Ксантанова камедь: як використовувати

Ксантанова камедь (ксантан) – природна хімічна сполука з формулою (C₃₅H₄₉O₂₉)_n, мікробіологічний полімер, добавка до їжі Е415, стабілізатор. Це полісахарид, одержуваний під час ферментації за участю спеціальної бактерії, роль речовини в житті якої полягає у вірусному захисті та в запобіганні пересиханню. Про що це говорить? Про те, що ксантан не дарма вводять у косметичні композиції, покликані зволожувати шкіру.

Отримання цього матеріалу основане на аеробному бродінні в H₂O розчині вуглеводів, азотного джерела і т.д. Після цього йде пастеризація і спиртове осадження або мікрофільтраційне очищення.

Використання ксантанової камеді в харчопромі

До харчових продуктів цю речовину додають з метою їх загустіння, формування гелеподібної структури, а також для стабілізації маси. Вона добре розчиняється у воді будь-якої температури, а також в молоці, сольових і цукрових розчинах. Ксантанові молекули поглинають воду, внаслідок чого утворюється тривимірна сітка з подвійних спіралей ксантану, що структурно нагадує гель, але у плані в’язкості відрізняється від нього (характеризується меншими показниками в’язкості). Тому як стабілізатор і загусник цей додаток застосовується дещо частіше, ніж у ролі драглеутворювача. І ще: не будучи, по суті, емульгатором, він все ж сприяє збереженню однорідної консистенції їжі.

Основні цілі використання Е415:

збільшення в’язкості фаршу і забезпечення його еластичності при введенні в незначній кількості (до 1 %);
надання готовій продукції стабільності та пластичності;
мінімізація втрати вологи при термічній обробці і під час зберігання приготованої їжі;
заміщення потрібної кількості клейковини в хлібобулочних виробах, забезпечення в’язкості й клейкості;
поліпшення зв’язування синтетичних яєчних білків і жирової емульсії в майонезному виробництві.

Що потрібно знати? Розчин цієї добавки проявляє стійкість до ферментів, спиртів (етанолу, ізопропанолу та ін.), поверхнево-активних речовин, лугів і кислот, за винятком HCl (хлоридної кислоти), а також стійкий у широкому температурному діапазоні (-18-120 ºС). Якщо поєднати ксантан з будь-якою іншою камеддю, ефект згущення збільшиться додатково. Особливо висока в’язкість для розчину характерна при pH 2-12 і псевдопластичності. Саме цей набір властивостей пояснює формування доброї структури, тривалу стабілізацію продуктів і подовження термінів їх зберігання. Саме тому ксантан часто вводять у різні соуси, концентрати оперативного приготування, м’ясо- і молокопродукти, морозиво, глазурі, десерти, хлібобулочну продукцію, дієтичну їжу, салати, напої тощо.

Властивості й застосування

Натуральна ксантановая камедь – це сполука, яка також називається камеддю ксантану або просто ксантаном. У харчопромі відома як стабілізуюча добавка під кодом Е415. На вигляд – білий, можливо, сіруватий порошок. Смако-ароматичні характеристики відсутні. Свої властивості (детальніше про них – далі) зазначений матеріал не втрачає в значних кислотному і температурному діапазонах. Він майже не піддається механічним впливам, на нього не впливають кислоти, солі та високі температури. Є потужним згущувачем, а поєднуючись з ріжковою камеддю або іншими загущувальними компонентами, стає чудовим гелеутворювачем. Формула – (C₃₅H₄₉O₂₉)n.

Взагалі властивості камеді ксантану можна систематизувати так:

стійкість до природних активних ферментів-складників, наприклад, прянощів і спецій;
нереагування на солі, кислоти і основи;
значні в’язкісні параметри при невеликій швидкості зсуву і концентрації;
стійкість до розриву;
чудове стабілізування розчинів і емульсійних продуктів, у зв’язку із сильним загущенням;
запобігання розщепленню комплексів на окремі інгредієнти;
перешкоджання появі осаду;
зменшення вологовтрат при термообробці;
збільшення термінів зберігання продукції;
відсутність згубного впливу на людину.

Кожна із зазначених властивостей варіюється. Масштаби можна міняти, впливаючи на життєві умови бактерій.

Перед тим, як ви зможете купити камедь ксантану, її виготовлять спеціальним чином. Виробництво виглядає як ферментація глюкози за участю бактерії Xanthomonas campestris. В її життєдіяльності речовина, що розглядається, виступає захисним фактором, а саме запобігає ураженню вірусами і запобігає дефіциту вологи. До слова, цей аспект послужив активному використанню ксантанової камеді в косметичному напрямку: в наші дні її нерідко вводять в різні засоби для зволоження шкіри.

Колонії згаданих бактерій вирощують у великих ємностях. Процес складається з декількох етапів. Це, зокрема, аерація (компенсація дефіциту кисню) і оптимальне перемішування. Вони піддаються ретельному контролю, як утім, і такі аспекти, як температура і хім. склад середовища. Камедь обволікає бактерію, забезпечуючи тим самим приєднання до бектеріосередовища. Тобто, отримання ґрунтується на аеробному бродінні в водному розчині вуглеводів з подальшими пастеризацією середовища і спиртовим осадженням або мікрофільтраційним очищенням.

Застосування ксантану слід розглядати по кожному з напрямків окремо. Цим зараз і займемося.

Харчопром. Ксантанова камедь оптом найбільш часто купується саме для харчової індустрії. Вона добре розчиняється у воді різної температури, а також у таких харчових середовищах, як молоко, сольові та цукрові р-чини. Її молекулами реалізується адсорбція води, в результаті виходить 3-мірна сітка, сформована подвійними ксантановими спіралями. Ця структура дещо нагадує гелеву, але, порівняно з тією, є трохи менш в’язкою.

Відтак камедь ксантанова в харчопромі виконує роль згущувача, стабілізатора і гелеутворювача. Її цінна здатність – підвищення в’язкості рідких середовищ при внесенні в ті навіть в незначних обсягах. Як правило, працівники харчової галузі використовують не більше 1 % речовини. Не будучи, по суті, емульгатором, сприяє ще й збереженню однорідної консистенції їжі.

Продуктам, до складу яких введена ця добавка, характерна псевдопластичність. Що це означає? Те, що після перемішування, струшування і при жуванні розчин камеді плинний, а якщо його не чіпати, то густіє.

Чи можна замінити ксантан іншими загущувачами? Можна замінити і поєднувати з матеріалами подібної дії. Але перевага його незаперечна: стабільність властивостей при t -18-120 °С і кислотності 2-12 pH, стійкість до ферментів, спиртів і поверхнево-активних речовин. Цей продукт не піддається дії лугів і більшості кислот (за винятком хлороводневої). При поєднанні з іншими камедями реалізується синергетичний ефект. До того ж, Е415 мінімізує рідинні втрати під час термообробки і при подальшому зберіганні харчової продукції. Все це – умови для формування необхідної пластичної структури продуктів, їх тривалої стабілізації і подовження термінів придатності. Примітно, що введення зазначеної добавки не змінює ні смаку, ні кольору, ні запаху їжі. Спосіб застосування та дозування залежать від продукту, що виготовляється, і технологічних процесів.

В яку їжу додають ксантанову камедь? У соуси, салатні заправки, молокопродукти, морозиво, десерти, джеми, креми і т.д. Її використовують для випічки, зокрема, без глютену, і напоїв, для фаршу і консервів. Скрізь вона забезпечує в’язкість та еластичність, стабільність і пластичність. Якщо при виготовленні хлібобулочної продукції в борошні недостатньо клейковини, внесення Е415 максимізує в’язкість і клейкість. А в майонезному виробництві ця добавка покращує зв’язування штучного яєчного білка і жироемульсії, запобігає відділенню олії. Також у спектрі її функціональних обов’язків – гальмування осідання твердих компонентів, наприклад, частинок спецій. З метою зберегти структуру, її вводять в продукти, які піддаються заморожуванню і розморожуванню (за аналогією з гуарою і камеддю ріжкового дерева).

Косметична галузь. Ксантанова камедь оптом необхідна і для виробництва косметичних засобів. Її вводять в різні креми, гелі, лосьйони, маски, піни, зубні пасти і ополіскувачі для рота. Все тому, що її плюси для шкіри незаперечні: зволожує, розгладжує зморшки, утворює плівку-захист, нормалізує баланс тандему вода + жир, повертає колишню пружність.

Технологічні переваги також мають значення. Ксантан зберігає форму зубної пасти, підвищує піноутворювальні параметри засобів, в яких це необхідно, робить косметику більш однорідною, перешкоджає її розділенню на окремі складові.

Нафтовидобування. Ще одна аудиторія, яка купує ксантан на опт – газо- і нафтовидобувні підприємства. Тут цей матеріал використовується як структуроутворювач для бурових розчинів на водній основі (і для прісних, і для мінералізованих). Його параметри підходять для приготування р-чинів, застосовуваних для завершального і капітального ремонту свердловин. Для буріння свердловин готують розчин, камедь в якому займає переважно 2 % (0,6-6 кг/м³).

Зверніть увагу! Камедь ксантану не покликана регулювати фільтрацію. Але вона бездоганно компонується з продуктами, що фільтрацію знижують, зокрема з КМЦ.

З інших царин використання:

лакофарбове виробництво;
кормовий напрямок (виготовлення кормів для сільськогосподарських тварин);
фармацевтика (створення препаратів, що знижують згортання крові, кровозамінників, а також різних медикаментів у формі капсул, мікрокапсул і суспензій).

Наостанок вважаємо за потрібне розглянути таке питання, як шкода і користь ксантанової камеді. Використання цієї речовини триває десятиліття (винайдена в 1950-х роках). За цей час було проведено чимало досліджень для встановлення рівня небезпеки за впливом на людський організм. Як результат, камедь ксантану визнана абсолютно безпечною і низькоалергенною. Це баластовий інгредієнт, не засвоюваний організмом. Жодних офіційних даних, що свідчать хоча б про найменшу небезпеку, досі немає. З неофіційних джерел: якщо вживати багато їжі, що містить Е415, можливе виникнення метеоризму і діареї, оскільки перетравлення і засвоєння в шлунково-кишковому тракті не відбувається.

З позитивних впливів розглянутої субстанції: зниження рівня холестерину і почуття ситості. Але підтверджень цьому поки що немає. Все на рівні припущень.

У зв’язку з нульовим рівнем небезпеки, ця харчова добавка дозволена до введення навіть в дієтичну їжу і продукти харчування для дітей.

Хоча встановлених норм введення немає і спосіб застосування не нормується, пам’ятайте: все добре в міру.

Інші сфери застосування:

косметична галузь (виготовлення лосьйонів і кремів для обличчя, а також шампунів і зубних паст);
газонафтовидобування (в бурові розчини для свердловин, розташованих горизонтально і під нахилом, вводять 0,5 % ксантану).

Е415 дозволена до застосування практично у всьому світі, зокрема і в Україні. В оптимальних обсягах не здатна завдати бодай найменшої шкоди людському організму. Навіть якщо перевищити концентрації, нічого дуже страшного не трапиться. Максимальні негативні ефекти: метеоризм і здуття живота.