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¿QUÉ ES LA GOMA XANTANA?
 La goma xantana es un exopolisacárido producido
por la bacteria Xanthomonas camprestris en un proceso de
fermentación. Esta bacteria es un patógeno que se encuentra en vegetales
crucíferos como la
col
y
coliflor.
El microrganismo se cultiva
a escala industrial por fermentación aerobia en un medio formado
básicamente por jarabe de
glucosa
obtenido a partir de la hidrólisis del
almidón de
maíz.
La goma se forma como un
polisacárido exocelular.
La goma xantana o xantano es un
polisacárido con un esqueleto de
β-D-glucosa como la celulosa, pero cada segunda unidad de
glucosa
está conectada a un trisacárido de manosa, ácido glucurónico, y manosa.
La manosa más cercana a la cadena principal tiene un
éster
de
ácido acético en el carbono 6, y la manosa final del trisacárido
tiene un enlace entre los carbonos 6 y 4 al segundo carbono de un ácido
pirúvico. Las cargas negativas en los grupos carboxilos de las cadenas
laterales causan que las moléculas formen fluidos muy espesos al ser
mezclados con agua.
La goma xantana se usa como
espesante para salsas, para prevenir la formación de cristales de
hielo en los helados, y como sustitutos de
grasa con pocas calorías. La
goma xantana frecuentemente se mezcla con la
goma guar
porque la viscosidad de la combinación es mayor a la de las gomas usadas
solas.
Su número del código alimentario de la Unión
Europea es el
E-415.
Historia
Es un producto
relativamente reciente, utilizado solo desde 1969. Se desarrolló en
Estados Unidos como parte de un programa para buscar nuevas aplicaciones
del
maíz,
ya que se produce por fermentación del azúcar, que puede obtenerse
previamente a partir del
almidón
de
maíz,
por la bacteria Xanthomonas campestris. La primera
cepa productora útil, la NRRL B1459, fue descubierta en la década de
1950 por el Northern Regional Research Center de Estados Unidos dentro
de un programa de investigación sistemática sobre
polisacáridos para uso
industrial.
El descubrimiento del
xantano fue el resultado de un programa de búsqueda sistemática o
screening iniciado por el departamento de agricultura de EEUU. Como
consecuencia del éxito comercial del dextrano en la década de 1940, el
departamento inició un programa exhaustivo de búsqueda de
microorganismos capaces de producir
polisacáridos solubles en agua en cultivos sumergidos. El resultado
de este programa fue el descubrimiento del xantano en la década de 1950
en los laboratorios del Northern Regional Research Laboratories (NRRL).
Durante la década de 1960 se llevaron a cabo investigaciones a escala
piloto en varios laboratorios industriales y la producción comercial
comenzó a principios de 1964. El conocimiento acumulado en la época
sobre los requerimientos nutricionales de X. campestris era
amplio por tratarse de un importante fitopatógeno, causante de
enfermedades en plantas crucíferas.
El xantano se convirtió en
el primer producto biopolimérico de una fermentación a base de azúcar de
maíz
que tuvo importancia comercial. A raíz de su éxito comenzaron a
estudiarse otros polisacáridos microbianos, pero a la fecha el xantano
es el que posee mayor volumen de producción, rango de aplicaciones y el
único aprobado para uso en alimentos.
Características
El aspecto físico del
xantano es el de un polvo color crema que se disuelve en agua caliente o
fría produciendo soluciones de viscosidad relativamente alta a
concentraciones bajas. La viscosidad es alta en un amplio intervalo de
concentraciones y las soluciones son estables en un amplio rango de pH,
concentración de sales y temperaturas. Estas características son muy
favorables para la economía de operaciones donde se la usa como
espesante.
Como
espesante y
estabilizador
presenta alta viscosidad a bajas concentraciones y es
estable en presencia de
sal, ácidos y temperaturas elevadas, así mismo
presenta estabilidad
frente al pH.
La gona xantana presenta
características peculiares, debido precisamente a la peculiaridad de su
estructura. Es soluble tanto en agua fría como en agua caliente, su
viscosidad depende poco de la temperatura o del pH, y tampoco se ve muy
influida por la presencia de concentraciones elevadas de sales.
La goma xantana imparte una
viscosidad elevada (en reposo) con pequeñas concentraciones del orden
del 1%, y presenta además un comportamiento pseudoplastico muy marcado.
Esta característica la hace ideal para estabilizar y dar viscosidad a
productos que, como el ketchup, deben tener un comportamiento semejante
a un gel en reposo (cuando están sobre el alimento) pero fluir casi
libremente cuando se agita el envase para sacarlo de él. Su
independencia del pH, incluso hasta pH inferior a 2, hace que se pueda
utilizar para alimentos muy ácidos, como salsas para ensalada.
La goma xantana también
inhibe la retrogradación del
almidón y la sinéresis de otros geles, estabiliza espumas, retrasa
el crecimiento de cristales de hielo. Se comporta de forma sinérgica con
la goma guar y con la
goma de algarroba, formando geles blandos,
elásticos y termoreversibles.
No es capaz por sí mismo de
formar geles, pero sí de conferir a los alimentos a los que se añade una
gran viscosidad empleando concentraciones relativamente bajas de
substancia. La goma xantana es estable en un amplio rango de acidez, es
soluble en frio y en caliente y resiste muy bien los procesos de
congelación y descongelación.
La goma xantana es sumamente resistente a la degradación enzimática,
sumamente estable sobre variada temperatura, pH y en altas
concentraciones de
alcohol, haciéndolo conveniente para una gama
excepcional de usos.
Alto grado de pseudoplasticidad (control del bombeado, del vertido y
adherencia a las ensaladas), tolerancia al choque térmico.
Estructura
La molécula de xantano
consta de una cadena principal de D-glucopiranosilo con enlace a 1-4,
como en la celulosa. A la cadena se anexan cadenas laterales de
trisacárido compuestas por residuos de D-manopiranosilo y de ácido D-glucopiranosilurónico.
Los residuos de manosilo con enlace a 1-2 tienen sustitutos 6-o-acetilo.
Un promedio de aproximadamente la mitad de los grupos terminales del
a-D-manosilo tienen sustitutos 4,6-o-(1-carboxietilideno).
Su estructura está formada
por un esqueleto de unidades de -Dglucosa
unidas entre sí por enlaces b (1-4), idénticos a los presentes en la
celulosa. Una de cada dos
glucosas se encuentra unida por un enlace a 1-3 a una cadena lateral
formada por dos manosas con un ácido glucurónico entre ellas. Alrededor
de la mitad de las manosas terminales de la cadena lateral están unidas
a un grupo de piruvato, y el 90% de las manosas más próximas a la cadena
central están acetiladas en el carbono 6. Su peso molecular es muy
elevado, del orden de un millón.
La goma xantana puede
encontrarse formando hélices sencillas y hélices dobles, con las cadenas
laterales situadas hacia el exterior. Las distintas cadenas se unen
mediante puentes de hidrógeno a través de las ramificaciones laterales.
Sinergias
También se ha encontrado
mayor compatibilidad de la
goma xantana con la goma garrofín.
La
goma xantana es un
espesante, aporta viscosidad, la
goma garrofín, también es un
espesante. Aplicando conjuntamente
goma xantana y goma garrofín se obtiene un gel blando y elástico, de características muy
similares a las que se consiguen con el
iota
carragenato.
Estas dos sustancias
interaccionan, la
goma konjac
y la goma xantana,
formando un gel con unas propiedades viscoelésticas únicas. El gel que
se forma soporta una gran presión sin quebrarse y vuelve a recuperar la
forma inicial una vez cesa la presión. La capacidad de penetración para
romper este gel dependen de las proporciones de ambos componentes.
Utilizando
goma de tara junto con xantana se consigue una
mejora de la estabilidad de las emulsiones. La
goma xantana, como la
tara, no gelifican por sí mismo; no posee grandes propiedades
espesantes. Pero una mezcla de estas dos gomas produce por calefacción y
enfriamiento un gel muy elástico. El mecanismo propuesto se basa en una
transición de la conformación de la xantana que le permite
asociarse con las zonas "listas" de los
galactomananos. El mismo esquema permite explicar la sinergia entre
xantana y
goma guar. En éste caso, no
se produce gelificación pero se comprueba un aumento muy marcado de la
viscosidad.
Usos
El xantano o goma xantana se
añade a los
alimentos para controlar la reología del producto final. El polímero
produce un gran efecto sobre propiedades como la textura, liberación de
aroma y apariencia, que contribuyen a la aceptabilidad del producto para
su consumo. Por su carácter pseudoplástico en solución el xantano tiene
una sensación menos gomosa en la boca que las gomas con comportamiento
newtoniano.
Su comportamiento como
antioxidante es mayor que el de otros
polisacáridos debido a su gran capacidad de unirse a metales y su
comportamiento viscoso.
En la industria
farmacéutica y cosmética el xantano se usa como agente
emulsificante y para dar cuerpo. Los productos de cuidado personal
como champú, cremas, lociones, maquillaje, productos de cuidado capilar
y dentífrico pueden formularse con xantano. El xantano otorga a las
cremas y lociones una buena sensación en la piel durante y después de la
aplicación. En la industria farmacéutica el xantano se usa para mantener
en suspensión a los antibióticos u otros fármacos y para lograr
formulaciones de dosificación uniforme o estabilizar cremas conteniendo
fármacos.
En las aplicaciones
agrícolas el xantano se usa como agente de suspensión o
espesante. Se utiliza para mejorar la eficiencia de fungicidas,
herbicidas e insecticidas al suspender uniformemente los componentes
sólidos de las formulaciones en sistemas acuosos o al estabilizar
emulsiones y sistemas multifásicos líquidos.
Las propiedades reológicas
facilitan la pulverización, reducen la dispersión con el viento, e
incrementan la persistencia y adhesión del pesticida.
En la industria petrolera
se lo utiliza como aditivo para fluidos de perforación; la
seudoplasticidad suministra baja viscosidad en el trépano, donde la
velocidad de corte es alta y alta viscosidad en el ánulo donde hay menor
velocidad de corte. Esto permite una rápida penetración del trépano y al
mismo tiempo que en el ánulo las partículas arrancadas se mantengan en
suspensión.
Las soluciones de xantano
también se aplican a líquidos de fractura. La fractura hidráulica
permite mejorar la productividad del pozo mediante fracturas profundas
en el reservorio. La reología del xantano permite una transmisión de
presión máxima a la formación y fricción mínima en la tubería y
reservorio. En la recuperación secundaria de petróleo se adiciona para
reducir la permeabilidad y reducir la movilidad del agua al incrementar
su viscosidad.
Otros usos industriales son
tintas para impresión a chorro de tinta, procesos para remoción de
metales disueltos en minería y películas termocurables con ventajas
medioambientales.
Se utiliza en emulsiones,
como salsas, por ejemplo. También en helados y para estabilizar la
espuma de la
cerveza. Mezclado con otros
polisacáridos, especialmente con la
goma
de algarrobo, es capaz de formar geles,
utilizándose entonces en pudings y otros productos. Es muy utilizado
para dar consistencia a los productos bajos en calorías empleados en
dietética. Prácticamente no se metaboliza en el tubo digestivo,
eliminándose en las heces. No se conoce ningún efecto adverso y tiene un
comportamiento asimilable al de la
fibra presente de forma natural en los alimentos.
Es principalmente usado
como un
espesante, pero también es conocido como el
estabilizador más
eficiente para suspensiones, emulsiones o partículas sólidas en recetas
a base de agua.
Salsas y preparaciones,
salsas emulsionadas, salsas a base de tomate, salsas con partículas en
la suspensión.
Panadería y pastelería
Bebidas, helados y productos lácteos
Preparativos de fruta
Productos en polvo
Emulsiones de aceite en agua
Inhibe la degradación y alarga la vida de almacenamiento de los
productos horneados y masas refrigeradas
Jaleas: inhibe la sinéresis, evita que el relleno sea absorbido por la
pasta
Proporciona un mayor volumen a los pasteles horneados
Impide que los cuerpos sólidos (pasas,
frutos secos) sedimenten
durante el horneado
Bebidas aromatizadas de cítricos, frutas e incrementa su
palatabilidad
Productos instantáneos (sopas, salsas, postres, bebidas instantáneas)
Textura suave y vida de almacenamiento prolongada
Precauciones de uso
No se conocen efectos
colaterales para las concentraciones usadas; sin embargo, las altas
concentraciones producen flatulencias y acumulación de gases, debido a
la
fermentación realizada por la flora intestinal como ocurre con todos
los polisacáridos no digeribles.
Aunque en diversos estudios
realizados se ha comprobado la no toxicidad de este aditivo, y que no es
inhibidor del crecimiento, el Ministerio de Sanidad y Consumo del
Gobierno de España tiene regulado su uso a la cantidad de 10 gramos por
kilo.
DOCUMENTACIÓN
Y REFERENCIAS
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