La gomme xanthane est une unité répétitive de pentasaccharide composée de D-glucose, de D-mannose, d'acide D-glucuronique, d'acide acétique et d'acide pyruvique. (Le rapport molaire entre le glucose, le mannose et l'acide glucuronique est de 2,8:3,0:2,0).
Il est fabriqué à partir d'un milieu de fermentation contenant des sucres (tels que le glucose, le saccharose, l'amidon, l'amidon hydrolysé, etc.), en présence d'une source d'azote appropriée, d'hydrogénophosphate dipotassique et d'une quantité appropriée d'oligo-éléments, sous l'action de souches de Xanthomonas campestris du colza sauvage, par fermentation, puis après extraction, séchage, broyage et autres processus.
Il est insipide, inodore, non toxique, propre à la consommation et facilement soluble dans l'eau. Il est facilement soluble dans l'eau et possède des propriétés physicochimiques uniques en solution aqueuse.
Dans la production industrielle, elle est principalement utilisée comme agent épaississant, mais aussi comme agent de suspension, émulsifiant et stabilisateur. Jusqu'à présent, la gomme xanthane est considérée comme la gomme biologique la plus performante sur le marché international. Elle est largement utilisée dans l'alimentation humaine, les jus de fruits, les boissons, les aliments pour animaux, le maquillage, la médecine, la céramique, la lutte contre les incendies, le pétrole et d'autres industries, et son potentiel de croissance dépasse celui de toutes les gommes hydrophiles.
Cet article donne un aperçu de la structure, des propriétés et de la production de la gomme xanthane et décrit son application dans l'industrie alimentaire.
La gomme xanthane est une poudre blanc pâle ou beige clair, constituée de cinq unités de sucre répétées. Sa chaîne principale est la même que celle de la cellulose, c'est-à-dire qu'elle est composée de glucose liés par des liaisons glycosidiques ?-1,4, trois monosaccharides liés forment sa chaîne latérale : mannose - glucose - mannose. Le mannose lié à la chaîne principale est généralement modifié par un groupe acétyle, l'extrémité de la chaîne latérale est modifiée par une réaction acétale avec le pyruvate, et le glucose au milieu est oxydé en acide glucuronique.
La gomme xanthane a une structure primaire régulière, mais aussi une structure secondaire, comme l'ont déterminé la diffraction des rayons X et la microscopie électronique, les molécules de gomme xanthane s'appuient sur la liaison hydrogène pour former une structure hélicoïdale régulière. La structure en double hélice dépend de la force faible entre la formation de la structure tridimensionnelle du réseau, qui est la structure tertiaire de la gomme xanthane, elle est en solution aqueuse sous forme de cristaux liquides.
La gomme xanthane, connue sous le nom de "glutamate monosodique industriel", est actuellement le polysaccharide microbien le plus important et le plus utilisé au monde. La gomme xanthane possède les propriétés suivantes.
La gomme xanthane est insipide, inodore, sûre et résistante, de haute viscosité, la viscosité de la solution aqueuse 1% est équivalente à 100 fois celle de la gélatine, ce qui peut être utilisé comme un bon agent épaississant et stabilisant.
Sous l'effet du cisaillement, la viscosité de la solution diminue rapidement et, une fois le cisaillement levé, la viscosité de la solution se rétablit immédiatement. Cette propriété donne un bon goût aux aliments tels que les crèmes glacées, les saucisses de jambon, les jus de fruits, les boissons à base de protéines végétales et les produits de boulangerie. Cette propriété permet également à la gomme xanthane d'être largement utilisée dans le forage pétrolier et l'exploitation minière.
La gomme xanthane présente une bonne stabilité thermique et conserve sa fonction unique dans une large gamme de températures (-18 à 130 ?), ce qui en fait un bon excipient pour la production d'aliments surgelés et de produits de boulangerie.
Sa viscosité n'est pratiquement pas affectée par les acides et les alcalis, et il peut conserver ses propriétés d'origine dans une plage de pH allant de 1 à 12, ce qui lui confère un large éventail d'applications.
Même en présence d'hypochlorite de sodium, de peroxyde d'hydrogène et d'enzymes bioactives, il peut encore jouer un rôle.
Le mélange avec la gomme de guar et la gomme de caroube peut produire des effets synergiques bénéfiques. Cette gomme structurelle peut produire une gélification dans certaines conditions.
Avec des concentrations élevées de sels, la coexistence de sucre, il maintient toujours un système d'épaississement stable.
Bonne suspension des particules solides insolubles et des gouttelettes d'huile.
Même la décongélation au four à micro-ondes n'affecte pas les performances du système stable qui a été formé.
Bonne compatibilité avec les sels, les acides et les bases, et bonne réactivité avec le galactomannane.
Les souches utilisées dans la production de gomme xanthane appartiennent au genre xanthomonas et à plusieurs espèces ; la production industrielle actuelle de souches bactériennes concerne principalement la pourriture noire du chou xanthomonas ; outre la xanthomonas du colza, la xanthomonas de la mauve et la xanthomonas de la carotte peuvent également être utilisées comme souches de fermentation.
La production de gomme xanthane est influencée par la composition du milieu de culture, les conditions du milieu (température, pH, oxygène dissous, etc.), le type de réacteur, le mode de fonctionnement (continu ou intermittent) et d'autres facteurs.
La souche peut être cultivée à 25??30 ?, la température de fermentation la plus appropriée étant 28 ?, et les chercheurs ont proposé des équations spécifiques pour la relation entre la température et le taux de croissance.
En comparaison, le coût de la récupération du produit à partir du bouillon de fermentation est élevé. En général, les composants du bouillon de fermentation final sont les suivants : gomme xanthane : 10-30L, cellules : 1-10g/L, nutriments résiduels 3-10L, et autres métabolites.
En raison de la présence de fortes concentrations de gomme xanthane, la concentration de la solution est importante, ce qui accroît la difficulté de l'opération d'extraction ; il convient donc de procéder d'abord à une dilution. Les principales étapes de l'extraction sont la précipitation des cellules intercalées, la précipitation de la gomme xanthane, la déshydratation, le séchage et le broyage.
La gomme xanthane en tant qu'additif alimentaire a été acceptée par de nombreux pays. Elle est devenue un important stabilisateur, agent suspensif, émulsifiant, épaississant, liant et matériau de transformation à haute valeur ajoutée et de haute qualité dans les boissons, les pâtisseries, les gelées, les conserves, les produits de la mer et de la viande et d'autres domaines. Il peut être résumé comme suit.
Il est utilisé dans diverses boissons à base de jus, jus concentrés, assaisonnements (tels que la sauce soja, la sauce d'huître, la sauce salade) des aliments.
L'effet stabilisateur de la gomme xanthane est manifestement meilleur que celui des autres gommes, elle a une forte stabilité thermique, la stérilisation générale à haute température n'a pas d'impact sur elle, elle peut être utilisée dans toutes sortes de boissons à base de jus de fruits, de boissons aux fruits, de boissons à base de protéines végétales, etc, dosage 0,08 ~ 0,3%.
La gomme xanthane présente une excellente résistance au sel, à l'acide et à l'alcali. Elle peut remplacer complètement l'agent épaississant traditionnel - l'amidon - dans la sauce de soja, surmonter les inconvénients de la précipitation de l'amidon et rendre la sauce de soja plus uniforme, améliorer la paroi et la coloration et prolonger la durée de conservation.
L'utilisation de la gomme xanthane comme stabilisateur épaississant dans les confitures, les pâtes de haricots et d'autres sauces aromatisantes rend la sauce uniforme et facile à remplir sans grumeaux, et améliore le goût.
Il peut être utilisé comme émulsifiant dans diverses boissons protéinées et boissons lactées pour empêcher la stratification de l'huile et de l'eau, améliorer la stabilité des protéines et empêcher la précipitation des protéines, et utiliser sa capacité d'émulsification comme agent moussant et stabilisateur de mousse, notamment pour la fabrication de la bière.
Après avoir ajouté 0,02% de gomme xanthane au système d'émulsification à base de protéines de soja, l'émulsifiabilité est considérablement améliorée et le système mélangé présente un taux de cisaillement élevé et des caractéristiques de viscosité élevées induites par la chaleur.
En tant que charge stable à haute viscosité, il peut être largement utilisé dans la fabrication de divers types de snacks, pains, biscuits, bonbons et autres produits alimentaires.
En partant du principe qu'il ne faut pas modifier la saveur traditionnelle de l'aliment, il est possible de mieux préserver la forme de l'aliment, d'allonger sa durée de conservation et d'améliorer son goût, ce qui favorise la diversification et la production à l'échelle industrielle de ces aliments.
Dans la production de toutes sortes d'aliments surgelés, la gomme xanthane a pour fonction d'empêcher la perte d'eau, de retarder le vieillissement et de prolonger la durée de conservation.
En tant que stabilisateur d'émulsion utilisé dans les aliments surgelés, la gomme xanthane peut ajuster la viscosité du mélange dans les crèmes glacées et les glaces afin d'obtenir une composition uniforme et stable, et l'organisation est lisse et douce.
La viscosité de la gomme xanthane ayant une plasticité et une propriété de cisaillement en fonction de la température, la viscosité diminue et la résistance diminue au cours de l'opération de traitement, ce qui est favorable au processus ; tandis que pendant la phase de refroidissement et de vieillissement, la viscosité est rétablie, ce qui est favorable à l'augmentation du taux d'expansion et à la prévention de la formation de gros cristaux de glace dans la crème glacée et rend le goût de la crème glacée lubrifiant et délicat.
En même temps, il améliore la stabilité du produit à la congélation et à la décongélation, et la crème et l'eau sont mélangées uniformément lors de la fonte, de sorte qu'il n'y a pas de phénomène de séparation des boues.
Le temps de vieillissement général est de 2~3h, le dosage est de 0,2%~0,4%.
La gomme xanthane est utilisée pour réticuler des poudres hydrosolubles telles que le fucoidan sodique, la caséine, la méthylcellulose et les sels de polyéthylène glycol cellulose sodique afin de former un liant.
Ce liant est utilisé dans l'industrie alimentaire pour améliorer la texture et augmenter les propriétés de formation de film.
Cette propriété de la gomme xanthane peut être utilisée pour produire des pâtes granuleuses. Par rapport aux pâtes traditionnelles, les pâtes à base de gomme xanthane présentent une dispersion moindre, une uniformité et une solubilité élevées, une bonne fluidité et de bonnes propriétés de remplissage, ainsi qu'une excellente conservation des solides en raison de l'absence de cohésion.
(1) La gomme xanthane a tendance à renforcer puis à affaiblir le gluten, et l'effet sur la capacité de rétention d'eau affectera d'autres indicateurs du gluten.
(2) La gomme xanthane a un bon effet sur l'amélioration des propriétés de la poudre et un effet d'affaiblissement sur les propriétés de traction.
(3) La gomme xanthane a peu d'effet sur le potentiel de gonflement de l'amidon, la température de gélatinisation initiale de la farine diminue régulièrement et la viscosité maximale est la plus élevée lorsque la quantité de gomme ajoutée est de 0,2%.
(4) La gomme xanthane a un bon effet sur les caractéristiques de cuisson ; avec l'augmentation de la proportion de gomme, les caractéristiques de cuisson des indices diminuent.
(5) L'ajout de gomme augmente la dureté, l'adhérence, la mastication, l'adhérence et l'élasticité des nouilles et réduit l'adhérence et la récupération des nouilles par rapport au blanc.
La gomme xanthane améliore la rétention d'eau de la viande bovine sur la base de deux aspects principaux.
L'une d'elles est que la gomme xanthane est elle-même un colloïde hydrophile et que sa pénétration dans les tissus du bœuf améliore la capacité du muscle à retenir l'eau.
Deuxièmement, la rétention d'eau de la viande peut être démontrée par la structure gélatineuse des protéines et les interactions électrostatiques, dans lesquelles la myosine, la protéine structurelle du muscle, joue un rôle décisif dans la rétention d'eau.
Le pH est un paramètre important pour mesurer la qualité de la viande bovine. Il affecte non seulement l'appétence, la tendreté, la perte à la cuisson et la durée de conservation, mais il a également une corrélation significative avec la capacité de rétention d'eau, la couleur et la saveur de la viande.
Lorsque le pH du muscle est proche du point isoélectrique des protéines (5,0-5,5), la viande présente la plus grande résistance mécanique, moins de tendreté et moins de rétention d'eau.
La production exige généralement que le pH de la viande s'écarte de son point isoélectrique.
Le trempage de la viande de bœuf dans une solution de gomme xanthane augmente le pH du muscle, de sorte que l'ajout de gomme xanthane contribuera à améliorer la rétention d'eau et la qualité de la texture de la viande de bœuf.
La tendreté est fonction de la force de cisaillement maximale de la viande de bœuf, et plus la force de cisaillement est faible, plus la viande de bœuf est tendre. Par conséquent, une solution de trempage de gomme xanthane de 0,5% améliore la tendreté de la viande de bœuf.
Cela peut s'expliquer par le fait que la gomme xanthane chélate le Ca2+, ce qui peut induire le transfert du Ca2+ des cellules musculaires vers le plasma musculaire, activant ainsi les enzymes activant le calcium dans le plasma musculaire, favorisant l'hydrolyse des protéines musculaires, ce qui entraîne la désintégration du brin z dans la structure des fibres musculaires jusqu'à ce qu'il disparaisse, ainsi que la rupture des segments musculaires et la fragmentation des myofibrilles, ce qui attendrit le muscle.
La solution aqueuse de gomme xanthane possède des propriétés rhéologiques uniques - dilution par cisaillement, lorsque le taux de cisaillement augmente, la viscosité apparente de la solution diminue de manière significative.
Il a des propriétés de renforcement de la viscosité, avec une viscosité plus importante à des concentrations plus faibles.
Il présente une bonne solubilité dans l'eau, une bonne stabilité à la chaleur, aux acides et aux alcalis, et une bonne compatibilité avec de nombreux sels.
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Ces nombreuses caractéristiques lui permettent d'améliorer considérablement la texture, le goût et l'apparence des aliments en contrôlant le comportement rhéologique du produit, et d'améliorer sa valeur commerciale, ce qui lui confère un très large champ d'application dans le domaine de l'alimentation.
Nous espérons que cet article vous aidera à en savoir plus sur les utilisations de la gomme xanthane dans l'alimentation.
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