L'application de la gomme xanthane est de plus en plus répandue dans l'industrie alimentaire. Aujourd’hui, nous explorons sa bonne utilisation dans la transformation des aliments.

La gomme xanthane, communément appelée gomme de sucre de maïs ou gomme Hansen, est un polysaccharide complexe produit par fermentation de sucres (glucose, saccharose, lactose) par Xanthomonas campestris.

Généralement fabriquée à partir d'amidon de maïs, la gomme xanthane est un hétéropolysaccharide extracellulaire acide produit par Xanthomonas campestris en utilisant des glucides comme substrat principal grâce à la biotechnologie de fermentation aérobie. Le processus consiste à cliver les liaisons 1,6-glycosidiques, à ouvrir des chaînes ramifiées, puis à synthétiser des chaînes droites via des liaisons 1,4.

Remarque importante : en raison de son caractère hydrophile extrêmement élevé, si la gomme xanthane est directement ajoutée à l'eau sans agitation suffisante, la couche externe absorbera l'eau et se dilatera en grumeaux de gel, empêchant l'eau de pénétrer dans la couche interne et compromettant son efficacité. Des méthodes d’utilisation appropriées sont essentielles.

La poudre de gomme xanthane doit être mélangée avec des ingrédients secs comme le sel ou le sucre avant d'être progressivement ajoutée à l'eau sous agitation pour préparer une solution. La solution de gomme xanthane présente la caractéristique d'une faible concentration avec une viscosité élevée (une solution aqueuse à 1 % a environ 100 fois la viscosité de la gélatine), ce qui en fait un épaississant efficace.

Caractéristiques de cisaillement : les solutions aqueuses de gomme xanthane présentent une viscosité élevée dans des conditions statiques ou de faible cisaillement, tandis que la viscosité diminue fortement sous un cisaillement élevé, bien que la structure moléculaire reste inchangée.

Stabilité de la température : La viscosité des solutions de gomme xanthane ne change pas de manière significative avec les variations de température. Les solutions aqueuses maintiennent une viscosité pratiquement constante entre 10 et 80°C. Même les solutions à faible concentration présentent une viscosité élevée et stable sur une large plage de températures. Une solution de gomme xanthane à 1 % (contenant 1 % de chlorure de potassium) ne subit une réduction de viscosité que de 3 % lorsqu'elle est chauffée de 25°C à 120°C.

Stabilité acido-basique : les solutions de gomme xanthane sont très stables aux acides et aux alcalis. La viscosité reste inchangée entre pH 5 et 10, avec seulement des changements mineurs lorsque le pH est inférieur à 4 ou supérieur à 11. Dans la plage de pH comprise entre 3 et 11, la différence entre la viscosité maximale et minimale est inférieure à 10 %.

Caractéristiques de solubilité : la gomme xanthane est soluble dans diverses solutions acides, notamment 5 % d'acide sulfurique, 5 % d'acide nitrique, 5 % d'acide acétique, 10 % d'acide chlorhydrique et 25 % d'acide phosphorique. Ces solutions d'acide de gomme xanthane restent remarquablement stables à température ambiante, conservant leur qualité pendant plusieurs mois.

Compatibilité avec les sels : les solutions de gomme xanthane sont miscibles avec de nombreuses solutions salines (sels de potassium, de sodium, de calcium, de magnésium, etc.) sans altération de la viscosité. Sous des concentrations élevées de sel, y compris des solutions salines saturées, la gomme xanthane maintient sa solubilité sans précipitation ni floculation, avec une viscosité pratiquement inchangée.

Résistance aux enzymes : La structure stable à double hélice de la gomme xanthane offre des capacités exceptionnelles de dégradation antioxydante et anti-enzymatique. De nombreuses enzymes, notamment les protéases, les amylases, les cellulases et les hémicellulases, ne peuvent pas dégrader la gomme xanthane.

La gomme xanthane est un fluide pseudoplastique rhéofluidifiant dont la viscosité augmente progressivement avec l'augmentation de la concentration massique et présente une diminution initiale suivie d'une augmentation avec l'élévation de la température. Il facilite la conservation de la forme des aliments pendant la transformation, fonctionne comme un gel thermoréversible et démontre une bonne stabilité au gel-dégel, bien que sa capacité de rétention d'eau soit limitée. La sélection doit être basée sur les exigences spécifiques de la candidature.

Selon les normes chinoises d'hygiène pour les additifs alimentaires, la gomme xanthane peut être utilisée en quantités appropriées selon les besoins dans divers produits alimentaires. Les dosages dans des catégories alimentaires spécifiques sont résumés ci-dessous :

Applications dans les boissons : L'excellente hydrophilie, la stabilité de la température et la tolérance aux acides/alcalis/sels de la gomme xanthane permettent une dissolution rapide dans les systèmes aqueux pour former des sols stables, augmentant la viscosité des boissons tout en améliorant la stabilité et la suspension des particules. Dans les boissons liquides, des niveaux d'utilisation de 0,1 à 0,3 % améliorent l'épaississement, la suspension et la qualité sensorielle ; dans les boissons en poudre, un ajout de 0,1 à 0,3 % facilite le moulage et l'amélioration de la texture.

Applications des produits céréaliers : La formation de la pâte repose sur les réseaux de protéines du gluten. La forte absorption d'eau de la gomme xanthane permet la formation de gels visqueux qui se combinent avec des particules d'amidon et des protéines de gluten pour créer des réseaux tridimensionnels, augmentant la rétention d'eau de la pâte, renforçant le gluten et améliorant la stabilité. Dans les produits à base de farine, une utilisation typique de 0,03 à 0,08 % améliore la ténacité, la rétention d'eau et la durée de conservation.

Applications en boulangerie : en tant que polysaccharide riche en hydroxyle et colloïde hydrophile, la gomme xanthane interagit avec les protéines de gluten pour former des réseaux spatiaux composites, améliorant considérablement la rétention d'eau du gluten et la résistance de la pâte, augmentant ainsi la rétention d'humidité, l'élasticité, la douceur et la durée de conservation des produits de boulangerie. Dans les gâteaux, une utilisation de 0,1 à 0,3 % crée des pores plus fins, une texture plus douce et une durée de conservation prolongée ; dans le pain, un ajout de 0,1 à 0,2 % apporte du ramollissement et convient particulièrement aux variétés à grains entiers.

En raison de son caractère hydrophile extrêmement élevé, un ajout inapproprié de gomme xanthane directement à l’eau sans mélange adéquat entraînera l’hydratation de la couche externe et la formation de grumeaux de gel, empêchant la pénétration de l’eau dans les couches internes et compromettant la fonctionnalité. Des techniques d’application correctes sont cruciales :

Pendant la dissolution, le gonflement rapide de la surface des particules de gomme xanthane forme des couches de gel visqueux qui peuvent provoquer des agglomérations et réduire le taux de dissolution global, imposant certaines limitations d'application. Actuellement, la gomme xanthane est fréquemment combinée avec des amidons pour un traitement thermique sec afin d'augmenter la viscosité, d'inhiber la gélatinisation et d'améliorer la stabilité thermique. Le traitement de la fécule de tapioca, de maïs ou de pomme de terre avec de la gomme xanthane induit une réticulation entre les groupes hydroxyle de l'amidon et les groupes carboxyle de la gomme xanthane, modifiant les propriétés physicochimiques.