Ксантановая камедь: свойства, применение и интересные факты
Ксантановая камедь - удивительное вещество, способное как загустить, так и стабилизировать самые разные продукты. Узнайте об уникальных свойствах этого ингредиента и где он применяется.
Строение и свойства ксантановой камеди
Ксантановая камедь представляет собой полисахарид, состоящий из остатков глюкозы, маннозы и глюкуроновой кислоты. Основная цепь полимера напоминает молекулу целлюлозы, а боковые разветвления содержат разные функциональные группы.
Главная цепь полимера идентична молекуле целлюлозы. Ответвления представляют собой остатки молекул глюкозы, маннозы, глюкуроновой кислоты, а также пировинограднокислые и ацетильные группы.
Благодаря наличию заряженных карбоксильных групп, молекулы ксантана способны образовывать пространственные сетки за счет водородных связей. Это придает растворам полисахарида высокую вязкость и псевдопластичные свойства.
- Растворы ксантана стабильны в широком диапазоне рН от 2 до 12.
- Они устойчивы к нагреванию до +120°С и охлаждению до -18°С.
- Ксантан совместим с кислотами, щелочами и солями.
В отличие от крахмала, вязкость растворов ксантана практически не зависит от температуры и действия ферментов. Это делает его идеальным загустителем для кислых и термически обработанных продуктов.
Получение ксантановой камеди
В природе ксантановая камедь образуется некоторыми бактериями рода Xanthomonas, поражающих растения семейства капустных. Промышленное производство основано на глубинном культивировании безопасного штамма Xanthomonas campestris на питательных средах, содержащих источники углерода и азота.
- Стадия ферментации (образование ксантана).
- Выделение полисахарида из культуральной жидкости.
- Очистка и сушка продукта.
Изменяя условия культивирования бактерий, можно получать ксантан с нужными свойствами. Например, концентрация пируватных групп определяет вязкость раствора полисахарида.
| Вязкость раствора ксантана | Концентрация пируватных групп в молекуле |
| Высокая | Высокая |
| Низкая | Низкая |
Применение ксантановой камеди
Уникальные свойства ксантановой камеди определяют широкую область ее применения.
Пищевая промышленность. Ксантан используют как загуститель, стабилизатор консистенции и гелеобразователь. Он применяется при производстве соусов, майонезов, молочных продуктов, мороженного, выпечки. Преимущества ксантана:
- Эффективность в малых концентрациях.
- Термо- и кислотостабильность.
- Совместимость с другими ингредиентами.
Нефтедобыча. Водные растворы ксантана используются для загущения буровых растворов. Полисахарид придает смесям нужную вязкость и псевдопластичность, обеспечивает вынос шлама на поверхность.
Другие области: фармацевтика, косметика, лакокрасочное производство.
Таким образом, уникальные технологические свойства ксантановой камеди определяют ее широкое применение в самых разных отраслях.
Синергизм ксантановой камеди с другими гидроколлоидами
Ксантановая камедь проявляет синергетический эффект в смесях с некоторыми другими полисахаридами, усиливая загущающие и стабилизирующие свойства каждого компонента. Наиболее известен синергизм ксантана с гуаровой камедью и камедью рожкового дерева.
Смесь 70% гуара и 30% ксантана широко используется в производстве мясных и рыбных продуктов для стабилизации фаршевых систем, маринадов, колбасных оболочек. Взаимодействие полисахаридов способствует образованию прочного геля с нужной консистенцией.
Термостабильность растворов ксантановой камеди
В отличие от крахмала, вязкость водных растворов ксантана практически не изменяется при нагревании до 120°С и последующем охлаждении. Такая термостабильность обеспечивает стабильную консистенцию продуктов в технологических операциях с термической обработкой (стерилизация, пастеризация, охлаждение).
Благодаря стабильности при замораживании ксантан широко используется в производстве мороженого, замороженных десертов, соусов и других продуктов, подвергающихся циклам заморозки-разморозки.
Примеры применения ксантановой камеди
Рассмотрим некоторые конкретные примеры использования ксантана в различных пищевых продуктах.
- Соусы и майонезы. Ксантан придает соусам нужную вязкость и псевдопластичность, обеспечивает стабильность консистенции при хранении. Используется в концентрациях 1-4 г/кг.
- Мороженое. Смеси ксантана с другими стабилизаторами регулируют процесс кристаллообразования, предотвращают расслоение и потерю формы.
- Низкожирные молочные продукты. Ксантан компенсирует потерю вязкости и снижает ощущение жидкости, связанные с уменьшением содержания жира.
Подбирая оптимальную концентрацию и комбинации с другими ингредиентами, производители используют уникальные свойства ксантана для улучшения качества самых разнообразных пищевых систем.
Производство ксантановой камеди
На сегодняшний день основными производителями ксантановой камеди являются Китай и США. Доля Китая составляет более 50% мирового производства ксантана. В России также разрабатываются технологии биосинтеза этого перспективного биополисахарида.
Себестоимость получения ксантана довольно высока из-за сложности очистки продукта ферментации. Тем не менее, расширение применения в разных отраслях стимулирует совершенствование существующих и разработку новых технологий, позволяющих снизить стоимость производства.