ПРОИЗВОДСТВО КСАНТАНОВОЙ КАМЕДИ ИЗ НЕТРАДИЦИОННЫХ СУБСТРАТОВ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ УНИКАЛЬНЫХ СВОЙСТВ И ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Аннотация. Микробные полисахариды, которые продуцируются микроорганизмами и секретируются из клетки, определяются как экзополисахариды (ЭПС), которые являются важными ресурсами для гидроколлоидов. Ксантан, декстран и пуллулан являются распространенными примерами микробных полисахаридов, имеющих значительный рынок сбыта благодаря своим исключительным свойствам. В данной статье подробнее рассмотрена ксантановая камедь (так же называемся ксантаном) [1, c. 1].

Ключевые слова: ксантановая камедь, полисахарид, экзополисахарид, Xanthomonas theicola.

Ксантановая камедь – это, своего рода, внеклеточный водорастворимый полисахарид, полученный путем микробиологического брожения Xanthomonas theicola, очистки, сушки и измельчения.

Относительная молекулярная масса натурального ксантана очень высока, как правило, превышает 106.

Он обладает уникальной реологией, хорошей растворимостью в воде, устойчивостью к нагреву и кислотам, и щелочам, хорошей совместимостью с различными солями, как гидрофобный агент, суспензионный агент, эмульгатор, стабилизатор, в настоящее время является крупнейшим в мире и чрезвычайно широко используемым микробным полисахаридом [2].

Каждая повторяющая единица полисахарида, показанная на рисунке 1, состоит из пяти остатков сахара: двух глюкоз, двух манноз и одной глюкуроновой кислоты. Полимерная основа состоит из 1,4-связанной β-D-глюкозы и, следовательно, похожа по структуре на целлюлозу. Но боковые цепи трисахаридов на чередующихся ангидроглюкозных единицах отличают ксантановую камедь от неё. Каждая боковая цепь содержит остаток глюкуроновой кислоты между двумя единицами маннозы. В большинстве терминальных единиц маннозы находится 4,6-связанная пируватная часть 1, манноза, ближайшая к основной цепи обычно содержит 6-связанный ацетиловый эфир, которая также может быть незамещенной [3].

Рисунок 1. Химическая структура ксантановой камеди

На рост Xanthomonas theicola и на производство ксантановой камеди влияет несколько факторов:

- тип используемого ферментера;

- используемая система (периодическая или непрерывная);

- состав производственной среды и условия культивирования (температура, pH и концентрация растворенного кислорода).

Для крупномасштабного производства ксантана в обычной периодической системе инокуляты Xanthomonas theicola культивируются с использованием ферментационной среды, сосудов с механическим перемешиванием [4, c. 2].

Факторами, влияющими на производство полисахарида, являются источник углерода и азота, температура (от 25 до 34 С), рН (от 7 до 8), скорость массопереноса, агропромышленные отходы, меласса, сыворотка, а также глюкозный сироп [4, с. 3].

Необычные свойства раствора ксантановой камеди обобщены в таблице 1.

Таблица 1.

Свойства раствора

Ксантановая камедь находит множество применений в разных отраслях промышленности.

Например, в химической промышленности, ксантан и камедь рожкового дерева можно использовать для производства дезодорирующих гелей, в пищевой промышленности как вещество для суспендирования и сгущения.

Многие современные продукты питания требуют улучшения текстуры, внешнего вида, усиления вкуса, вязкости и характеристик контроля воды. Именно данный полисахарид улучшает все эти характеристики и контролирует реологические свойства конечного продукта.

В фармацевтической промышленности ксантан стабилизирует суспензии различных нерастворимых материалов, таких как сульфат бария, комплексный декстрометорфан и тиабендазол. Так же он может сохранять жидкости однородными и неслоистыми. Ксантановая камедь так же используется в производстве хлебобулочных изделий для повышения водоудерживающей способности, что приводит к увеличению срока хранения продуктов с защитной пленкой [4, c. 4].