каррагинан что это за добавка вред и польза
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.
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.
Список опасных и безопасных Е-кодов продуктов питания
Вредны ли эти добавки? Специалисты-пищевики считают, что буква «Е» не так страшна, как ее малюют: применение добавок разрешено во многих странах, большинство из них не дает побочных эффектов. Но у медиков часто иное мнение.
Но медики все же настаивают на таком выводе: даже те пищевые добавки, которые производятся из натурального сырья, все же проходят глубокую химическую обработку. А поэтому последствия, сами понимаете, могут быть неоднозначными. Так что лучше есть то, что выращено своими руками без всяких химикатов и сохранено без консервантов. Жаль только, что не все мы садоводы и огородники.
Пищевые добавки, запрещенные к применению в РФ:
Пищевые добавки, не разрешенные к применению в РФ:
E103, E107, E125, E127, E128, E140, E153-155, E160d, E160f, E166, E173-175, E180, E182, E209, E213-219, E225-228, E230-233, E237, E238, E241, E252, E253, E264, E281-283, E302, E303, E305, E308-314, E317, E318, E323-325, E328, E329, E343-345, E349, E350-352, E355-357, E359, E365-368, E370, E375, E381, E384, E387-390, E399, E403, E408, E409, E418, E419, E429-436, E441-444, E446, E462, E463, E465, E467, E474, E476-480, E482-489, E491-496, E505, E512, E519-523, E535, E537, E538, E541, E542, E550, E552, E554-557, E559, E560, E574, E576, E577, E579, E580, E622-625, E628, E629, E632-635, E640, E641, E906, E908-911, E913, E916-919, E922-926, E929, E942-946, E957, E959, E1000, E1001, E1105, E1503, E1521.
Некоторые характеристики других пищевых добавок:опасны E110, E123, E127, E129, E150, E151, E173-175, E210, E212, E216-219, E227, E228, E235, E242, E339-341, E400-403, E450-452, E521-523, E541-556, E559, E574-579, E620-625, E900, E912, E951, E954, E965, E967, E999, E1200-1202
сомнительны E102, E104, E120, E122, E124, E141, E150, E161, E173, E180, E241
канцерогены E131, E142, E210-217, E239
разрушают витамин B12 E220
нарушают деятельность желудочно-кишечного тракта E221-226
нарушают функцию кожи E230, E231, E233
вызывают сыпь E311, E312
содержат много холестерина E320, E321
нарушают пищеварение E338, E340, E341, E407, E450, E461-463, E466, E468
Перечень химических обозначений пищевых добавок в алфавитном порядке:
Классификация пищевых добавок:
ААгар-агар, 1)РК РЖ E406
Адипаты натрия E356
Адипаты калия Е357
Адипиновая кислота E355
Азорубин, кармазин С E122
Аллура красная AC О E129
Алюминий (порошкоподобный)О E173
Алюмосиликат О Е559
Алюмосиликат кальция О Е556
Алюмосиликат калия О E555
Алюмосиликат натрия О E554
Алюмофосфат натрия О Е541
Альгинат амония О E403
Альгинат калия О E402
Альгинат кальция О E404
Альгинат натрия E401
Альгинова кислота О E400
Амарант ОР Ведет к накоплению извести в почках! E123
Аннато, биксин, норбиксин E160b
Аскорбат кальция E302
Аскорбат натрия E301
Аскорбинова кислота E300
Аспартам 2)ОО ГМ E951
Ацесульфам калия E950
Ацетаты калия E261
Ацетаты кальция E263
Ацетаты натрия E262
Ацетилированый дикрахмаладипат E1422
Ацетилированый дикрахмалфосфат E1414
Ацетилированый крахмал E1420
Ацетатизобутират сахарозы Е444
1) Натуральное, растительное желирующее вещество из красных водорослей. Неудобоваримое. Препятствует усвоению минеральных веществ организмом. В больших дозах оказывает слабительный эффект.
ББензоат калия ОС E212
Бензоат кальция E213
Бензоат натрия ОС E211
Бензойна кислота ОС E210
Бета-апо-8′-каротинал (C 30) E160e
Бета-апо-8′-каротиновой кислоты (C 30) этиловый эфир E160f
Бифенил, дифенил ВК E230
Борная кислота E284
Бутилгидроксианизол (BHA) РС Х E320
Бутилгидрокситолуол, ионол (BHT) С Х E321
ВВинная кислота (L(+)-винная кислота) E334
Воск канделильский E902
Воск карнаубский E903
Воск оксидированый полиэтиленовый E914
Воск пчелиный, белый и желтый E901
Гваяковая смола Е314
Гидроксид амония E527
Гидроксид калия E525
Гидроксид кальция E526
Гидроксид магния E528
Гидроксид натрия E524
Гидросульфит калия E228
Глутамат магния О E625
Глутаминова кислота О E620
Глутамат натрия I-замещенный О Е621
Глутамат калия I-замещенный О Е622
Глутамат аммония I-замещенный О Е624
Гуанилат кальция E629
Гуаниловая кислота E626
Гуарова камедь С E412
2) Искусственное вещество, производится из аммониака и формальдегида. В Западной Европе допущен только в сырах Provalone. Применяется в лекарственных препаратах, для дезинфекции кожи и мочевыводящих путей, а также в качестве консерванта в косметике
Динатрий 5′-рибонуклеотид E635
Дифенил С О 3) Е230
Диметилдикарбонат О Е242
Диоксид кремния аморфный (кремневая кислота) Е551
Двуокись углерода E290
Двуокись кремния E551
Двуокись титана E171
Додецилгалат С E312
3) Разрешен, как консервант против плесени и грибков для обработки кожуры цитрусовых, может быть перенесен пальцами на мякоть самого фрукта. Рекомендуется, после чистки, тщательно вымыть руки. У животных в больших дозах вызывает внутреннее кровотечение и изменения органов.
ЖЖирные кислоты E 570
ИИзоаскорбинат натрия Е316
Изоаскорбиновая (эриторбовая) кислота Е315
Инозиновая кислота Е630
KКамедь рожкового дерева С E410
Камедь карайи О Е416
Камедь гваяковая П Е241
Камедь ксантановая Е415
Камедь тары С Е417
Камедь геллановая Е418
Каррагинан О РК Е407
Карбамид (мочевина) Е927b
Краситель синий блестящий E133
Краситель черный ВК E151
Краситель пищевой оранжево-желтый ‘солнечный закат’ ОС E110
Краситель пищевой зеленый-S E142
Краситель пищевой ‘золото’ Е175
Краситель пищевой ‘индиго-кармин’ Е132
Краситель пищевой куркумин Е100
Краситель пищевой рибофлави Е101
Краситель пищевой тартразин ОС Е102
Краситель пищевой алканет (алканин) Е103
Краситель пищевой желтый хинолиновый С Е104
Краситель пищевой кармин (из насекомых щитовок!) C Е120
Краситель пищевой азорубин (кармуазин) С Е122
Краситель пищевой амарант С Е123
Краситель пищевой пунцовый С Е124
Краситель пищевой красный С Е128
Краситель пищевой красный ‘очаровательный’ (аллура) С Е129
Краситель пищевой синий патентованный Е131
Краситель пищевой индигокармин Е132
Краситель пищевой синий блестящий Е133
Краситель пищевой хлорофилл Е140
Краситель пищевой медные комплексы хлорофиллов Е141
Краситель пищевой зеленый S Е142
Краситель пищевой cахарные колеры простые Е150a
Краситель пищевой cахарные колеры сульфитные Е150b
Краситель пищевой cахарные колеры аммония О Е150с
Краситель пищевой cахарные колеры аммоний-сульфитные О Е150d
Краситель пищевой черный блестящий О Е151
Краситель пищевой уголь растительный Е153
Краситель пищевой коричневый FK С Е154
Краситель пищевой коричневый HT С Е155
Краситель пищевой каротины Е160a
Краситель пищевой экстракты аннато Е160b
Краситель пищевой маслосмолы паприки Е160c
Краситель пищевой ликопин Е160d
Краситель пищевой бета-апокаротиновый альдегид Е160e
Краситель пищевой эфиры бета-апо-8′-каротиновый кислоты Е160f
Краситель пищевой флавоксантин Е161b
Краситель пищевой красный свекольный Е162
Краситель пищевой антоцианы Е163
Краситель пищевой углекислые соли кальция Е170
Краситель пищевой титана диоксид Е171
Краситель пищевой окиси железа Е172
Краситель пищевой алюминий О Е173
Краситель пищевой серебро О Е174
Краситель пищевой золото О Е175
Краситель пищевой литолрубин BK С Е180
Концентрат токоферолов Е306
Краситель из паприки, капсантин, капсорубин E160c
Карбонаты натрия Е500
Карбонаты калия Е501
Карбонаты аммония Е503
Карбонаты магния Е504
Квасцы алюмо-натриевые О Е521
Квасцы алюмо-калиевые О Е522
Квасцы алюмо-аммиачные О Е523
ЛЛецитины, фосфатиды Е322
Лактат натрия Е325
Лактат кальция Е327
Лактат аммония Е328
Лимонная кислота Е330
Лактилаты натрия Е481
Лактилаты кальция Е482
ММуравьиная кислота Е236
Молочная кислота Е270
Малат аммония Е349
Малаты натрия Е350
Малаты кальция Е352
Мета-винная кислота Е353
Моно- и диглицериды жирных кислот Е471
Нитрит калия О Е249
Нитрат натрия О Е251
Нитрат натрия О Е252
ООрто-фенилфенол ВК О Е231
Орто-фенилфенола натриевая соль О Е232
Октилгаллат С О Е311
Орто-фосфорная кислота О РК Е338
Оксид кальция Е529
Пропионовая кислота О Е280
Пропионат натрия О Е281
Пропионат кальция О Е282
Пропионат калия О Е283
Пропилгаллат О Е310
Боровая кислота О Е284
Полиоксиэтиленсорбитан тристеарат О Е436
Пирофосфаты О Е450
Полифосфаты О Е452
Полидиметисилоксан О Е900
Полидекстрозы О Е1200
РРибонуклеотиды-5′ кальция Е 634
Сорбиновая кислота Е200
Сорбат натрия Е203
Сорбит и сорбитовый сироп Е420
Соли жирных кислот Е470
Сорбитанмоностеарат О Е491
Сорбитантристеарат О Е492
Сорбитанмонолаурат, СПЭН 20 О Е493
Сорбитанмоноолеат, СПЭН 80 О Е494
Сорбитанмонопальмитат, СПЭН 40 О Е495
Сорбитантриолеат, СПЭН 85 О Е496
Соляная кислота Е507
Серная кислота О Е513
Сульфаты натрия Е514
Сульфаты калия Е515
Сульфаты кальция Е516
Сульфаты аммония Е517
Сульфат алюминия О Е520
TТиабендазол ВК О Е233
Тартраты натрия Е335
Тартраты калия Е336
Тартраты калия-натрия Е337
Тартрат кальция Е354
Твин (полисорбат 20) О Е432
Твин (полисорбат 80) О Е433
Твин (полисорбат 40) О Е434
Твин (полисорбат 60) О Е435
Тиосульфат натрия Е539
УУголь растительный E153
Уксусная кислота ледяная Е260
Углерода диоксид Е290
ФФумаровая кислота Е297
Фосфаты натрия О Е339
Фосфаты калия О РК Е340
Фосфаты кальция О РК Е341
Фосфаты аммония Е342
Фосфаты аммония О Е343
Ферроцианид натрия Е535
Ферроцианид калия Е536
Ферроцианид кальция Е538
ХХлорид калия Е508
Хлорид кальция Е509
Хлорид аммония Е510
Хлорид магния Е511
ЦЦитраты натрия Е331
Цитраты калия Е332
Цитраты кальция Е333
Цитрат магния Е345
Цитраты аммония Е380
Цикламовая кислота и ее соли О Е952
Эфиры глицерина и смоляных кислот E445
(c) Федеральное бюджетное учреждение здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии в Рязанской области», 2006-2021 г.
Адрес: 390046, Рязанская область, город Рязань, ул. Свободы, дом 89
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 7.
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 41. 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.