La
Goma Xanthan es un polisacárido natural de alto
peso molecular. Es industrialmente producido por la
fermentación de cultivos puros del microorganismo
Xantomonas campestris.El microorganismo es cultivado
en un medio bien aireado que contiene carbohidratos
como fuente de nitrógeno, y trazas de elementos
esenciales. El cultivo de Xanthomonas campestris es
rigurosamente controlado en sus diferentes etapas de
fermentación, el caldo se esteriliza para prevenir
la contaminación bacteriana, y la goma Xanthan
se recupera mediante precipitación con alcohol,
secado y su posterior molienda hasta convertirla en
polvo fino.
Características
químicas
La
Goma Xanthan contiene D-glucosa y D-mannose como unidades
dominantes de hexose, junto con ácido D-glucuronico.
El columna del polímero es hecha de unidades
de B-D glucosa unidas en las posiciones 1- y 4- (idéntico
a la estructura de la cadena principal de celulosa).
Unido a cada otra unidad de glucosa en la posición
3- hay una rama del trisaccarido que consiste de una
unidad de ácido glucuronico entre dos unidades
de mannose.La rigidez estructural de la molécula
de Goma Xanthan produce varias propiedades funcionales
inusuales como estabilidad al calor, tolerancia buena
en soluciones fuertemente agrias y básicas, viscosidad
estable en un rango amplio de temperatura, y resistencia
a degradación enzimática.
Características
físicas
La
Goma Xanthan existe como un polvo color blanco-crema,
fácilmente soluble en agua caliente o fría.
Sus soluciones son neutras. Solubilidad Generalmente
no soluble en solventes orgánicos, Goma Xanthan
es soluble en glycerol o etilen-glycol a temperaturas
mayores a 65 °C. Soluciones acuosas de Goma Xanthan
tolerarán hasta un 50% a 60% de concentración
de solventes miscibles con agua, como isopropanol o
etanol. Concentraciones superiores de alcohol producirán
gelación o precipitación de la goma. Para
mejores resultados, Goma Xanthan debe disolverse primero
completamente en agua, y después debe agregarse
el solvente lentamente bajo agitación continua.
Viscosidad Soluciones acuosas de Goma Xanthan son altamente
viscosas en comparación con otras soluciones
de polisacaridos preparadas a la misma concentración.
El siguiente grafico muestra la relación concentración
/ viscosidad en soluciones de Goma Xanthan. Para las
mediciones se usa un viscosímetro Brookfield
LVF a 60 r.p.m.
Relación
de temperatura
La
temperatura virtualmente no tiene efecto sobre la viscosidad
de soluciones de Goma Xanthan. Por consiguiente, soluciones
de Goma Xanthan mantienen una viscosidad constante mostrando
características de flujo uniformes durante el
almacenamiento bajo condiciones climáticas variadas.
El gráfico siguiente muestra el efecto de temperatura
sobre la viscosidad de una solución de Goma Xanthan
al 1%.
Efecto de pH
La
viscosidad de soluciones de Goma Xanthan que contienen
cantidades mínimas de sal no muestran ningún
cambio significante dentro de un amplio rango de valores
de pH.
Propiedades
Reológicas
Soluciones
de Goma Xanthan son muy seudo-plásticas, característica
muy importante en la estabilización de suspensiones
y emulsiones. Cuando una fuerza de corte es aplicada,
la viscosidad se reduce en proporción directa
a la fuerza de corte aplicada. Las operaciones de mezclado,
bombeado y vertido de las soluciones se facilitan de
esta manera requiriéndose gastos mínimos
de energía para estos procesos. Cuando la fuerza
de corte se detiene, la viscosidad aparente se recupera
de inmediato.Soluciones de Goma Xanthan son extraordinariamente
resistentes a la pérdida de viscosidad causada
por prolongadas fuerzas de corte aplicadas a las soluciones,
comparado con otro espesantes.
Compatibilidades
Ácidos
Goma
Xanthan se solubiliza rápidamente y es estable
con acidulantes usados normalmente en productos alimenticios,
como ácido cítrico, ácido fumárico
y ácido acético.
Sales
Soluciones
de Goma Xanthan son compatibles y estables en presencia
de la mayoría de las sales utilizadas en alimentos
tales como las sales de potasio, sodio, calcio y magnesio.
Encima de un pH 10, soluciones de Goma Xanthan se gelifican
en presencia de iones de calcio. Con sales de Aluminio
se forman geles con un pH cerca de cuatro.
Espesantes
Goma
Xanthan muestra una excelente estabilidad con alginatos
y almidones. Cuando Goma Xanthan es mezclada con dextrina,
goma guar o goma de algarrobo, un aumento de la viscosidad
ocurre de una forma sinérgica. Goma Xanthan es
compatible con Goma Tragacantho, Goma Karaya y pectina.
Preservativos
Como con otros polisacáridos, soluciones de Goma
Xanthan apoyarán el crecimiento de microorganismos.
Por consiguiente, se recomienda el uso de un preservativo
conveniente para asegurar la estabilidad de soluciones
durante almacenamiento prolongado.
Aplicaciones
Generalmente,
la función de Goma Xanthan es la de actuar como
colloide hidrofilico para espesar, suspender, y estabilizar
emulsiones y otros sistemas basados en agua. Las únicas
y poco usuales propiedades funcionales de esta goma
la hacen sumamente útil en las formulaciones
en el área de alimentos, farmacéuticos
y cosméticos:
•
Proporciona una alta viscosidad en solución a
concentraciones bajas.
•
Fácilmente soluble en agua caliente o fría.
•
Viscosidad estable de las soluciones en amplios rangos
de temperatura.
•
Viscosidad de las soluciones no es afectado por el pH•
Resistente a degradación enzimática.
•
Los sistemas estabilizados con goma xanthan son muy
estables a las variaciones de agitación.
•
Estabilidad excelente en sistemas ácidos.
•
Soluciones de Goma Xanthan son estables y compatibles
con la mayoría de las sales.
•
Soluciones de Goma Xanthan incrementan su viscosidad
en presencia de soluciones de goma guar y/o algarrobo
por desarrollar características sinergisticas
o de potenciación una a otras, es decir podrían
alcanzarse mayores viscosidades a dosis similares.
Aderezos
Comparado
con otras gomas comerciales, se requiere un menor cantidad
de Goma Xanthan en la fabricación de aderezos
o salsas. Niveles de 0,2% a 1% Goma Xanthan dan un resultado
excelente en la manufactura de salsas para ensaladas
con excelente estabilidad de la alta concentración
de sólidos de estas últimas. El producto
resultante desarrolla buena estabilidad, excelente sabor
o palatabilidad y una adherencia al contacto buena.
Los productos desarrollados a base de Goma Xanthan se
vierten fácilmente a temperatura de refrigeración,
manteniendo excelente sabor sin cambios en los mismos.
En salsas mas espesas tipo quesos fundidos etc. que
necesitan ser sacadas con cucharilla es posible mejorar
el sabor de las mismas usando Goma Xanthan sustituyendo
parte de los almidones.
Salsas,
aderezos, encurtido y preparaciones secas para Sopas
A
niveles de uso de 0,2% a 1.0%, productos desarrollados
con Goma Xanthan exhiben buena estabilidad de las suspensiones
o emulsiones, resistiendo perfectamente los ciclos de
frió o calor a los que son sometidos regularmente.
La estabilidad de salsas a base de almidones modificados
pueden mejorarse mucho con el uso de pequeñas
porciones de Goma Xanthan. En la preparación
de salsas dónde la Goma Xanthan se usa a niveles
de 0,2% a 1.0%, no se requiere cocción, minimizando
así la pérdida de líquidos durante
el proceso de llenado. Esto resulta en mejor adherencia
a perros calientes y hamburguesas y humedad reducida
de panecillos y bollos.
Enlatados
Excelentes
resultados se pueden obtener en los procesos de manufactura
de conservas alimenticias enlatadas aprovechando las
características plásticas de la viscosidad,
la cual cae dramáticamente al someterse a fuerzas
de corte permitiendo de una manera fácil el bombeo
de estas mezclas con gran ahorro de energía.
Pequeñas sustituciones de Goma Xanthan en productos
fundamentalmente espesados con almidones se mejora el
comportamientos de esto a los cambios de temperatura
o aumento de la misma sin efecto sobre la apariencia
y sin cambio en la propiedad nutritiva del producto
Comidas
preparadas o congeladas
En
la manufactura de aderezos, salsas y comidas preparadas
que son sometidos a ciclos de calentamiento, congelamiento
y descongelamiento, la goma xanthan provee una excelente
estabilidad a los sólidos en suspensión
de estos productos ya que la viscosidad se mantiene
evitando separación de las fases. Pequeñas
cantidades de Goma Xanthan ayudan a mantener la estabilidad
de los productos que usan almidones como agentes espesantes.
Bebidas
En
bebidas, el uso de goma Xanthan es muy efectivo a muy
bajas concentraciones que van de (0.05% a 0.1%) para
los periodo largos de tiempo en estanterías.
El resultado de su uso provee a las bebidas buena consistencia,
buena uniformidad del sabor y una buena estabilidad
del sistema evitando las separaciones de fase. En bebidas
en polvo a niveles de uso del 0.05% a 0.1% proporciona
un aumento rápido de viscosidad en sistemas calientes
o fríos, acortando el proceso de preparación
de las mismas. En bebidas a base de jugos la Goma Xanthan
es particularmente útil. A concentraciones bajas
suspende la pulpa de fruta eficazmente durante largos
periodos de almacenamiento, reforzando uniformidad en
el sabor y manteniendo la consistencia y el buen sabor
del producto.
Jarabes
A
niveles de uso de 0.1% a 0.5%, la Goma Xanthan mejora
la fluidez y adhesión de jarabes a frutas, helado,
panqueques, y otras comidas. También se controlan
escurrimiento y penetración.
Productos
de panadería
La
Goma Xanthan mejora las características de la
masa y es útil en la fabricación de rellenos
y emulsiones de sabor. Pueden prepararse los rellenos
de panadería en estado frío y el producto
resultante tendrá excelente textura y buen desarrollo
del sabor. Igualmente importante, el sabor no se absorberá
por el dulce. El nivel del uso es 0.1% a 0.5%. Goma
Xanthan ahorra tiempo en la preparación, comparado
con otros estabilizantes convencionales cuando se usa
en sabores emulsionados para panadería. Un nivel
del uso de 0.1% a 0.5% producirá un textura suave
y excelente estabilidad en emulsiones de sabor.
Productos
Farmacéuticos
La
Goma Xanthan se usa como espesante de jarabes y estabilizador
de emulsiones. Generalmente se usa a niveles del 0.1%
a 0.5%. Cuando se usa para suspender los componentes
activos, normalmente se requieren niveles más
altos, en un rango de 0.2% a 1%.
Productos
Cosméticos
Generalmente,
la estabilidad de la Goma Xanthan al pH, temperatura,
sales, ácidos, y estabilidad a los cambios de
fuerzas de corte como la agitación permiten producción
de emulsiones estables con un tamaño de partícula
uniforme. Un nivel de 1% se usa para este propósito
en las aplicaciones cosméticas.
Industrial
La
Goma Xanthan se usa como agente de suspensión,
estabilizante, y espesante en varias aplicaciones industriales.
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