IV- Xanthangum
4.2. Công thức Hóa học và cấu trúc của XanthanGum
Xanthan là một trong những polysaccharides được nghiên cứu rộng rãi nhất. nó có trọng lượng cao phân tử (1-2 triệu ) và được sản xuất bởi một quá trình lên men của carbohydrate do vi khuẩn Xanthomonas compestris. Sau đó nó được tinh chế bằng cách khôi phục lại với cồn, sấy khô và nghiền. Xanthan hoàn toàn tan được trong nước nóng hoặc lạnh, hydrat đôi khi phân tán và cung cấp nước liên kết nhanh chóng đến các dung dịch độ nhớt rất cao tại nồng độ thấp. Thuộc tính lưu biến của Xanthan có khả năng góp phần vào chất lượng cảm quan,bao gồm tăng vị giác và hương vị trong thực phẩm.
Hơn nữa, nó là giải pháp cung cấp độ nhớt đồng nhất trên phạm vi nhiệt độ đông đặc đến gần điểm sôi với sự ổn định nhiệt cao. Độ hòa tan của Xanthan cao và ổn định trong điều kiện môi trường có tính axit và kiềm, sự ổn định với muối và sức đề kháng của nó với enzym thông thường, nó đã trở thành một trong những ngànhcông nghiệp và thực phẩm cao phân tử hàng đầu.
Xanthan là một polymer sinh học có tính nhầy, dẻo, đông đặc giữ một vai trò quan trọng trong những ngành công nghiệp ứng dụng gum như công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm, công nghiệp dầu mỏ và nhiều ngành công nghiệp khác.
Đây là loại polysaccharide ngoại bào, được tạo ra từ loài Xanthomonas campestris - là vi khuẩn gây bệnh điển hình trên các cây họ cải, hồ tiêu, dâu tây...
Xanthan gum (C 35H 49O29) là một polysaccharide được sử dụng như một chất phụ gia thực phẩm số thứ tự phụ gia là 124; ADI: chưa xác định.
Cấu trúc chính của Xanthan bao gồm pentasaccharide lặp đi lặp lại của hai D- glucopyranosyl, hai D-mannopyranosyl và một D-glucopyranosyluronic acid.mạch polymer được hình thành bởi nối (1à4) β-D-glucopyranosyl tương tự cấu trúc của cellulose. (Hình 1). Các mạch polymer được tạo thành (1 → 4) liên kết β-D- glucopyranosyl đơn vị. Để đơn vị thay thế D-glucosyl ở vị trí 3-O, một chuỗi trisaccharidemột bên có chứa một đơn vị D-glucuronosyl ở giữa hai đơn vị D-mannosyl . Các β-D-mannopyranosyl là glycosidically liên kết với các vị trí4 -O của β-D- glucopyranosyluronic acid, mà lần lượt là glycosidically liên kết với các vị trí2- O của một-α-D mannopyranosyl. Khoảng một nửa số đơn vị D-mannosyl chứa một pyruvic axit phân nửa như là một acetal 4 6-tuần hoàn,. Cuối cùng, các đơn vị nonterminal D- mannosyl là stoichiometrically gắn tại O-6 với một nhóm acetyl.
Hình 27. Cấu trúc phân tử Xanthan Gum 4.3. Tính chất của Xanthan Gum
Xanthan màu trắng kem bột hòa tan trong cả nước nóng và lạnh nhằm cung cấp độ nhớt ở nồng độ thấp. công nghiệp quan trọng của nó là dựa trên khả năng kiểm soát lưu biến của hệ thống nước. Ngay cả ở nồng độ thấp Xanthan gum giải pháp tăng độ nhớt cao so với các giải pháp polysaccharide khác. Tính chất này làm cho nó trở thành một chất làm dầy rất hiệu quả và ổn định.
Xanthan gum được đánh giá cao ờ tính giả dẻo nghĩa là ngay cả sau khi tác động mạnh thì độ nhớt trở về trạng thái ban đầu ngay lập tức. khôi phục nhanh, nghĩa là, cắt mỏng và phục hồi lại tức thời. tính chất giả dẻo này giúp nâng cao chất lượng cảm quan trong sản phẩm và đảm bảo độ kết hợp cao.
Xanthan gum có khả năng chống biến đổi pH, tức là chúng được ổn định trong cả nồng độ kiềm và axit. pH= 1-13, độ nhớt của dung dịch Xanthan thực tế không đổi. Tại pH 9 trở lên, Xanthan trờ thành deacetylated, nhưng điều này ít có ảnh hưởng đến tính chất của nó.
Độ nhớt của dung dịch Xanthan thích hợp với mọi nhiệt độ . Độ nhớt của dung dịch Xanthan hầu như không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ từđóng băng điểm đến điểm sôi . Do đó, lưu biến tính của sản phẩm cuối cùngvẫn ổn định bất kể đang được lưu giữ trong tủ lạnh haybảo quản ở nhiệt độ phòng cao.
Những ảnh hưởng của chất điện phân đối với Xanthan là phụ thuộc vào nồng độ gum. Dưới đây là nồng độ gum 0,15%, bổ sung chất điện phân (NaCl) làm giảm độ nhớt nhẹ, trong khi ở nồng độ gum cao hơn, chất điện phân có tác dụng ngược lại. độ nhớt cao
ở nồng độ NaCl 0,02-0,07%, vượt quá mức này, thêm muối có tác dụng về độ nhớt không đáng kể. Magiê và muối canxi có ảnh hưởng tương tự trên độ nhớt. Chỉ ở mức độ pH cao (pH> 10) Xanthan Gum có xu hướng dạng gel với sự có mặt của các cation hóa trị hai. Cation hóa trị ba hình thức như gel nhôm hay sắt ở mức độ pH acid hoặc trung tính. Gel có thể được ngăn ngừa bằng các muối kim loại có hóa trị một.
Bảng 11. Tương thích với Xanthan
Chất Nồng độ Xantha n* (%) Độ nhớt (cps) Ban đầu Sau 90 ngày Acetic acid 10.0 / 20.0 2.0 / 2.0 4200 / 4300 4050 / 4400 Citric acid 10.0 / 20.0 1.0 / 1.0 1200 / 1400 900 / 1030 Hydrochloric acid 5.0 / 10.0 2.0 / 2.0 3400 / 3500 2750/ 1250 Phosphoric acid 30.0 / 40.0 2.0 / 2.0 4850 / 5600 5250 / 7000 Sulfuric acid 5.0 / 10.0 2.0 / 2.0 3610 / 3800 3150 / 3100 Tartaric acid 10.0 / 20.0 1.0 / 1.0 1210 / 1400 900 / 1010 Diammonium phosphate 5.0 / 10.0 1.0 / 1.0 1100 / 1190 1100 / 1230 Calcium chloride 10.0/ 20.0 1.0 / 1.0 1260 / 1580 1300 / 1600 Ferrous sulfate 5.0 / 15.0 1.0 / 1.0 1410 / 1600 300 / gel Potassium chloride 5.0 / 15.0 1.0 / 1.0 1240 / 1200 1200 / 1115 Sodium chloride 5.0 / 15.0 1.0 / 1.0 1110 / 1330 1090 / 1200 Sodium citrate 5.0 / 15.0 1.0 / 1.0 1240 / 1390 1170 / 1240 Sodium hydroxide 5.0 / 10.0 1.0 / 1.0 1360 / 1390 810 / 115 Sodium sulfate 5.0 / 15.0 1.0 / 1.0 1070 / 1460 1100 / 1550
Xanthan gum bảo quản với formaldehyde 0,1%; độ nhớt 1,0% (ban đầu = 860 cps , sau 90 ngày = 990 cps); độ nhớt 2,0% (ban đầu = 2350 cps, sau 90 ngày = 2.500 cps).
Xanthan tương tác với galactomannans như gum đậu guar và châu chấu (LBG) đưa ra một hỗ trợ tăng độ nhớt tức là tổng của độ nhớt cao hơn một mình gum. Trong trường hợp của LBG, một hiệp đồng lớn tăng độ nhớt được quan sát thấy ở nồng độ thấp và kẹo cao su như là sự tập trung của kẹo cao su được tăng lên, một gel nhiệt có đảo chiều được hình thành. Điều này sở hữu hiệp đồng tạo điều kiện cho việc sử dụng kẹo cao su Xanthan trong nhiều ứng dụng như kem, pho-mát trong quá trình thanh trùng cũng như một loạt các món tráng miệng đông lạnh.
protease, cellulose, pectinase, hemixenlulaza và amylase. Tuy nhiên, Xanthan là hoàn toàn phân huỷ sinh học tức là nó có thể phân hủy từ enzyme hình thành bởi các vi sinh vật ở một số điều kiện môi trường nhất định. Ngoài ra điểm chung với gum khác, Xanthan làm giảm của các quá trình ôxi hóa mạnh như peroxit
Do Xanthan gum được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Trong tất cả các lĩnh vực này Xanthan gum được chấp nhận như là một chất ổn định tuyệt vời, chất làm đặc, một trợ giúp chế biến hữu ích.
Nó thường được sử dụng như một chất nhũ hóa, chất ổn định và chất làm đặc trong thực phẩm sữa như sữa chua và kem chua và trộn salad. Xanthan là một loại biopolymer làm từ tinh bột ngô thông qua quá trình sinh học, bởi một chủng có tên là Xanthomonas Campestris. Xanthan là một loại polysaccharide sinh học bao gồm glucose, mannose, acid glucuronic, acid acetic và acid pyruvic.
Cấu trúc phân tử của Xanthan cho nó tính năng độc đáo qua các polyme khác:
_ Độ nhớt cao năng suất nồng độ thấp. _ Xúc biến và giả dẻo tốt.
_ Chịu được kiềm, axit và muối; chịu được oxy hóa và các enzym phân hủy Toerant với nhiệt độ cao; giữ ổn định thông qua một số đông/tan chu kỳ Tốt phù hợp với axit, kiềm, muối, giảm đại lý, đặc bề mặt chất diệt khuẩn, tự nhiên hoặc tổng hợp, khi trong cùng một hệ thống.
_ Khả năng phân tán tốt, khả năng tạo nhũ tương, và chất rắn/dầu.
_ Xanthan gum là một polysacharide chuỗi dài gồm các mannose đường, glucose, và acid glucuronic. Tương tự như cellulose, tăng thêm của
trisacharides (ba đường trong chuỗi a). Một số polysacharides quen thuộc là tinh bột và cellulose.