Ксантановая камедь

Ксантановая камедь, также известная как желтая, - это внеклеточный кислый гетерополисахарид, получаемый в результате ферментации Xanthomonas. Это полисахаридное полимерное соединение, состоящее из D-глюкозы, D-маннозы и D-глюкуроновой кислоты в соотношении 2:2:1, с относительной молекулярной массой более 1 миллиона.

I. Эксплуатационные характеристики.

Ксантановая камедь на сегодняшний день является самой совершенной биологической камедью в мире, которая объединяет в себе функции загущения, суспендирования, эмульгирования и стабилизации. Количество пируватных групп, содержащихся в конце боковой цепи молекулы ксантановой камеди, оказывает большое влияние на ее эффективность. Ксантановая камедь обладает общими свойствами длинноцепочечных полимеров, но содержит больше функциональных групп, чем обычные полимеры, и при определенных условиях проявляет уникальные свойства. Ее конформация в водном растворе разнообразна, и она проявляет различные свойства в разных условиях.

1. Суспендирующие и эмульгирующие свойства.

Ксантановая камедь оказывает хорошее суспендирующее действие на нерастворимые твердые частицы и капли масла. Молекулы ксантановой камеди могут образовывать суперсвязанные лентообразные спиралевидные сополимеры, формируя хрупкую клееподобную сетевую структуру, поэтому они могут поддерживать форму твердых частиц, капель и пузырьков, демонстрируя сильную стабилизацию эмульсии и высокую способность к суспендированию.

2. Хорошая растворимость в воде.

Ксантановая камедь быстро растворяется в воде и обладает хорошей водорастворимостью. Особенно хорошо она растворяется в холодной воде, что позволяет избежать сложного процесса обработки и легко использовать. Однако, поскольку она чрезвычайно гидрофильна, при непосредственном добавлении воды без достаточного перемешивания внешний слой будет поглощать воду и разбухать в мицеллы, что будет препятствовать проникновению воды во внутренний слой и повлияет на выполнение функции. Поэтому необходимо следить за правильным использованием. Равномерно перемешайте сухой порошок ксантановой камеди или аксессуары для сухого порошка, такие как соль и сахар, затем медленно добавьте его в воду для перемешивания, чтобы сделать раствор для использования.

3. Сгущение.

Раствор ксантановой камеди обладает такими характеристиками, как низкая концентрация и высокая вязкость (вязкость водного раствора 1% в 100 раз превышает вязкость желатина), и является эффективным загустителем.

4. Псевдопластичность.

Водный раствор ксантановой камеди обладает высокой вязкостью при статическом или слабом сдвиге. При сильном сдвиге вязкость резко падает, но молекулярная структура остается неизменной. При устранении силы сдвига исходная вязкость немедленно восстанавливается. Связь между силой сдвига и вязкостью полностью пластична. Ксантановая камедь обладает выдающейся псевдопластичностью, которая чрезвычайно эффективна для стабилизации суспензий и эмульсий.

5. Устойчивость к нагреванию.

Вязкость раствора ксантановой камеди не сильно меняется при изменении температуры. Общие полисахариды изменяют вязкость при нагревании, но вязкость водного раствора ксантановой камеди практически не меняется в диапазоне 10-80℃, даже при низких концентрациях. Водный раствор сохраняет стабильно высокую вязкость в широком диапазоне температур. Раствор ксантановой камеди 1% (содержащий хлорид калия 1%) нагревается от 25℃ до 120℃. Его вязкость уменьшается только на 3%.

6. Устойчивость к кислотам и основаниям.

Раствор ксантановой камеди очень устойчив к кислотам и щелочам. Его вязкость не изменяется, когда pH находится в диапазоне от 5 до 10. Вязкость незначительно изменяется, когда pH меньше 4 и больше 11. В диапазоне PH3-11 разница между максимальным и минимальным значением вязкости составляет менее 10%. Ксантановая камедь может быть растворена в различных растворах кислот, таких как 5% серная кислота, 5% азотная кислота, 5% уксусная кислота, 10% соляная кислота и 25% фосфорная кислота, и эти кислотные растворы ксантановой камеди достаточно стабильны при комнатной температуре. Качество файла не меняется в течение нескольких месяцев. Ксантановая камедь также растворима в растворе гидроксида натрия и обладает загущающими свойствами. Полученный раствор очень стабилен при комнатной температуре. Ксантановая камедь может разрушаться под действием сильных окислителей, таких как перхлорная и серная кислота. При повышении температуры процесс разложения ускоряется.

7. Устойчивость к воздействию соли.

Раствор ксантановой камеди смешивается со многими солевыми растворами (калийной, натриевой, кальциевой, магниевой и т.д.), не влияя на вязкость. В условиях повышенной концентрации соли ее растворимость сохраняется без выпадения осадка и флокуляции даже в насыщенных солевых растворах, а вязкость практически не изменяется.

8. Устойчивость к реакции ферментативного гидролиза.

Стабильная структура двойной спирали ксантановой камеди делает ее чрезвычайно устойчивой к окислению и ферментативной деградации. Многие ферменты, такие как протеазы, амилазы, целлюлазы и гемицеллюлазы, не могут разрушить ксантановую камедь.

II. Aприложениеs.

Ксантановая камедь может широко использоваться в качестве загустителя, суспендирующего агента, эмульгатора и стабилизатора. Используемая более чем в 20 отраслях промышленности, таких как пищевая, нефтяная и медицинская, в настоящее время она является самым крупным по масштабам производства и чрезвычайно универсальным микробным полисахаридом в мире.

1. Еда: Ксантановая камедь добавляется во многие продукты питания в качестве стабилизатора, эмульгатора, суспендирующего агента, загустителя и вспомогательного средства для обработки. Ксантановая камедь может контролировать реологию, структуру, аромат и внешний вид продуктов, а ее псевдопластичность обеспечивает хороший вкус. Поэтому она широко используется в салатных заправках, хлебе, молочных продуктах, замороженных продуктах, напитках, приправах, пивоварении, сладостях, выпечке, супах и консервированных продуктах. В последние годы жители более развитых стран часто беспокоятся о том, что калорийность продуктов слишком высока и от этого они толстеют. Ксантановая камедь развеивает эти опасения, поскольку она не поддается прямому расщеплению человеческим организмом. Кроме того, по данным японского исследования, проведенного в 1985 году, ксантановая камедь оказалась самым эффективным противораковым средством среди одиннадцати пищевых добавок.

2. Повседневная химическая промышленность: Молекулы ксантановой камеди содержат большое количество гидрофильных групп. Она является хорошим поверхностно-активным веществом и обладает эффектами антиоксиданта и предотвращения старения кожи. Поэтому практически в подавляющем большинстве элитной косметики ксантановая камедь используется в качестве основного функционального ингредиента. Кроме того, ксантановая камедь может использоваться в качестве ингредиента зубной пасты для загущения и придания ей формы, уменьшения износа поверхности зубов.

3. Медицина: Ксантановая камедь в настоящее время является популярным функциональным компонентом в микрокапсулированных лекарственных капсулах в мире. Она играет важную роль в контроле устойчивого высвобождения лекарств; благодаря ее сильной гидрофильности и водоудержанию, она находит множество применений в специфических медицинских операциях, таких как формирование плотной водной пленки для предотвращения кожной инфекции; снижение жажды у пациентов после лучевой терапии и т.д.

4. Iпромышленности и сельского хозяйства: В нефтяной промышленности, благодаря своей сильной псевдопластичности, низкая концентрация водного раствора ксантановой камеди (0,5%) может поддерживать вязкость бурового раствора и контролировать его реологические свойства. Поэтому его можно использовать в высокоскоростных вращающихся буровых долотах. Вязкость чрезвычайно мала в месте бурения, что позволяет экономить электроэнергию; в то время как вязкость поддерживается на высоком уровне в относительно неподвижном месте бурения, что предотвращает обрушение стенок скважины. Благодаря отличной солестойкости и жаростойкости широко используется для бурения в особых условиях, таких как океаны и высокосолевые районы. Он также может использоваться в качестве агента для восстановления и вытеснения нефти для уменьшения площади мертвой нефти и повышения нефтеотдачи.