Gomme xanthane

La gomme xanthane, également connue sous le nom de jaune, est un hétéropolysaccharide acide extracellulaire produit par la fermentation de Xanthomonas. Il s'agit d'un composé polymère polysaccharidique composé de D-glucose, de D-mannose et d'acide D-glucuronique dans un rapport de 2:2:1, avec une masse moléculaire relative de plus d'un million.

I. Caractéristiques de performance.

La gomme xanthane est actuellement la gomme biologique la plus performante au monde qui intègre l'épaississement, la suspension, l'émulsification et la stabilisation. Le nombre de groupes pyruvate contenus à l'extrémité de la chaîne moléculaire latérale de la gomme xanthane a une grande influence sur ses performances. La gomme xanthane possède les propriétés générales des polymères à longue chaîne, mais elle contient plus de groupes fonctionnels que les polymères ordinaires et présente des propriétés uniques dans des conditions spécifiques. Sa conformation en solution aqueuse est diverse et elle présente des propriétés différentes dans des conditions différentes.

1. Propriétés de suspension et d'émulsification.

La gomme xanthane a un bon effet suspensif sur les solides insolubles et les gouttelettes d'huile. Les molécules de gomme xanthane peuvent former des copolymères hélicoïdaux en forme de ruban super-lié, formant une structure de réseau fragile semblable à une colle, de sorte qu'elles peuvent soutenir la forme des particules solides, des gouttelettes et des bulles, montrant une forte stabilisation de l'émulsion et une grande capacité de suspension.

2. Bonne solubilité dans l'eau.

La gomme xanthane peut se dissoudre rapidement dans l'eau et a une bonne solubilité dans l'eau. Elle peut notamment être dissoute dans l'eau froide, ce qui permet d'éviter un processus de traitement compliqué et est facile à utiliser. Toutefois, comme elle est extrêmement hydrophile, si de l'eau est ajoutée directement sans agitation suffisante, la couche externe absorbera l'eau et se gonflera en micelles, ce qui empêchera l'eau de pénétrer dans la couche interne et affectera la performance de la fonction. Il faut donc veiller à l'utiliser correctement. Mélanger uniformément la poudre sèche de gomme xanthane ou les accessoires en poudre sèche tels que le sel et le sucre, puis l'ajouter lentement à l'eau en remuant pour obtenir une solution utilisable.

3. L'épaississement.

La solution de gomme xanthane présente les caractéristiques suivantes : faible concentration et viscosité élevée (la viscosité de la solution aqueuse de 1% est équivalente à 100 fois celle de la gélatine) ; c'est un épaississant efficace.

4. Pseudoplasticité.

La solution aqueuse de gomme xanthane présente une viscosité élevée en cas de cisaillement statique ou faible. En cas de cisaillement élevé, la viscosité diminue fortement, mais la structure moléculaire reste inchangée. Lorsque la force de cisaillement est éliminée, la viscosité initiale est immédiatement rétablie. La relation entre la force de cisaillement et la viscosité est totalement plastique. La gomme xanthane possède une pseudoplasticité exceptionnelle, qui est extrêmement efficace pour stabiliser les suspensions et les émulsions.

5. Stabilité à la chaleur.

La viscosité d'une solution de gomme xanthane ne change pas beaucoup avec les changements de température. Les polysaccharides généraux changent de viscosité sous l'effet de la chaleur, mais la viscosité de la solution aqueuse de gomme xanthane ne change pratiquement pas entre 10-80℃, même à de faibles concentrations. La solution aqueuse présente toujours une viscosité élevée et stable dans une large gamme de températures. La solution de gomme xanthane 1% (contenant du chlorure de potassium 1%) est chauffée de 25℃ à 120℃. Sa viscosité n'est réduite que de 3%.

6. Stabilité aux acides et aux bases.

La solution de gomme xanthane est très stable aux acides et aux alcalis. Sa viscosité n'est pas affectée lorsque le pH est compris entre 5 et 10. La viscosité change légèrement lorsque le pH est inférieur à 4 et supérieur à 11. Dans l'intervalle PH3-11, la différence entre la viscosité maximale et la valeur minimale est inférieure à 10%. La gomme xanthane peut être dissoute dans diverses solutions acides, telles que l'acide sulfurique 5%, l'acide nitrique 5%, l'acide acétique 5%, l'acide chlorhydrique 10% et l'acide phosphorique 25%, et ces solutions acides de gomme xanthane sont assez stables à température ambiante. La qualité du fichier ne changera pas pendant plusieurs mois. La gomme xanthane est également soluble dans une solution d'hydroxyde de sodium et possède des propriétés épaississantes. La solution obtenue est très stable à température ambiante. La gomme xanthane peut être dégradée par des oxydants puissants tels que l'acide perchlorique et l'acide persulfurique. La dégradation s'accélère avec l'augmentation de la température.

7. Stabilité au sel.

La solution de gomme xanthane est miscible avec de nombreuses solutions salines (sel de potassium, sel de sodium, sel de calcium, sel de magnésium, etc. Dans des conditions de concentration saline plus élevée, sa solubilité est maintenue sans précipitation ni floculation, même dans des solutions salines saturées, et sa viscosité n'est pratiquement pas affectée.

8. Stabilité à la réaction d'hydrolyse enzymatique.

La structure stable en double hélice de la gomme xanthane la rend extrêmement résistante à l'oxydation et à la dégradation enzymatique. De nombreuses enzymes telles que les protéases, les amylases, les cellulases et les hémicellulases ne peuvent pas dégrader la gomme xanthane.

II. Aapplications.

La gomme xanthane peut être largement utilisée comme épaississant, agent de suspension, émulsifiant et stabilisateur. Utilisée dans plus de 20 industries telles que l'alimentation, le pétrole et la médecine, elle est actuellement le polysaccharide microbien le plus produit à grande échelle et le plus polyvalent au monde.

1. L'alimentation : La gomme xanthane est ajoutée à de nombreux aliments en tant que stabilisateur, émulsifiant, agent de suspension, épaississant et auxiliaire de fabrication. La gomme xanthane peut contrôler la rhéologie, la structure, la saveur et l'apparence des produits, et sa pseudoplasticité peut garantir un bon goût. C'est pourquoi elle est largement utilisée dans les vinaigrettes, le pain, les produits laitiers, les aliments surgelés, les boissons, les condiments, la brasserie, les sucreries, les pâtisseries, les soupes et les aliments en conserve. Ces dernières années, les habitants des pays les plus développés craignent souvent que la valeur calorique des aliments soit trop élevée et les fasse grossir. La gomme xanthane dissipe cette inquiétude car elle ne peut pas être directement dégradée par le corps humain. En outre, selon un rapport japonais de 1985, la gomme xanthane était l'agent anticancéreux le plus efficace parmi onze additifs alimentaires.

2. L'industrie chimique au quotidien : Les molécules de gomme xanthane contiennent un grand nombre de groupes hydrophiles. Il s'agit d'une bonne substance tensioactive qui a des effets antioxydants et prévient le vieillissement de la peau. C'est pourquoi la grande majorité des produits cosmétiques haut de gamme utilisent la gomme xanthane comme principal ingrédient fonctionnel. En outre, la gomme xanthane peut également être utilisée comme ingrédient dans les dentifrices pour les épaissir et les modeler, réduisant ainsi l'usure de la surface des dents.

3. Médical : La gomme xanthane est actuellement un composant fonctionnel populaire dans les capsules de médicaments microencapsulées dans le monde. Elle joue un rôle important dans le contrôle de la libération prolongée des médicaments ; en raison de sa forte hydrophilie et de sa rétention d'eau, elle trouve de nombreuses applications dans des opérations médicales spécifiques, telles que la formation d'un film d'eau dense pour éviter les infections cutanées, la réduction de la soif des patients après une radiothérapie, etc.

4. Industrie et l'agriculture : Dans l'industrie pétrolière, en raison de sa forte pseudoplasticité, une faible concentration de gomme xanthane (0,5%) en solution aqueuse peut maintenir la viscosité du fluide de forage et contrôler ses propriétés rhéologiques. Elle peut donc être utilisée dans les trépans rotatifs à grande vitesse. La viscosité est extrêmement faible sur le site, ce qui permet d'économiser de l'énergie, tandis que la viscosité est maintenue à un niveau élevé sur le site de forage relativement stationnaire, ce qui empêche l'effondrement de la paroi du puits. En raison de son excellente résistance au sel et à la chaleur, il est largement utilisé pour le forage dans des environnements spéciaux tels que les océans et les zones à forte teneur en sel. Il peut également être utilisé comme agent de récupération et de déplacement du pétrole pour réduire les zones de pétrole mort et améliorer la récupération du pétrole.