Ксантановая камедь ( / г æ н & thetas ; ə п / ) представляет собой полисахарид со многими промышленных применений, в том числе в качестве общей пищевой добавки . Это эффективный загуститель и стабилизатор, предотвращающий расслоение ингредиентов. Он может быть получен из простых сахаров с использованием ферментацией процесса, и получил свое название от вида из бактерий , используемых, Xanthomonas сатрезШза .
Имена | |
---|---|
Другие названия E 415 | |
Идентификаторы | |
| |
ChemSpider |
|
ECHA InfoCard | 100.031.255 |
Номер E | E415 (загустители, ...) |
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
Характеристики | |
C 35 H 49 O 29 (мономер) | |
Молярная масса | 933,748 г · моль -1 |
Опасности | |
R-фразы (устаревшие) | Никто |
S-фразы (устаревшие) | Никто |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
История
Ксантановая камедь была открыта Аллен Розалинд Джинс и ее исследовательской группой в Министерстве сельского хозяйства США и запущена в коммерческое производство компанией 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 принят в качестве безопасной пищевой добавки в США, Канаде, странах Европы и многих других странах с номером E415 и номером 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 образование черной гнили на брокколи, цветной капусте и других листовых овощах.
Использует
Ксантановая камедь, 1%, может привести к значительному увеличению вязкости жидкости. [5]
В продуктах питания ксантановая камедь часто используется в заправках и соусах для салатов. Он помогает предотвратить отделение масла за счет стабилизации эмульсии , хотя он не является эмульгатором . Ксантановая камедь также помогает суспендировать 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 из яичных белков, заменяя 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] При выпечке без глютена ксантановая камедь используется для придания тесту или тесту липкости, которая в противном случае была бы достигнута с глютеном . В большинстве пищевых 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 нефтяной промышленности ксантановая камедь используется в больших количествах для загущения бурового раствора . [7] Эти жидкости выносят твердые частицы, вырезанные буровым долотом, на поверхность. Ксантановая камедь обеспечивает отличную реологию на низком уровне . Когда циркуляция прекращается, твердые частицы остаются взвешенными в буровом растворе. Широкое распространение горизонтального бурения и потребность в хорошем контроле над просверленными телами привели к его расширению. Его добавляют в бетон, заливаемый под водой, для увеличения его вязкости и предотвращения вымывания .
В косметике ксантановая камедь используется для приготовления водных гелей. [8] Он также используется в эмульсиях масло-в-воде для усиления слипания капель . [9] Ксантановая камедь находится в стадии предварительных исследований на предмет ее потенциального использования в тканевой инженерии для создания гидрогелей и каркасов, поддерживающих трехмерное формирование ткани. [8]
Истончение сдвига
Вязкость растворов ксантановой камеди снижается с увеличением скорости сдвига. Это называется истончением при сдвиге или псевдопластичностью. 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, подвергшихся воздействию пыли ксантановой камеди, выявила доказательства связи с респираторными симптомами. [11]
20 мая 2011 года FDA выпустило пресс-релиз о SimplyThick, загущающей пищевой добавке, содержащей ксантановую камедь в качестве активного ингредиента, предупреждая родителей, лиц, осуществляющих уход, и медицинских работников не кормить SimplyThick недоношенных детей. [12] Есть опасения, что продукт может вызвать у недоношенных детей некротический энтероколит . [ необходима цитата ]
Безопасность
Согласно обзору безопасности, проведенному в 2017 году научной группой Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA), ксантановая камедь (европейская пищевая добавка номер E 415) интенсивно переваривается во время кишечной ферментации и не вызывает побочных эффектов даже при больших дозах. [13] Комиссия EFSA не выявила никаких опасений по поводу генотоксичности при длительном употреблении. [13] EFSA пришло к выводу, что при употреблении ксантановой камеди в качестве пищевой добавки для населения в целом нет никаких опасений по поводу безопасности . [13]
Подготовка
Ксантановая камедь получают путем ферментации из глюкозы и сахарозы . [13] Полисахарид получают путем инокулирования бактерий в стерильный водный раствор углеводов, источника азота, дикалийфосфата и некоторых микроэлементов. [13] Среда хорошо аэрируется и перемешивается, а ксантановый полимер выделяется внеклеточно в среду. Через один-четыре дня полимер осаждают из среды добавлением изопропилового спирта , и осадок сушат и размалывают с получением порошка, который легко растворим в воде или рассоле. [13]
Он состоит из повторяющихся звеньев пентасахарида, включающих глюкозу , маннозу и глюкуроновую кислоту в молярном соотношении 2: 2: 1. [13] [14]
Был разработан штамм X. campestris , который будет расти на лактозе, что позволяет использовать его для обработки сыворотки , отходов производства сыра. 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 в качестве субстрата для синтеза предшественников сахарных нуклеотидов UDP-глюкоза , UDP-глюкуронат и GDP-манноза , которые необходимы для построения повторяющейся единицы пентасахарида. [13] Это связывает синтез ксантана с метаболизмом углеводов . Повторяющиеся единицы накапливаются на липидных носителях ундекапренилфосфата, которые закреплены в цитоплазматической мембране . [ необходима цитата ]
Специфические гликозилтрансферазы последовательно переносят сахарные фрагменты нуклеотидных сахарных предшественников ксантана на липидные носители. Ацетил и pyruvyl остатки добавляют в качестве украшения неуглеводных. Зрелые повторяющиеся единицы полимеризуются и экспортируются способом, напоминающим Wzy-зависимый механизм синтеза полисахаридов Enterobacteriaceae . Продукты кластера гена жевательной резинки управляют синтезом, полимеризацией и экспортом повторяющейся единицы. [16]
Рекомендации
- ^ "Sicherheitsdatenblatt des Herstellers Carl-Roth" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 18.07.2011 . Проверено 18 апреля 2011 .
- ^ Whistler, Рой, L, и BeMiller, Джеймс Н., ред Промышленные Десны: Полисахариды и их производные Academic Press (1973) ISBN 0-12-746252-X .
- ^ «KELZAN Xanthan Gum - CP Kelco» . cpkelco.com . CP Kelco. 18 февраля 2019 . Проверено 18 февраля 2019 года .
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.
- ^ Barrere, GC, CE Barber, и MJ Daniels (1986)международный. J. Biological Macromolecules, 8 (6): 372-374.
- ^ Дэвидсон, Роберт Л. (1980). Справочник водорастворимых камедей и смол . Макгроу Хилл. ISBN 978-0-07-015471-1.
- ^ а б кухня, м. (2014). Ксантановая камедь. Извлечено из модернистской кухни: «Ксантановая камедь» . 2012-11-27. Архивировано 18 июня 2014 года . Проверено 21 июня 2014 .
- ^ «Нефтяной глоссарий - ксантановая камедь» . www.glossary.oilfield.slb.com . Schlumberger. Архивировано 12 февраля 2017 года . Проверено 30 апреля 2017 года .
- ^ а б Кумар, А .; Рао, км; Хан, СС (2018). «Применение ксантановой камеди в качестве полисахарида в тканевой инженерии: обзор». Углеводные полимеры . 180 : 128–144. DOI : 10.1016 / j.carbpol.2017.10.009 . PMID 29103488 .
- ^ 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. DOI : 10.1021 / jf030762o . ISSN 0021-8561 . PMID 15315390 .
- ^ Тесты и измерения ксантановой камеди «Ксантановая камедь: избавьтесь от странного и получите волшебство» . Архивировано 4 марта 2016 года . Проверено 2 января 2016 .
- ^ 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. DOI : 10.1097 / 00043764-199007000-00014 . PMID 2391577 .
- ^ «Предупреждение SimplyThick» .
- ^ Б с д е е г ч Группа 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. DOI : 10,2903 / j.efsa.2017.4909 . PMC 7009887 . PMID 32625570 .
- ^ Гарсиа-Очоа, Ф; Сантос, В. Э .; Casas, JA; Гомес, Э (2000). «Ксантановая камедь: производство, извлечение, свойства». Достижения биотехнологии . 18 (7): 549–579. DOI : 10.1016 / S0734-9750 (00) 00050-1 . ISSN 0734-9750 . PMID 14538095 .
- ^ Tortora, GJ, Funke, BR, & Case, CL (2010). Микробиология: Введение, 10-е издание. Сан-Франциско: Бенджамин Каммингс. Стр. 801.
- ^ 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.