Ксантановая камедь - Xanthan gum

Ксантановая камедь[1]
Xanthan.svg
Имена
Другие имена
E 415
Идентификаторы
ChemSpider
  • Никто
ECHA InfoCard100.031.255 Отредактируйте это в Викиданных
Номер EE415 (загустители, ...)
UNII
Характеристики
C35ЧАС49О29 (мономер)
Молярная масса933.748 г · моль−1
Опасности
R-фразы (устарело)Никто
S-фразы (устарело)Никто
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Ксантановая камедь (/ˈzæпθəп/) это полисахарид со многими промышленными применениями, в том числе как обычное пищевая добавка. Это эффективный загуститель и стабилизатор чтобы ингредиенты не расслоились. Его можно производить из простые сахара используя ферментация процесс и получил свое название от разновидность из бактерии использовал, Xanthomonas campestris.

История

Ксантановая камедь была открыта Аллен Розалинд Джинс и ее исследовательская группа в Министерство сельского хозяйства США, и запущен в коммерческое производство CP Kelco под торговой маркой Kelzan в начале 1960-х годов.[2][3] Он был одобрен для использования в пищевых продуктах в 1968 году и признан безопасным пищевая добавка в США, Канаде, странах Европы и многих других странах с Номер E E415 и Количество CAS 11138-66-2.

Ксантановая камедь получила свое название от вида бактерий, используемых в процессе ферментации, Xanthomonas campestris.[4] Это та же самая бактерия, которая вызывает черная гниль формируется на брокколи, цветной капусте и других листовых овощах.

Использует

Ксантановая камедь, 1%, может привести к значительному увеличению вязкость жидкости.[5]

В пищевых продуктах ксантановая камедь часто используется в заправках и соусах для салатов. Это помогает предотвратить отделение масла за счет стабилизации эмульсия, хотя это не эмульгатор. Ксантановая камедь также помогает удерживать твердые частицы, такие как специи. Ксантановая камедь помогает создать желаемую текстуру во многих мороженых. Зубная паста часто содержит ксантановую камедь в качестве связующего, чтобы продукт оставался однородным. Ксантановая камедь также помогает сгущать коммерческие заменители яиц, изготовленные из яичных белков, чтобы заменить жир и эмульгаторы, содержащиеся в желтках. Это также предпочтительный метод загущения жидкостей для людей с нарушениями глотания, поскольку он не меняет цвет или вкус пищи или напитков при типичных уровнях использования.[6] В не содержит глютен при выпечке, ксантановая камедь используется для придания тесту или тесту липкости, которая в противном случае была бы достигнута глютен. В большинстве продуктов он используется в концентрации 0,5% или меньше. Ксантановая камедь используется в широком диапазоне пищевых продуктов, таких как соусы, заправки, продукты из мяса и птицы, хлебобулочные изделия, кондитерские изделия, напитки, молочные продукты и другие.

в нефтяная промышленность, ксантановая камедь используется в больших количествах для загущения буровой раствор.[7] Эти жидкости выносят твердые частицы, вырезанные буровым долотом, на поверхность. Ксантановая камедь обеспечивает отличный «низкий уровень» реология. Когда циркуляция прекращается, твердые частицы остаются взвешенными в буровом растворе. Широкое использование горизонтальное бурение а потребность в хорошем контроле над просверленными телами привела к его более широкому использованию. Он был добавлен в конкретный заливался под водой, чтобы увеличить вязкость и предотвратить вымывание.

В косметика, ксантановая камедь используется для приготовления водных гелей.[8] Он также используется в эмульсиях масло-в-воде для улучшения образования капель. слияние.[9] Ксантановая камедь проходит предварительные исследования на предмет ее потенциального использования в тканевая инженерия строить гидрогели и строительные леса поддерживающий трехмерный формирование ткани.[8]

Истончение сдвига

Вязкость растворов ксантановой камеди снижается с увеличением скорости сдвига. Это называется истончение сдвига или псевдопластичность. Это означает, что продукт, подвергшийся сдвигу при смешивании, встряхивании или жевании, станет жидким. Когда сдвигающие силы снимаются, пища снова становится густой. В заправке для салатов добавление ксантановой камеди делает ее достаточно густой в состоянии покоя в бутылке, чтобы смесь оставалась достаточно однородной, но силы сдвига, возникающие при встряхивании и наливании, разжижают ее, поэтому ее можно легко налить. Когда он выходит из бутылки, силы сдвига снимаются, и он снова густеет, так что он прилипает к салату.

Используемые суммы

Чем больше доля ксантановой камеди, добавленной в жидкость, тем гуще становится жидкость. Эмульсия может быть образована с содержанием всего 0,1% (по весу). Увеличение количества камеди дает более густую и стабильную эмульсию с содержанием ксантановой камеди до 1%. Чайная ложка ксантановой камеди весит около 2,5 граммов и приносит одну чашку (250 мл) воды до концентрации 1%.[6][10]

Для получения пены обычно используется 0,2–0,8% ксантановой камеди. Чем больше количество, тем больше пузырьки и пена становится плотнее. Порошок яичного белка (0,2–2,0%) с 0,1–0,4% ксантановой камеди дает пузыри, похожие на мыльные пузыри.

Здоровье

Оценка рабочих, подвергавшихся воздействию пыли ксантановой камеди, выявила доказательства связи с респираторными симптомами.[11]

20 мая 2011 года FDA выпустило пресс-релиз о SimplyThick, загущающей добавке для пищевых продуктов, содержащей ксантановую камедь в качестве активного ингредиента, предупреждая родителей, лиц, осуществляющих уход, и медицинских работников не кормить загущающим продуктом SimplyThick недоношенным детям.[12] Беспокойство заключается в том, что продукт может вызвать недоношенные дети. некротический энтероколит.

Безопасность

Согласно обзору безопасности, проведенному в 2017 г. Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA), ксантановая камедь (европейская пищевая добавка E 415) активно переваривается во время кишечный ферментация, и не вызывает побочные эффекты, даже при больших дозах.[13] Комиссия EFSA не выявила опасений по поводу генотоксичность от длительного потребления.[13] EFSA пришло к выводу, что при употреблении ксантановой камеди в качестве пищевого продукта проблемы безопасности для населения в целом отсутствуют. пищевая добавка.[13]

Подготовка

Ксантановая камедь производится ферментация из глюкоза и сахароза.[13] Полисахарид получают путем инокулирования бактерий в стерильный водный раствор углеводов, источника азота, дикалий фосфат, и некоторые микроэлементы.[13] Среда хорошо аэрируется и перемешивается, а ксантановый полимер выделяется в среду внеклеточно. Через один-четыре дня полимер становится осажденный из среды путем добавления изопропиловый спирт, и осадок сушат и измельчают с получением порошка, который легко растворяется в воде или рассоле.[13]

Он состоит из повторяющихся звеньев пентасахарида, включающих глюкоза, манноза, и глюкуроновая кислота в молярное соотношение 2:2:1.[13][14]

Напряжение X. campestris был разработан, который будет расти на лактозе, что позволяет использовать его для обработки сыворотка, отходы сыроваренного производства. Это может дать 30 г / л ксантановой камеди на каждые 40 г / л порошка сыворотки. Ксантановая камедь, полученная из сыворотки, обычно используется во многих коммерческих продуктах, таких как шампуни и заправки для салатов.[15]

Деталь биосинтеза

Синтез происходит из глюкозы как субстрата для синтеза предшественников сахарных нуклеотидов. UDP-глюкоза, UDP-глюкуронат и ВВП-манноза которые необходимы для построения повторяющейся единицы пентасахарида.[13] Это связывает синтез ксантана с углеводный обмен. Повторяющиеся единицы накапливаются на липидных носителях ундекапренилфосфата, которые закреплены в цитоплазматическая мембрана.[нужна цитата ]

Специфический гликозилтрансферазы последовательно переносят сахарные фрагменты ксантановых предшественников нуклеотидных сахаров на липидные носители. Ацетил и пирувиловые остатки добавляют в качестве неуглеводных украшений. Зрелые повторяющиеся единицы полимеризуются и экспортируются способом, напоминающим Wzy-зависимый механизм синтеза полисахаридов. Энтеробактерии. Продукты кластера гена камеди управляют синтезом, полимеризацией и экспортом повторяющейся единицы.[16]

Рекомендации

  1. ^ "Sicherheitsdatenblatt des Herstellers Carl-Roth" (PDF). В архиве (PDF) из оригинала от 18.07.2011. Получено 2011-04-18.
  2. ^ Уистлер, Рой, Л., и Бемиллер, Джеймс Н., ред. Промышленные камеди: полисахариды и их производные Академическая пресса (1973) ISBN  0-12-746252-X.
  3. ^ "KELZAN Xanthan Gum - CP Kelco". cpkelco.com. CP Kelco. 18 февраля 2019 г.. Получено 18 февраля, 2019. CP Kelco предлагает ряд биополимеров для сгущения, суспендирования и стабилизации эмульсий и других систем на водной основе. Линия промышленных продуктов KELZAN на основе ксантановой камеди может использоваться для изменения текстуры промышленных продуктов и для стабилизации бытовых чистящих средств, средств по уходу за тканями, суспензий, эмульсий масла в воде и пен от расслоения.
  4. ^ Barrére, G.C., C.E. Barber и M.J. Daniels (1986), Intl. J. Biological Macromolecules, 8 (6): 372-374.
  5. ^ Дэвидсон, Роберт Л. (1980). Справочник водорастворимых камедей и смол. Макгроу Хилл. ISBN  978-0-07-015471-1.
  6. ^ а б кухня, м. (2014). Ксантановая камедь. Извлечено из модернистской кухни: «Ксантановая камедь». 2012-11-27. В архиве из оригинала 18.06.2014. Получено 2014-06-21.
  7. ^ «Нефтяной глоссарий - ксантановая камедь». www.glossary.oilfield.slb.com. Schlumberger. В архиве из оригинала 12 февраля 2017 г.. Получено 30 апреля 2017.
  8. ^ а б Кумар, А .; Rao, K. M .; Хан, С. С. (2018). «Применение ксантановой камеди в качестве полисахарида в тканевой инженерии: обзор». Углеводные полимеры. 180: 128–144. Дои:10.1016 / j.carbpol.2017.10.009. PMID  29103488.
  9. ^ Е, Айцянь; Хемар, Ясин; Сингх, Харджиндер (2004-08-25). «Влияние полисахаридов на скорость коалесценции в эмульсиях масло-в-воде, образованных с использованием высокогидролизованных белков сыворотки». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 52 (17): 5491–5498. Дои:10.1021 / jf030762o. ISSN  0021-8561. PMID  15315390.
  10. ^ Тесты и измерения ксантановой камеди «Ксантановая камедь: избавьтесь от странного и получите волшебство». В архиве из оригинала от 04.03.2016. Получено 2016-01-02.
  11. ^ Сарджент, EV .; Adolph, J .; Clemmons, MK .; Кирк, GD .; Pena, BM .; Федорук, MJ. (Июль 1990 г.). «Оценка гриппоподобных симптомов у рабочих, работающих с порошком ксантановой камеди». J Occup Med. 32 (7): 625–30. Дои:10.1097/00043764-199007000-00014. PMID  2391577.
  12. ^ «Предупреждение SimplyThick».
  13. ^ а б c d е ж грамм час Панель EFSA по пищевым добавкам и источникам питательных веществ (14 июля 2017 г.). «Переоценка ксантановой камеди (Е 415) как пищевой добавки». Журнал EFSA. Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов. 15 (2): e04909. Дои:10.2903 / j.efsa.2017.4909. ЧВК  7009887. PMID  32625570.
  14. ^ Гарсиа-Очоа, Ф; Сантос, В.Е .; Casas, J.A; Гомес, Э (2000). «Ксантановая камедь: производство, извлечение, свойства». Достижения биотехнологии. 18 (7): 549–579. Дои:10.1016 / S0734-9750 (00) 00050-1. ISSN  0734-9750. PMID  14538095.
  15. ^ Тортора Г.Дж., Функе Б.Р. и Кейс К.Л. (2010). Микробиология: Введение, 10-е издание. Сан-Франциско: Бенджамин Каммингс. Стр. 801.
  16. ^ Беккер и Форхолтер (2009). «Биосинтез ксантана бактериями Xanthomonas: обзор современных биохимических и геномных данных». Микробиологическое производство биополимеров и предшественников полимеров. Caister Academic Press. ISBN  978-1-904455-36-3.