[wissen] Alginat: The Basics (Teil 1)

In diesem Beitrag werde ich mal versuchen zusammenzufassen, was ich bisher über Alginat zur Verwendung beim Kochen herausbekommen habe. Ein guter Start ist der Wikipedia Artikel zu Aliginat [wikipedia.de]

Hier die wichtigsten Teile:

Algin (oder Alginsäure, E400) wird von Braunalgen in den Zellwänden gebildet und stellt in der Alge das strukturgebende Element dar. Die interzelluläre Gelmatrix verleiht der Alge sowohl Flexibilität, als auch Festigkeit. [...] Die Salze der Alginsäure werden allgemein als Alginate bezeichnet. [...] Die Gewinnung der Braunalgen erfolgt z.T. durch spezielle Trawler, die den Meeresboden „abernten“. [...] Neben dem in der Lebensmittelindustrie am häufigsten verwendeten Natriumalginat (E401) finden sich ferner folgende Salze der Alginsäure: Kaliumalginat (E402), Ammoniumalginat (E403), Calciumalginat (E404) und Propylenglycolalginat (PGA, E405). [...] Alginat kann in Lösungen mit niedrigem Calciumgehalt zu einer Viskositätsausbildung führen. [...] Zur Gelierung kommt es durch Einlagerung von Calciumionen in die Zickzackstruktur der GG-Blöcke. Auf diese Zone lagert sich dann die Zickzackstruktur eines anderen Alginatmoleküls. Es kommt hierdurch zur Ausbildung dreidimensionaler Strukturen. Da das Calcium in dieser Struktur wie ein Ei in der Schachtel liegt wird dieses Modell auch als „Eierschachtel-Modell“ oder „Eggbox-model“ bezeichnet.

Zusammengefaßt heißt das: Natriumalginat und Calciumalginat sind für uns relevant. Man gewinnt Algin oder Alginate aus Braunalgen. Durch Zugabe von Calciumlösung (z.B Calciumchlorid oder Calciumlactat) geliert das Alginat durch Einlagerung von Calciumionen.

Rein wissenschaftlich kann man die Struktur von Alginat wie folgt beschreiben [wikipedia.de]:

Alginat ist ein Polysaccharid das aus 1,4 verknüpfter α-L-Guluronsäure (G) und β-D-Mannuronsäure (M) besteht. Es bildet homopolymere Bereiche, in denen Mannuronsäure oder Guluronsäure als Block vorliegt. Diese Blöcke werden als GG- oder MM-Blöcke bezeichnet. Im Bereich der GG- und MM-Blöcke kommt es zu einer Art Faltstruktur, die bei der Gelierung eine wesentliche Rolle spielt. Insbesondere die GG-Blöcke bilden eine regelmäßige Zickzack-Struktur aus.

Bedeutet: Alginat ist wie ein langer Faden aus verschiedenen Zuckereinheiten.

Anschaulich sieht dieser Gelierungsprozeß so aus:
Durch die Calciumionen lagern sich die Alginatfäden aneinander und bilden ein Netzwerk aus. Je nachdem welche Zuckereinheiten in diesen Fäden aufeinander folgen, können sich zwischen den Fäden mehr oder weniger Calciumionen einlagern. Um so mehr, um so fester wird das Gel.
Was passiert nun wenn man eine Alginatlösung in eine Calciumchloridlösung tropft? Sobald der Tropfen in die Lösung eintritt, lagern sich auf der Tropfenoberfläche Calciumionen zwischen die Alginatfäden. Somit verfestigt sich die Oberfläche.
Hier erkennt man dann auch das Problem, daß mit einigen Lebensmitteln auftritt. Nämlich die direkte Gelierung, weil zu viele Calciumionen bereits im Obst oder Gemüse vorhanden sind. Man kann versuchen, diese mit einem Zitronensäuresalz abzufange. Ähnlich wie das Alginat bindet Citrat Calciumionen. So können diese nicht mehr direkt mit dem Alginat reagieren. Erst wenn die Calciumionen in der Calciumchloridlösung im großen Überschuß vorliegen, findet die Gelierung statt.
Allerdings hat das Natriumcitrat in einigen Gerichten noch eine viel wichtigere Aufgabe. In zu sauren Lösungen "zersetzten" sich die Alginatfäden. Das Natriumcitrat (Base der Zitronensäure) hilft dabei den pH-Wert auf über 4 zu erhöhen und so das Alginat zu stabilisieren.

Als weiterführende Lektüre kann ich die folgenden Links empfehlen:

• ISP [ispcorp.com], ein Hersteller von Alginat hat eine schöne Broschüre (html, pdf)
• FMC Biopolymer [fmcbiopolymer.com], ebenso (pdf)
• "Alginates from Algae", ein Buchkapitel auf englisch zum Thema, da dies ein Deeplink wäre hier nur der indirekte Weg über Google [google.com].

Soweit der erste Teil der "Basics".