AGAR

Planter bruger ret simple og veldefinerede polysakkarider til oplagring af energi, f.eks. stivelse og glycogen, og bruger pektiner til strukturopbygning. De polysakkarider, som alger bruger til strukturbygning, er mere komplekse og heterogene, nemlig alginat, carrageenan og agar.

Tang kan indeholde tre klasser af polysakkarider med geleringsegenskab: Alginat, carrageenan og agar. De kan binde store mængder vand under dannelse af såkaldte hydrogeler, som er meget stabile og har gode flydeegenskaber, som kan udnyttes teknologisk i kødprodukter, fiskeprodukter, mejerivarer og bagværk. Flydende varer, der fortykkes, får med bedre mundfølelse (ref.8695s210). Hydrogeler fra tang er baseret på kulhydrater, hvorimod gelatine er proteiner og udvindes af bindevæv fra dyr og fisk.

Eftersom agar, carrageenan og alginat er langkædede molekyler, giver de vandopløsninger nogle interessante flydeegenskaber (ref.8695s269). De gør opløsningerne mere viskøse og stive. Men på den anden side medvirker de også til at gøre opløsningerne mere letflydende under strømning, idet de lange molekyler retter sig ind efter hinanden og nemmere glider forbi hinanden. Væsker af denne type kaldes komplekse væsker eller "ikke-Newtonske væsker" (ref.8695s269). Princippet kendes fra ketchup – når man vender ketchupflasken på hovedet flyder ketchuppen kun meget langsomt ud, fordi den er meget viskøs. Hvis man derimod ryster flasken, så ketchuppen får mere fart på, begynder den at flyde nemmere, fordi viskositeten bliver mindre under strømning. Denne effekt kaldes "shear-thinning" på engelsk. (ref.8695s269)

#1 Alginat

Alginater udvindes fra cellevæggene hos brunalger (ref.8695s210). Alginatet ligger imellem cellerne og giver brunalgerne mekanisk styrke og bøjelighed. Disse stoffer er en strukturkomponent i bl.a. Laminaria, Ascophyllum, Macrocystis og Ecklonia. Især stilken i Palmetang (Laminaria hyperborea) indeholder alginat med meget højt indhold af guluronsyre, som gør vævet i stilken meget stift, så algen tåler voldsomme påvirkninger fra bølger.

Alginater er gode til at holde på vand, og finder bred industriel anvendelse for deres gel-egenskaber og stabiliserende egenskaber. Natriumalginat kan sikre, at fødevarer holder deres form under tilberedning, f.eks. som pasta, og kan i denne henseende kompensere for et mindre højt glutenindhold i pastaprodukter (ref.8695s211).

Natriumalginat på hydrogelform anvendes til tyknere, geleringsmidler, bindemidler, emulgatorer og stabilisatorer, bl.a. i fiskekonserves og kødkonserves. En hovedanvendelse er i frugtgeleer og dessertgeleer og buddinger.

Alginater bruges som geldannende form i marmelade, budding, rekonstrueret mad, fyld i tærter, bagerens flødeskum, kartoffelmos (ref.8648s279), Alginater bruges til at stabilisere flødeis – hvor det modvirker dannelsen af iskrystaller og forhindrer at fedtstofferne i isen skiller fra vandet. Alginater har en flødeagtig konsistens og bruges som fortykningsmiddel i is, frosne desserter, færdigsupper, saucer, dressings, ketchup, majonæse, margarine, milkshakes, frugtjuice, likører. Alginater bruges som konsistensstabiliseringsmiddel i nedfrosset mad, desserter, sirupper, tørblandinger, fyld i wienerbrød. Specielle anvendelser er til stabilisering af løgringe, sovser, fyld i tærter og bagværk, hærdning af margarine med lille fedtindhold. Alginat bruges også til at stabilisere skum i øl.

Geleringen af alginater er afhængig af, at der er calciumioner til stede. Hvis man blander alginater med frugtpuré eller bærpuré kan man få dem til at størkne i bestemte former, f.eks. som kunstige kirsebær eller lange dekorative tråde, ved at sprøjte en calciumopløsning ind i blandingen. (ref.8695s211).

Alginaters geleringsegenskab udnyttes i tandpasta, sæber, shampoo og barberskum.

Alginater bruges til overfladebelægninger i forbindelse med papir, adhæsiver og tekstiltryk. Natriumalginat har fortrængt brugen af stivelse i tekstiltryk, fordi alginaten tykner farvestoffet uden at påvirke reaktionen mellem farvestoffet og tekstilerne. Herved bliver trykket blødede og med mere klare farver, og kanterne bliver skarpere (ref.8695s211). Alginat anvendes i papirfremstilling til at stivne papirmassen og give papiret glat, blank overflade. Det forbedrer papirets styrke og bøjelighed samt evne til at tage imod trykfarver. (ref.8695s211)

Alginater bruges til farmaceutiske produkter og til tekniske formål, såsom til trykning af print på tøj (ref.8648s245). Alginater er også gode som dyrkningsmedier, når man skal opformere planter, og de kan i bioteknologien bruges til at indkapsle levende celler.

Industrielt anvendes ca. 30.000 ton alginater årligt (ref.8648s245). Polysakkaridet alginat blev opdaget i 1886. Første gang det blev fremstillet kommercielt var i 1919 i Norge, under navnet Norgine (ref.8695s238). Hovedproduktionen foregår i dag i USA, Norge, Kina, Canada, Frankrig, Japan.

I et køleskab kan alginat holde sig månedsvis, hvis det er tørt. I dybfryseren kan det holde sig i årevis. Det er derimod svært eller umuligt at sterilisere alginater. Hvis de behandles med en steriliseringsproces, f.eks. autoklavering (dvs. varme+tryk), behandling med ethylenoxid eller gamma­bestråling, vil polymererne gå i stumper, og gelen vil blive svag og miste sin stivhed (ref.8648s247).

Alginater dannes ud fra fruktose-6-phosphat (som omdannes til mannoser og mannuronsyre eller guluronsyre) og derfra til alginat i brunalgen.

Alginaterne hos brunalgerne ligner i øvrigt de gel-stoffer, som laves af nogle jordbakterier (Azotobacter vinelandii og A. crococcum) og flere arter af Pseudomonas-bakterier (bl.a. P. aeru­ginosa, som kan fremkalde sygdom hos mennesker med cystisk fibrose (en lungesygdom); Pseudomonas-bakterier danner polymerer med fra 0% til 45% guluroninsyre. Azotobacter-bakterier ville kunne udnyttes industrielt, og f.eks. er et epimerase-enzym i Azotobacter vinelandii blevet sekvensbestemt og klonet, så det ville kunne produceres i stor skala. Det ville kunne bruges til at ændre egenskaberne hos alginater (ref.8648s280). Bakteriens C5-epimerase er et enzym, som omdanner D-mannuronsyre til L-guluronsyre i alginatpolymeren (ref.8648s254). Men alle kommercielle alginater udvindes indtil videre vist nok kun af brunalger (ref.8648s246). Azotobacter-bakterierne bruger alginaterne til at indhylle bakterien til en såkaldt cyste, som er et hvilestadie, hvor stofskiftet er minimalt (ref.8648s252). Alginatet forhindrer, at bakterien udtørrer og gør samtidig cysten modstandsdygtig overfor mekaniske påvirkninger. Cysterne kan overleve i tør jord i flere år (ref.8648s252). Hvis der kommer vand til, svulmer alginatet op, og bakterien vågner.

Alginater er uopløselige, men ved påvirkning af syre kan der frembringes en ion-udveksling, idet alginatets indhold af ioner, såsom Na+, Mg2+, Ca2+, Sr2+ osv., udveksles med H+ (protoner fra 0,1-0,2 Molær saltsyre) og når man derefter påvirker med et basisk stof, sker der en neutralisering, hvorved alginatet er blevet opløst. Basen kan være natriumcarbonat eller natriumhydroxid. Man har så fået opløseligt natriumalginat. Derefter skal algepartiklerne fjernes ved sigtning, sammenklumpning, centrifugering eller filtrering. Til sidst kan det opløselige natriumalginat bundfældes (som algininsyre) ved at tilsætte alkohol eller Ca2+ (i form af calciumchlorid) eller en syre (f.eks. saltsyre HCl). Ved igen at tilsætte natriumcarbonat (Na2CO3) kan man igen få natriumalginat, som denne gang er så ren, at den kan tørres til et pulver og anvendes (ref.8648s246). Alginaterne udtrækkes af tangen ved syrebehandling, hvorved der fremkommer alginsyre, som ved tilsætning af soda og natriumhydroxid omsættes til natriumalginat, der er vandopløseligt og kan skilles fra de uopløselige fibre og proteiner. Den rene natriumalginat kan derefter omdannes til alginsyre igen eller til calciumalginat, som begge er uopløselige i vand og derfor egnet til opbevaring og transport. F.eks. kan produktet Algin (alginat) stivnes ved kontakt med "Gluco" (calcium-gluconolaktat), som indeholder calciumioner. (ref.8695s190)). Natriumalginat kan let gendannes af disse produkter ved syrebehandling (ref.8695s210).

Kommercielle alginater produceres især fra Macrocystis pyrifera (som kommercielt er den mest anvendte alginat-alge) samt Palmetang (Laminaria hyperborea) og Fingertang (L. digitata) og Ascophyllum nodosum. (I mindre omfang også Japansk kombu (Laminaria japonica), Ecklonia maxima, Lessonia negrescens og Sargassum) (ref.8648s250). E-numrene E400-E404 ifølge EU's tilsætningsstofdirektiv henviser til henholdsvis alginsyre, natrium-, kalium-, ammonium- og calciumalginat (ref.8651s31). Propylenglycolalginat (E405) er fremstillet af alginsyre og propylenglycol. Det bruges som stabilisator af skum i øl samt som emulgeringsmiddel i salatdressing (ref.8651s31).

Alginaterne har gel-egenskaber, fordi de er så gode ionbindere. Indholdet af polyguluronat giver alginaterne deres tilbøjelighed til især at tiltrække multivalente kationer (magnesium, calcium, strontium, barium).

Alginater består af to ikke-forgrenede former for uronsyrer, nemlig en beta-D-mannuronan og en alfa-L-guluronan (kaldet M og G). Alginat fra forskellige tangarter har forskelligt indhold af syrerne M og G. Længden af kæderne varierer også. De korteste består typisk af 500 monosakkaridgrupper.

Jo højere indholdet af guluronsyre er, jo stærkere er vævet – der er derfor særlig meget guluronsyre i algernes fasthæftningsorganer (ref.8648, 8651s.87). ææ

Æ Alginater består af lange, liniære molekyler, som er sammensat af to forskellige monosakkaridgrupper, kaldet beta-D-mannuronsyre (M) og alfa-L-guluronsyre (G). Disse syregrupper kan forbindes liniært som f.eks. M-M-M-M-, G-G-G-G- eller M-G-M-G-M-G-. Alginat fra forskellige tangarter har forskelligt indhold af syrerne M og G. Længden af kæderne varierer også. De korteste består typisk af 500 monosakkaridgrupper.

Alginat er baseformen af stofferne. De tilsvarende ammoniumsalte og alkalisalte (f.eks. natriumalginat) er vandopløselige. Alginater danner geler ved tilstedeværelse af calciumionen Ca++ eller andre divalente ioner, såsom Mg++ eller Ba++. Denne geldannelse sker ved meget lavere temperaturer end dannelsen af geler fra pektiner. Alginatgelernes smeltepunkter ligger over vands kogepunkt. Ved geldannelsen bindes store mængder vand, og de kan derfor bruges som tyknere og stabilisatorer. Alginatgeler er modstandsdygtige over for syre – og dette giver dem et fortrin i forhold til andre stabilisatorer. I vandig opløsning findes natriumalginat på ionform som et såkaldt polyelektrolyt. En polyelektrolyt er et ionisk molekyle, som indeholder mange ladninger. Natriumalginat fra brunalger er et eksempel. De elektriske egenskaber er centrale for alginaters evne til at danne geler.

Det er især denne vandopløselighed som er baggrund for anvendelsen af alginater. Calciumalginat er uopløselig. Ved syrebehandling omdannes alginater til alginsyre. Alginsyre er uopløselig i vand. (ref.8695s238-39)

Alginater i brunalgers cellevægge (f.eks. i kombu, wakame og hijiki) har en speciel evne til at binde divalente kationer. Nogle ioner bindes hellere end andre, f.eks. efter denne rækkefølge: barium bindes hellere end bly, der bindes hellere end kobber, der bindes hellere end strontium, der bindes hellere end cadmium, der bindes hellere end calcium, der bindes hellere end zink, der bindes hellere end nikkel, der bindes hellere end cobolt, der bindes hellere end mangan, der bindes hellere end jern, der bindes hellere end magnesium, dvs. Ba>Pb>Cu>Sr>Cd>Ca>Zn>Ni>Co>Mn>Fe>Mg (ref.8651s59). Alginater er svært nedbrydelige i menneskets fordøjelsessystem, og bliver derfor udskilt i ufordøjet form. Udskillelsen omfatter også de ioner, der måtte være bundet til alginaterne i tarmen. Derfor kan makroalger have en tendens til at forhindre kroppens optagelse af tungmetaller og radioaktive stoffer, og derved forhindre skadevirkninger i kroppen (ref.8651s59). ææøF.eks. har forsøg vist, at natriumalginat hæmmer optagelsen af strontium-90 hos dyr og mennesker (ref.8651s59). Dette forsøgsresultat kan forklares med, at natrium-ionen udskiftes med strontium-ionen, som derefter udskilles sammen med alginatet. (Den naturlige alginatform i cellevæggene er calciumalginat, som dog er vanduopløseligt og derfor sværere at lave forsøg med). (Visse tungmetaller som jern, zink, mangan og magnesium er i mindre koncentrationer livsnødvendige for mennesker, dvs. at alginaterne altså kan tænkes at være med til at fjerne disse mineraler, hvis man ikke fik disse vigtige mineraler fra andre kilder – men da algerne normalt indeholder calciumalginat, og da alginat hellere binder (har større affinitet for) calcium end disse vigtige mineraler, vil de ikke blive bundet og gjort utilgængelige for kroppen. Nogle mineraler – f.eks. kobber, der også er et vigtigt mineral for kroppen i mindre mængder – befinder sig dog til venstre for calcium i affinitetslisten). Alginater kan f.eks. binde radioaktive stoffer som strontium-90 (Sr90), radon-226 (Rn226) og Cerium-144 (Ce144). Desuden kan makroalgers indhold af kalium og zink modvirke optagelse cæsium-137 (Cs137) og zink-65 (Zn65) (ref.8651s60). Desuden vil de meget jodholdige brunalger forhindre optagelse af radioaktive former for jod, og måske endog fjerne allerede optaget radioaktivt jod via kroppens almindelige omsætning af jod. Fra byen Nagasaki, som blev udsat for en atombombe 8. sep. 1945, er der en beretning om, at en læge havde sat patienter på sit hospital på en diæt indeholdende makroalger, og en anden læge havde sat sit personale på en diæt med makroalger. Derved blev de strålesygdomme, som andre borgerne i Nagasaki fik, undgået (ref.8651s60). Alginaternes ionbindende effekter og makroalgernes jodindhold kan have været forklaringen. Da makroalger på grund af deres indhold af alginater kan binde radioaktive stoffer, kunne man forestille sig, at man ved at spise dem faktisk kom til at indtage radioaktive stoffer. Der er dog ingen risiko for dette. Beregninger har vist, at hvad angår radioaktivitet fra danske brunalger ville det være uproblematisk at indtage tonsvis af brunalger om året (ref.8651s61).

Hvis kroppen mangler visse mineraler kan kroppen optage andre, atommæssigt lignende mineraler ved kemisk substitution. Derved kan kroppen komme til at optage radioaktive stoffer. Eksempler: Strontium-90 kan optages som substitution for calcium, plutonium kan optages som substitution for jern, cæsium-137 kan optages som substitution for kalium. Desuden kan jod-131, S-35 og Zn-65 optages som substitution for de ikke-radioaktive mineraler jod, svovl og zink. Da makroalger relativt set er rige på mineraler, bl.a. calcium og jod, er der mulighed for, at man kan forebygge og undgå substitueringerne ved at indtage makroalger. Hvis kroppen f.eks. har nok calcium, vil dette blokere for kroppens optagelse af strontium-90 (ref.8651s60). Makroalgernes eventuelle rensende effekt af radioaktive stoffer og uønskede typer af tungmetaller kræver, at makroalgerne spises jævnligt. De har nemlig kun denne effekt, når de pågældende radioaktive stoffer eller uønskede tungmetaller er i tarmkanalen samtidig med makroalgerne (ref.8651s60).

Carrageenan og agar er noget mere komplekst byggede polysakkarider end alginat. De er bygget op af monosakkariden galaktose i kemiske forbindelser med forskelligt sulfatindhold. Carrageenanerne er lange, bøjelige kæder med omkring 25.000 galaktose-enheder. De danner geler i tilstedeværelse af K+ ioner og Ca++ ioner.

#2. Carrageenan

En stor del af carrageenanerne på verdensmarkedet kommer fra vilde rødalger, som indsamles på østkysten af Canada og i Maine, Bretagne, Spanien og Zanzibar (ref.8695s211). Desuden er der en voksende akvakultur af rødalger i Filippinerne.

Carrageenanerne udtrækkes af rødalgerne ved hjælp af kemiske separationsteknikker. De kan udtrækkes med alkohol efter at tangen er behandlet med en varm, alkalisk opløsning. Dette var den traditionelle metode, men den er dyr. En nyere metode er at udfælde med kaliumchlorid. (ref.8695s211)

Carrageenaner anvendes som stabilisator i flødeoste, mælkedesserter, flødeis — idet carrageenan er god til at binde proteiner (ref.8695s212). Blot 0,02% carrageenan i en flødeis sikrer, at isen smelter langsommere, og at mælkeproteiner og valle ikke skiller fra hinanden. Evnen hos carrageenaner til at holde sammen på proteiner og væske er blevet udnyttet til fremstilling af såkaldt designerfedt i kødprodukter, f.eks. hamburgere tillavet af magert kød, hvor carrageenanerne holder på saften af det fedtfattige kød. Carrageenan fremkalder den behagelige mundfølelse af en olie-vand emulsion selv om der er lavt fedtindhold. (ref.8695s212). Carrageenaner anvendes i brød og andre melprodukter, hvor de giver struktur og bevarer fugtighed uden at påvirke glutenstrukturen i dejen eller hæmme bagegæren.

Nedbrydningsprodukter af carrageenaner – dvs. stoffer med lav molekylvægt – kan føre til betændelsestilstande i tarmvæggen hos dyr og mennesker. Der er dog ikke noget, der tyder på, at de kommercielt fremstillede carrageenaner til fødevarer skulle give anledning til problemer. (ref.8695s212).

Industrielt anvendes carrageenaner til malinger og kosmetikprodukter. Det bruges som conditioner i shampoo og tandpasta – hvor de har den fordel, at de ikke påvirker tilsatte duftstoffer, og de kan ikke nedbrydes af enzymerne i spyttet. Carrageenan anvendes – ligesom det gælder for alginat – ved papirproduktion og tekstiltryk. De særlige flydeegenskaber, som carrageenaner giver væsker, betyder at de er lovende inden for jetink-printing på tekstiler, hvorved man undgår at skulle bruge maske ved trykningen. (ref.8695s212)

Det store vandindhold i carrageenan-baserede geler betyder, at opløste mindre molekyler frit kan diffundere rundt – og gelerne er derfor nyttige i bioteknologien som fikseringsmedierr for enzymer og celler, som på trods af, at de er fixerede (dvs. fastholdt), skal have let adgang til substrat og næringsstoffer. (ref.8695s212)

#3. Agar

Agar (også kaldet agar-agar eller kanten) består af lange molekyler, der er sat sammen af to slags galaktosegrupper, nemlig agarose og agaropektin, som har forskelligt sulfatindhold. Der kan – ligesom det gælder for carrageenanerne – dannes dobbeltspiraler og netværk, og herved kan der dannes fibre med mange tusind kæder.

Agar produceres til verdensmarkedet af Chile, Indien, Mexico, Californien, Sydafrika og Japan. (ref.8695s212). Man fremstiller agar ved at koge tangen, og derefter frysetørre den filtrerede, varme væske. Agar-granulat er uden smag og lugt og den er farveløs. Det er stort set ufordøjeligt for mennesket. Det vil sige, at det ikke indeholder kalorier. Agar kan danne geler ved at det udblødes i koldt vand, hvorefter vandet opvarmes til kogepunktet. Gelen vil dannes, når væsken afkøles til under 38 grader. Den dannede gel smelter imidlertid ikke ved denne temperatur, selv hvis den opvarmes til 38 grader. Den skal opvarmes til mindst 85 grader for at smelte. Det medfører, at fødevarer, der er geleret med agar (i modsætning til gelatine) ikke smelter i munden, men bevarer sin form og fasthed. Agar er fortrinlig til produkter, som skal have en fast og bestandig form. Agar bruges som vækstmedium for dyrkning af mikroorganismer, f.eks. ved podning og dyrkning af bakterier i laboratoriet.

Mange frugter indeholder enzymer, som er proteaser, dvs. proteinnedbrydere. Derfor kan proteinet gelatine ikke bruges, men agar kan uden problem bruges, da det er et polysakkarid. Papaya indeholder proteasen papain og ananas indeholder proteasen bromelain. (ref.8695s216). Ulempen ved at bruge agar eller carrageenan er, at gelerne bliver mindre klare og har en grovere struktur i forhold til geler, som er dannet af enten pektin eller gelatine. Og så smelter de ikke i munden, hvis det er det, man ønsker.

Tilsætningsstoffer har en uheldig klang for mange forbrugere, men tangstofferne har man tilsat til levnedsmidler i århundreder. Det er naturstoffer af tangen, som man bruger – og man har blot netop udtrukket de stoffer, som man kan anvende med fordel. E400 til E405 er alginater. E406 og 407 er carrageenan.

Agar: Som geleringsmiddel i desserter har agar den fordel, at den bevarer formen, og ikke selv bidrager med smag eller lugt. Den smelter først ved 85 grader, hvilket kan være en ulempe. Desserter, der er geleret med gelatine eller pektin, smelter i munden. Det gør agar-geleringer ikke, dvs. at mundfølelsen bliver en anden. Ananas og papaya indeholder enzymer, som nedbryder gelatine – så for at gelere netop disse produkter er agar et godt alternativ, da deres enzymer ikke kan nedbryde agar-polysakkariderne (ref.8695s170).

Agar har svært ved at danne gel i meget surt miljø. Derfor geleres frugtjuice, kaffe, vineddike og oxalsyre bedst med carrageenan (ref.8695s170).

Agar kan købes i flager eller i pulver (pulveret fylder 50% mindre end flagerne). Den skal først udblødes i koldt vand i ca. 10 min. Derefter skal blandingen koge i mindst 10 min, indtil al agaren er opløst. Agaropløsningen vil stivne, når blandingen afkøles til under ca. 38 grader. Tilsætningen sker under omrøring, så der ikke dannes klumper. Tilsættes ved en temperatur over 38 grader (ref.8695s170).

Frisk tang nedbrydes og ændrer farve meget hurtigt efter høst – langt hurtigere end landplanter. Det skyldes formodentlig forskellige i cellevæggene, som i tang har større vandgennemtrængelighed, hvilket fremskynder nedbrydningen af de pigmenter, som giver farven. Desuden findes der bakterier på tangens overflade. Så hvordan kan tang opbevares? Først og fremmest skal den høstede tang behandles hurtigt. Den vaskes i rent vand, tørres i skygge eller direkte sollys, og opbevares mørkt og tørt. Nogle brunalger kan med fordel fortørres i sollys, hvis ultraviolette stråler omdanner tangens polyfenoler til simple tanniner, der er vigtige for tangens smag (ref.8695s118).

Agar består af lange molekyler, der er sat sammen af to slags galaktosegrupper, nemlig agarose og agaropektin, som har forskelligt indhold af sulfatgrupper, idet agaropektin har et højere indhold af sulfatindhold. Agar danner netværk og dobbeltspiral-snoringer på dele af molekylet – ligesom hos carrageenan-molekylet – og kan derved danne fibre med mange tusinde kæder. Agar er uopløseligt i koldt vand, men opløses let i kogende vand. Det har en formidabel evne til at danne geler, hvor kun 0,5% er agar og resten er vand. Jo større sulfatindholdet er, jo stærkere bliver gelen.

Agar (også kaldet agar-agar) er et kulhydrat i rødalgers vægge. Dets anvendelighed blev opdaget i Japan omkring 1660 (ref.8651s32). Det er ufordøjeligt, men giver ikke sundhedsmæssige problemer, højst en lettere afføring. Som tilsætningsstof har det nr. E406. I danske farvande findes rødalgerne horntang (Ahnfeltia plicata) og gracilariatang (Gracilaria gracilis), som i andre lande bruges til at fremstille agar. Agar er galaktan-polysakkarider. Rødalgen Gelidium indeholder f.eks. en beta-L-galaktose og en alfa-L-galaktose (i stedet for D-formerne, som hos stofgruppen carrageenaner, der også dannes af visse rødalger) (ref.8648). Hos rødalgerne ligger agarstofferne imellem cellerne og giver styrke, svarende til at landplanter holder sig stive ved hjælp af cellulose i cellevæggene. Landplanter har brug for noget meget stift, for at holde sig oppe mod tyngdekraften. Alger, der lever i strømmende vand og påvirkes af bølger, har brug for noget mere bøjeligt. Agar har denne egenskab, og dette materiale bruger fødevareindustrien i stor stil (ref.8648). Alger, som danner agar, kaldes samlet for "agarofytter". De findes i rødalgefamilierne Gracilariaceae, Gelidiaceae, Phyllophoraceae og Ceramiaceae. Agarholdige alger høstes som vildtlevende – kun Chile har haft succes med at dyrke agardannende alger kommercielt (ref. 9999-1s187). Især vandets temperatur er kritisk for, at udsætning og dyrkning lykkes (ref.8648). Agar er en gel i algerne ved naturlig omgivelsestemperatur. Agarstofferne fjernes ved blot at hæve temperaturen over gelernes smeltepunkt. Ekstraktionen kan ske under sure forhold (størst udbytte) eller basiske forhold (hvorved der sker ændring af gelens galaktan-kæder). Agar høstes af gelekstraktet ved frysning, idet meget af vandet og de opløste salte forlader den koncentrerede agargel, når denne optøes igen. Alternativt kan gelen presses under tryk, som fjerner vandet og koncentrerer gelen. Verdensproduktionen af agar er langt lavere end produktionen af carrageenaner, som også findes i rødalger (ref.8648).

BioplastAlgebaserede polymerer kan tænkes anvendt til fremstilling af bioplast. Forskere på University of Texas i Austin har vist, at det er muligt, og EU har støttet forskning i alge-bioplast. Firmaet PetroSun bruger noget af sin algeolieproduktion til at forske i bioplast (ref.8705). Cereplast Inc. er interesseret, fordi dette firma i forvejen fremstiller bioplast ud fra stivelse hentet fra majs, tapioca, hvede, kartofler og Ingeo-PLA (PLA = polymælkesyre fremstillet af majs).

Brint ved genmanipulationMan kan gensplejse alger. Ved hjælp af genmanipulation vil amerikanske forskerne fremme de egenskaber, der får visse alger til at producere brint. På Argonne National Laboratory (det amerikanske energiministeriums største forskningsenhed) studerer man genmodificerede alger, som kan bruges til at producere brint. Nemlig ved at forsøge at udnytte det faktum, at visse former for alger indeholder et enzym, der kan producere små mængder brint. I algen er det naturens egen måde at regulere "stofskiftet" på, hvis algen får for meget sollys. Måske kan man isolere enzymet og bruge det til at producere brint i større stil (www.anl.gov). Det er muligt, at blågrønalger (der egentlig er specielle bakterier, cyanobakterier) vil give bedre økonomi end alger ved fremstilling af biobrændsel i fermenteringsbeholdere (ref.8207). Cyanobakterier er bakterier i deres opbygning, men indeholder nogle af de samme fotosyntesepigmenter som alger. Forskere har udviklet en mere miljøvenlig måde at udvinde biobrændstof fra cyanobakterier. Man har ved gensplejsning fået en cyanobakterie til at producere det flydende brændstof isobutanol, som rummer et stort potentiale som alternativ til benzin. De biokemiske reaktioner i den gensplejsede cyanobakterie drives direkte af energien fra sollys, fordi cyanobakterier kan lave fotosyntese. Metoden har derfor to fordele: Medens andre alternativer til benzin omfatter biobrændstoffer fra planter eller fra alger, som i begge tilfælde kræver processer med adskillige mellemliggende trin, før produktet er raffineret til brugbart brændstof, kan den nye gensplejsede cyanobakterie klare det hele i ét hug. Denne strategi er derfor potentielt langt mere effektiv. Til studiet anvendtes en blågrønalge/cyanobakterie fra slægten Synechococcus, som både findes i ferskvand og saltvand, og i saltvand kan udgøre 25% af fotosyntesekapaciteten i havet. Til forsøget anvendtes Synechococcus elongatus, der lever i ferskvand (den har tidligere haft navnet Anacystis nidulans). To stammer af denne art er blevet sekvensbestemt. Forskerne forøgede mængden af det kuldioxid-fikserende enzym ­RuBisCO i cyanobakterien Synechococcus elongatus. Derefter indsplejsede de gener fra andre mikroorganismer til cyanobakterien, så den blev i stand til producere isobutyraldehyd-gas. Det lave kogepunkt og det høje damptryk af denne gas gør det nemt at høste gassen. Selv om den manipulerede cyanobakterie kan producere isobutanol direkte, er det ifølge forskerne i øjeblikket lettere at bruge en eksisterende og forholdsvis billig kemisk katalyseproces for at omdanne isobutyr-aldehydgas til isobutanol, samt andre nyttige oliebaserede produkter (ref.8207 Nature Biotechnology 9. dec. 2009).

Alger – er det sikkert?Gensplejsede mikroalger kan slippe fri – man mener ikke, at man helt kan forhindre det ( ([[https://blog.bionyt.dk//files/8709htm|ref.8709). I et møde i juli 2010 i en bioetikkommission sagde Allison A. Snow, en økolog fra Ohio State University, at et "hypotetisk værste-tilfælde scenario" ville være, at manipulerede alger, der var gjort ekstremt hårdføre, undslap til omgivelserne og udkonkurrerede andre arter, og medførte algeopblomstring i havet, og at ilten i havet ville blive opbrugt når de mange alger dør, så fiskene kvæles. Algeforskerne er dog ikke bekymrede. Algerne vil skulle passes med næring mv., og hvis de slap ud, ville andre arter udkonkurrere dem, ligesom landmandens afgrøder heller ikke kan klare sig i naturen. Når man ændrer på generne svækker man organismens evne til at klare sig i naturen. Der er ikke opstået noget miljømæssigt problem som følge af de 35 års brug af genetiske manipulationer med bakterier. Selv Margaret Mellon fra Union of Concerned Scientists, som ellers har kritiseret biotek-afgrøder, siger, at hvis en gensplejset alge slap ud, ville hun slet ikke bekymre sig. Firmaet Sapphire har endnu ikke gensplejsede alger i åbne damme, og ansøgninger herom vil skulle sikkerhedsgodkendes i hvert enkelt tilfælde ( ([[https://blog.bionyt.dk//files/8709htm|ref.8709). Hvis det føles nødvendigt, ville man kunne indføre selvmordsgener i algerne, eller give dem særlige behov, som de ikke vil kunne få opfyldt i naturen.

Polysakkarider er lange molekyler og almindeligvis stive molekyler. De seksleddede sukkerringe i molekylet giver stivhed og begrænset rotation omkring glycosid-bindingerne (ref.8648s258). Cellulose er det mest udbredte polysakkarid. Stivelse er derimod det vigtigste poly­sakkerid, når det gælder fødevarer. Disse stoffer dannes især af planter og alger (ref.8648). Polysakkarider er opbygget af enheder, som kan være D-glucose (der er det mest almindelige monosakkarid) eller D-galaktose, D-mannose og D-fruktose – foruden forskellige pentoser og uronsyrer, som er syntetiseret ud fra glucose. Polysakkarider optræder ofte i komplekse blandringer, og ved industriel brug kan man tilsvarende lave en passende blanding. F.eks. er alginater sure, medens chitosan er basisk. Det betyder, at man indu­strielt let kan regulere, hvor flydende et polysakkarid skal være, nemlig ved at ændre på pH-forholdet, lade poly­sakkaridet esterificere eller lade det reagere med ioner, der har modsat elektricitet af polysakkaridmolekylet. Ved at ændre forgreningen af polysakkaridet (ved hjælp af enzymer eller med kemiske stoffer) kan man ændre, hvor tyktflydende polysakkaridet skal være, eller hvor godt det skal reagere med andre polysakkarider. Polysakkarider, som indeholder både kulhydrat og polypeptider, kaldes glycoproteiner og er biologisk vigtige for bl.a. stabiliseringen af andre biologiske molekyler (ref.8648). Makroalger kan indeholde arsen, men i en organisk bundet form, som ikke optages, men udskilles fra kroppen og derfor er ugiftig (ref.8651s63). Hijiki indeholder dog uorganisk bundet arsen, men forsøg med rotter viste, at der (hvis man ellers kan drage konklusioner fra rotter til mennesker på dette område) ville skulle indtages meget store doser hijiki for at give en arsenforgiftning. Man har ikke konstateret arsenforgiftning hos japanere, selv om de indtager relativt meget hijiki (20 gram hijiki om året, eller en dagsdosis på 4 mikrogram uorganisk bundet arsen – samt en tilsvarende dosis fra andre tangarter) (ref.8651s67), men dog 100 gange mindre end de doser, som gav forgiftninger hos rotterne (ref.8651s63). Ved Tjernobyl-uheldet i Ukraine forværredes virkningen af, at befolkningen generelt led af jodmangel, og udsættelsen for radioaktivt jod-131 medførte, at der i dag er mange tilfælde af kræft i skjoldbruskkirtlen i lokalbefolkningen (ref.8651s88).

Glutaminsyre er grundlaget for umami-smag. Nogle frie aminosyrer kan således have betydning for smagen. I fødevarer er de fleste aminosyrer ellers bundet som proteiner, men fødevarerne indeholder også frie aminosyrer.

Af de tyve aminosyrer, som indgår i proteinerne, er der ni aminosyrer, som vores krop ikke kan fremstille selv, og som derfor skal indtages med føden – og de kaldes derfor for essentielle aminosyrer. Det er valin, leucin, lysin, histidin, isoleucin, methionin, phenylalanin, threonin og tryptophan. (ref.8695s239)

DMSP (dimethylsulfoniopropionat) menes at være en vigtig antioxidant til at opretholde algernes fysiologiske funktioner.

Arachidonsyre (AA) er en super-umættet, langkædet fedtsyre med 20 kulstofatomer og 4 dobbeltbindinger (20:4). Den tilhører omega-6 familien.

Bromphenoler er i stærk fortynding den luft, som vi forbinder med en frisk havbrise. Det er bromholdige phenolforbindelser. De findes i alger, og findes ophobet i saltvandsfisk som lever af alger eller af byttedyr, som lever af algerne.

Stivelse er kæder af alfa-glucose. Enzymerne i vores mave og tarm kan nedbryde alfa-glucose, men de kan ikke nedbryde beta-glucose, som er byggesten for cellulose, og derfor kan vi ikke fordøje cellulose.

Dimethylsulfid er en svovlholdig organisk forbindelse, som dannes ved oxidation og bakteriel nedbrydning (især af Roseobacter) af dimethylsulfoniopropionat (DMSP) i grønalger og rødalger. DMSP findes ikke i brunalger. DMSP tjener til at opretholde den rette osmotiske balance i forhold til havvandet, og virker muligvis også som antioxidant i tangens celler. DMS har en karakteristisk stikkende lugt, som kendes fra opvarmet mælk, kål, kogte muslinger og rådden tang i standkanten. Fisk og skaldyr, der lever af tang og alger, ophober DMSP i deres celler (ref.8695s242)

Docosahexaensyre (DHA) er super-umættet, langkædet fedtsyre med 22 kulstofatomer og seks dobbeltbindinger. Tilhører omega-3 familien.

Eicosanoid er et hormon eller signalstof, der dannes af omega-3 eller omega-6 fedtsyrer, og som er vigtig for regulering af blodstrømning, inflammation og immunforsvar.

Eicosapentaensyre (EPA) er en super-umættet, langkædet fedtsyre med 20 kulstofatomer og fem dobbeltbindinger. Tilhører omega-3 familien. Findes i store mængder i tang og andre alger.

Fuciodan er et polysakkarid, som især findes i brunalgerne kombu og wakame. Det blev første gang isoleret i Blæretang – Fucus, som det er opkaldt efter. Det stimulerer dannelsen af stoffet heparin, som forhindrer dannelsen af blodpropper. Stoffet har muligvis en vis anti-cancervirkning, som ser ud til at være relateret til sulfatindholdet i fuciodan. Virkningen på cancercellerne er, at fuciodan får cellerne til at begå selvmord, apoptose. Fuciodan modvirker også, at bakterien Helicobacter pylori kan kolonisere maven og fremkalde mavesår (ref.8695s243)

Gel er en teknisk betegnelse for et netværk af molekyler, der indeholder store mængder vand, men alligevel har en vis stivhed som et fast stof. Geler kendes fra når æggehvide opvarmes eller når smeltet gelatine afkøles.

Gelatine er opløseligt i vand. Det er det samme stof som kollagen i bindevæv, som dog ikke er opløseligt i vand. Ved opvarmning af kollagen opløses de stive kollagenfibre, men ved afkøling gendannes kollagenets stive fiberstruktur ikke, og der frembringes i stedet en vandholdig såkaldt gel, som vi kender fra gelé. Processen kaldes gelatinering.

Gellan er et geleringsmiddel, der fremstilles af bakterier. Det kan supplere eller erstatte carrageenan (det har nr. E-418, og det er et kulhydrat).

Fucosterol virker som antikoagulationsmiddel ved at forøge dannelsen af plasmin. (ref.8695s245). Fucoidan har samme virkning, men ved at øge dannelsen af heparin.

Helt op til 75% af tørstoffet i tang kan være kostfibre. Cellulose i grønalger, rødalger og brunalger og xylaner i grønalger og rødalger er vand-uopløselige kostfibre (de uopløselige kostfibre indeholder kun 2-8% af tangen). Polysakkariderne agar, alginat og carrageenan (alle fra tang) er vand-opløselige kostfibre. Tang indeholder også uopløselige kostfibre.

Umamismagen fremkommer f.eks. også fra nukleotiderne guanosinmonophosphat og inosinmonophosphat. (DNA er et polynukleotid)

Omega-3 fedtstoffer er poly-umættede fedtstoffer, der er afledt af alfa-linolensyre, f.eks. DHA (docosahexaensyre) og EPA (eicosapentaensyre). (ref.8695s248)

Omega-6 fedtstoffer er poly-umættede fedtstoffer, der er afledt af linolsyre, f.eks. arachidonsyre). (ref.8695s248)

Taurin findes i betydelige mængder i rødalge-tang. Svovlindholdet i taurin er med til at give tang en karakteristisk kødsmag. Taurin er en sur aminosyre, som bl.a. findes i galde, hvor den virker som emulgator, der binder fedtstoffer og formidler optagelsen af lipider. Den er med til at sænke cholesterolindholdet i blodet. Den indeholder en sulfonsyregruppe (-SO3H i stedet for en carboxylgruppe (COOH) som almindelige aminosyrer).

Xylaner er polysakkarider, som er med til at opbygge strukturen i cellevæggene i rødalger og grønalger. De er vand-uopløselige kostfibre.

– – – – – – – – – – – –

Agar (delvis samme artikel som ovenfor)

Planter bruger ret simple og veldefinerede polysakkarider til oplagring af energi, f.eks. stivelse og glycogen, og bruger pektiner til strukturopbygning. De polysakkarider, som alger bruger til strukturbygning, er mere komplekse og heterogene, nemlig alginat, carrageenan og agar.

Tang kan indeholde tre klasser af polysakkarider med geleringsegenskab: Alginat, carrageenan og agar. De kan binde store mængder vand under dannelse af såkaldte hydrogeler, som er meget stabile og har gode flydeegenskaber, som kan udnyttes teknologisk i kødprodukter, fiskeprodukter, mejerivarer og bagværk. Flydende varer, der fortykkes, får med bedre mundfølelse ((ref.8695s210). Hydrogeler fra tang er baseret på kulhydrater, hvorimod gelatine er proteiner og udvindes af bindevæv fra dyr og fisk.

Eftersom agar, carrageenan og alginat er langkædede molekyler, giver de vandopløsninger nogle interessante flydeegenskaber ((ref.8695s269). De gør opløsningerne mere viskøse og stive. Men på den anden side medvirker de også til at gøre opløsningerne mere letflydende under strømning, idet de lange molekyler retter sig ind efter hinanden og nemmere glider forbi hinanden. Væsker af denne type kaldes komplekse væsker eller "ikke-Newtonske væsker" ((ref.8695s269). Princippet kendes fra ketchup – når man vender ketchupflasken på hovedet flyder ketchuppen kun meget langsomt ud, fordi den er meget viskøs. Hvis man derimod ryster flasken, så ketchuppen får mere fart på, begynder den at flyde nemmere, fordi viskositeten bliver mindre under strømning. Denne effekt kaldes "shear-thinning" på engelsk. ((ref.8695s269)

Agar (også kaldet agar-agar eller kanten) består af lange molekyler, der er sat sammen af to slags galaktosegrupper, nemlig agarose og agaropektin, som har forskelligt sulfatindhold. Der kan – ligesom det gælder for carrageenanerne – dannes dobbeltspiraler og netværk, og herved kan der dannes fibre med mange tusind kæder.

Agar produceres til verdensmarkedet af Chile, Indien, Mexico, Californien, Sydafrika og Japan. ((ref.8695s212). Man fremstiller agar ved at koge tangen, og derefter frysetørre den filtrerede, varme væske. Agar-granulat er uden smag og lugt og den er farveløs. Det er stort set ufordøjeligt for mennesket. Det vil sige, at det ikke indeholder kalorier. Agar kan danne geler ved at det udblødes i koldt vand, hvorefter vandet opvarmes til kogepunktet. Gelen vil dannes, når væsken afkøles til under 38 grader. Den dannede gel smelter imidlertid ikke ved denne temperatur, selv hvis den opvarmes til 38 grader. Den skal opvarmes til mindst 85 grader for at smelte. Det medfører, at fødevarer, der er geleret med agar (i modsætning til gelatine) ikke smelter i munden, men bevarer sin form og fasthed. Agar er fortrinlig til produkter, som skal have en fast og bestandig form. Agar bruges som vækstmedium for dyrkning af mikroorganismer, f.eks. ved podning og dyrkning af bakterier i laboratoriet.

Mange frugter indeholder enzymer, som er proteaser, dvs. proteinnedbrydere. Derfor kan proteinet gelatine ikke bruges, men agar kan uden problem bruges, da det er et polysakkarid. Papaya indeholder proteasen papain og ananas indeholder proteasen bromelain. ((ref.8695s216). Ulempen ved at bruge agar eller carrageenan er, at gelerne bliver mindre klare og har en grovere struktur i forhold til geler, som er dannet af enten pektin eller gelatine. Og så smelter de ikke i munden, hvis det er det, man ønsker.

Tilsætningsstoffer har en uheldig klang for mange forbrugere, men tangstofferne har man tilsat til levnedsmidler i århundreder. Det er naturstoffer af tangen, som man bruger – og man har blot netop udtrukket de stoffer, som man kan anvende med fordel. E400 til E405 er alginater. E406 og 407 er carrageenan.

Agar: Som geleringsmiddel i desserter har agar den fordel, at den bevarer formen, og ikke selv bidrager med smag eller lugt. Den smelter først ved 85 grader, hvilket kan være en ulempe. Desserter, der er geleret med gelatine eller pektin, smelter i munden. Det gør agar-geleringer ikke, dvs. at mundfølelsen bliver en anden. Ananas og papaya indeholder enzymer, som nedbryder gelatine – så for at gelere netop disse produkter er agar et godt alternativ, da deres enzymer ikke kan nedbryde agar-polysakkariderne ((ref.8695s170).

Agar har svært ved at danne gel i meget surt miljø. Derfor geleres frugtjuice, kaffe, vineddike og oxalsyre bedst med carrageenan ((ref.8695s170).

Agar kan købes i flager eller i pulver (pulveret fylder 50% mindre end flagerne). Den skal først udblødes i koldt vand i ca. 10 min. Derefter skal blandingen koge i mindst 10 min, indtil al agaren er opløst. Agaropløsningen vil stivne, når blandingen afkøles til under ca. 38 grader. Tilsætningen sker under omrøring, så der ikke dannes klumper. Tilsættes ved en temperatur over 38 grader ((ref.8695s170).

Frisk tang nedbrydes og ændrer farve meget hurtigt efter høst – langt hurtigere end landplanter. Det skyldes formodentlig forskellige i cellevæggene, som i tang har større vandgennemtrængelighed, hvilket fremskynder nedbrydningen af de pigmenter, som giver farven. Desuden findes der bakterier på tangens overflade. Så hvordan kan tang opbevares? Først og fremmest skal den høstede tang behandles hurtigt. Den vaskes i rent vand, tørres i skygge eller direkte sollys, og opbevares mørkt og tørt. Nogle brunalger kan med fordel fortørres i sollys, hvis ultraviolette stråler omdanner tangens polyfenoler til simple tanniner, der er vigtige for tangens smag ((ref.8695s118).

Agar består af lange molekyler, der er sat sammen af to slags galaktosegrupper, nemlig agarose og agaropektin, som har forskelligt indhold af sulfatgrupper, idet agaropektin har et højere indhold af sulfatindhold. Agar danner netværk og dobbeltspiral-snoringer på dele af molekylet – ligesom hos carrageenan-molekylet – og kan derved danne fibre med mange tusinde kæder. Agar er uopløseligt i koldt vand, men opløses let i kogende vand. Det har en formidabel evne til at danne geler, hvor kun 0,5% er agar og resten er vand. Jo større sulfatindholdet er, jo stærkere bliver gelen.

Agar (også kaldet agar-agar) er et kulhydrat i rødalgers vægge. Dets anvendelighed blev opdaget i Japan omkring 1660 (ref.8651s32). Det er ufordøjeligt, men giver ikke sundhedsmæssige problemer, højst en lettere afføring. Som tilsætningsstof har det nr. E406.

I danske farvande findes rødalgerne horntang (Ahnfeltia plicata) og gracilariatang (Gracilaria gracilis), som i andre lande bruges til at fremstille agar.

Agar er galaktan-polysakkarider. Rødalgen Gelidium indeholder f.eks. en beta-L-galaktose og en alfa-L-galaktose (i stedet for D-formerne, som hos stofgruppen carrageenaner, der også dannes af visse rødalger) (ref.8648).

Hos rødalgerne ligger agarstofferne imellem cellerne og giver styrke, svarende til at landplanter holder sig stive ved hjælp af cellulose i cellevæggene. Landplanter har brug for noget meget stift, for at holde sig oppe mod tyngdekraften. Alger, der lever i strømmende vand og påvirkes af bølger, har brug for noget mere bøjeligt. Agar har denne egenskab, og dette materiale bruger fødevareindustrien i stor stil (ref.8648).

Alger, som danner agar, kaldes samlet for "agarofytter". De findes i rødalgefamilierne Gracilariaceae, Gelidiaceae, Phyllophoraceae og Ceramiaceae. Agarholdige alger høstes som vildtlevende – kun Chile har haft succes med at dyrke agardannende alger kommercielt (ref. 9999-1s187). Især vandets temperatur er kritisk for, at udsætning og dyrkning lykkes (ref.8648).

Agar er en gel i algerne ved naturlig omgivelsestemperatur. Agarstofferne fjernes ved blot at hæve temperaturen over gelernes smeltepunkt. Ekstraktionen kan ske under sure forhold (størst udbytte) eller basiske forhold (hvorved der sker ændring af gelens galaktan-kæder).

Agar høstes af gelekstraktet ved frysning, idet meget af vandet og de opløste salte forlader den koncentrerede agargel, når denne optøes igen. Alternativt kan gelen presses under tryk, som fjerner vandet og koncentrerer gelen.

Verdensproduktionen af agar er langt lavere end produktionen af carrageenaner, som også findes i rødalger (ref.8648).

Tegn abonnement på BioNyt Videnskabens Verden (www.bionyt.dk)