каррагинан это чем опасен для человека в еде
Каррагинан и его соли (Е407а)
Каррагинан – это добавка, используемая для сгущения, эмульгирования и консервирования продуктов и напитков. Это натуральный ингредиент, который добывается из красных водорослей (также называемых ирландским мхом). Каррагинан часто можно найти в ореховом молоке, мясных продуктах и йогурте. С конца 1960-х годов были споры, связанные с последствиями использования каррагинана для здоровья.
Химическая структура каррагинана
Молекулы каррагинана очень большие и гибкие, они скручиваются, образуя спиральные структуры. Это дает им возможность образовывать гели при комнатной температуре. Они широко используются в пищевой и других отраслях промышленности в качестве загустителей и стабилизирующих агентов.f
Особым преимуществом является то, что они истончаются под действием напряжения сдвига и восстанавливают свою вязкость после снятия напряжения. Производство карригана: сырье готовят в щелочном растворе, затем твердые детали отфильтровывают, а оставшийся раствор содержит каррагинан, который затем концентрируют, удаляют из раствора и сушат.
Или другой метод: сырье готовят в щелочном растворе, который содержит гидроксид калия, для предотвращения растворения каррагинана в растворе. Так что, когда удаляются водоросли, остается каррагинан и целлюлоза, которая измельчается в порошок
Вред и побочные эффекты каррагинана
Продукты с каррагинаном могут быть обозначены как «естественные», но ограниченные исследования показывают, что каррагинан может способствовать или вызывать: воспаление, метеоризм, синдром раздраженного кишечника, непереносимость глюкозы, рак толстой кишки, пищевые аллергии. Хроническое воспаление может привести к большей вероятности других заболеваний, таких как: воспалительное заболевание кишечника, артрит, тендинит, хронический холецистит, или воспаление желчного пузыря.
В одном обзоре также указывается на отсутствие существенной разницы между «пищевым» (негранулированным) и гранулированным каррагинаном. Гранулированный каррагинан является канцерогенной (вызывающей рак) версией, которая не одобрена для использования. Он даже используется, чтобы вызвать воспаление в исследованиях на животных.
Гранулированный каррагинан был создан в 1960-х годах. В то время врачи часто рекомендовали каррагинан для лечения язвенной болезни. Но для эффективности нужна была большая концентрация вещества, поэтому исследователи его гранулировали.
Вскоре они обнаружили, что это не было хорошим решением, и этот гранулированный каррагинан вреден. Таким образом, он больше не используется для лечения пептических язв. Согласно результатам испытаний каррагинан пищевой содержал по меньшей мере 5 процентов гранулированного каррагинана. У одного образца было около 25 процентов. Но многие исследования, проведенные для изучения опасности каррагинана, были произведены на животных и клетках.
Сообщения о вздутии живота, синдроме раздраженного кишечника и других проблемах пищеварения, после употребления продуктов с данной пищевой добавкой, иногда наблюдаются.После исключения каррагинана из рациона питания, данные симптомы у людей исчезали.
При воздействии каррагинана с желудочной кислотой в желудке человека может возникать гидролиз, и привести к деполимеризации негранулированного каррагинана и образованию гранулированного, который является канцерогенным.
Использование в косметической промышленности
Каррагинан и его соли используется в средствах по уходу за кожей, чтобы придать им гладкую, кремовую текстуру. Он также является водосвязывающим агентом, что означает, что он помогает удерживать воду на коже и волосах, увеличивая увлажнение. Его, скорее всего, можно найти в таких продуктах, как увлажнители, шампуни, кондиционеры и зубные пасты.
Но не стоит беспокоиться о вреде каррагинана в средствах по уходу за кожей, так как его молекулы слишком большие для поглощения через кожу, поэтому они не попадают в кровоток и не влияют организм.
Между тем, каррагинан может фактически даже оказаться полезным для кожи.
В дополнение к своим свойствам гидратации, в некоторых исследованиях также обнаружено блокирование роста вирусов, таких как папилломавирус человека, что делает его еще защитным фактором в лубрикантах (в которые он уже включен).
Каррагинан в продуктах питания
Каррагинан часто находится в вегетарианских продуктах, поскольку производители используют его для замены желатина, который обычно изготовлен из частей животного.
Часто каррагинан и его соли можно найти в таких продуктах:
Он также помогает удерживать масло и водорастворимые ингредиенты от разделения, сохраняя общий продукт более стабильным. Вот почему он часто используется в салатных соусах и сэндвич-спредах, которые включают как масло, так и водорастворимые ингредиенты.
Каррагинан также содержится в кормах для домашних животных, особенно консервированных.
Каррагинан не имеет питательной ценности, поэтому не нужно беспокоиться о недостатке какого-либо полезного вещества, при исключении продуктов, содержащих его.
Безопасность карригана
На данный момент недостаточно исследований на людях, чтобы подтвердить любую связь между каррагинаном и проблемами пищеварения. Тем временем, рекомендуется ограничить количество потребляемого каррагинана.
Некоторые данные свидетельствуют о том, что каррагинан вызывает воспаление, желудочно-кишечные изъязвления и что он повреждает пищеварительную систему.
Потенциальная роль каррагинана в развитии желудочно-кишечных злокачественных и воспалительных заболеваний кишечника требует тщательного переосмысления целесообразности его дальнейшего использования в качестве пищевой добавки.
На данный момент недостаточно данных для того, чтобы сделать какое-либо заключение, но все-таки рекомендуется, по возможности, избегать его наличия в продуктах питания.
Каррагинан что это такое, польза и вред пищевой добавки Е407
Пищевая добавка под названием каррагинан имеет код E407. Она производится из красных водорослей и активно применяется во многих промышленных сферах, включая фармацевтическую, пищевую и косметическую.
Несмотря на природное происхождение вещества, точно ответить на вопрос о влиянии каррагинана на организм ученые не могут до сих пор. Тем не менее пользу и потенциальный вред подтвердить удалось.
Каррагинан что это такое
Каррагинан – природный загуститель, который получают из водорослей путем машинной обработки. Он представляет собой линейный полимер из остаточных полисахаридов. E407 сгущает продукцию, нормализует ее структуру и увеличивает срок годности. Поэтому стабилизатор каррагинан используют во многих сферах. Если он входит в состав товара, то упаковку маркируют соответствующей информацией.
Пищевую добавку также могут обозначать как ирландский мох, датский агар или фурцелларан.
Выделяют три вида каррагинана: каппа, йота, лямбда. Они различаются химической структурой и рядом свойств. Каррагинан каппа имеет одну сульфатную группу на две молекулы галактозы. Он отличается твердой структурой геля.
Йота содержит две сульфатные группы на то же количество галактозы и выделяется мягкостью.
В составе лямбда каррагинана присутствуют белки. А количество сульфатных групп возрастает до трех. Такая пищевая добавка не образует стабильные гели, но создает вязкую однородную массу.
Производят E407 следующим образом:
Пищевую добавку иногда также производят иным способом. Он подразумевает, что вместо использования горячего щелочного раствора будет выполняться кипячение в нем. После жидкость очищается, а лишняя влага выпаривается.
Лидирующие позиции по производству E407 занимают компании Marcel Trading и Shemberg из Филиппин. Они готовят рафинированный каррагинан, а также практикуют создание полурафинированной пищевой добавки, называя ее более натуральной. Также крупными производителями E407 считаются CP Kelco из Дании и Est-Agar их Эстонии. Российские компании каррагинан не выпускают.
Характеристики и свойства
Добавка E407 представляет собой гранулированный светло-коричневый или бесцветный порошок без запаха и вкуса. Молекулы каррагена отличаются большим размером и гибкостью. Они термостабильны и устойчивы в кислотной среде.
Пищевая добавка содержит высокий процент основных полисахаридов. Он достигает 80%. Каррагинан нормализует структуру продукции, а также регулирует вязкость и улучшает консистенцию. E407 хорошо растворяется в теплой воде. В холодной – только натриевый каррагинан. Смешивание со спиртом не вызывает подобных реакций.
Транспортировка каррагинана возможна внутри пластиковых упаковок с завинчивающимися крышками или плотных герметичных пакетов. Если вес добавки превышает 10 кг, то ее распределяют по бумажным или полиэтиленовым мешкам с дополнительными внутренними вкладышами.
Области применения
E407 применяется в нескольких областях, включая производство бытовой химии и фармацевтическую промышленность. Предпочтение обычно отдают каппа или йота каррагинану. Они обеспечивают продукцию необходимыми качествами и улучшают ее структуру.
В бытовой химии пищевую добавку используют для производства зубной пасты. Она повышает уровень вязкости, предотвращая разрушение зубной эмали. Также E407 иногда добавляют вместо желатина в изделия из текстиля, клей или бумагу.
В фармацевтической промышленности пищевая добавка востребована в производстве препаратов. Распространенным стало применение E407 в качестве загустителя при изготовлении капсул для лекарственных порошкообразных средств.
Нередко из каррагинана извлекают необычный фармацевтический эффект, который заключается в его способности регенерировать ткани. Поэтому пищевая добавка используется в гелях или мазях, предназначенных для заживления ран.
Иногда ее добавляют даже в спрей для носа для улучшения противовирусного воздействия основного компонента и правильной вязкости.
Применение в пищевой промышленности
Более 80% всего каррагинана приходится на производство продуктов. Причины такой популярности кроются в его свойствах, которые способны улучшать качество пищи с ее сроком годности. Также каррагинаном пищевая промышленность пытается заменить привычный желатин, так как растительный характер происхождения и отсутствие калорий или воздействия на БЖУ делают добавку идеальным ингредиентом.
В каких продуктах применяется E407:
Каррагинан применяется также в других продуктах, включая выпечку, консервы, газированные напитки. В детском питании ее добавление допустимо только в товары, которые предназначены для малышей старше 5 месяцев. Количество E407 ограничивается 0,3 г на литр пищи.
Использование в косметической промышленности
Каррагинан в косметике используется для улучшения свойств товаров. Они обеспечивают более выраженное увлажнение, а также лучше питают кожу. В некоторой продукции пищевая добавка помогает сделать жидкость более вязкой, упростив ее применение.
Где используют E407:
Также каррагинан иногда присутствует в товарах для мужчин. Он отлично дополняет пены или гели для бритья, улучшая их консистенцию и восстанавливая кожу после микротравм от бритвенного станка.
Есть ли польза
От пищевой добавки E 407 есть определенная польза. Однако положительное влияние на организм можно заметить только при длительном употреблении продуктов, содержащих каррагинан.
Польза E407:
Употреблять продукты с каррагинаном можно только в умеренных количествах. Суточная норма составляет 75 мг на каждый килограмм веса.
Возможный вред и меры предосторожности
Злоупотребление продуктами с присутствием пищевой добавки E407 чревато проблемами со здоровьем. Иногда это вызывает необратимые последствия, требующие длительного лечения и постоянного контроля со стороны врачей.
Потенциальный вред пищевой добавки:
Соли вещества не всасываются пищеварительным трактом, из-за чего снижается качество усвоения витаминов с минералами. Поэтому излишки пищевой добавки E407 вызывают серьезные нарушения.
Нужно позаботиться об организме и не только выяснить, что же такое каррагинан, но также задуматься о необходимости ограничить его потребление. Такая простая мера предосторожности поможет избежать массы проблем со здоровьем, а также извлечь пользу из пищевой добавки. Соблюдать суточную норму не так сложно. Достаточно выяснить, где присутствует E407, и провести простейшие расчеты.
Каррагинан: что это такое, польза и вред продукта
Каррагинан – это натуральная пищевая добавка, которую можно найти в составе многих продуктов. Она представляет собой порошкообразную консистенцию жёлтого или белого цвета. Несмотря на её природное происхождение, многие диетологи спорят о том, безопасна она или нет. О том, наносит добавка вред организму или же никак на него не влияет, мы поговорим в этой статье.
Что это такое?
Каррагинан (Е407) – это загуститель продуктов, который имеет натуральное происхождение. Его изготавливают из красной водоросли, которую добывают в морях и океанах. Её использовали ещё в X веке — добавляли в различные лечебные смеси. Кроме густоты добавка даёт продуктам нежную кремовую текстуру и продлевает время их хранения. Большое преимущество данного ингредиента в том, что в нём не содержатся калории, что позволяет использовать его в качестве заменителя желатина.
Как происходит изготовление стабилизатора?
Также существует и другой способ, который используют чаще.
Суточная норма употребления ингредиента составляет 75 мг/кг для взрослого человека
В каких продуктах можно встретить?
Каррагинан, в основном, используют в пищевой промышленности. Благодаря его способности сгущать продукты и продлевать их хранение, его можно найти во множестве товаров.
Также вещество добавляют во множество косметических средств. Его можно найти в составе кремов, масок, гелей, сывороток. Е407 делает эти средства вязкими, в результате чего их удобнее наносить на кожу, так как они не растекаются.
Красные водоросли
Опасен или нет?
Несколько лет назад добавку Е407 официально признали безопасной. Тем не менее, до сих пор ходят споры об её влиянии на организм. Больше всего специалистов волнует наличие в ней этилена, который в больших количествах оказывает губительное влияние на организм. Несмотря на это, каррагинан разрешено добавлять в детское питание, что говорит о его безопасности.
Положительное влияние на организм
Ингредиент является полностью натуральным, поэтому оказывает на здоровье положительное влияние:
От чрезмерного употребления продуктов с Е407 стоит отказаться беременным и кормящим женщинам
Несмотря на перечисленные преимущества стабилизатора, необходимо знать, что положительное воздействие на организм он оказывает только при умеренном добавлении в рацион. Если же злоупотреблять продуктами с его содержанием, то вскоре можно столкнуться с неприятными для здоровья последствиями.
Побочные эффекты
Отрицательное влияние на организм
Ингредиент может навредить, если употреблять продукты с ним в больших количествах:
На безопасность употребления добавки влияет не только её умеренное количество. Также важно и то, в каком состоянии находятся молекулы вещества. Если они уже распались, то такой продукт может нанести вред.
Если вы заботитесь о своём организме и сомневаетесь в том, стоит ли сохранять в своём рационе пищу с Е407, то стоит помнить о суточной норме. Если укладываться в эти показатели, вы сможете обезопасить своё здоровье и не допустить появления побочных эффектов. Если же вы заметили, что ваша суточная норма превышает рекомендованную цифру, следует пересмотреть свой рацион и вычеркнуть их него лишние продукты. Наглядно увидеть действие ингредиента на жидкость можно в этом видео:
Карраген (Е407)
Стабилизатор и загуститель карраген (по-другому – каррагинан) известен в пищевой промышленности под кодом Е407. Своё название вещество позаимствовало от красных водорослей, из которых его и добывают. Первыми водоросли начали использовать ирландцы в те времена, когда ни о промышленности, но и пищевых добавках мир ещё не слышал. Только в двадцатом веке это сырьё начали усиленно исследовать химики и технологи. Результатом исследований стало синтезирование каррагена. Кулинарные и даже лечебные свойства вещества учёные смогли оценить спустя некоторое время, и теперь стабилизатор Е407 – часто встречающийся компонент мороженого, различных смесей на основе молока, сырных паст, десертов, мясных продуктов.
Происхождение вещества, способы его синтезирования
Изначально сырьё, в котором содержится карраген – это разновидность красных водорослей. Они произрастают практически во всех частях света, но особенно облюбовали места, где есть тёплые течения, и где температура воды выше 14-16 градусов Цельсия. В такой среде они растут и размножаются гораздо быстрее, чем в более холодной. Самая большая частота обнаружения водорослей на побережье США, Индонезии, Канады и у берегов Ирландии, а их второе название – ирландский мох. В перечисленных странах водоросль выращивают в больших количествах для производственных нужд, создавая для них специальные подводные “фермы”.
Известно, что морепродукт начал использоваться ирландскими кулинарами и медиками ещё в десятом веке. Из него готовили экстракт, который в дальнейшем добавлялся в пищевые продукты для придания им гелеобразной консистенции, а в некоторых случаях и лекарственных свойств. Представители медицины в Китае до сих пор пользуются свойствами водорослей для избавления от некоторых заболеваний.
Для получения вещества из водорослей, их обрабатывают горячим раствором щёлочи, после чего отделяют целлюлозу и выпаривают воду. Полученное сырьё высушивают и измельчают.
Описание и свойства пищевой добавки каррагинана
Вещество представляет собой линейный полимер из остатков полисахаридов и обладает свойствами желирования и набухания. В зависимости от мест произрастания исходного сырья, его вида и периода сбора, может быть различных разновидностей.
На вид добавка выглядит как гранулированный порошок, который может быть бесцветным или иметь светло-коричневый оттенок. Гранулы хорошо растворяются в воде, не имеют запаха и вкуса. На сегодняшний день исследователям известно около 300 видов каррагена, и их изучение продолжается до сих пор.
Использование добавки влияет на структуру и консистенцию продукта, регулирует его вязкость и улучшает консистенцию. В этом его действие схоже с популярным агаром, который тоже добывается из водорослей.
Как стабилизатор, добавка позволяет продуктам сохранять первоначальные цвет, запах и форму, а также текстуру. Эмульгирующий эффект состоит в том, что каррагинан позволяет образовывать смеси компонентов, которые не смешиваются в обычных условиях.
Применение стабилизатора Е407
В пищевой промышленности главное назначение пищевой добавки – сгущивание продуктов и гелеобразование. Его часто можно встретить в кондитерских изделиях – он выполняет роль влагоудерживателя, желирующего и набухающего агента в составе:
Карраген также используется для изготовления:
Более того, вещество является компонентом, популярным в фармацевтической и химической промышленности.
Польза и вред от употребления
Исходное сырьё, из которого получают добавку, известно своими лекарственными свойствами и полезным для человека составом: в нём содержится около 10% белка, бром, хлор и йод, марганец, селен и калий. Добавка, которая синтезируется из водорослей, тоже частично обладает противовоспалительными, антибактериальным и противовирусным эффектом. Некоторые исследования показывают, что карраген способен оказывать противоопухолевое действие на организм, а также заживлять язвенные поражения слизистых, хотя официального подтверждения этой информации на сегодняшний день нет.
Использование пищевой добавки Е407 разрешено даже для детского и диетического питания, то есть наука признаёт её полностью безопасной для организма человека. Ещё несколько лет назад не было вообще никаких ограничений к применению каррагена в странах Европейского союза, в США, Украине и России.
Однако, кроме поклонников, у вещества есть и противники. Есть информация о том, что его избыточное накопление в организме вызывает воспалительные процессы в желудочно-кишечном тракте и может стать причиной появления язвенной болезни, гастрита и злокачественных опухолей в органах пищеварения. Это возможно из-за наличия в добавке оксида этилена, который, при определённых условиях, становится канцерогеном.
Последние исследования Всемирной организации здоровья показали, что беременным женщинам и детям необходимо воздерживаться от употребления пищи с этим компонентом в составе.
В любом случае, даже с учётом отсутствия подтверждённых данных об опасности стабилизатора Е407, лучше ограничивать употребление продуктов, которые его содержат, и отдавать предпочтение пище без этой добавки.
Стабилизатор и загуститель каррагинан добывается из красных водорослей, в обилии растущих в водах Мирового океана. Он известен кулинарам, технологам и врачам уже достаточно длительное время. Хотя сегодня добавка признана мировым сообществом безопасной для взрослых и детей, у неё всё равно есть лагерь противников. Изучение вещества длится уже несколько столетий и, видимо, прекратится нескоро. Ведь, пока различные учёные и биологи озвучивают две взаимоисключающие точки зрения по поводу безопасности каррагена, невозможно дать однозначный ответ о том, какие реальные последствия будет иметь его повсеместное использование в продуктах питания.
Каррагинаны: польза или вред?
Кратко о том, что будем обсуждать в статье:
Каррагинаны – сульфатированные гетерополисахариды красных водорослей, которые используются в пищевой промышленности в качестве загустителей и эмульгаторов (Е407). В литературе описаны как положительно, так и отрицательно влияющие на организм эффекты каррагинанов. В обзорной статье представлены сведения об экспериментах, в которых демонстрируется способность каррагинанов выступать в роли индукторов воспаления и канцерогенеза, а также описаны антиоксидантные, противовирусные и противоопухолевые эффекты каррагинанов. При анализе источников установлено, что свойства каррагиананов зависят преимущественно от типа и молекулярной массы макромолекул. Противоречивые данные о токсическом действии каррагинанов, полученные в опытах in vivo и in vitro, указывают на необходимость осторожной трактовки результатов опытов, демонстрирующих безопасность добавки Е407, и обуславливают недопустимость слепого переноса результатов in vitro исследований биобезопасности каррагинанов на человека.
А теперь подробнее о пользе и вреде каррагинанов:
Каррагинаны представляют собой полисахариды, полученные из некоторых видов красных водорослей. Структурными единицами данных биополимеров являются моносахариды D-галактоза и 3,6-ангидрогалактоза, которые связаны а-1,3 и Р-1,4-гликозидными связями. Каррагинаны содержат примерно от 15% до 40% остатков серной кислоты и имеют среднюю молекулярную массу более 100 кДа. Выделяют несколько типов каррагинанов: X, к, I, е, ц, которые содержат от 22 до 35% остатков серной кислоты [1, 2]. В пищевой промышленности активно используются лишь три вида каррагинана: X, к, I [2]. При этом они не имеют пищевой ценности, используются в качестве гелеобразователей, загустителей и для улучшения текстуры продуктов. Каррагинаны известны как пищевая добавка Е 407, и основной сферой их применения является молочное, кондитерское и мясное производство [3]. В 2015 г. комитет экспертов по пищевым добавкам ВОЗ (JECFA) сделал заключение о допустимости употребления каррагинана даже в детском возрасте – «Использование каррагинана в детской формуле или формуле для специальных медицинских целей при концентрациях до 1000 мг/л не вызывает беспокойства» [4]. Подобные данные появляются на фоне все возрастающей обеспокоенности мирового сообщества в отношении безопасности применения каррагинана. Данные о небезопасности перорального употребления каррагинана стали появляться еще в 60-х годах прошлого века [2, 5]. В многочисленных опытах на животных продемонстрирована способность всех трех коммерчески значимых типов каррагинана вызывать воспаление различных отделов желудочно-кишечного тракта – от слабой и умеренной интенсивности до тяжелого язвенно-некротического процесса 6.
Установлено, что хроническое каррагинан-индуцированное воспаление желудочно-кишечного тракта характеризуется развитием окислительного стресса, эндотелиальной дисфункцией в сосудах кишечника, активацией апоптоза и пролиферации эпителия кишечника, интенсивным синтезом провоспалительных цитокинов, активацией процессов неоангиогенеза в кишечнике и т.д. [9, 11-15]. Гистологические изменения, связанные с воздействием перорально употребленного каррагинана, выявленные при проведении эксперимента на животных, включают повреждение слизистой оболочки кишечника, характерные для острого, подострого и хронического воспалительного процесса, наличие абсцессов; деформацию слизистых желез, изъязвление слизистой оболочки, а также гиперпластические изменения железистого эпителия [7, 9, 10, 16].
На протяжение многих лет в экспериментальной медицине используется модель карраги-нан-индуцированного воспаления лап крыс, которая представляет собой классическую модель формирования отека и гипералгезии и активно применяется при оценки эффективности новых нестероидных противовоспалительных препаратов. Воспаление моделируется путем инъекции 100 мкл 1% ^-каррагинана, разведенного в физиологическом растворе, в заднюю лапу животного
[17]. Внутрибрюшинное введение 1% раствора каррагинана приводит к развитию перитонита у мышей [18, 19]. Инъекция 0,02 мл 1% раствора каррагинана в коленный сустав приводит к развитию артрита [20, 21]. Zeng F. et al установили, что при инъекции 3% раствора ^-каррагинана непосредственно в простату развивается простатит [22]. Также известны модели каррагинан-инду-цированного плеврита [23] и каррагинан-индуци-рованного воспаления головного мозга у мышей, вызванного введением каррагинана в желудочки мозга [24].
Таким образом, введения растворов карра-гинана разной концентрации (от одно- до трехпроцентных растворов) приводит к развитию воспалительного процесса в зоне введения. При моделировании воспаления наиболее часто используется ^-каррагинан. Острое каррагинан-индуцированное воспаление характеризуется отеком, гипералгезией, экстравазацией нейтро-филов, а его интенсивность имеет ярко выраженный дозозависимый характер [5].
Однако в последние годы отмечается отчетливая тенденция к увеличению количества публикаций, демонстрирующих наличие у кар-рагинанов положительных эффектов. Например, Yuan H. et al. продемонстрировали, что олигоса-хариды к-каррагинана и их модифицированные производные (дополнительно сульфатированные и ацетилированные) обладают антиоксидантной активностью при постановке эксперимента как in vivo, так и in vitro [25]. Схожие результаты удалось получить группе исследователей под руководством Sun Y. – авторы подтвердили наличие антиоксидантых свойств продуктов гидролиза к-каррагинана [26]. При этом антиоксидантная активность к-каррагинановых олигосахаридов зависит от степени полимеризации, содержания редуцирующих сахаров и сульфатных групп. Abad L.V. et al. изучали антиоксидантные свойства каррагинанов, подвергшихся действию гамма-излучения. Установлено, что антиоксидант-ная активность зависит от типа каррагинана, максимально она выражена у к-каррагинана и снижается в ряду к-t-X. Авторы объясняют анти-оксидантые эффекты данной пищевой добавки, главным образом, деполимеризацией каррагина-нов с соответствующим увеличением содержания редуцирующих сахаров, однако отмечая, что антиоксидантные свойства полученных олигоме-ров каррагинана были ниже, чем у аскорбиновой кислоты [27]. Алкогольные экстракты продуктов гидролиза каррагинана (под действием излучения) с молекулярной массой 2300-5000 Да также обладают антиоксидантной активностью. Установлено, что максимальные антиоксидантные свойства характерны для фракций к-каррагинана с молекулярной массой до 2кДа [28].
Проанализировав результаты работ, посвященных изучению антиоксидантных эффектов каррагинана, мы отметили, что антиокси-дантными свойствами обладают не интактные высокомолекулярные молекулы каррагинанов, которые используется в пищевой промышленности, а низкомолекулярные продукты гидролиза, преимущественно к-каррагинана. В то же время известно, что недеградированный пищевой кар-рагинан имеет молекулярную массу 200-400 кДа [29], а молекулярная масса деградированного каррагинана, который может образовываться из пищевого каррагинана путем неферментативного кислотного гидролиза в желудке, не опускается ниже 20 кДа [5]. Таким образом, антиокси-дантные свойства характерны для фрагментов к-каррагинана, которые не поступают в организм с продуктами питания и не образуются в желудочно-кишечном тракте в желудке под действием соляной кислоты или бактериальной деградации в толстом кишечнике.
Первые данные о противовирусных эффектах каррагинанов появились 30 лет назад. González ME et al. в опытах in vitro продемонстрировали способность данных сульфатирован-ных полисахаридов предотвращать разрушение клеточного монослоя вирусом простого герпеса – 1 (HSV-1) в дозе 5 мкг/мл [30]. По мнению авторов, каррагинан ингибирует репликацию вируса на стадии между проникновением в клетку и синтезом поздних белков. В дальнейшем появились публикации, демонстрирующие, что к-, i-, и Х-каррагинаны способны тормозить репликацию различных вирусов 33. Интересно отметить, что антивирусное действие каррагинанов разнится в зависимости от вида биополимера. Установлено, что каррагинаны способны инги-бировать заражение вирусом папилломы человека (ВПЧ), и в отношении данного вируса активность Х- и к-каррагинанов значительно уступает i-каррагинану [34]. i-каррагинан также обладает максимальной активностью в отношении инги-бирования репликации возбудителей лихорадки денге, по сравнению с другими разновидностями каррагинана [33]. Помимо типа каррагинана, на антивирусную активность также влияет молекулярная масса гетерополисахарида. Ji J. et al. отмечают, что низкомолекулярные каррагинановые олигосахариды легче контактируют с вирусами и обладают более высокой биодоступностью и биологической активностью [35]. i-каррагинан также максимально эффективен в отношении ринови-русов [36].
Анализируя исследования, посвященные противовирусному действию каррагинанов, мы обратили внимание, что большинство исследований проведены in vitro на монокультуре клеток. При этом авторы заявляют, что каррагинан не оказывал токсического воздействия. Однако известно, что каррагинаны способны активировать макрофаги, индуцировать генерацию про-воспалительных цитокинов и активных форм кислорода клетками иммунной системы [5, 19, 37, 38]. Таким образом, опыты in vitro с культурами неиммуннокомпетентных клеток не позволяют сделать достоверных выводов об отсутствии токсического воздействия каррагинанов и к сообщениям о безопасности применения данных пищевых добавок в качестве противовирусных препаратов следует относиться с осторожностью.
Известно, что некоторые представители каррагинанов обладают противоопухолемым действием, в основном за счет антивирусных, ан-тиоксидантных и иммуномодулирующих свойств 39. В частности, Prasedya ES et al. в опыте in vitro продемонстрировали наличие цитотокси-ческого действие Х- и к-каррагинанов в дозировке 250-2500 мкг/мл в отношении клеток линии HeLa [41]. Luo M. et al. обнаружили, что внутри-опухолевое введение Х-каррагинана у мышей с меланомой B16-F10 приводит к достоверному снижению объема опухоли.
Авторы отмечают, что действие каррагинана проявлялось только в опытах in vivo. При инкубации Х-каррагинана с опухолевыми клетками не было обнаружено прямого цитотоксического действия, что позволило авторам сделать вывод о влиянии каррагинана на микроокружение опухоли и подтвердить данный вывод экспериментально, обнаружив значительную миграцию макрофагов и дендритных клеток в зону введения каррагинана и увеличенную продукцию ФНО-а макрофагами [42]. При проведении экспериментов на животных обнаружено также противоопухолевое действие олигоса-харидов к-каррагинана и низкомолекулярного Х-каррагинана, полученного из Chondrus ocellatus [43, 44], что еще раз подтверждает наличие положительных эффектов исключительно у низкомо-лекулярных фрагментов каррагинанов и перспективность изучения противоопухолевого действия именно олигосахаридов каррагинанов.
Заключение
Таким образом, несмотря на то, что каррагинан считался безопасной пищевой добавкой на протяжении многих десятилетий и продолжает считаться таковой, что имеются многочисленные экспериментально подтвержденные данные о противоопухолевых, антиоксидантных и противовирусных эффектах, в основном, низкомолекулярных олигосахаридов каррагинана, а также данные об отсутствии токсического действия кар-рагинана, мы полагаем, что отношение к карра-гинану как к нетоксичному соединению должно быть пересмотрено ввиду многочисленных опытов in vivo, демонстрирующих токсичность Е407. Мы считаем недопустимым автоматический перенос данных in vitro исследований на человека и теоретическую возможность трактовки работ на культуре клеток (как правило, на монокультуре) для оценки степени риска употребления каррагинана человеком.
ТКАЧЕНКО А.С., НАКОНЕЧНАЯ О.А., ГОРБАЧ Т.В., ТКАЧЕНКО М.А.
Вестник ВГМУ. – 2018. – Том 17, №1. – С. 7-13.
Литература
1. Manuhara, G. J. Extraction and characterization of refined k-carrageenan of red algae [Kappaphycus Alvarezii (Doty ex p.c. Silva, 1996)] originated from karimun jawa islands / G. J. Manuhara, D. Praseptiangga, R. A. Riyanto // Aquatic Procedia. – 2016 Aug. – Vol. 7. – P. 106-111.
2. Necas, J. Carrageenan: a review / J. Necas, L. Bartosikova // Veterinarni Medicina. – 2013. – Vol. 58, N 4. – P. 187-205.
3. Tailoring kappa/iota-hybrid carrageenan from Mastocarpus stellatus with desired gel quality through pre-extraction alkali treatment / G. Azevedo [et al.] // Food Hydrocoll. – 2013 May. – Vol. 31, N 1. – P. 94-102.
4. Safety evaluation of certain food additives [Electronic resource] : WHO Food Additives Series: 70 : Prepared by the Seventy-ninth meeting of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA). – Geneva : World Health Organization, 2015. – Mode of access: http://apps. who.int/iris/bitstream/10665/171781/3/9789240693982_ eng.pdf. – Date of access: 11.11.2017.
5. Tobacman, J. K. Review of harmful gastrointestinal effects of carrageenan in animal experiments / J. K. Tobacman // Environ. Health Perspect. – 2001 Oct. – Vol. 109, N 10. – P. 983-994.
6. Споаб моделювання хротчного гастроентероколпу : пат. 97322 Украша, МПК G 09 B 23/28 / 1ваненко Т. О., Коробчанський В. О., Губша-Вакулик Г. I., Горбач Т. В., Колоусова Н. Г ; заявник i власник патенту Харкв. нац. мед. ун-т. – № a201014510 ; заявл. 06.12.10 ; опубл. 25.01.12, Бюл. № 2.
7. Губина-Вакулик, Г. А. Морфологическое состояние тон-
кого кишечника при длительном употреблении пищевой добавки каррагинан / Г. А. Губина-Вакулик, А. С. Тка-ченко, М. А. Орлова // Вюн. проблем бюлоги i медицини.
– 2014. – Т. 3, вип. 2. – С. 252-257.
8. Effects of lambda-carrageenan induced experimental enterocolitis on splenocyte function and nitric oxide production / V E. Pricolo [et al.] // J. Surg. Res. – 1996 Nov.
9. Damage and regeneration of small intestinal enterocytes under the influence of carrageenan induces chronic enteritis / G. I. Gubina-Vakyulyk [et al.] // Comp. Clin. Path. – 2015 Nov. – Vol. 24, N 6. – P. 1473-1477.
10. Watt, J. Experimental ulcerative disease of the colon in animals / J. Watt, R. Marcus // Gut. – 1973 Jun. – Vol. 14, N 6. – P. 506-510.
12. Ткаченко, А. С. Стан прооксидантно-антиоксидантно! системи при хрошчному експериментальному гастроентероколт / А. С. Ткаченко, В. Г. Гопкалов // Вюн. проблем бюлоги i медицини. – 2014. – Т. 1, вип. 1. – С. 194-199.
13. Ткаченко, А. С. Апоптоз энтероцитов при хроническом каррагинан-индуцированном гастроэнтероколите: исследование методом флуоресцентных зондов / А. С. Ткаченко, Е. М. Корниенко, Е. А. Посохов // Вюн. Харкв. нац. ун-ту iм. В. Н. Каразша. Сер. Бюлопя. – 2016. – Вип. 26. – С. 179-186.
14. Жуков, В. И. Уровень фактора некроза опухолей альфа и активность матриксной металлопротеиназы-2 при хроническом каррагенан-индуцированном гастроэнтероко-лите / В. И. Жуков, А. С. Ткаченко // Науч. вед. БелГУ. Сер. Медицина. Фармация. – 2014. – № 18, вып. 27. – C. 150-153.
15. Жуков, В. И. Система перекисного окисления липидов и активность апоптоза при экспериментальном хроническом гастроэнтероколите / В. И. Жуков, А. С. Ткаченко // Науч. вед. БелГУ Сер. Медицина. Фармация. – 2013. – № 18, вып. 23. – С. 138-141.
16. Martino, J. V. The role of carrageenan and carboxymethylcellulose in the development of intestinal inflammation / J. V Martino, J. Van Limbergen, L. E. Cahill // Front Pediatr. – 2017 May. – Vol. 5. – P. 96.
17. Pharmacology of a selective cyclooxygenase-2 inhibitor, L-745,337: a novel nonsteroidal anti-inflammatory agent with an ulcerogenic sparing effect in rat and nonhuman primate stomach / C. C. Chan [et al.] // J. Pharmacol. Exp. Ther. – 1995 Sep. – Vol. 274, N 3. – P. 1531-1537.
18. Inhibition of carrageenan-induced acute inflammation in mice by oral administration of anthocyanin mixture from wild mulberry and cyanidin-3-glucoside / N. M. Hassimotto [et al.] // Biomed. Res. Int. – 2013. – Vol. 2013. – P. 146716.
19. Carrageenan-induced inflammation promotes ROS generation and neutrophil extracellular trap formation in a mouse model of peritonitis / C. R. Barth [et al.] // Eur. J. Immunol. – 2016 Apr. – Vol. 46, N 4. – P. 964-970.
20. Carrageenan-induced arthritis in the rat / P. Hansra [et al.] // Inflammation. – 2000 Apr. – Vol. 24, N 2. – P. 141-155.
21. Chamberland, D. L. Photoacoustic tomography of carrageenan-induced arthritis in a rat model / D. L.
22. Development and validation of an animal model of prostate inflammation-induced chronic pelvic pain: evaluating from inflammation of the prostate to pain behavioral modifications / F. Zeng [et al.] // PLoS One. – 2014 May. – Vol. 9, N 5. – P. e96824.
23. Anti-inflammation effects of corn silk in a rat model of carrageenin-induced pleurisy / G. Q. Wang [et al.] // Inflammation. – 2012 Jun. – Vol. 35, N 3. – P. 822-827.
24. Gamache, D. A. Carrageenan-induced brain inflammation. Characterization of the model / D. A. Gamache, J. T. Povlishock, E. F. Ellis // J. Neurosurg. – 1986 Nov. – Vol. 65, N 5. – P. 679-685.
25. Antioxidant activity and cytoprotective effect of kappa-carrageenan oligosaccharides and their different derivatives / H. Yuan [et al.] // Bioorg. Med. Chem. Lett. – 2006 Mar.
– Vol. 16, N 5. – P. 1329-1334.
26. Structural characterization and antioxidant activities of K-carrageenan oligosaccharides degraded by different methods / Y. Sun [et al.] // Food. Chem. – 2015 Jul. – Vol. 178. – P. 311-318.
27. Antioxidant activity potential of gamma irradiated carrageenan / L. V Abad [et al.] // Appl. Radiat. Isot. – 2013 Sep. – Vol. 79. – P. 73-79.
28. Relleve, L. Characterization and antioxidant properties of alcoholic extracts from gamma irradiated K-carrageenan / L. Relleve, L. Abad // Radiat. Phys. Chem. – 2015 Jul. – Vol. 112. – P. 40-48.
29. Weiner, M. L. Food additive carrageenan: Part II: a critical review of carrageenan in vivo safety studies / M. L. Weiner // Crit. Rev. Toxicol. – 2014 Mar. – Vol. 44, N 3. – P. 244-269.
31. Prevention of human enterovirus 71 infection by kappa carrageenan / Y. H. Chiu [et al.] // Antiviral. Res. – 2012 Aug.
– Vol. 95, N 2. – P. 128-134.
33. Differential inhibition of dengue virus infection in mammalian and mosquito cells by iota-carrageenan / L. B. Talarico [et al.] // J. Gen. Virol. – 2011 Jun. – Vol. 92, pt.
34. Carrageenan is a potent inhibitor of papillomavirus infection / C. B. Buck [et al.] // PLoS Pathog. – 2006 Jul. – Vol. 2, N
35. Bio-function summary of marine oligosaccharides / J. Ji [et al.] // Int. J. Biol. – 2011. – Vol. 3, N 1. – P. 74-86.
36. Iota-Carrageenan is a potent inhibitor of rhinovirus infection / A. Grassauer [et al.] // Virol. J. – 2008. – Vol. 5. – P. 107.
37. Pimaradienoic acid inhibits carrageenan-induced inflammatory leukocyte recruitment and edema in mice: inhibition of oxidative stress, nitric oxide and cytokine production / S. S. Mizokami [et al.] // PLoS One. – 2016 Feb.
– Vol. 11, N 2. – P. e0149656.
39. Anticancer and cancer preventive properties of marine polysaccharides: some results and prospects / S. N. Fedorov [et al.] // Mar. Drugs. – 2013 Dec. – Vol. 11, N 12. – P. 48764901.
40. Preparation and in vivo antitumor activity of kappa-carrageenan oligosaccharides / X. Hu [et al.] // Pharm. Biol.
– 2006. – Vol. 44. – P. 646-650.
41. Carrageenan delays cell cycle progression in human cancer cells in vitro demonstrated by FUCCI imaging / E. S. Prasedya [et al.] // BMC Complement Altern Med. – 2016 Aug. – Vol. 16. – P. 270.
42. Antitumor and adjuvant activity of X-carrageenan by stimulating immune response in cancer immunotherapy / M. Luo [et al.] // Sci. Rep. – 2015 Jun. – Vol. 5. – P. 11062.
44. Immunomodulation and antitumor activity of kappa-carrageenan oligosaccharides / H. Yuan [et al.] // Cancer. Lett. – 2006 Nov. – Vol. 243, N 2. – P. 228-234.