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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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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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Propriétés physico-chimiques
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2. Biosynthèse
La gomme xanthane est synthétisée et excrétée par la bactérie Xanthomonas campestris. Ce micro-organisme est strictement aérobie (il ne se développe qu’en présence d’oxygène) et se présente sous forme de coques ou de petits bâtonnets de taille moyenne (0,5 x 1,3 µm). La classification des espèces du genre Xanthomonas est faite sur la base de leur phytopathogénicité. Ainsi plus de 140 pathovars de X. campestris sont répertoriés. Xanthomonas campestris, membre du groupe des Pseudomonades, appartient à la catégorie des gram 2 (technique de coloration membranaire mise au point par Christian Gram en 1884). La paroi des gram 2 a une structure complexe constituée d’une membrane plasmique renfermant des protéines et des phospholipides, d’un espace périplasmique contenant le peptidoglycane (hétéropolymère de N-acétyl-glucosamine et d’acide N-acétylmuramique liés par des peptides) et d’une membrane externe riche en protéines fonctionnelles, lipopolysaccharides et lipoprotéines. Les industriels ont amélioré progressivement les performances de la souche par des techniques classiques de mutagenèse et de sélection bactérienne. Les critères d’amélioration sont, entre autres, ceux qui ont été cités dans l’encadré 1 Historique.
La production industrielle de gomme xanthane se fait dans de gros réacteurs dont le volume peut aller jusqu’à plusieurs centaines de mètres cubes. Le procédé est le plus souvent discontinu (batch) pour des raisons de facilité de mise en œuvre et de maintien de la stérilité. On peut distinguer 2 phénomènes dans cette « fermenta-tion » :
-
la production de biomasse ;
-
la synthèse de gomme xanthane.
Nous étudierons plus en détail ces 2 phénomènes.
En fin de fermentation, la gomme est fortement liée aux bactéries (slime). Pour les grades commerciaux standards, il n’est pas nécessaire de séparer la biomasse de la gomme. Un traitement de stérilisation du moût précède les phases d’extraction. Il a pour but de tuer les Xanthomonas et les éventuels contaminants et de dénaturer les enzymes exogènes qui peuvent gêner l’utilisation de la gomme en formulation (exemple : la cellulase dans les mélanges carboxyméthylcellulose-xanthane). La gomme est alors précipitée par...
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Biosynthèse
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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