KSANTAN GUM Hakkında Bilgi

Gıda uygulamalarında yaygın olarak kullanılan Xanthan gam, Xanthomonas campestris isimli bir bakteri kullanılarak daldırmalı aerobik fermentasyon ile üretilen bir heteropolisakkarit olup, steril fermentasyon ortamını karbonhidrat, uygun bir azot kaynağı, potasyum fosfat ve diğer iz elementleri oluşturmaktadır. 
          Fermentasyon aşaması sonunda üretilen polisakkarit, izopropil alkol ile kullanılarak çöktürülmekte ve ortamdan izole edilmektedir. İzole edilen polisakkarite, daha sonra kalıntı izopropil alkolün uzaklaştırılması için santrifüj işlemi uygulanmakta ve devamında kurutulmaktadır. 

Ürün Özellikleri

Ksantan gum, yüksek molekül ağırlıklı bir polisakkarittir. Ksantan gum, karbonhidratın Xanthomonas campestris bakterisiyle fermantasyonu sonucu elde edilir. Xanthomonas campestris bakterisi normal yaşam döngüsü içerisinde kompleks bir enzimatik reaksiyon sonucu hücre duvarını çevrelemesi amacıyla gum üretmektedir. Endüstriyel amaçlı ksantan gumlar, lahana bitkisinin Xanthomonas campestris bakterisiyle fermantasyonu sonucu elde edilmektedir.

Strüktür ve Moleküler Yapısı

          Kurutulan Xanthan gam, toz hale getirilmek için öğütülmekte ve eleklerden geçirildikten sonra ambalajlanmaktadır. Baskın heksoz olarak D-gluko ve D-mannoz ile D-glukoronik asit ve pürivik asit içermekte ve sodyum, potasyum veya kalsiyum tuzları olarak hazırlanmakta ve çözeltileri nötrdür
          Mikrobiyel bir heteropolisakkarit olan xanthan gam, temel olarak selülozda olduğu gibi 1,4-bağlı β-D-glukoz birimlerinin bulunduğu ana bir polimer iskeletinden oluşmaktadır. Bu iskelete bağlı yan zincirlerde ise, iki adet D-mannoz kalıntısı arasında bir adet D-glukorinik asit kalıntısından oluşan bir trisakkarit bulunmaktadır. Polimer ayrıca, % 4.7 oranında  O-asetil grupları ve % 3.0-3.5 oranlarında ise glukoz biriminde ketal olarak bulunan pürivik asit içermektedir. 
          Xanthan gamda bulunan ve molekülün yaklaşık %60'lık kısmını oluşturan bu yan zincirler, xanthan gama özgü birçok fiziksel ve kimyasal özellikler kazandırabilmektedir. Yan zincirleri nedeniyle xanthan gam, soğuk zincir içerisinde bile tamamen hidratlanabilmektedir. Ayrıca, bu yan zincirlerin, xanthan gamı hidrolize karşı dayanıklı kıldığı belirtilmektedir. 
          Suda çözünen, fakat organik solventlerde çözünmeyen xanthan gam; su içeren sistemlerde reolojik kontrol ajanı olarak ve emülsiyon ve süspansiyonlar için stabilizatör olarak kullanılmaktadır. Bunların dışında xanthan gam; suyu tutmakta, donma-çözünme stabilitesini arttırmakta, nişastanın retrogradasyonunu önlemekte ve raf ömrünü iyileştirmektedir.
          Sülfirik, nitrik ve asetik asitlerin % 8'lik, hidroklorik asidin % 10'luk, fosforik asidin ise %25'lik çözeltilerinde kolaylıkla çözünebilen xanthan gamın bu özellikleri, sıcaklık yükselmediği sürece aylarca dayanıklılığını sürdürebilmektedir. 
         Ticari xanthan gam, sarımsı toz şeklinde bir madde olup, sıcak veya soğuk suda tamamen çözünmekte ve düşük konsantrasyonlarda yüksek viskoziteli çözeltiler vermektedir. Xanthan gamın sulu çözeltileri, etanol ve propilen glikol gibi bazı hidrofilik çözeltileri % 50'ya varan bir konsantrasyona kadar tolere edebilmektedir. 
         Xanthan gamın viskozitesi, dağılımındaki konsantrasyonun bir fonksiyonu olmaktadır. Diğer gamlarda olduğu gibi, xanthan gam çözeltileri de psödoplastik bir akışkan tipi sergilemektedir. Psödoplastik akışkan tipi özelliği; ağız hissi, lezzetin algılanması ve süspansiyon oluşturma gibi birçok duyusal kaliteyi etkileyen özelliklerin oluşumuna önemli derece de katkıda bulunmaktadır. 
          Xanthan gamı diğer gamlardan ayıran ayrıcaklı önemli bir özelliği de, sıcaklılığa ve pH'ya olan dayanıklığının önemli ölçüde büyük olmasıdır. Bu dayanıklılığın, xanthan molekülündeki yan zincirlerin selüloz iskeletinin çevresini sarmasından kaynaklandığı belirtilmiştir. Bu özellik ise xanthan gamı; enzimler, asitler, bazlar, yüksek sıcaklıklar, dondurma ve çözündürme ve uzun süreli karıştırma sonucunda oluşabilecek bozunmaya karşı dayanıklı kılmaktadır.        
          Bu trisakkarit zincirleri ile ana zincirin interaksiyonu, molekülü oldukça katı bir çubuk haline sokar ve ısı, asit ve baz stabilitesini olağan üstü derece artırır. Moleküler ağırlığı 2 milyon civarında olup, muhtemelen agregasyon nedeniyle daha büyük değerler bildirilmektedir. Pürivik asit içeriği en yüksek ksantanlar, en yüksek viskozite ve termal stabiliteye sahiptir.  
           Xanthan gam çözeltileri; genel olarak pH değerindeki değişmelerden etkilenmemekte ve asit ve bazların çoğunda çözünmektedir. Diğer hidrokolloidlerin çoğu; düşük pH değerleri ve yüksek sıcaklıklarda viskozitesini kaybederken, xanthan gum aynı koşullarda stabil kalmaktadır. 
Xanthan gamın özellikleri ve yararları;
•yüksek konsantrasyonlarda bile gözle görülür berrak çözeltiler oluşturması,
• hem sıcak hem de soğuk suda çözülmesi,
•düşük polisakkarit konsantrasyonlarında bile çözeltilere yüksek viskozitesi vermesi,
•geniş sıcaklık aralıklarında ksantan tarafından oluşturulan çözeltilerin viskozitesinde minimum değişim görülmesi,
•hem asidik, hem de alkali çözeltilerde çözünmesi ve stabil olması,
•yüksek tuz konsantrasyonuna sahip çözeltilerde stabil kalması,
•enzimatik degradasyona yüksek direnç göstermesi,
•iyi bir lubrikant olması,
•donma/çözünme aşamalarından sonra stabiliteyi sağlaması,
•aşırı derece etkili bir emülsiyon stabilizatörü olması,
• mükemmel ağız tadı vermesi,
•diğer hidrokolloidlerle  (guar ve locust bean gumla) sinerjik özellik göstermesi şeklinde sayılabilmektedir. 
Gıda uygulama alanları olarak; 
•salça ve salata sosları,
•fırıncılık ve pasta ürünleri,
•et ürünleri, 
•içecekler,
•meyve preparatları,
•toz ürünler yer almaktadır.
            Çözelti viskozitesinin sıcaklıkla çok fazla değişmemesi, yani soğutulduğunda kıvamın artmaması nedeniyle xanthan gam, salata sosları ve çikolata şurupları gibi buzdolabından çıkar çıkmaz tüketilecek ürünlerde kullanım açısından çok uygundur. 
            Bu ürünler, buzdolabından çıkar çıkmaz oda sıcaklığındaki kadar kolay dökülebilmelidir. Normal salata soslarında ksantan gum, kıvam verici olarak kullanılmakta ve partiküller yapıdaki süspansiyonu ve  yağın sudaki emülsiyonunu stabilize eder. Xanthan gam genellikle propilen glikol yapıdaki aljinatla birlikte kullanılır. Birlikte kullanıldıklarında daha az psödoplastik özellikte ve viskozitesi daha az olan çözelti verirler. Elde edilen ürün, daha iyi dökülebilirlik ve krem benzeri pürüzsüz bir yapıya sahip olurlar.
           Xanthan gum; diğer hidrokolloidlerle uyum göstermekte; özellikle locust bean gum ve Konjacla (jel oluşumu) ve Guar gumla (yüksek viskozite) sinerjik etki göstermektedir.    
           Xanthan gam ile guar gam / keçiboynuzu gam kombinasyonları, dondurma ve dondurulmuş ürünlerin stabilizasyonunda kullanılırlar. Bu karışıma karajenan ilavesi, donma sırasında sıvı fazın ayrılmasını engeller. Bu gamların ikili veya üçlü kombinasyonları çeşitli süt ürünlerinde kullanılmaktadır.  
           Son olarak teknik alanlarda diş macunu, kozmetik, temizleme ürünleri, kaplama ve boyalarda ve yangın söndürme aletlerinde kullanılmaktadır.

kaynak: vankim.com, biokimkimya.com