鹿角菜膠

鹿角菜膠。原圖鏈接

鹿角菜膠又稱卡拉膠（英語：Carrageenans 或 carrageenins），是一種深紅色的歐芹狀植物，附著在岩石上，因其膠凝、增稠和穩定特性而廣泛用於食品工業。由於類似於天然糖胺聚醣(GAG)，近年來在生醫科技方面，用於組織工程、傷口覆蓋和藥物輸送。

目錄

簡介

鹿角菜膠又稱角叉菜膠、愛爾蘭苔菜膠（/ ˌ k ær ə ɡ iː n ə n z / karr-ə-gee-nənz，來自愛爾蘭 carraigín ，愛爾蘭苔蘚（Chondrus crispus，也稱角叉菜），愛爾蘭語carraigín意為「小石塊」，是從紅色食用海藻中提取的天然線性硫酸化多醣家族，用於製造親水膠體，以生產著名紅海藻角叉菜-愛爾蘭苔蘚。

用途廣泛

甜品與純素替代品

鹿角菜膠是從紅藻中萃取多糖物質的天然產物，具親水性和黏性，既能溶於80℃的熱水，形成粘性透明液體，室溫下也能形成多種凝膠，在食品的應用上常被作為增稠劑或膠囊成分，知名品牌美國SWISS MISS牛奶巧克力粉、國內大廠統一布丁，許多有機食品也都含有此項成分。

在某些應用中是素食主義及維根主義支持者對明膠使用的另類選擇，可用於替代糖果和其他食品中的明膠，因明膠是動物製品。

乳製品和肉製品

鹿角菜膠因其膠凝、增稠和穩定特性而廣泛用於食品工業。由於它們與食物蛋白質的強結合，它們的主要應用是在乳製品和肉製品中。近年來已成為組織工程和再生醫學應用中很有前途的候選者，它們主要用於組織工程、傷口覆蓋和藥物輸送。

食品添加劑

鹿角菜膠被作為食品添加劑使用早於15世紀已經開始，是一組從海洋可食用紅藻（包括角叉菜屬、麒麟菜屬、杉藻屬及沙菜屬等）中提取的線性硫酸化多糖的統稱。這些多糖體由於能夠與食物中的蛋白質穩定結合，所以被廣泛應用於食品產業，例如：作為凝固劑、增稠劑或穩定劑。常在包裝的看到鹿角菜膠以歐洲聯盟的E編碼E407（藻酸鹽）表示。

當用於食品時，鹿角菜膠-角叉菜膠的歐盟添加劑E 編號為E407 或 E407a，當其作為「加工的麒麟菜海藻」存在時。從技術上講，角叉菜膠被認為是一種膳食纖維。在蘇格蘭和愛爾蘭的部分地區，它以各種當地和本地名稱而聞名，Chondrus crispus在牛奶中煮沸並過濾，然後添加糖和其他調味劑，如香草、肉桂、白蘭地或威士忌。

特性

鹿角菜膠是大的、高度靈活的分子，可形成捲曲的螺旋結構。這使他們能夠在室溫下形成各種不同的凝膠。它們在食品和其他工業中被廣泛用作增稠劑和穩定劑。所有角叉菜膠都是高分子量多醣，主要由交替的 3-連接 bD-吡喃半乳糖（G-units）和 4-連接 aD-吡喃半乳糖（D-units）或 4-連接 3,6-anhydro- aD-吡喃半乳糖（DA-units），形成卡拉膠的二糖重複單元。

商業類別

鹿角菜膠含有 15-40% 的酯-硫酸鹽含量，這使其成為陰離子多醣。根據它們的硫酸鹽含量，它們可以主要分為三個不同的類別。Kappa-卡拉膠每個二糖有一個硫酸基團，iota-卡拉膠有兩個，λ-卡拉膠有三個。

1. Kappa在鉀離子存在的情況下形成強硬凝膠，並與乳蛋白髮生反應。它主要來自Kappaphycus alvarezii。
2. Iota在鈣離子存在下形成軟凝膠。它主要由Eucheuma denticulatum生產。
3. Lambda不會凝膠化，用於增稠乳製品。

影響 kappa、iota 和 lambda 角叉菜膠性質的主要差異是重複半乳糖單元上硫酸酯基團的數量和位置。較高水平的硫酸酯會降低角叉菜膠的溶解溫度並產生較低強度的凝膠，或有助於凝膠抑制（λ 角叉菜膠）。

製造

許多紅藻物種在其發育過程中會產生不同類型的角叉菜膠。例如，Gigartina屬在其配子體階段主要生產 kappa 角叉菜膠，在其孢子體階段主要生產lambda 角叉菜膠。它們都溶於熱水，但在冷水中，只有 lambda 形式（以及其他兩種的鈉鹽）是可溶的。

儘管角叉菜膠在 1930 年代以工業規模被引入，但已知自公元前 600 年左右（使用Gigartina的地方）開始在中國和公元 400 年左右在愛爾蘭使用卡拉膠「明膠」可以通過以下方式製備將 140 克（5 盎司）沖洗過的愛爾蘭苔蘚放入 9 升（8 小瓶）水中煮沸 10 分鐘，同時在混合物沸騰時攪拌。將 2.5 L (2 imp qt) 冷水迅速添加到熱咖啡中，在混合物冷卻後，用布過濾。然後冷卻 24 小時，在此期間它變成凝膠狀。

Maxwell Doty (1988)將E. Cottonii品種重新分類為Kappaphycus Cottonii，從而在產生的藻膠體（即 kappa 角叉菜膠）的基礎上引入了Kappaphycus屬。收穫後，海藻被曬乾、打包，然後送到卡拉膠製造商。在那裡將海藻磨碎，過篩以去除沙子等雜質，並徹底清洗。用熱鹼溶液（如 5-8%氫氧化鉀）處理後，通過離心和過濾從角叉菜膠中除去纖維素。然後通過蒸發濃縮所得的角叉菜膠溶液。將其乾燥並研磨至規格。

最大生產國

全球最大的鹿角菜膠-卡拉膠生產國是菲律賓和印度尼西亞。鹿角菜膠與瓊脂一起，在菲律賓被用來生產稱為瓜拉曼gulaman的傳統果凍甜點。

截至 2011 年，角叉菜膠的全球銷售額估計為 6.4 億美元。最大的工業角叉菜膠生產國是菲律賓，那裡種植的海藻約佔世界供應量的 80%，而中國是美國和歐洲全球市場的主要出口國。最常用的來源是E.cottonii ( Kappaphycus alvarezii , K. striatum ) 和E. spinosum ( Eucheuma denticulatum)，它們共同提供了大約四分之三的世界產量。它們從海面生長到大約 2 米的深度。海藻通常生長在用竹筏串成的尼龍繩上，大約三個月後收穫，每株重約 1 公斤。

用途和應用

在台灣，鹿角菜膠是合法添加物，不僅廣泛運用在奶製品、啤酒、軟糖、麵包等食品中，在有機農產加工品規範裡也允許使用。食品和其他家庭用途很多：

• 甜點、冰淇淋、奶油、奶昔、酸奶、沙拉醬、甜煉乳。
• 醬汁：增加粘度。
• 啤酒：去除霧霾蛋白質的澄清劑，
• 肉醬和加工肉類（例如火腿）：替代脂肪、增加保水性、增加體積或改善切片
• 牙膏：防止成分分離的穩定劑
• Fruit Gushers：封裝凝膠中的成分
• 消防泡沫：增稠劑使泡沫變粘
• 洗髮水和美容霜：增稠劑
• 空氣清新劑凝膠
• 大理石花紋：古老的紙和織物大理石花紋藝術使用角叉菜膠混合物在其上漂浮油漆或墨水；然後將紙或織物放在上面，吸收顏色
• 鞋油：增加粘度
• 生物技術：固定細胞和酶
• 藥物：用作藥丸和片劑中的非活性賦形劑
• 豆漿和其他植物奶：增稠
• 無糖汽水：增強質地和懸浮風味
• 寵物食品
• 個人潤滑劑
• 素食熱狗

美國食安管控

降解過的鹿角菜膠恐傷害腸胃

• 食安疑慮-鹿角菜膠用途廣 國際研究恐傷害腸胃，美國NOSB從有機加工食品食用名單中剔除鹿角菜膠。

國際間對鹿角菜膠的健康疑慮有許多討論，根據一家美國非營利組織豐饒之角協會（Cornucopia Institute）報告指出，鹿角菜膠在高溫、酸性的環境下會發生降解，產生極小的分子量，經降解的鹿角菜膠容易被腸胃吸收，但因為人體無法分解利用，恐有引發腸胃發炎、造成腸胃道潰瘍等疑慮。目前國際間已有部分動物實驗報告顯示，餵食降解過的鹿角菜膠給小鼠，會導致其腸胃發炎、甚至引發癌症。

從有機加工食品剔除鹿角菜膠

2016年11月，美國國家有機標準委員會（The National Organic Standards Board，NOSB）做了一項驚人決議，將廣泛運用在優酪乳、冰淇淋、巧克力、果凍、加工肉品等食品的添加物鹿角菜膠（carrageenan），從有機加工食品列表中剔除，也就是說未來美國的有機加工食品不可使用鹿角菜膠，不過這項決議仍須由美國農業部拍板，在2018年決定最終對策。鹿角草菜膠在歐盟禁止用在嬰兒食品（無論是有機或非有機）。

科學證據不足剔除仍有疑慮

多年來，包含豐饒之角協會等民間組織不斷呼籲美國正視此問題，儘管今年4月美國國家有機標準委員會（NOSB）的討論中，將鹿角菜膠從有機加工食品剔除仍有諸多疑慮，包含科學證據還不足、素食膠囊恐找不到替代物等，但上個月NOSB再度開會後，以超過2/3的評審委員同意、一票棄權下，壓倒性決定將鹿草菜膠自有機使用名單剔除。會議中提到，近年來美國食品業有越來越多的比例，開始將鹿角菜膠從添加劑的選項中去除，即便很廣泛應用的奶製品業者，也開始尋找結蘭膠（Gellan gum）、黃原膠（Xanthan gum）等物質取代，可以說鹿角菜膠在食品業界應用的必要性已逐步降低。

爭議

因國際間有部分動物實驗報告稱，餵食降解過的鹿角菜膠給小鼠，會導致其腸胃發炎、甚至引發癌症，致使該項食品存在爭議性。研究作者之一，遠東聯邦大學（FEFU）生物醫學學院藥理學系助理教授亞歷山德拉·卡利特尼克說：「儘管在特定情況下鹿角菜膠具有免疫抑制特性，但這並不使其普遍具有危險性或毒性。」鹿角菜膠的生物學特性需要進一步的基礎研究，而這可能需要數年的時間。

鹿角菜膠醫學潛力被低估

俄羅斯生物學家在《生物醫學材料研究雜誌》上發表的研究指出，鹿角菜膠對小鼠的免疫系統具有明顯的作用。 研究表明，鹿角菜膠及其低分子量部分降解的產物在藥理上不是惰性的。相反地，它們能夠抑制免疫系統。將鹿角菜膠添加到實驗小鼠的飲食中一周後，其先天免疫細胞的活性降低，白細胞計數下降。作者表示儘管鹿角菜膠是人類飲食中不可或缺的部分，但其醫學潛力卻被大大低估。

紅藻多醣與治療免疫系統

「免疫抑制劑用於治療不同的疾病，例如過敏和自身免疫性疾病：多發性硬化症、系統性紅斑性狼瘡、類風濕性關節炎、系統性硬皮病、皮肌炎等。通常，這些疾病與免疫系統某些部分的過度活化有關，或免疫抑制細胞的產生或功能活性降低。炎症和抑制作用之間的失衡，可能導致對患者自身抗原過度的免疫反應。目前，我們不能確定鹿角菜膠是免疫抑制劑。但是，我們確定它們能夠抑制小鼠腹膜吞噬細胞（腹部免疫細胞）的活性。研究小組認為，紅藻多醣可以直接（在體外實驗的情況下），或間接（當口服時）與細胞受體反應。也就是說，它們與胃腸道中免疫細胞的受體發生反應，進而將信息傳遞到血液的免疫細胞上。