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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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Biosynthèse
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1. Structure
La gomme xanthane est une substance sécrétée par une bactérie (cf. encadré 1). C’est une énorme molécule. Sa masse moléculaire est estimée entre 1,5 x 106 et 5 x 106 daltons, soit 1,5 à 5 t/mole !
Sa formule brute approximative et moyenne est la suivante :
La gomme xanthane est un polymère constitué de d-glucose, d-mannose et d’acide d-glucuronique, dans les proportions molaires de 2, 2, 1, partiellement acétylé et pyruvylé.
Le degré d’acétylation dépend du micro-organisme, des conditions et de l’état d’avancement de la fermentation et des conditions d’extraction (pH, température). Il varie de 0 (souche recombinée désacétylée) à 2, soit de 0 à 11 % en masse. Un taux compris entre 3 et 6 % est courant.
Le degré de pyruvylation varie également, mais de façon moindre (> 0 à 1, soit > 0 à 9,5 % en masse). Les taux couramment rencontrés sont compris entre 3 et 5 %.
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La structure primaire de la gomme xanthane consiste en une chaîne principale de cellulose, c’est-à-dire de monomères β-d-glucose liés 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. Cette unité est décrite sur la figure 1.
Deux groupements carboxyliques confèrent à la gomme xanthane un caractère anionique. Les contre-ions les plus couramment rencontrés sont Na+, K+ et Ca2+.
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La structure secondaire...
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Structure
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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