Article de référence | Réf : F4300 v1

Structure
Gomme xanthane : agent viscosant et stabilisant

Auteur(s) : Jean-Luc SIMON

Date de publication : 10 déc. 2001

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  • Jean-Luc SIMON : Directeur des recherches techniques de l’usine Rhodia-Food de Melle (79)

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INTRODUCTION

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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-f4300


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1. Structure

La gomme xanthane est une substance sécrétée par une bactérie (cf. encadré « Historique »). C’est une énorme molécule. Sa masse moléculaire est estimée entre 1,5 × 106 et 5 × 106 daltons, soit 1,5 à 5 t/mole ! Sa formule brute approximative et moyenne est la suivante :

(C67H102O56)n n = 830 à 2 800

  • La structure primaire de la gomme xanthane consiste en une chaîne principale de cellulose, c’est-à-dire de monomères β-d-glucose liées entre eux par liaison o-glycosidique (1-4). Cette chaîne porte un branchement latéral triosidique tous les 2 glucose. Ce branchement est constitué d’un α-d-mannose lié à la chaîne principale par liaison osidique (1-3), d’un acide β-d-glucuronique lié au 1er mannose par liaison osidique (1-2) et d’un β-d-mannose lié à l’acide glucuronique par liaison osidique (1-4). Le 1er mannose est le plus souvent acétylé en position 6 et le 2e mannose peut être pyruvylé par liaison cétalique en position 4 et 6.

Ainsi, la gomme xanthane est un polymère constitué d’une unité pentasaccharidique branchée, acétylée et pyruvylée.

Deux groupements carboxyliques confèrent à la gomme xanthane un caractère anionique. Les contre-ions les plus couramment rencontrés sont Na+, K+ et Ca2+. Cette unité est décrite sur la figure 1.

  • La structure secondaire de la gomme xanthane fait encore l’objet d’un débat controversé.

  • À l’état solide, la chaîne principale se présente sous forme d’une hélice droite dont le pas mesure 4,7 nm et totalise 5 unités répétitives (figure 2). Les chaînes ramifiées (» 60 % de la masse totale) sont repliées le long de la chaîne cellulosique, constituant ainsi un 2e brin discontinu.

  • En solution aqueuse, 3 conformations sont possibles. La gomme nouvellement biosynthétisée se trouve à l’état natif dans le moût. Cet état correspond à une structure hélicoïdale. Cette conformation est modélisée par des bâtonnets...

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1 Données économiques

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.

HAUT DE PAGE

2 Bibliographie

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LEHNINGER (A.L.), NELSON (D.L.) et COX (M.M.) - Principes de biochimie. - 2e éd. Sciences Flammarion (1994).

DOUBLIER (J.L), THIBAULT (J.F) et AXELOS (M.A.V) - Les agent épaississants et gélifiants...

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