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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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Bernard CERLES : Directeur des opérations et technologies industrielles de Rhodia-Food
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Lire l’articleINTRODUCTION
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.
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3. Propriétés physico-chimiques
Les propriétés physico-chimiques principales de la gomme xanthane sont liées aux interactions entre les macromolécules et l’eau. Il faut donc d’abord dissoudre le polysaccharide.
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Solubilité
La gomme xanthane est soluble dans l’eau à froid (dès 10 à 20 ˚C). La solubilisation se fait en deux étapes. La première étape est la dispersion des grains constituant la poudre, c’est-à-dire l’individualisation des particules. La dispersion sera d’autant plus rapide que la taille des grains est élevée. 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. La gomme xanthane est insoluble dans la plupart des solvants organiques.
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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 ne peuvent pivoter, figeant le liquide qui prend l’aspect d’un pseudogel. On parle de seuil d’écoulement, qui correspond à la contrainte de cisaillement minimale nécessaire pour obtenir un début d’écoulement (vitesse de déformation > 0). À titre indicatif, des seuils de 700, 2 500 et 7 000 mPa ont été déterminés avec un viscosimètre Rhéomat 30 pour des concentrations en gomme de 3, 5 et 10 g/L respectivement. Au-delà du seuil d’écoulement, la gomme xanthane va modifier la viscosité des solutions. Les molécules...
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ANNEXES
Le marché mondial de la gomme xanthane était supérieur à 30 000 t en 1998, et sa croissance est 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.) - COX (M.M.) - Principes de biochimie - . 2e éd. Sciences Flammarion (1994).
DOUBLIER (J.L.) - THIBAULT (J.F.) - AXELOS (M.A.V.) - Les agents épasississants et gélifiants de nature glucidique. Additifs et auxiliaires de fabrication dans les industries agroalimentaires - . Multon (J.L.) : éd. Collection Sciences et techniques agroalimentaires....
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