קסנטן גאם

קסנטן גאם הוא רב-סוכר הנוצר מתסיסה של חיידק Xanthomonas campestris, וממנו נגזר שמו. קסנטן גאם משמש כתוסף מזון בתור מסמיך או בתור מייצב, ונמצא בשימוש גם בתעשיות אחרות, כגון תעשיית התרופות ותעשיית הקוסמטיקה.[1][2]

קסנטן גאם
Xanthan.svg
מספר CAS 11138-66-2

היסטוריהעריכה

קסנטן גאם התגלה על ידי חוקרים במנהל המזון והתרופות האמריקאי (ה-FDA) בשנת 1950 וסווג תחת השם B-1459. הוא הופק באופן מסחרי לראשונה בשנות ב-60 של המאה ה-20 ונחשב לפוליסכריד (רב-סוכר) המיקרוביאלי הראשון שהופק באמצעים ביוטכנולוגיים בקנה מידה תעשייתי. קסנטן גאם אושר לשימוש במזון בארצות הברית בשנת 1969, ובאירופה בשנת 1974, שם סווג בתור E-415. [3][4]

שמות נוספיםעריכה

לקסנטן גאם שמות נוספים רבים: Bacterial Polysaccharide, Corn Sugar Gum, Goma Xantana, Gomme de Sucre de Maïs, Gomme de Xanthane, Gomme Xanthane, Polysaccharide Bactérien, Polysaccharide de Type Xanthane, Polysaccharide Xanthane, Xanthan, Xanthomonas.[2]

מאפייניםעריכה

לקסנטן גאם היכולת להתמוסס במים חמים או קרים ולכן הוא יכול לעבור אינטגרציה למוצרים רבים ומגוונים. בשל המבנה הנוקשה של מולקולות הקסנטן הן מתרחבות בתמיסות וכתוצאה מכך לתמיסות המכילות קסנטן, גם בריכוז נמוך, יש צמיגות גבוהה בהשוואה לתמיסות המכילות פוליסכרידים אחרים באותם הריכוזים. הצמיגות של תמיסות המכילות קסנטן יציבה בטווח רחב של טמפרטורות, החל מ-0 מעלות צלזיוס ועד 100 מעלות צלזיוס, בתמיסות בעלות pH נמוך וגם בתמיסות בעלות ריכוז מלחים גבוה. בנוסף, תמיסות המכילות קסנטן גאם שומרות על יציבותן בעת הקפאה והפשרה.

בתמיסות המכילות פוליסכרידים אחרים כגון גואר גאם או locus beam gum, קסנטן גאם מגיב עם חומרים אלו באופנים שונים. למשל, בשימוש של locus beam gum יחד עם קסנטן גאם, התוצאה המתקבלת היא פעילות סינרגיסטית בין שני רב הסוכרים המגבירה את צמיגות התמיסה. קסנטן גאם עמיד בפני פירוק על ידי אנזימים הנמצאים במזון באופן טבעי.[5] בשל תכונותיו הראולוגיות ורבגוניותו, קסנטן גאם נחשב לרב הסוכר המסחרי החשוב ביותר.[4]

הפקהעריכה

ישנם שני ריאגנטים עיקריים המשתתפים בהפקת קסנטן; הראשון הוא סוכרוז המשמש כמקור פחמן לפרמנטציה של חיידקי Xanthomonas campestris, והשני הוא אתנול המשמש כממס למיצוי הקסנטן גאם בשלבים הבאים.

הפקת הקסנטן כוללת מספר שלבים, שעליהם יש לשלוט באופן מלא ומדויק על מנת להבטיח את איכותו, החל מגידול תרבית החיידקים, היווצרות רב הסוכר, הפקתו מתרבית הגידול ומיצויו.[4]

שימושים[4]עריכה

לקסנטן גאם תכונות פיזקליות וכימיות רבות המקנות לו ייחודיות הניתנת ליישום בתעשיות מגוונות. שתים מתכונותיו העיקריות הן כחומר מסמיך וכחומר מתחלב (אמולסיפייר).

תעשיית המזוןעריכה

אחד מיתרונותיו של קסנטן גאם הוא השימוש בריכוזים נמוכים מאוד לשם הסמכת מזונות שונים. ישנו שימוש רחב בחומר זה כמסמיך וכמייצב של מוצרי חלב, כחומר המקנה נפח למוצרי מאפה, וכחומר שתורם להארכת חיי המדף. בשל כמותו הקטנה שצריכה להיות מוספת על מנת לקבל את האפקט הרצוי אין השפעה של חומר זה על הטעם הסופי של המוצר.

בשל יכולתו לקשור מולקולות מים, קסנטן גאם מקטין את פעילות המים של המוצר ובתוך כך את כמות המים הזמינים למיקרואורגניזמים שונים. בכך הוא מקטין את הסיכוי לקלקול מיקרוביאלי ומאריך את חיי המדף של המוצר.

ניתן למצוא קסנטן גאם במוצרי מזון שונים כמו רטבים, מיצי פירות ולחם (בו הוא תורם במניעת הקשחה לא רצויה של הלחם והעלאת נפחו, בייחוד בלחמים ללא גלוטן).

בנוסף לתכונות אשר צוינו קודם לכן, קסנטן גאם מקנה למזון מרקמים שונים. למשל, במוצרי חלב הוא מקנה למוצרים מרקם רך וחלק. דוגמה נוספת היא הכנת לחמים ללא גלוטן – בעת שימוש בקסנטן, בשילוב עם מייצבים נוספים, הבצק המתקבל הוא בעל מרקם אלסטי יותר אשר תורם למרקם הסופי של הלחם האפוי. מרקם זה מתקבל באופן ספונטני בעיבוד של חיטה בלחמים עם גלוטן ולכן הוספת הקסנטן מאפשרת את קבלת המרקם הרצוי של הלחם.

יישום חדשני בתעשיית המזון הוא שימוש בקסנטן גאם לפיתוח אריזות מזון אכילות. במחקר הנעשה בנושא [6] חוקרים את התכונות המכניות של פוליסכרידים, בניהם קסנטן גאם, בשילוב עם פוליסכרידים נוספים ליצירת מבנים יציבים וקשיחים.

מוצרי טיפוח אישיעריכה

בתעשיית הקוסמטיקה ישנו שימוש בקסנטן גאם לפיתוח קרמים וג'לים בעלי מרקם רך וחלק. בנוסף נעשה בו שימוש במשחות שיניים ומוצרי רחצה. הקסנטן גאם מקנה למוצרי הקוסמטיקה וההיגיינה מרקם סמיך יותר בשל תכונות ראולוגיות שונות.

מוצרים תעשייתייםעריכה

אחד משימושיו המרכזיים של קסנטן גאם בתעשייה הכימית הוא בתהליך קדיחת נפט. הוספת קסנטן גאם וחומרים פעילי שטח נוספים עוזרת להסמכת הנוזלים המשמשים לקידוחי נפט.

בתעשיית התרופות, הוספת קסנטן גאם מונעת הפרדה של חומרים לא מסיסים אשר חיוניים לתרופה, בשל היותו חומר מתחלב. בנוסף, קסנטן גאם אינו רעיל ואינו יוצר אנטארקטיות עם החומרים הפעילים בתרופות שונות דבר המאפשר את הוספתו לתרופות מבלי לפגוע ביעילות התרופה.

שימושים נוספים קיימים בחומרי הדברה, חומרי ניקוי, בצבעים ובדבקים.[1]

בריאותעריכה

על סמך מספר מחקרים[1] נמצא כי קסנטן גאם מוריד את רמת הסוכר בדם כאשר נצרך בכמויות קטנות. מעריכים כי הוא מסמיך נוזלים בקיבה ובכך מאט את קצב העיכול ואת ספיגת הסוכר למחזור הדם, ובכך ממתן את הקפיצה החדה של ריכוז הסוכר בדם לאחר אכילת ארוחה עשירה בסוכרים. ישנם יתרונות בריאותיים נוספים, ביניהם: הורדת רמת הכולסטרול בדם, שיפור תהליכים במערכת העיכול וקידום הרגשת שובע. כמו כן, שימוש בחומר זה כמייצב עוזר לפיתוח מוצרי מזון לאנשים אשר חולים במחלות המקשות על בליעה או לאוכלוסיית גיל השלישי בזכות המרקם שנוצר.

במרבית האנשים תופעת הלוואי השלילית היחידה ששויכה לצריכת קסנטן גאם היא אי-נעימות בבטן. תופעות לוואי שליליות נצפו רק בצריכת כמויות גבוהות של קסנטן (15 גרם ליום) אליהן קשה להגיע בתזונה רגילה.

דוגמאות למזונות המכילים קסנטן גאםעריכה

ריכוז קסנטן גאם ברוב מוצרי המזון הוא פחות מ-0.5% משקלי (גרם קסנטן לגרם מזון) [7] וניתן לראות כי ברשימת תוספי מזון על פי תקנות בריאות הציבור (מזון) (תוספי מזון) ,[8] כמות קסנטן גאם המותרת בריבות ובממרחים על בסיס פירות עומדת על 10 גרם על כל ק"ג מוצר מזון. לעומת זאת, בסוגי שמנות שונים ובלחמים אין הגבלה על כמות הקסנטן והיא ניתנת לשיקול דעת היצרן. במיונז הכמות המותרת היא 1 גרם קסנטן על כל ק"ג מוצר ובמוצרי מזון לתינוקות ניתן להשתמש עד 10 גרם קסנטן על כל ק"ג מזון.

ראו גםעריכה

הערות שולייםעריכה

  1. ^ 1 2 3 Pullen C, Xanthan Gum — Is This Food Additive Healthy or Harmful?, Healthline, ‏2017
  2. ^ 1 2 Xanthan Gum, WebMD
  3. ^ Urlacher B, Dalbe B, In Thickening and Gelling Agents for Food, 1992, פרק Xanthan gum, עמ' 202-226
  4. ^ 1 2 3 4 Butlelr M, Xanthan Gum : Applications and Research Studies, Nova Science Publishers, 2016
  5. ^ N.BeMiller J, Carbohydrate Chemistry for Food, 2019, פרק Xanthan, עמ' 261-269
  6. ^ Jin W, Song R, Xu W, Wang Y, Li J, Shah BR, Li Y, Li B, Food Hydrocolloids, 2015, פרק Analysis of deacetylated konjac glucomannan and xanthan gum phase separation by film forming., עמ' 320-326
  7. ^ Sharma A, Gautam S, Wadhawan S, Encyclopedia of Food Microbiology, Second Edition, 2014, פרק Xanthomonas, עמ' 811-817
  8. ^ רשימת תוספי מזון ע"פ תקנות בריאות הציבור (מזון) (תופסי מזון) התשס"א - 2001., משרד הבריאות, ‏2020