زانتان گام، گزانتان یا همان صمغ زانتان نوعی پلی ساکارید با وزن مولکولی بالا است که از فرآیند تخمیر حاصل می شود. این صمغ اغلب به صورت پودری سفید رنگ متمایل به شیری تولید می شود، البته می توان آن را به صورت محلول نیز تهیه نمود که محلول آن ویسکوزیته بالایی دارد. با توجه به قدرت حلالیت بالای آن در آب، برای فرآیندهای آب محور مناسب است. محلول زانتان گام در دسته سیال های غیرنیوتنی قرار می گیرد، بدین معنا که با افزایش تنش برشی ویسکوزیته آن کاهش می یابد. از دیگر ویژگی های آن این است که در دمای بالا و محیط های آنزیمی نیز پایدار باقی می ماند.
برای این صمغ کاربردهای متنوعی از افزودنی خوراکی گرفته تا حفاری نفتی تعریف شده است. با توجه به ویژگی این صمغ که به سرعت در محلول پخش شده و آن را به محلولی پایدار با ویسکوزیته بالا تبدیل می کند، به عنوان حجم دهنده و تثبیت کننده در صنایع مختلف مصرف می شود.
در این بخش با ویژگی‌های زانتان گام آشنا می‌شویم:
اثر دما بر گزانتان : این صمغ نسبت به دیگر پلی ساکاریدهای محلول در آب، پایداری حرارتی بالایی دارد. حتی اگر این صمغ به مدت طولانی تحت دمای ۸۰ درجه سانتیگراد قرار بگیرد، تاثیر کمی بر ویژگی های آن دارد و اغلب علت این رفتار را ساختمان مارپیچ صمغ زانتان گام دانسته اند. لازم به ذکر است با افزایش نمک می توان پایداری حرارتی آن را افزایش داد.
سازگاری زانتانگام با نمک‌ها: زانتان گام سازگاری مناسبی با غلظت های بالای نمک ها دارد. به گونه ای که افزودن نمک تغییری در حالت آن ایجاد نمی کند. حتی گفته شده است که وجود نمک در بهینه کردن عملکرد زانتان گام لازم و ضروری است.
علاوه براین ها، صمغ زانتان در طیف وسیعی از PH پایدار بوده و می توان گفت ویسکوزیته محلول آبی گزانتان مستقل از PH محیط است.
با توجه به اینکه زانتان گام در ترکیب با هیدروکلوئیدهای با کیفیت پایین می تواند مخلوطی با کیفیت بهتر ایجاد کند، از نظر تجاری به دلیل تاثیر بر کاهش هزینه ها، صمغی باارزش شناخته شده است. به همین دلیل می توان آن را در کنار دیگر صمغ ها مانند گوارگام مصرف نمود.
اغلب صمغ ها به جز نشاسته در بدن قابل هضم نیستند، به همین دلیل زانتان گام می تواند به کاهش کالری غذا و سهولت عبور از دستگاه گوارش شود.
صمغ گزانتان در دسته مواد افزودنی خوراکی قرار می گیرد که به دلیل ویژگی هایی که دارد محبوبیت بسیاری بین تولیدکنندگان پیدا کرده است. اغلب از زانتان گام به عنوان استابلایزر یا غلظت دهنده در محصولات غذایی استفاده می شود. این صمغ از تخمیر شکر توسط باکتری به نام زانتاموناس کمپستریس حاصل می شود. شکر در اثر تخمیر به ماده ای چسبنده تبدیل می شود که اگر به آن الکل اضافه کنند، به حالت جامد درمی آید. زانتان گام پودر حاصل از این ماده جامد است.
درصورت افزودن صمغ زانتان به یک مایع، زانتان گام به سرعت در مایع پراکنده شده و محلولی ویسکوز و پایدار به وجود می آورد. به همین دلیل این صمغ به عنوان عامل غلظت دهنده، تعلیق کننده و استابلایزر عالی شناخته شده است.
گزانتان به عنوان افزودنی خوراکی بی خطر تایید شده است و هیچ گونه محدودیتی در مقدار مصرف آن در نظر گرفته نشده است. با توجه به اینکه این ماده در بدن قابل تجزیه نیست، نمی تواند تاثیر سوء بر بدن شما داشته باشد.
صمغ گزانتان پلی ساکارید محلول در آب محسوب می شود. این صمغ مانند هیدروکلوئیدهای دیگر برای حل شدن در آب به هم زدن شدیدی نیاز دارد تا فلوکول در آن تشکیل نشود.
با توجه به اینکه محلول های زانتان گام حتی در غلظت های پایین خود بسیار ویسکوز هستند، باعث شده است که کاربردهای صنعتی به ویژه در صنایع غذایی برای آنها تعریف شود.
زانتان گام را پلیمری طبیعی می دانند که از یک نوع باکتری به نام زانتاموناس کامپستریس حاصل می شود. در واقع برای تولید این صمغ نیاز به هم زدن باکتری های زانتان گام در یک تخمیرکننده است. گلوکز، لاکتوز یا ساکارز کربوهیدرات های مناسب برای تخمیر هستند که در کنار آنها برای فراهم کردن محیط کشت می بایست یک منبع مناسب نیتروژن و نمک های مغذی نیز وجود داشته باشد. محیط کشت در رآکتور بیوشیمیایی کاملا استریل فراهم می شود که عواملی همچون دما، میزان اکسیژن محلول در رآکتور، شرایط همزن و میزان دور آن و نیز شرایط هوادهی برای فرآیند تولید موثر هستند. پس از اتمام فرآیند تخمیر با هدف از بین بردن باکتری ها، به آن گرما می دهند که صمغ زانتان همراه با ایزوپروپیل الکل ته نشین می شود. در نهایت پلیمر خشک شده حاصل بسته بندی و به بازار عرضه می شود.
با در نظر گرفتن ویژگی حجم دهندگی و تثبیت کنندگی این صمغ می توان آن را در ترکیبات مواد غذایی، محصولات مراقبت شخصی و برخی محصولات صنعتی یافت. در این بخش با کاربردهای صمغ زانتان گام در صنایع مختلف آشنا می شویم.
نوشیدنی ها : در نوشیدنی های با طعم میوه با هدف تقویت حس مزه و آزادسازی کامل طعم آن از زانتان گام استفاده می شود. وجود این صمغ به ویژه برای نوشیدنی های کم کالری که در آن ها از شیرین کننده های مصنوعی استفاده می شود، اهمیت دارد.
کنسروها: زانتان گام به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، افزودنی بسیار مناسبی در تولید انواع کنسروهای خوراکی است.
غذاهای منجمد : در غذاهای منجمد تکرار ذوب-انجماد غذا باعث دوفازی شدن آن می شود. زانتان گام به دلیل ویژگی هایی که دارد، از طریق اتصال به آب آزاد در غذا باعث افزایش پایداری محصول می شود. همچنین از ایجاد کریستال یخ در محصول جلوگیری کرده و یکنواختی بافت محصول را حفظ می کند.
چاشنی ها : چاشنی های ترشی، رب و پیاز به پایدارکننده نیاز دارند. با توجه به اینکه در محیط این چاشنی ها نمک و یا اسیدیته بالایی وجود دارد، زانتان گام می تواند به عنوان پایدارکننده و غلظت دهنده مناسبی عمل کند.
محصولات نانوایی و شیرینی پزی : صمغ گزانتان چسبندگی دانه های نشاسته را در محصولات نانوایی افزایش می دهد. عامل موثر برای پخش گاز در کیک برای پف کردن بهتر آن است. علاوه براین ماندگاری و رطوبت این محصولات را افزایش می دهد. زانتان گام به عنوان حجم دهنده در محصولات غذایی مصرف می شود و مانند افزودنی های دیگری مانند کربوکسی متیل سلولز باعث افزایش ویسکوزیته می شود. با توجه به اینکه بوی محصولات نهایی را تغییر نمی دهد و به دلیل خصوصیت تنظیم رئولوژیکی، طعم و ظاهر محصولات را کنترل می کند؛ به همین دلیل به عنوان افزودنی خوراکی پرطرفدار در صنایع غذایی معرفی می شود.
ثبات طعم ها : در صنایع غذایی پایداری و ماندگاری طعم محصولات مانند دسرها، کیک ها و پودینگ ها اهمیت بسزایی دارد. زانتانگام از طریق کپسول دار کردن ذرات طعم دهنده، از تبخیر یا اکسیداسیون آنها جلوگیری کرده و درنتیجه ماندگاری طعم محصولات را تضمین می کند.
با توجه به ویژگی های این صمغ از آن برای یکنواختی انواع سس ها، بهبود کیفیت ماست، پنیر و بستنی و نیز یک دست کردن انواع نوشیدنی ها به ویژه آبمیوه استفاده می شود. علاوه بر این، در محصولات پختی نیز باعث افزایش حباب های لانه زنبوری و در نتیجه بهبود ظرفیت نگهداری آب در آنها می شود. بنابراین به صورت عمده می توان چنین گفت که صمغ گزانتان باعث بهبود کیفیت محصولات غذایی، افزایش پایداری آنها و ایجاد عطر و طعم تازگی در آنها می شود.
گاهی این صمغ در محصولات منجمد نیز وجود دارد، دلیل وجود آن ایجاد پایداری بیشتر محصولات منجمد و حفظ تازگی آنها است.
جالب است بدانید صمغ زانتان عاری از چربی و کلسترول است و به دلیل دارا بودن مقدار زیادی فیبر به هضم غذا کمک می کند.
لازم است در این بخش به ایمن بودن این افزودنی خوراکی برای سلامتی اشاره شود. همان طور که در این بخش گفته شد، می توان در بسیاری از محصولات غذایی زانتان گام را به عنوان مواد اصلی در ترکیبات تشکیل دهنده در نظر گرفت و همین امر به بالا بودن میزان مصرف آن در رژیم غذایی تاکید دارد. اما سازمان غذا و دارو امریکا این افزودنی غذایی را به عنوان ماده ای بی خطر برای سلامتی انسان معرفی کرده است. البته میزان مصرف آن در محصولات باید بر اساس استانداردهای تعیین شده باشد.
صنعت نساجی : زانتانگام به عنوان قوام دهنده خمیر چاپ و نیز در رنگرزی الیاف استفاده می شود. ویسکوزیته این صمغ در اثر هم زدن زیاد کاهش یافته و انتقال رنگ به نخ را آسانتر می کند.
حفاری چاه نفت : سیال های حفاری، سیال های پیچیده ای هستند که به منظور تمیز کردن چاه از کنده های حفاری و انتقال این کنده ها، روان سازی مته و کنترل فشار مته استفاده می شوند. سیال های حفاری را به دو نوع برپایه آب و بر پایه نفت تقسیم می کنند. سیال های حفاری پایه آبی متشکل از آب شور و پلیمرهای محلول در آب هستند. صمغ زانتان ازجمله پلیمرهای پرکاربرد در این صنعت است که به عنوان عامل افزایش ویسکوزیته و استحکام ژله ای در سیال های پایه آبی استفاده می شود.
صنعت کاشی و سرامیک : از این صمغ به منظور لعاب دادن کاشی و سرامیک استفاده می شود تا از طریق ویژگی هایی که دارد، از انباشته و توده ای شدن سرامیک هنگام آسیاب کردن جلوگیری کند. همچنین می تواند میزان رطوبت و زمان خشک شدن کاشی و سرامیک را کنترل نماید.
شوینده ها : با توجه به این که گزانتان گام تحمل زیادی در برابر اسید و بازها دارد و نیز قابلیت بالای آن در ایجاد چسبندگی و تعلیق، به عنوان ترکیب مناسبی در شوینده ها و پاک کننده ها شناخته شده است.
برای آشنایی بیشتر با اسیدهای آلی و معدنی می توانید به مقاله "اسید آلی ، اسید معدنی" مراجعه نمایید.
صنایع کشاورزی : در کشاورزی به عنوان ماده افزودنی در غذای حیوانات و یا در افت کش ها با هدف افزایش قابلیت اسپری شدن، افزایش چسبندگی و دوام محصولات و کاهش توده ای شدن آنها کاربرد دارد.
صنایع نظامی : صمغ گزانتان برای حفظ حالت مایع مواد منفجره در ترکیب با گوارگام کاربرد دارد که از آن به عنوان عامل غلظت دهنده و افزایش پایداری حرارتی در مواد منفجره استفاده می شود.
زانتان گام در محصولات آرایشی و بهداشتی با هدف افزایش حجم محصولات مصرف می شود. علاوه بر این، وجود این صمغ به خارج شدن بهتر محصولات از ظرف های بسته بندی شده کمک می کند و چون معلق شدن ذرات جامد در مایع را افزایش می دهد، به پایدار شدن محصولات می انجامد. این صمغ را می توان در خمیردندان، انواع کرم، شامپو و لوسیون های بدن پیدا کرد.
• یکی از کاربردهای زانتان گام در خمیردندان ها به منظور یکدست کردن بافت آن و درنتیجه سهولت خروج خمیر از بسته بندی آن و همچنین افزایش پراکندگی خمیر در دهان است.
• در محصولات کرمی و ژل مانند جهت ایجاد پایداری و قوام در ترکیبات اصلی محصول قرار می گیرد.
