and potentialhealth benefits of sulfated polysaccharides derived from marine algae. Carbohydrate Polymers. 2011;84(1): 14-21.

Yang LQ., Zhang LM. Chemical structural and chain conformational characterization of some bioactive polysaccharides isolated from natural sources. Carbohydrate Polymers. 2009;76(3): 349-61.

Yuguchi Y, Urakawa H, & Kajiwara K. Structural characteristics ofcarrageenan gels: Various types of counter ions. Food Hydrocolloids. 2003;17: 481-5.

Patyukov SD, Okunyeva IA, Zlatova MI. [Influence of different types of dietary fiber on the quality of canned meat.] Scientific works. Odesa National Academy of Food Technologies. 2009;36(2): 94-7. Ukrainian.

Stoma M. Food allergies in rural areas Adv. Dermatol. Allergol. 2016;XXXIII(4): 281-5.

Webber V. Optimization of extraction of carrageenan Ciênc Tecnol Aliment. 2012;32(4): 812-8.

Iglauer S, Wu Y, Shuler P, Tang Y, Goddard WA. Dilute iota- and kappa-Carrageenan solutions with high viscosities in high salinity brines. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2011;75: 30411.

Naude PJ, Cromarty AD, Van Rensburg CE. Potassium humate inhibits carrageenan-induced paw oedema and a graft-versus-host reaction in rats. Inflammopharmacology. 2010;18: 33-9.

Estakhr J, Sanchooli N, Najafi SH., Javdan N. Anti-inflammatory activity of ethanolic extract of Physalis alkekengi Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2011;2: 421-5.

Benard C. Degraded carrageenan causing colitis in rats induces TNF secretion and ICAM-1 upregulation in monocytes through NF-kappaB activation. PLoS ONE. 2010;5(1); е8666.

Carlucci MJ. Protective effect of a natural carrageenan on genital herpes simplex virus infectionin mice. Antiviral Research. 2004;64: 137-41.

Falshaw R, Furneaux RH, Stevenson DE. Structural analysis of carrageenans from the red alga, Callophyllis hombroniana Mont. K (Kallymeniaceae, Rhodophyta). Carbohydr Research. 2005;340(6): 1149-58.

De Jesus RMF, de Morais AM, de Morais RM. Marine Polysaccharides from Algae with Potential Biomedical Applications. Marine Drugs. 2015;13(5): 2967-3028.

Haijin M, Xiadu J, Huashi G. A κ-carrageenan derived oligosaccharide prepared by enzymatic degradation containing anti-tumor activity. Appl Phicol. 2003;15(4): 297-303.

Cunha L, Grenha A. Sulfated seaweed polysaccharides as multifunctional materials in drug delivery applications. Marine Drugs. 2016;14(3): 42.

Chattopadhyay K. Galactan sulfate of Grateloupia indica: Isolation, structural features and antiviral activity. Phytochem. 2007;68(10): 1428-35.

Necas J, Bartosikova L. Carrageenan: A review. Vet Med. 2013;58(4): 187-205.

Carlucci MJ. Antiherpetic activity and mode of action of natural carrageenans of diverse structural types. Antiviral Res. 1999;43(2): 93-102.

Schaeffer DJ., Krylov VS. Anti-HIV activity of extracts and compounds from algae and cyanobacteria. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2000;45(3): 208-227.

Ghosh T. Focus on antivirally active sulfated polysaccharides: From structure-activity analysis to clinical evaluation Glycobiology. 2009;19(1): 2-15.

Kara S, Arda E, Pekcan O. Monovalent and divalent cation effects on phase transitions of κ-carrageenan. Journal of Bioactive and Compatible Polymers. 2007;22: 42-61.

Bondu S. Carrageenan from Solieria chordalis (Gigartinales): Structural analysis and immunological activities of the low molecular weight fractions. Carbohydr Polym. 2010;81: 2: 448-50.

Osmanyan RG. [Prospects for the use of carrageenans in confectionery production (for the production of jelly candies with functional properties)]. Pishchev i pererab promysh. Referat zhurn. 2008;2: 432. Russian.

Michon C. Structure evolution of carrageenan/milk gels: effect of shearing, carrageenan concentration and nu fraction on rheological behavior. Food Hydrocolloids. 2005;19(3): 541-7.

Thaiudom S, Goff HD. Effect of k-carrageenan on milk protein polysaccharide mixtures. Int Dairy J. 2003;13(9): 763-71.

Hamzah HM, Osman A, Tan CP, Mohamad Ghazali F. Carrageenan as an alternative coating for papaya (Carica papaya L. cv. Eksotika). Postharvest Biology and Technology. 2013;75: 142-6.

Yermak IM. Carrageenans-sulfated polysaccharides from red seaweeds as matrices for the inclusion of echinochrome. Mar Drugs. 2017;15(337). Available from: pdfs.semanticscholar.org/a362/ ea5f488b1351b7073ace53d9327a34916d33.pdf

Yuguchi Y, Thu Thuy TT, Urakawa H, Kajiwara K. Structural characteristics of carrageenan gels: Temperature and concentrations dependence. Food Hydrocolloids. 2002;16(6): 515-22.