¿Qué son los Carragenanos?

Los carragenanos están constituidos por unidades de derivados de galactosa, es decir, estructuralmente son polisacáridos que forman parte de las paredes celulares de algunas algas de la familia Rhodophyceae.

Los podemos encontrar bajo la denominación de carragenano, aunque también se puede ver como carragenina o carragenato indistintamente.

El uso de carragenano se remonta a más de 600 años, donde los irlandeses, hervían leche con algas ricas en este polisacárido, la interacción de las cargas negativas del carragenano con las micelas de caseína producía un postre lácteo de textura similar a las natillas que comemos en la actualidad.

¿Qué tipos hay?

Existen multitud de carragenanos, los más empleados son: kappa, lamba e iota.

Con diferentes orígenes y propiedades gelificantes, lo que hará que sean empleados en diferentes productos, en función de las cualidades que más convenga.

Como hemos dicho son polisacáridos, formados por unidades de galactosa con enlaces α (1-3) y β (1-4), entre ellos presentan diferencias en el grado de sulfatación, posición de estos grupos y presencia de grupos anihidrogalactosa.

A mayor proporción de grupos sulfato (SO4), la solubilidad es mayor, y a mayor proporción de grupos de anhidrogalactosa la solubilidad será menor.

A modo de resumen, algunas de las propiedades que caracterizan los carragenanos se presentan a continuación:

Caracterización del carragenano. *La sinéresis, hace referencia a la propiedad de un compuesto para evitar la separación de fases.

¿Para qué se utilizan los carragenanos?

En su forma refinada (E-407) son incoloros, insípidos, inodoros y no digeribles.

En su papel como aditivo destacan sus propiedades para alterar la reología, es decir, el modo en que los materiales se deforman o fluyen en respuesta a la fuerzas o tensión aplicada.

Si además añadimos la capacidad de forma geles reversibles, las sinergias con otras gomas y la solubilidad en frío (en ciertos casos), lo hacen un producto muy versátil para diferentes elaboraciones y recetas:

Las propiedades mencionadas tendrán aplicaciones en el ámbito alimentario, cosmético, farmacéutico y clínico.

En el ámbito clínico se ha observado que dificulta la entrada del virus en la célula, además de interferir en su replicación. Gracias a esto, puede suponer una barrera contra el virus del herpes simple (VHS), el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) o el virus del papiloma humano (VPH).

Incluso lo podemos encontrar como tratamiento en estudios contra ciertas enfermedades respiratorias virales como el COVID-19, en estos casos, se cree que los carragenanos actúan como otros polisacáridos sulfatados, como la heparina, evitando que los virus se adhieran o entren en las células del huésped.

También se está estudiando la efectividad como biomaterial, debido a su baja citotoxicidad, cualidades antimicrobianas y anticoagulantes.

¿Son seguros los carragenanos?

Siguiendo indicaciones de la EFSA, los aditivos E-407 y E-407a, son seguros en dosis destinadas para el consumo.

El uso de estos aditivos se regula en base al Reglamento (CE) Nº 1333/2008 junto al Reglamento (UE) Nº 231/2012, donde se establecen criterios de pureza específicos.

Además, ha sido evaluado por organismos competentes como el Comité Científico de Alimentos (SCF) y el Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA).

En base a las revisiones y reglamentos vigentes, no se establecen dosis máximas en la fabricación para la mayoría de los alimentos.

Respecto a la ingesta diaria admisible (IDA), se establece una dosis sujeta a revisión1 de 75mg/kg/día para la población general y 1000mg/L en productos para lactantes.

Este valor de referencia más cautelar se propuso de forma temporal en el informe de la EFSA de 2018, a la espera su revisión en 2023. Entre los motivos de esta decisión, el panel de expertos destacó la necesidad de reevaluar la distribución de los pesos moleculares estudiados.

El motivo de esta reevaluación se extrae textualmente de su informe de 2018:

“No se considera que los compuestos de las muestras utilizadas en un gran número de pruebas de toxicidad reflejen adecuadamente la diversidad de preparaciones del aditivo alimentario en el mercado.”

Además de esta consideración, se refleja la necesidad de establecer un método analítico adecuado validado entre laboratorios para cuantificar el límite correspondiente a la fracción de bajo peso molecular. Así como evidenciar si esta fracción se asocia con riesgos para la salud.

Otros de los puntos que abarca esta misma reunión, es la seguridad en dosis más altas, por ejemplo, en estudios de toxicidad crónica sobre ratas sin efectos adversos observados (NOAEL) en dosis de 7.500mg/kg/día.

Esto se consigue gracias a un factor que relaciona la superficie corporal y el peso promedio entre especies. Al aplicar este factor, llamado DEH (Dosis Equivalente en Humanos), se obtiene una dosis sin efectos adversos observados en humanos.

Por ejemplo, de los 7.500mg/kg/día sobre ratas resulta un NOAEL 1.200mg/kg/día en humanos, unos 84gr de carragenano al día para un adulto.

El problema del carragenano degradado

Tradicionalmente ha existido una confusión tanto en la literatura científica como en el ámbito público respecto al carragenano.

Los efectos adversos estudiados se asocian al poligeenano o poligenina (peso molecular > 20kDa) y al carragenano degrado. Este último presenta un peso molecular ligeramente superior, de 20 a 40kDa, y puede tener su origen en una síntesis biológica natural incompleta24, a diferencia del poligeenano que se obtiene mediante la hidrolisis ácida en un laboratorio.

La EFSA, engloba el carragenano degradado y los poligeenanos dentro de un mismo grupo, los carragenanos de bajo peso molecular(<50kDa). La presencia de estas dos fracciones está limitada en los alimentos, no pudiendo ser esta fracción superior al 5% del carragenano total empleado.

El poligenano se consigue rompiendo los enlaces glicosídicos bajo condiciones de temperatura y acidez extremas, y a diferencia de los carragenanos convencionales, no se encuentra respaldado por la EFSA para su uso en la industria alimentaria8 , además de carecer de propiedades funcionales.

El poligenano se caracteriza por su potencial inflamatorio. Gracias a esto ha sido empleado tradicionalmente como agente para inducir inflamación y evaluar la actividad de ciertos fármacos (Winter Ca,1962). Se relaciona a su vez con ciertas patologías como colitis ulcerosa, enfermedad inflamatoria intestinal, cáncer colorrectal2… Además de comprometer la micrbobiota.

Como hemos comentado, para generar la poligenina, el carragenano debe someterse a condiciones extremas de pH ácido y temperatura.

Contemplar dichas condiciones en el organismo parece bastante improbable, ya que son condiciones fisiológicamente imposibles.

La EFSA en esta última revisión concluyó:

“En la mayoría de los estudios toxicológicos, la distribución del peso molecular de la carragenina analizada no se describe o se describe de manera inadecuada. La fracción de bajo peso molecular de la carragenina se asocia con posibles efectos adversos. Esto se debe a su similitud en la estructura y el peso moleculares promedio en peso con los de la carragenina degradada, como la poligenina.”

De esta forma y con las nuevas actualizaciones se consiguió, por una parte, reafirmar la seguridad de los carragenanos de uso alimentario y evidenciar la diferencia con las formas de menor peso molecular.

Con el fin garantizar la inocuidad se estudiaron las diferencias en la metabolización entre la poligenina y el carragenano de uso alimentario. De este modo, se observó que mientras que la poligenina mostraba indicios de absorción, el carragenano era excretado sin cambios bajo las condiciones de pH gástrico y microbiota intestinal.

Esto se puede deber entre otros motivos a la unión a proteínas, donde la poligenina y el carragenano muestran diferencias significativas, traduciéndose en diferentes formas de metabolización y absorción.

De la interacción con las proteínas, se desarrollan estructuras tridimensionales. Estas se consiguen a través de los cationes divalentes de calcio, la unión a las zonas con cargas positivas de las proteínas y las interacciones entre las diferentes partes del carragenano, dando lugar a una formación helicoidal.

Esto significa que la carragenina seguirá en la matriz proteica hasta el final del tracto gastrointestinal, donde habrá precipitado al disminuir el pH por debajo del punto isoeléctrico. Solo se disociará el complejo carragenano-proteína después de que la proteína haya sido descompuesta por las enzimas digestivas, lo que explica por qué no se absorbe y se excreta intacta en las heces.

¿Supone el carragenano degradado un problema para la salud de los alimentos?

Como venimos diciendo, el gran problema que encontramos cuando hablamos del carragenano, es la falta de caracterización del compuesto en los estudios, es decir, se habla indistintamente del carragenano de uso alimentario y los compuestos de bajo peso molecular.

En los experimentos que estudiaron el peso molecular y notificaron el uso de carragenano degradado, remarcan la diferencia con el carragenano de uso alimentario y el tratamiento específico que debe recibir hasta conseguir un peso molecular inferior.

Incluso en aquellos que se especifica el peso molecular del compuesto de bajo peso molecular, este sigue siendo hasta cuatro veces mayor al de la poligenina mencionada por la EFSA.

Al extrapolar los datos que consideran la seguridad de los carragenanos, debemos tener ciertas consideraciones:

Los datos de toxicidad que reportan las instituciones hacen referencia a dosis crónicas, algo así como la cantidad que podrías consumir el resto de tu vida sin desarrollar ningún efecto adverso. Para llegar a estas conclusiones se usan estudios experimentales en animales, después se extrapolan a humanos mediante factores que garantizan la seguridad.

Ejemplo: empleo del carragenano en natillas comerciales.

Vamos a calcular la cantidad que se debería consumir para, en base a las dosis propuestas, considerar los efectos adversos.

Los datos que debemos conocer son:

1. Peso neto de producto, por ejemplo, 120gr.
2. IDA (Ingesta Diaria Admisible) de referencia, esta se expresa como cantidad aditivo(mg)/ peso corporal (kg) / día.
3. Carragenano empleado, extrapolando con la lista de ingredientes, ya que estos se encuentras siguiendo un orden acorde a su concentración, junto a la información que no aportan los fabricantes, se puede hacer una aproximación bastante fiable.

En el rango de uso de carragenano en estos productos vemos que:

• Se deberían consumir más de 150 natillas a la semana, para superar la IDA de un adulto de 70Kg. (¡Además supondría una ingesta superior a 500gr de azúcar diario!)
• Por si fuese poco y aunque desorbitado, estos datos pueden considerarse una recomendación cautelar, a la espera de nuevos estudios de seguridad para los diferentes pesos moleculares.

La EFSA consideró un estudio de toxicidad sobre la poligenina (C16), que concluyó una dosis mínima a la que se observa un efecto adverso, LOAEL, de 750mg/kg/día sobre monos.

Al aplicar un factor de conversión se obtiene una LOAEL para humanos de 240 mg/kg/día, unos 16.8 gr de poligeenano/día para un adulto de 70kg.

En base a los datos experimentales y considerando que esos 16,8g pueden suponer, como máximo, un 5% del total de carragenanos empleados como ingrediente, estaríamos hablando de una dosis diaria de carragenanos de 336g (16,8g es el 5% de 336g) al día para ese mismo adulto de 70 kg.

Si rizamos más el rizo, y extrapolamos con las cantidades más altas que se utilizan como ingrediente (un 2% de carragenano), estaríamos hablando de que necesitamos consumir al día unos 16,8kg del producto en cuestión para sobrepasar el LOAEL.

Ni hablemos de aquellos productos en los que la concentración de carragenanos se mueve en el rango inferior (0,05%), donde necesitaríamos ingerir 672kg de producto diario para desarrollar los posibles efectos adversos. Fig.3(hoja final)

A modo de resumen, te dejamos estas algunas de las diferencias entre los dos compuestos:

Conclusiones

Fuentes bibliográficas

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