¿Qué aplicaciones tiene la goma xantana en la alimentación?

La goma xantana es una unidad repetitiva pentasacárida compuesta por D-glucosa, D-manosa, ácido D-glucurónico, ácido acético y ácido pirúvico. La proporción molar de glucosa, manosa y ácido glucurónico es de 2,8:3,0:2,0. La goma xantana se elabora a partir de un medio de fermentación que contiene azúcares (como glucosa, sacarosa, almidón, almidón hidrolizado, etc.), en presencia de una fuente de nitrógeno adecuada, hidrógeno fosfato dipotásico y una cantidad apropiada de oligoelementos, mediante la acción de la cepa Xanthomonas campestris, la fermentación y, a continuación, tras la extracción, el secado, la trituración y otros procesos. La goma xantana es insípida, inodora, no tóxica, segura para el consumo y soluble en agua. En la solución acuosa presenta polianión, con propiedades físicas y químicas únicas. En la producción industrial, se utiliza principalmente como espesante, pero también puede emplearse como agente de suspensión, emulsionante, estabilizador. Hasta ahora, se considera que la goma xantana es el biopegamento internacional de mayor rendimiento, que se utiliza en un gran número de industrias alimentarias, de zumos, bebidas, piensos, maquillaje, medicina, cerámica, fuego, petróleo y otras, y su potencial de crecimiento en el mercado supera al de todas las gomas hidrófilas. Este artículo resume la estructura, propiedades y producción de la goma xantana, y describe su aplicación en la industria alimentaria.
Estructura
La goma xantana es un polvo blanquecino o beige claro, compuesto por cinco repeticiones de unidades de azúcar, su cadena principal es la misma que la de la celulosa, es decir, por el enlace β-1,4 glucosídico conectado a la glucosa, tres monosacáridos conectados para formar su cadena lateral: manosa a glucosa a manosa. La manosa unida a la cadena principal suele estar modificada por un grupo acetilo, la manosa del extremo de la cadena lateral se modifica por reacción acetal con ácido pirúvico y la glucosa del medio se oxida a ácido glucurónico.
Además de su estructura primaria regular, la goma xantana también tiene una estructura secundaria. Según lo determinado por difracción de rayos X y microscopía electrónica, las moléculas de goma xantana forman una estructura helicoidal regular por enlace de hidrógeno. Entre la estructura de doble hélice se basan en la fuerza débil y la formación de una estructura tridimensional similar a una red, que es la estructura terciaria de la goma xantana, que existe en forma de cristales líquidos en solución acuosa.
Propiedades
La goma xantana se conoce como "glutamato monosódico industrial", es actualmente la mayor escala de producción del mundo y el polisacárido microbiano más utilizado. Tiene las siguientes propiedades.
(1) La goma xantana es insípida, inodora, de fuerte seguridad, alta viscosidad, la viscosidad de la solución acuosa 1% es equivalente a 100 veces la de la gelatina, por lo que puede utilizarse como un buen agente espesante y estabilizador.
(2)Propiedades reológicas únicas, bajo la acción de cizallamiento, la viscosidad de la solución caerá rápidamente, una vez que la acción de cizallamiento levantado, la viscosidad de la solución se restablecerá inmediatamente, esta característica da a los alimentos tales como helados, embutidos de jamón, zumos de frutas y bebidas a base de proteínas vegetales, productos horneados a un buen sabor. Esta propiedad también hace que la goma xantana ampliamente utilizado en la perforación de petróleo y la minería.
(2) Buena estabilidad térmica, en una amplia gama de temperaturas (a 18-130 ℃) para mantener la función única, es la producción de alimentos congelados y productos horneados, un buen material auxiliar.
(4) Estabilidad frente a ácidos y álcalis, su viscosidad no se ve afectada básicamente por ácidos y álcalis, y puede mantener sus características originales en el rango de valor PH 1-12, por lo que tiene una amplia gama de aplicaciones.
(5)Efecto antioxidante y antienzimático extremadamente fuerte, incluso en presencia de hipoclorito, peróxido de hidrógeno, las enzimas biológicamente activas todavía pueden desempeñar un papel en las condiciones.
(6) Amplia gama de compatibilidad. Con la goma guar, la mezcla de goma garrofín puede producir un efecto sinérgico beneficioso. Esta goma estructural puede producir gelificación en determinadas condiciones.
(7)Cuando coexiste con altas concentraciones de sales y azúcares, sigue manteniendo un sistema de espesamiento estable.
(8)Buena suspensión de partículas sólidas insolubles y gotas de aceite.
(9) Estabilidad en microondas. El sistema estabilizado se ha formado, incluso en el horno de microondas en la congelación una descongelación no tendrá un efecto sobre su rendimiento.
(10)Buena compatibilidad con sales, ácidos y bases, buena reactividad con galacto-monomannan.
Producción
Producción de cepas de goma xantana: cepas de producción de goma xantana para varias especies del género Xanthomonas, la producción industrializada actual de cepas es principalmente la podredumbre negra de la col rizada Xanthomonas, además de la soja Xanthomonas, malva Xanthomonas y zanahoria Xanthomonas también se puede utilizar como una cepa de fermentación.
La siguiente figura es un esquema del proceso de producción de goma xantana, la producción de goma xantana se ve afectada por la composición del medio, las condiciones del medio (temperatura, valor de PH, oxígeno disuelto, etc.), el tipo de reactor, el modo de funcionamiento (continuo o intermitente) y otros factores. La cepa puede crecer a 25 ℃ ~ 30 ℃, la temperatura óptima de fermentación de 28 ℃, ha habido investigadores para proponer una temperatura específica y la tasa de crecimiento de la relación entre la ecuación. Extracción de goma xantana: En comparación, el costo de recuperar el producto del caldo de fermentación es alta. Generalmente, los componentes del caldo de fermentación final son: goma xantana: 10-30 L, células: 1-10 g/L, nutrientes residuales 3-10 L, y otros metabolitos. Debido a la presencia de altas concentraciones de goma xantana, la concentración de la solución es muy grande, aumentando así la dificultad de la operación de extracción, por lo que es aconsejable hacer primero el proceso de dilución. Los principales pasos de la extracción incluyen la precipitación de las células, la precipitación de la goma xantana, la deshidratación, el secado y la molienda.
Aplicación en la alimentación
La goma xantana ha sido aceptada como aditivo alimentario en muchos países. En la bebida, pastelería, jalea, alimentos enlatados, mariscos, procesamiento de carne y otros campos para convertirse en un importante estabilizador, agente de suspensión, emulsionante, agente espesante, adhesivo y con alto valor añadido, materiales de procesamiento de alta calidad. Específicamente se puede resumir de la siguiente manera.
(1) resistente a los ácidos, resistente a la sal alimentos espesante estabilizador utilizado en una variedad de bebidas de jugo, concentrado de jugo de frutas, condimentos (como salsa de soja, salsa de ostras, aderezo para ensaladas) en los alimentos. El efecto estabilizador de la goma xantana es significativamente mejor que otras gomas, tiene una fuerte estabilidad térmica, la esterilización general a alta temperatura no tendrá un impacto sobre ella, se puede utilizar en una variedad de bebidas de zumo de frutas, bebidas de frutas, bebidas de proteínas vegetales, etc, la cantidad de 0,08 a 0,3.
La goma xantana excelente resistencia a la sal, ácido y álcali puede sustituir completamente a los espesantes tradicionales en la salsa de soja almidón, etc, puede superar las deficiencias de la precipitación de almidón, y puede hacer que la salsa de soja delicada y uniforme, mejorar la pared colgante y coloración, y extender la vida útil. Mermelada, salsa de soja y otras salsas de modificación de sabor, con goma xantana como estabilizador espesante, para que la uniformidad del cuerpo de la salsa, buen recubrimiento, no apelmazamiento, fácil de llenar, y mejorar el sabor.
(2) emulsionante de alimentos como un emulsionante para una variedad de bebidas de proteínas, bebidas lácteas, para evitar la estratificación de aceite y agua y mejorar la estabilidad de las proteínas, para evitar la precipitación de proteínas, sino también su capacidad de emulsificación como un agente espumante y estabilizador de espuma, tales como para la fabricación de cerveza y así sucesivamente. Después de añadir 0,02% de goma xantana en el sistema de emulsificación dominado por la proteína de leguminosas, la emulsificación se mejora significativamente, y el sistema mezclado tiene una alta velocidad de cizallamiento y características de alta viscosidad inducida por el calor.
(3) Relleno de alimentos como un relleno estable de alta viscosidad, puede ser ampliamente utilizado en todo tipo de aperitivos, pan, galletas, dulces y otros alimentos de procesamiento, sin cambiar el sabor tradicional de los alimentos bajo la premisa de la comida tiene una retención de forma superior, mayor vida útil, mejor sabor, y es propicio para la diversificación de estos productos alimenticios y la producción a escala industrial. En una variedad de producción de alimentos congelados, la goma xantana tiene el papel de prevenir su pérdida de agua, retrasar el envejecimiento, y extender la vida útil.
(4) estabilizador de emulsión de alimentos como un estabilizador de emulsión aplicada a los alimentos congelados, en helados, helados de goma de xantano puede ajustar la viscosidad de la mezcla, es hacer que tenga una composición uniforme y estable, lisa y suave tejido, debido a la viscosidad y la temperatura de la goma de xantano viscosidad y propiedades de cizallamiento de la relación entre la plasticidad y propiedades de cizallamiento, por lo que en la operación de procesamiento cuando la viscosidad disminuye, la resistencia disminuye, es propicio para el proceso, y en la etapa de enfriamiento de envejecimiento, la restauración de la viscosidad, es propicio para mejorar la tasa de expansión, para evitar la formación de grandes cristales de hielo en la organización de helado, por lo que el helado sabor lubricado y delicado.
Al mismo tiempo, mejorar la estabilidad de congelación-descongelación del producto, y en la fusión de la crema y el agua mezclada de manera uniforme, no se producirá el fenómeno de separación de lechada. Tiempo de envejecimiento general 2 ~ 3h. dosificación de 0,2% ~ 0,4%.
(5) goma xantana adhesivo alimentario puede ser algunas sustancias en polvo solubles en agua, tales como fucoidan sodio, caseína, metilcelulosa y polietilenglicol celulosa sal de sodio reticulado para hacer un adhesivo. Este adhesivo para el procesamiento de alimentos, puede desempeñar un papel en la mejora de la textura para aumentar el papel de la película. Utilizando esta propiedad de la goma xantana, se pueden fabricar pastas granuladas. En comparación con la pasta tradicional, hecha con dispersión de la pasta de goma xantana es pequeño, uniformidad y alta solubilidad, fluidez y rendimiento de llenado es bueno, porque no tiene la preservación sólida cohesiva es excelente.
(6) la goma xantana en la aplicación de procesamiento de alimentos específicos ① goma xantana en la calidad de los fideos (1) la goma xantana en la formación de gluten es ahora el primero en fortalecer la tendencia de debilitamiento, que afecta a la tasa de retención de agua afectará el gluten de otros indicadores. (2)La goma xantana tiene un mejor efecto en la mejora de las propiedades de la harina, y tiene un efecto debilitante sobre las propiedades de tracción. (3)La goma xantana tiene poco efecto sobre el potencial de hinchamiento del almidón, y presenta una disminución regular de la temperatura de inicio de pegado de la harina, con el pico máximo de viscosidad a una adición de coloide de 0,2. (4) La goma xantana tiene una buena mejora en las características de cocción, con el aumento de la proporción de coloide, las características de cocción de los indicadores disminuyeron. (5) La adición de coloides aumentó la dureza, la adherencia y la masticabilidad de la textura de los fideos, y la adherencia y la elasticidad, la unión y la recuperación disminuyeron en comparación con el blanco.
② Mejora de la calidad de la carne de vacuno goma de xantano para mejorar la retención de agua de la carne de vacuno se basa principalmente en dos aspectos, uno es la goma de xantano en sí es un coloide hidrófilo, la infiltración de los tejidos de la carne de vacuno puede mejorar la capacidad de retención de agua del músculo; la segunda es que la retención de agua de la carne se puede expresar a través de la estructura gelatinosa de las proteínas y la electricidad estática, que las proteínas estructurales del músculo en la miosina tiene un papel decisivo en su retención de agua.
El valor del pH es un parámetro importante para medir la calidad de la carne de vacuno, que no sólo afecta a la palatabilidad, la terneza, la pérdida de cocción y la vida útil de la carne de vacuno, sino que también se correlaciona significativamente con la fuerza de retención de agua, el color de la carne y el sabor de la carne de vacuno. El pH del músculo está cerca de su punto isoeléctrico proteico (5,0 ~ 5,5), la resistencia mecánica de la carne es la mayor, la terneza es pobre, y el sistema de fuerza de agua también es menor. La producción suele requerir que el pH de la carne se desvíe de su punto isoeléctrico. Sumergir la carne de vacuno en una solución de goma xantana aumenta el pH de su músculo; por lo tanto, la adición de goma xantana será beneficiosa para mejorar la retención de agua y las cualidades texturales de la carne de vacuno.
La fuerza de cizallamiento máxima de la carne de vacuno puede reflejar la ternura de la carne de vacuno, cuanto menor sea la fuerza de cizallamiento, mejor será la ternura. Por lo tanto, la solución de remojo de goma xantana 0,5% puede mejorar la terneza de la carne de vacuno. La razón puede ser: la goma xantana puede quelar el Ca2+, lo que puede inducir que el Ca2+ de los miocitos se transfiera al sarcoplasma, activando así la enzima activadora del calcio en el sarcoplasma y promoviendo la hidrólisis de las proteínas musculares, lo que provoca la desintegración de las líneas z en la estructura de las fibras musculares hasta su desaparición, además de hacer que las uniones musculares se rompan y las miofibrillas se fragmenten, rejuveneciendo así los músculos.
Resuma
La solución acuosa de goma xantana tiene propiedades reológicas únicas - adelgazamiento de cizallamiento, con el aumento de la velocidad de cizallamiento, la viscosidad aparente de la solución disminuye significativamente; viscosidad, en concentraciones más bajas, es decir, una mayor viscosidad; buena solubilidad en agua, estabilidad térmica y ácido-base, y una variedad de sales tienen una buena compatibilidad. Estas muchas características hacen que a través del control del comportamiento reológico del producto y mejorar significativamente la textura, el sabor, la calidad de apariencia de los alimentos, y mejorar su valor comercial, por lo que las perspectivas de aplicación en los alimentos es muy amplia.