Comment la gomme xanthane est-elle utilisée dans l'industrie alimentaire ?

La gomme xanthane, communément appelée gomme de sucre de maïs et gomme de Hansen, est un type de sucre (glucose, saccharose, lactose) produit par la fermentation de Xanthomonas campestris sous la forme d'un polysaccharide complexe.
La gomme xanthane est généralement fabriquée à partir d'amidon de maïs, par la pourriture noire du chou frisé Xanthomonas campestris avec des hydrates de carbone comme matière première principale, par le biais de la technologie de bio-ingénierie de la fermentation aérobie, en coupant la liaison 1,6-glycosidique, en ouvrant la chaîne ramifiée, dans la synthèse de la chaîne droite selon la liaison 1,4 composée d'une sorte d'hétéropolysaccharides extracellulaires acides.
La gomme xanthane est une poudre blanche ou jaune clair, qui possède d'excellentes propriétés d'épaississement, de suspension, d'émulsification et de solubilité dans l'eau. Elle présente également une bonne stabilité thermique, acide et alcaline, ce qui explique qu'elle soit largement utilisée dans une grande variété d'aliments.
La gomme xanthane peut se dissoudre rapidement dans l'eau et a une bonne solubilité dans l'eau. Elle peut également être dissoute dans l'eau froide, ce qui permet d'éviter les traitements compliqués et de faciliter son utilisation.
Cependant, en raison de sa forte hydrophilie, si vous l'ajoutez directement à l'eau et que le mélange n'est pas suffisant, la couche externe de l'eau absorbe et se dilate en une masse gélatineuse, ce qui empêchera l'eau de pénétrer dans la couche interne, affectant ainsi le rôle du jeu.
La gomme xanthane en poudre sèche ou avec du sel, du sucre et d'autres auxiliaires en poudre sèche est bien mélangée et lentement ajoutée à l'eau en cours d'agitation, pour obtenir une solution utilisable.
La solution de gomme xanthane présente les caractéristiques suivantes : faible concentration et viscosité élevée (la viscosité de la solution aqueuse de 1% est équivalente à 100 fois celle de la gélatine), ce qui en fait un épaississant très efficace.
La solution aqueuse de gomme xanthane présente une viscosité élevée sous une action statique ou à faible cisaillement, et sous une action à fort cisaillement, elle présente une forte baisse de viscosité, mais la structure moléculaire reste inchangée.
La viscosité de la solution de gomme xanthane ne change pas beaucoup avec le changement de température, la solution aqueuse de gomme xanthane dans 10-80 ℃ entre la viscosité de presque pas de changement, même si la faible concentration de la solution aqueuse dans une large gamme de températures montre encore une viscosité élevée stable. La solution de gomme xanthane 1% (contenant du chlorure de potassium 1%) de 25 ℃ chauffée à 120 ℃, la viscosité n'est réduite que de 3%. Sa viscosité n'est réduite que de 3%.
La solution de gomme xanthane est très stable à l'acide et à l'alcali, sa viscosité n'est pas affectée lorsque le PH est compris entre 5 et 10, mais elle varie légèrement lorsque le PH est inférieur à 4 et supérieur à 11. Dans la plage de PH3-11, la différence entre la viscosité maximale et minimale est inférieure à 10%. La gomme xanthane peut être dissoute dans diverses solutions acides, telles que l'acide sulfurique 5%, l'acide nitrique 5%, l'acide acétique 5%, l'acide chlorhydrique 10% et l'acide phosphorique 25%, et ces solutions acides de gomme xanthane à température ambiante sont assez stables, les morceaux de qualité ne changeront pas au fil des mois.
La gomme xanthane est également soluble dans une solution d'hydroxyde de sodium et possède des propriétés épaississantes. La solution formée à température ambiante est très stable. La gomme xanthane peut être un agent oxydant puissant, tel que l'acide perchlorique, la dégradation de l'acide peroxodisulfurique, avec l'augmentation de la température, la dégradation est accélérée.
La solution de gomme xanthane et de nombreuses solutions salines (sel de potassium, sel de sodium, sel de calcium, sel de magnésium, etc.) sont miscibles, la viscosité n'est pas affectée. Lorsque la concentration en sel est plus élevée, même dans une solution saline saturée, la gomme xanthane conserve sa solubilité sans précipitation ni floculation, et sa viscosité n'est pratiquement pas affectée.
La structure stable en double hélice de la gomme xanthane lui confère une forte capacité antioxydante et anti-enzymatique. De nombreuses enzymes telles que la protéase, l'amylase, la cellulase, l'hémicellulase et d'autres enzymes ne peuvent pas dégrader la gomme xanthane.
Toutefois, au cours du processus de dissolution de la gomme xanthane, en raison de la dissolution rapide de la surface des particules pour former une couche visqueuse de colle, elle conduit facilement à l'agglomération, réduisant le taux de dissolution global, dans certaines applications sont soumis à certaines limitations. Actuellement, la gomme xanthane est principalement utilisée pour mélanger l'amidon à un traitement thermique à sec afin d'améliorer la viscosité de l'amidon, d'empêcher le collage, la stabilité thermique et d'autres propriétés physicochimiques, notamment l'amidon de tapioca, l'amidon de maïs, l'amidon de pomme de terre, etc. et le traitement thermique à sec de la gomme xanthane, les molécules d'amidon de l'hydroxyle et les molécules de gomme xanthane du groupe carboxyle de la réticulation des propriétés physiques et chimiques des changements provoqués par les molécules.
Application et dosage de la gomme xanthane dans l'industrie alimentaire
La gomme xanthane est un fluide pseudoplastique qui s'amincit sous l'effet du cisaillement, sa viscosité augmente progressivement avec l'augmentation de la concentration massique, la température a tendance à diminuer puis à augmenter, et dans le processus de conformité alimentaire, la gomme xanthane est un gel thermoréversible ; la stabilité de la gomme xanthane à la congélation et au dégel est bonne, mais sa rétention d'eau n'est pas bonne, en fonction des circonstances spécifiques du choix de l'utilisation dans la transformation des produits alimentaires.
Selon les normes chinoises relatives à l'utilisation des additifs alimentaires, la gomme xanthane peut être utilisée dans divers types d'aliments en fonction des besoins de production de la quantité appropriée d'aliments dans certains dosages, comme le résume le tableau ci-dessous :
Tout d'abord, l'application de la gomme xanthane dans les boissons, une bonne hydrophilie, une bonne stabilité à la température, aux acides et aux alcalis et aux sels, peut être rapidement dissoute dans une solution aqueuse et la formation d'un sol stable, augmenter la consistance de la boisson pour améliorer la stabilité de la boisson et la suspension des particules. Par exemple, il peut être utilisé dans les boissons liquides à un dosage de 0,1-0,3% pour épaissir, suspendre et améliorer la qualité sensorielle ; et dans les boissons solides à un dosage de 0,1-0,3% pour rendre le produit plus facile à mouler et améliorer le goût.
Ma Yinfei et al. ont déterminé les effets de l'ajout de 0,004%, 0,006%, 0,008%, 0,010%, 0,012% de gomme xanthane sur la stabilité des boissons à base de jus de mangue. Les résultats ont montré que l'indice de stabilité TSI des boissons avait tendance à diminuer puis à augmenter, et que l'indice TSI était le plus faible et les boissons les plus stables au niveau d'ajout de 0,008%. L'indice TSI était le plus faible à 0,008%, et la stabilité de la boisson était la plus élevée. La saveur, la texture et la stabilité de la boisson étaient les meilleures et supérieures à celles des boissons à base de jus de mangue courantes sur le marché lorsqu'elles étaient composées de CMC 9 et de gélatine aux quantités d'additifs de 0,012%, 0,050% et 0,015%, respectivement.
Chen Gang et al. ont ajouté de la gomme xanthane à une boisson à base de lait d'arachide et ont constaté que l'émulsification de la boisson à base de lait d'arachide était significativement améliorée et que plus la quantité de gomme xanthane ajoutée était importante, meilleure était l'émulsification. Du Yu a effectué un test orthogonal sur la boisson à base de bactéries lactiques en ajoutant différentes quantités de carboxyméthylcellulose sodique, de pectine, de gomme xanthane et de gomme de guar ; les résultats montrent que la gomme xanthane a un certain effet sur la stabilité de la boisson à base de bactéries lactiques.
Deuxièmement, dans les céréales et les produits céréaliers, l'application de la pâte consiste à ajouter une petite quantité d'eau à la farine après un certain temps pour former la pâte, en s'appuyant sur les protéines de gluten pour maintenir une certaine forme. La gomme xanthane a une forte capacité d'absorption de l'eau, peut être combinée à l'eau pour former un gel visqueux, et les particules d'amidon, les protéines de gluten combinées pour former une structure tridimensionnelle à mailles spatiales, augmentant ainsi la capacité de rétention d'eau de la pâte, renforçant la force du gluten, et améliorant la stabilité de la pâte. La quantité utilisée dans les produits à base de nouilles est généralement comprise entre 0,03 et 0,08%, ce qui permet d'améliorer la ténacité, la rétention d'eau et de prolonger la durée de conservation. He Chengyun et al. ont ajouté une certaine quantité de gomme xanthane au pain cuit à la vapeur, et ont constaté que la gomme xanthane réduisait la dureté du pain cuit à la vapeur, l'adhérence et la mastication, tout en améliorant l'élasticité, la cohésion et la reprise de la croissance, et que la quantité de gomme xanthane ajoutée était de 0,10%, ce qui avait pour effet d'améliorer la texture du pain cuit à la vapeur. L'ajout d'une quantité appropriée de gomme xanthane aux nouilles peut augmenter la combinaison des protéines du gluten et des granules d'amidon et améliorer la compacité de la structure de la pâte. Feng Junmin et al. ont constaté que la gomme xanthane pouvait augmenter la force de traction maximale des nouilles congelées, réduire l'enthalpie de fusion et la teneur en eau de congélation des nouilles congelées pendant le stockage, empêcher que la membrane de gluten des nouilles congelées ne soit endommagée et améliorer la stabilité des nouilles. En outre, l'ajout de gomme xanthane aux boulettes congelées ou aux peaux de wonton peut jouer un rôle dans l'amélioration de la texture de la peau, réduire la cuisson de la peau pourrie et mélanger la soupe, et l'ajout d'une certaine quantité de gomme xanthane dans la garniture peut rendre la soupe de garniture riche et pleine.
Troisièmement, dans l'application des produits de boulangerie, la gomme xanthane est un polysaccharide contenant un grand nombre de groupes hydroxyles, est un colloïde hydrophile, peut interagir avec les protéines de gluten, la formation de la structure de réseau spatial composite, améliorer de manière significative la capacité de rétention d'eau des protéines de gluten, améliorer la force de la pâte, augmentant ainsi la capacité de rétention d'eau des produits de boulangerie, l'élasticité, le moelleux, améliorer la texture et prolonger la durée de conservation. La quantité utilisée dans le gâteau est généralement de 0,1-0,3 %, le rôle est d'augmenter le microporeux, le moelleux, de prolonger la durée de conservation ; la quantité utilisée dans le pain est généralement de 0,1-0,2%, le rôle : moelleux, le plus approprié pour le pain noir contenant des fibres brutes. Song Zhenshan et al. ont montré qu'après l'ajout de 0,05% ~ 0,10% de gomme xanthane dans le gâteau pendant 7 jours, la dureté du gâteau et le taux de variation de la dureté sont inférieurs à ceux du groupe témoin vierge, et le taux de variation de la dureté du gâteau avec 0,10% de gomme xanthane est le plus faible, ce qui indique que l'ajout de 0,10% de gomme xanthane peut retarder le vieillissement du gâteau.
Qu Li et al. ont constaté que l'ajout d'une quantité adéquate de gomme xanthane dans le pain, en particulier 0,6%, permet d'améliorer le goût du pain, d'augmenter la production de pain et de retarder le vieillissement du pain.
Fan Tingting et al. ont étudié l'effet de la gomme xanthane composée de gomme de guar, d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMC) et d'alginate de sodium sur la qualité du pain. L'étude a montré que lorsque la gomme xanthane, l'alginate de sodium et le HPMC étaient mélangés dans une proportion de 1:2:6, la qualité de cuisson du pain pouvait être améliorée et la propriété anti-vieillissement du pain pouvait être renforcée.
Quatrièmement, dans les boissons glacées dans l'application de la gomme xanthane dans - 18 ~ 100 ℃ gamme peut jouer un rôle dans la stabilisation de l'émulsion, inhiber la migration des molécules d'eau, contrôler le taux de croissance des cristaux de glace, de sorte que la texture de la crème glacée douce, délicate et peut augmenter la viscosité des ingrédients, de sorte que la crème glacée a une bonne plasticité, la rétention de la forme, la viscosité et la douceur. La quantité utilisée dans la crème glacée est généralement de 0,1-0,3%, ce qui joue le rôle de microporeux multiples, pas de crème glacée, raccourcit le temps de vieillissement et rend l'organisation du produit délicate.
Liu Meisen et al. ont montré que la gomme xanthane peut améliorer de manière significative le taux d'expansion, la viscosité, la résistance à la fonte de la crème glacée molle et réduire la dureté du produit. Zheng Meixia et al. ont ajouté de la gomme xanthane à la crème glacée au yaourt FJAT- 10151- DTJZ, et ont constaté qu'elle pouvait améliorer de manière significative la résistance à la fonte de la crème glacée et le taux d'expansion, et inhiber l'augmentation des cristaux de glace.
Cinquièmement, dans l'application de l'arôme, la gomme xanthane a une bonne solubilité dans l'eau, l'eau peut être rapidement dissoute pour former un sol, jouer un effet épaississant, et la chaleur, l'acide, l'alcali et le sel, etc. a une forte stabilité, de sorte qu'elle peut être ajoutée dans l'utilisation des assaisonnements. Par exemple, dans la sauce soja, la sauce d'huître, la quantité utilisée est généralement de 0,05-0,1 %, le rôle de la résistance au sel, d'augmenter la consistance, convient à la fabrication de sauces, pour améliorer la paroi et l'adhérence.
Tao De Cai a ajouté de la gomme xanthane dans le processus d'assaisonnement de la rosée fraîche épicée pour maintenir la stabilité du système de solution aqueuse de la rosée fraîche épicée. Le test de viscosité a été effectué en ajoutant 0,05% ~ 0,40% de gomme xanthane mélangée à d'autres ingrédients mineurs, tels que le sel, l'acide malique, l'I+G, etc. Les résultats ont montré que la viscosité augmentait avec l'ajout de gomme xanthane. Lorsque la quantité ajoutée était de 0,2%, 0,3% et 0,4%, il n'y avait pas de sédiments au fond de la bouteille de Spicy Fresh Dew, et il n'y avait pas de délamination sur la paroi de la bouteille.
Cen Jianwei et al. ont constaté que si l'on n'ajoutait que de l'amidon, il en fallait davantage et la sauce aux fruits de mer obtenue avait tendance à s'agglutiner lorsqu'elle était laissée au repos pendant une longue période. Toutefois, lorsque 4% d'amidon sont mélangés à 0,25% de gomme xanthane, il est possible non seulement d'obtenir la consistance souhaitée, mais aussi d'éviter le phénomène de formation de grumeaux. Yan Wang et al. ont montré que la combinaison de la gomme xanthane et de l'amidon modifié peut améliorer la stabilité, la viscosité et la brillance de la salsa à la tomate et lui donner une saveur délicate. Chen Chunxiang a ajouté de la gomme xanthane à la sauce soja, ce qui a permis d'obtenir une sauce soja de couleur riche, à la paroi épaisse, plus facile à colorer et de meilleure qualité.
Sixièmement, les plats utilisant 0,1% à 0,2%, une solution de gomme xanthane au lieu de l'eau pour déployer la sauce, peuvent améliorer la brillance de la sauce, le goût et les propriétés d'isolation, et ce bon état sensoriel et ne change pas avec le changement de température, montrant un certain degré de stabilité sensorielle. Dans la pâte à frire des produits frits, l'ajout de 1% d'amidon de gomme xanthane peut augmenter le croustillant de la peau des produits frits et l'expansion, non seulement pour augmenter le volume des produits frits, mais aussi pour rendre la sauce plus facile à adhérer, montrant un meilleur effet de saveur.
Sept, autres aliments dans la quantité de Tableau 1 : gomme xanthane dans d'autres aliments dans la quantité de Exemples d'utilisation et de rôle

Utilisation de la gomme xanthane
La gomme xanthane possède une forte hydrophilie. Si elle est ajoutée directement à l'eau et que le mélange n'est pas suffisant, la couche externe de l'eau absorbe et se transforme en gel, empêchant ainsi l'eau de pénétrer dans la couche interne, ce qui affecte le rôle du jeu ; il convient donc de veiller à une utilisation correcte :
Prendre une gomme xanthane avec dix autres matières premières sèches ou plus, telles que la production alimentaire dans la farine, l'amidon, le sucre, le glutamate monosodique, le sel, etc., puis la déverser lentement dans l'eau de mélange, la laisser tremper pendant environ deux heures, continuer à remuer jusqu'à dissolution complète.
Conclusion
En tant que polysaccharide extracellulaire microbien, la gomme xanthane n'est pas digérée par le corps humain, et sa teneur en calories est également faible, de sorte qu'elle peut être utilisée comme une bonne fibre alimentaire appliquée aux aliments fonctionnels. Toutefois, la production, la recherche et le développement, ainsi que l'application de la gomme xanthane de qualité alimentaire en Chine ne sont pas suffisamment développés. À l'avenir, il faudra encore améliorer le processus de production, l'efficacité de la production et la qualité de la gomme xanthane, réduire le coût de production, renforcer la recherche et le développement des produits à base de gomme xanthane et élargir l'application de la gomme xanthane.