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Auteur(s)
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Jean-Luc SIMON : Directeur des recherches techniques de l’usine Rhodia-Food de Melle (79)
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La gomme xanthane est un hétéropolysaccharide synthétisé par une bactérie « Xanthomonas campestris ».
Ce polymère est commercialisé essentiellement sous forme d’une poudre obtenue par précipitation du polysaccharide contenu dans le moût de fermentation à l’aide d’un solvant organique polaire.
Bien que son prix soit relativement élevé, la gomme xanthane trouve des applications industrielles nombreuses et variées, grâce à ses propriétés rhéologiques exceptionnelles. Le marché mondial, estimé à plus de 30 000 t/an, connaît une croissance soutenue de plus de 5% par an.
La gomme xanthane est utilisée pour la récupération du pétrole, dans la confection des ciments et mortiers pour le BTP, dans l’industrie des cosmétiques, notamment dans les shampoings et les gels de douche pour faciliter l’utilisation des détergents, dans la formulation des peintures, etc.
Mais c’est dans les industries alimentaires que les propriétés rhéologiques de la gomme xanthane trouvent leurs principales applications. Cet article se propose de les passer en revue.
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3. Propriétés physico-chimiques
La gomme xanthane est commercialisée sous forme d’une poudre de couleur blanc à crème. Le profil granulométrique varie d’un grade à l’autre mais il est bien contrôlé.
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Solubilité
La gomme xanthane est un polymère anionique, donc hydrophile. Elle est soluble dans l’eau dès 10 C. Par contre, elle est insoluble dans les solvants organiques. Cette propriété est mise à profit dans le procédé d’extraction de la gomme à partir du moût de fermentation. Néanmoins, dans certaines formulations, on peut ajouter jusqu’à 40 % d’acétone, d’éthanol ou d’isopropanol dans un mélange aqueux sans que la gomme xanthane ne précipite.
La solubilisation de la gomme xanthane en phase aqueuse se fait en 2 étapes. La première étape consiste en la dispersion des grains constituant la poudre, c’est-à-dire l’individualisation des particules. La dispersion sera d’autant plus rapide que la granulométrie de la poudre est élevée. On trouve même des grades sous forme de granulés qui permettent une meilleure coulabilité, évitent la génération de poussière et se dispersent très facilement. La deuxième étape est l’hydratation. Les molécules d’eau se fixent progressivement sur les macromolécules et réduisent de ce fait les interactions soluté-soluté, jusqu’à l’individualisation des macromolécules. La gomme présente des groupements hydroxyles et des charges négatives qui facilitent l’interaction soluté-eau. De plus, les ramifications écartent les chaînes principales, ce qui facilite l’hydratation. On considère celle-ci achevée lorsque l’on a atteint un palier de viscosité. Différents facteurs conditionnent la vitesse d’hydratation. L’agitation, la température et la finesse des grains ont un impact positif. La présence d’électrolytes, compétiteurs vis-à-vis du polysaccharide pour l’eau, a un effet négatif.
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Rhéologie
Les propriétés caractéristiques de la gomme xanthane en solution aqueuse relèvent de la rhéologie. Au-dessous d’une certaine contrainte de cisaillement, les bâtonnets rigides de gomme xanthane sont stabilisés par des interactions faibles. Il en résulte un enchevêtrement d’autant plus important que la concentration en gomme est élevée. Les bâtonnets emprisonnant l’eau...
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ANNEXES
Le marché mondial de la gomme xanthane était supérieur à 30 000 t en 1998, et sa croissance supérieure à 5 % par an. La gomme xanthane est très développée aux États-Unis et, à un degré moindre, en Europe. La poursuite de la croissance aux États-Unis, l‘américanisation des modes d‘alimentation en Europe et l‘innovation en grande distribution (détergence, cosmétiques...) sont les moteurs du développement de la gomme xanthane.
Le marché alimentaire constitue le principal marché de la gomme xanthane, suivi des marchés du pétrole, de l‘industrie des cosmétiques et des détergents.
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LEHNINGER (A.L.), NELSON (D.L.) et COX (M.M.) - Principes de biochimie. - 2e éd. Sciences Flammarion (1994).
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