Ksantaankummi on polüsahhariid (suhkru kompleksne vorm). Seda lisatakse teatavatele toiduainetele, näiteks salatikastmetele, et muuta need paksemaks. Seda lisatakse ka kosmeetikatoodetele, et koostisosad ei eralduks. Ksantaankummi valmistamiseks lisavad töötajad glükoosi või sahharoosi juurde tahtlikult bakterit Xanthomonas campestris. Nad lasevad segul mõnda aega käärida ja lisavad seejärel isopropüülalkoholi, et eraldada polüsahhariid segust. Nad kuivatavad polüsahhariidi, jahvatavad selle pulbriks ja lisavad seejärel vedelikku. Seejärel on ksantaankummi kasutusvalmis.

Tootmine (täpsemalt)

Ksantaankummi toodetakse peamiselt biotehnoloogilise fermentatsiooni teel. Fermentatsioonis kasutatakse süsivesikute allikana glükoosi või sahharoosi, mille põhjal bakterit Xanthomonas campestris sünteesib väliskestale hargneva polüsahhariidi. Pärast sobivat fermenteerimisaega eraldatakse ksantaan söötmest: tavaline lahendus on polüsahhariidi sadestamine orgaanilise lahustiga (näiteks isopropüülalkoholi või etanooli), misjärel saadud mass pestakse, kuivatatakse ja jahvatatakse peeneks pulbriks. Tööstuses võib protsess hõlmata mitmeid pesutsükleid, desinfitseerimist ja puhastust samme, et eemaldada lahustuvad jäägid ja mikroobse päritolu osakesed.

Keemiline ja füüsikaline struktuur

Ksantaankummi on hargneva ketiga heteropolüsahhariid — kordseisund on pentasahhariid, mis sisaldab glükoosi, mannoosi ja glükuroonhapet ning on osaliselt atsetüüli- ja püruvüülrühmadega modifitseeritud. See struktuur annab ksantaankummile tugeva viskoossuse juba madalatel kontsentratsioonidel ja võimaldab moodustada geniaalsooni ehk kõrge viskoossusega vesilahuseid.

Põhiomadused

  • Viskoossus: väga kõrge viskoossus juba 0,1–1% kontsentratsioonil; käitumine on pseudoplastne (shear-thinning) — segamisel või pumpamisel vedeldub, aga puhkeolekus paksub tagasi.
  • Stabiilsus: säilitab viskoossuse laias pH-vahemikus ja erinevates soolatingimustes; hea kuumuse- ja külmakindlus võrreldes paljude teiste tihendajatega.
  • Hübriidfunktsioonid: toimib paksendajana, stabilisaatorina, emulsiooni- ja suspensiooniahendajana ning tekstuuri parandajana.
  • Koostoimed: annab sageli sünergia teiste gomide (nt guar, locust bean gum) või tärklisega, mis võimaldab saavutada soovitud tekstuuri madalama kogusega päris ksantaankummi.
  • Säilitamine: kuiv pulber on suhteliselt stabiilne, kuid on higroskoopne — tuleb hoida kuivas jahedas kohas.

Kasutus toiduainetööstuses

  • Salatikastmed ja kastmed: takistab eraldumist ning annab kreemja tekstuuri ilma liigse rasvasisalduseta.
  • Jäätis ja külmutatud tooted: vähendab jääkristallide kasvu ja parandab sulamiskindlust.
  • Gluteenivabad pagaritooted: parandab taina sidusust ja mahukust, korvates gluteeni puudumist.
  • Supid, täidised ja konserveeritud tooted: stabiliseerib viskoossust ning hoiab tahkete osiste ühtlaselt suspendeerituna.
  • Jookide stabiliseerimine: püsiv viskoossus ja emulsioonide stabiilsus mitmesugustes joogisüsteemides.

Tüüpilised lisandmäärajad on väga sõltuvad tootest: kastmetes ja salatikastmetes tavaliselt 0,1–0,5%, jäätises ja jäätise looduslikes stabilisaatorisegudes 0,05–0,2%, gluteenivabas leivas võib kasutada ka kõrgemaid kontsentratsioone (0,5–1,0%) olenevalt retseptist.

Kasutus kosmeetikas ja hügieenitoodetes

  • Emulsioonide stabiliseerimine: kreemides ja losjoonides aitab hoida õli- ja veefaasid ühtlased.
  • Rheoloogiamodifikaator: annab soovitud paksuse ja levituvuse (šampoonid, geele, hambapastad, geelid).
  • Partikulaarsete koostisosade suspendimine: võimaldab ühtlaselt hoida lisandeid nagu vitamiine, mikroosakesi või looduslikke ekstrakte.
  • Nahka rahustavad ja filmi moodustavad omadused: parandab toodete sensorikat ja kasutusmugavust.

Ohutus, regulatsioon ja keskkond

Ksantaankummi on laialdaselt tunnustatud toidu- ja kosmeetikatööstuses kasutamiseks. Euroopa Liidus on see registreeritud toidulisandina numbriga E415. Rahvusvahelised toiduohutusorganisatsioonid, sealhulgas JECFA, ei ole määranud sellele piirväärtust (ADM — "not specified"), mis tähendab, et õige kasutuse korral ei ole teada ohtlikku toimeainete tarbimise taset. Samuti on ksantaankummi üldiselt tunnustatud kui ohutu (GRAS) mitmes jurisdiktsioonis.

Kuna ksantaankummi sünteesitakse mikroobse fermentatsiooniga, sisaldab tööstusprotsess põhjalikku puhastamist ja inaktivatsiooni, et eemaldada elusad mikroobid, lahustunud jäägid ja muud kontaminandid. Tulemuseks on puhas polüsahhariidpulber.

Praktilised nõuanded ja ladustamine

  • Segamisel on soovitatav ksantaankummi esmalt kuivalt teiste pulbriliste koostisosadega eelsegada või eelmärgadada väikese koguse vee/õli sees, et vältida klombimist.
  • Põhjalik dispersioon saavutatakse tavaliselt segamise, homogeniseerimise või kuuma-lahustamise abil.
  • Hoida kuivas, jahedas ja hästi suletud pakendis — ksantaankummi on higroskoopne ja võib niiskuse toimel moodustada klompe.
  • Keskkonnavaade: kuna ksantaankummi on mikroobse päritoluga biopolümeer, on selle tootmine ressursitõhusam võrreldes paljude sünteetiliste polümeeridega; jäätmeveed ja kasutatud orgaanilised lahustid töödeldakse vastavalt kehtivatele keskkonnanõuetele.

Kokkuvõtlikult on ksantaankummi mitmekülgne ja tugev paksendaja-stabilisaator, mis leiab laialdast kasutust nii toidu- kui kosmeetikatööstuses tänu oma viskoossuse, stabiilsuse ja usaldusväärse tootmisprotsessi kombinatsioonile.