Xantano

O xantano ou goma xantana é un po de cor amarelada que consiste nun polisacárido extracelular producido pola bacteria Xanthomonas campestris B-1459 no proceso de fermentación, empregado na industria alimentaria como espesante ou emulxente, baixo o número E 415.

Características

O aspecto físico do xantano é o dun po de cor crema que se disolve en auga quente ou fría producindo solucións de viscosidade relativamente alta a concentracións baixas. A viscosidade é alta nun amplo intervalo de concentracións e as solucións son estábeis nun amplo rango de pH, concentración de sales e temperaturas. Estas características son moi favorábeis para a economía de operacións onde se usa coma espesante.

Historia

O descubrimento do xantano foi o resultado dun programa de busca sistemática ou screening iniciado polo departamento de agricultura dos Estados Unidos. Como consecuencia do éxito comercial do dextrano na década de 1940, o departamento iniciou un programa exhaustivo de procura de microorganismos capaces de producir polisacáridos solúbeis na auga en cultivos somerxidos. O resultado deste programa foi o descubrimento do xantano na década de 1950 nos laboratorios do Northern Regional Research Laboratories (NRRL). Durante a década de 1960 leváronse a cabo pescudas a escala piloto en varios laboratorios industriais e a produción comercial comezou a principios de 1964. O coñecemento acumulado na época sobre os requirimentos nutricionais de X. campestris era amplo por se tratar dun importante fitopatóxeno, causante de enfermidades en plantas crucíferas.

O xantano converteuse no primeiro produto biopolimérico dunha fermentación a base de azucre de millo que tivo importancia comercial. A raíz do seu éxito comezaron a se estudar outros polisacáridos microbianos, mais a día de hoxe o xantano é o que posúe maior volume de produción, rango de aplicacións e o único aprobado para uso en alimentos.

Estrutura

A molécula de xantano consta dunha cadea principal de D-glicopiranosilo con enlace beta 1-4, como na celulosa. Á cadea anéxanse cadeas laterais de trisacárido compostas por residuos de D-manopiranosilo e de ácido D-glicopiranosilurónico. Os resíduos de manosilo con enlace a 1-2 teñen substitutos 6-o-acetilo. Unha media de aproximadamente a metade dos grupos terminais do a-D-manosilo teñen substitutos 4,6-o-(1-carboxietilideno).

Usos

O xantano engádese aos alimentos para controlar a reoloxía do produto final. O polímero produce un grande efecto sobre propiedades como a textura, liberación de aroma e aparencia, que contribúen á aceptabilidade do produto para o seu consumo. Polo seu carácter pseudoplástico en solución o xantano ten unha sensación menos gomosa na boca ca as gomas con comportamento newtoniano. Tamén se utiliza como aditivo para engadir elasticidade ás masas feitas de fariñas sen glute nos alimentos especiais para celíacos.

O seu comportamento como antioxidante é maior ca o doutros polisacáridos por mor da súa gran capacidade de unirse a metais e o seu comportamento viscoso.

Na industria farmacéutica e cosmética o xantano úsase como axente emulsificante e para dar corpo. Os produtos de coidado persoal coma xampú, cremas, locións, maquillaxe, produtos de coidado capilar e dentífrico poden formularse con xantano. O xantano outorga ás cremas e locións unha boa sensación na pel durante e após a aplicación. Na industria farmacéutica o xantano úsase para manter en suspensión os antibióticos ou outros fármacos e para lograr formulacións de dosificación uniforme ou estabilizar cremas contendo fármacos.

Nas aplicacións agrícolas o xantano emprégase como axente de suspensión ou espesante. Utilízase para mellorar a eficiencia de funxicidas, herbicidas e insecticidas ao suspender uniformemente os compoñentes sólidos das formulacións en sistemas acuosos ou ao estabilizar emulsións e sistemas multifásicos líquidos.

As propiedades reolóxicas facilitan a pulverización, reducen a dispersión co vento, e incrementan a persistencia e adhesión do pesticida.

Na industria petroleira utilízase como aditivo para fluídos de perforación; a seudoplasticidade subministra baixa viscosidade no trépano, onde a velocidade de corte é alta e alta viscosidade no ángulo onde hai menor velocidade de corte. Isto permite unha rápida penetración do trépano e ao mesmo tempo que no ánulo as partículas arrincadas se manteñan en suspensión.

As solucións de xantano tamén se aplican a líquidos de fractura. A fractura hidráulica permite mellorar a produtividade do pozo mediante fracturas profundas no reservorio. A reoloxía do xantano permite unha transmisión de presión máxima á formación e fricción mínima ma tubaxe e reservorio. Na recuperación secundaria de petróleo engádese para reducir a permeabilidade e reducir a mobilidade da auga ao incrementar a súa viscosidade.

Outros usos industriais son tinturas para impresión a chorro de tinta, procesos para remoción de metais disoltos en minaría e películas termocurábeis con vantaxes medioambientais.

Notas

• García Ochoa F., Santos V., Casas J., Xanthan Gum: Production, Recovery and Properties, Biotechnology Advances 18, 549-579, 2000
• Slodki M. E., "Polisacáridos Microbianos", en Enciclopedia de Tecnología Química Kirk-Othmer, Limusa, 1998, tradución española de: Mark H.F., Othmer D.F., Overberger C. G., Seaborg G. T. (ed.), Kirk-Othmer Concise Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley, Nova York, 1998
• Cottrell, I. W., Baird J. K., "Gomas", en Enciclopedia de tecnología Química Kirk-Othmer, Limusa, 1998, tradución española de: Mark H.F., Othmer D.F., Overberger C. G., Seaborg G. T. (ed.), Kirk-Othmer Concise Encyclopedia of Chemical Technology, Wiley, Nova York, 1998
• Flores Candia, J. L., Metabolic Flux distribution, Modelling and Process Optimization of Xanthan Production, PhD Thesis, Fortschr.-Ber. VDI Reihe 17 Nr. 172, Dusseldorf, VDI Verlag, 1998.