Goma xantana

La goma xantana, también conocida como amarillo, es un heteropolisacárido ácido extracelular producido por la fermentación de Xanthomonas. Es un polímero polisacárido compuesto de D-glucosa, D-manosa y ácido D-glucurónico en una proporción de 2:2:1, con una masa molecular relativa de más de 1 millón.

I. Características de rendimiento.

La goma xantana es actualmente la goma biológica más superior del mundo que integra espesamiento, suspensión, emulsificación y estabilización. El número de grupos piruvato contenidos al final de la cadena lateral molecular de la goma xantana tiene una gran influencia en su rendimiento. La goma xantana tiene las propiedades generales de los polímeros de cadena larga, pero contiene más grupos funcionales que los polímeros ordinarios y mostrará propiedades únicas en condiciones específicas. Su conformación en solución acuosa es diversa y muestra propiedades distintas en condiciones diferentes.

1. Propiedades de suspensión y emulsión.

La goma xantana tiene un buen efecto de suspensión sobre los sólidos insolubles y las gotitas de aceite. Las moléculas de sol de goma xantana pueden formar copolímeros helicoidales superunidos en forma de cinta, formando una frágil estructura de red similar al pegamento, por lo que pueden soportar la forma de partículas sólidas, gotas y burbujas, mostrando una fuerte estabilización de la emulsión y una alta capacidad de suspensión.

2. Buena solubilidad en agua.

La goma xantana puede disolverse rápidamente en agua y tiene buena solubilidad en agua. Especialmente, también puede disolverse en agua fría, lo que puede ahorrar el complicado proceso de elaboración y es fácil de usar. Sin embargo, como es extremadamente hidrófila, si se añade agua directamente sin agitar lo suficiente, la capa exterior absorberá agua y se hinchará formando micelas, lo que impedirá que el agua entre en la capa interior y afectará al rendimiento de la función. Por lo tanto, hay que tener cuidado de utilizarla correctamente. Mezcle uniformemente el polvo seco de goma xantana o los accesorios de polvo seco como la sal y el azúcar y, a continuación, añádalo lentamente al agua de agitación para formar una solución para su uso.

3. Espesamiento.

La solución de goma xantana tiene las características de baja concentración y alta viscosidad (la viscosidad de la solución acuosa de 1% es equivalente a 100 veces la de la gelatina), y es un espesante eficaz.

4. Pseudoplasticidad.

La solución acuosa de goma xantana presenta una alta viscosidad en condiciones estáticas o de bajo cizallamiento. En condiciones de alto cizallamiento, la viscosidad disminuye bruscamente, pero la estructura molecular permanece inalterada. Cuando se elimina la fuerza de cizallamiento, se recupera inmediatamente la viscosidad original. La relación entre la fuerza de cizallamiento y la viscosidad es completamente plástica. La goma xantana posee una extraordinaria pseudoplasticidad, que resulta extremadamente eficaz para estabilizar suspensiones y emulsiones.

5. Estabilidad al calor.

La viscosidad de la solución de goma xantana no cambia mucho con los cambios de temperatura. Los polisacáridos en general cambiarán de viscosidad debido al calentamiento, pero la viscosidad de la solución acuosa de goma xantana casi no cambia entre 10-80℃, incluso a bajas concentraciones. La solución acuosa sigue mostrando una alta viscosidad estable en un amplio intervalo de temperaturas. La solución de goma xantana 1% (que contiene cloruro potásico 1%) se calienta de 25℃ a 120℃. Su viscosidad se reduce sólo 3%.

6. Estabilidad frente a ácidos y bases.

La solución de goma xantana es muy estable a los ácidos y álcalis. Su viscosidad no se ve afectada cuando el pH está entre 5 y 10. La viscosidad cambia ligeramente cuando el pH es inferior a 4 y superior a 11. En el rango de PH3-11, la diferencia entre la viscosidad máxima y el valor mínimo es inferior a 10%. La goma xantana puede disolverse en diversas soluciones ácidas, como ácido sulfúrico 5%, ácido nítrico 5%, ácido acético 5%, ácido clorhídrico 10% y ácido fosfórico 25%, y estas soluciones ácidas de goma xantana son bastante estables a temperatura ambiente. Su calidad no cambiará durante varios meses. La goma xantana también es soluble en solución de hidróxido de sodio y tiene propiedades espesantes. La solución resultante es muy estable a temperatura ambiente. La goma xantana puede degradarse con oxidantes fuertes como el ácido perclórico y el ácido persulfúrico. A medida que aumenta la temperatura, la degradación se acelera.

7. Estabilidad a la sal.

La solución de goma xantana es miscible con muchas soluciones salinas (sal potásica, sal sódica, sal cálcica, sal magnésica, etc.) sin afectar a la viscosidad. En condiciones de mayor concentración de sal, su solubilidad se mantiene sin precipitación ni floculación incluso en soluciones salinas saturadas, y su viscosidad casi no se ve afectada.

8. Estabilidad a la reacción de hidrólisis enzimática.

La estructura estable de doble hélice de la goma xantana la hace extremadamente resistente a la oxidación y a la degradación enzimática. Muchas enzimas, como proteasas, amilasas, celulasas y hemicelulasas, no pueden degradar la goma xantana.

II. Applicacións.

La goma xantana puede utilizarse ampliamente como espesante, agente de suspensión, emulsionante y estabilizador. Utilizada en más de 20 industrias, como la alimentaria, la petrolera y la médica, es actualmente el polisacárido microbiano de mayor escala de producción y extremadamente versátil del mundo.

1. La comida: La goma xantana se añade a muchos alimentos como estabilizante, emulsionante, agente de suspensión, espesante y auxiliar de elaboración. La goma xantana puede controlar la reología, la estructura, el sabor y el aspecto de los productos, y su pseudoplasticidad puede garantizar un buen sabor. Por ello, se utiliza ampliamente en aliños para ensaladas, pan, productos lácteos, alimentos congelados, bebidas, condimentos, elaboración de cerveza, dulces, repostería, sopas y alimentos enlatados. En los últimos años, la gente de los países más desarrollados se preocupa a menudo de que el valor calórico de los alimentos sea demasiado alto y les haga engordar. La goma xantana disipa esta preocupación porque no puede ser degradada directamente por el cuerpo humano. Además, según un informe de Japón de 1985, la goma xantana era el agente anticancerígeno más eficaz entre once aditivos alimentarios.

2. Industria química diaria: Las moléculas de goma xantana contienen un gran número de grupos hidrófilos. Es una buena sustancia tensioactiva y tiene efectos antioxidantes y de prevención del envejecimiento cutáneo. Por ello, casi la inmensa mayoría de los cosméticos de alta gama utilizan goma xantana como principal ingrediente funcional. Además, la goma xantana también puede utilizarse como ingrediente en dentífricos para espesar y dar forma a la pasta de dientes, reduciendo el desgaste de la superficie dental.

3. Médico: La goma xantana es actualmente un componente funcional muy popular en cápsulas microencapsuladas de fármacos en todo el mundo. Desempeña un papel importante en el control de la liberación sostenida de fármacos; debido a su fuerte hidrofilia y retención de agua, existen muchas aplicaciones en operaciones médicas específicas, como la formación de una película densa de agua para evitar infecciones cutáneas; la reducción de la sed de los pacientes tras la radioterapia, etc.

4. Industria y agricultura: En la industria petrolera, debido a su fuerte pseudoplasticidad, una baja concentración de solución acuosa de goma xantana (0,5%) puede mantener la viscosidad del fluido de perforación y controlar sus propiedades reológicas. Por lo tanto, puede utilizarse en brocas giratorias de alta velocidad. La viscosidad es extremadamente pequeña en la localización, ahorrando energía; mientras que la viscosidad se mantiene alta en la localización de perforación relativamente estacionaria, evitando así que la pared del pozo se derrumbe. Y debido a su excelente resistencia a la sal y al calor, se utiliza ampliamente en la perforación en entornos especiales, como océanos y zonas de alta salinidad. También puede utilizarse como agente de recuperación y desplazamiento de petróleo para reducir las zonas de petróleo muerto y mejorar la recuperación de petróleo.