Goma xantana

Goma xantana
Alerta sobre risco à saúde[1]
Xanthan.svg
Outros nomes E 415
Identificadores
Número CAS 11138-66-2
Propriedades
Fórmula química C35H49O29
Massa molar 933.59 g mol-1
Riscos associados
Frases R -
Frases S -
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades n, εr, etc.
Dados termodinâmicos Phase behaviour
Solid, liquid, gas
Dados espectrais UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

A goma xantana é um polissacarídeo obtido a partir da fermentação aeróbica de açúcares simples, como a glicose e a sacarose.[2] Comercialmente, é produzida pela espécie de bactéria Xanthomonas campestris, de onde deriva seu nome. É um aditivo amplamente utilizado na indústria farmacêutica e alimentícia, principalmente como um agente espessante, emulsificante e um estabilizante eficaz.[3]

Ela consiste em uma unidade pentassacarídica composta por glicose, manose e ácido glucurônico na proporção de 2: 2: 1, além de grupos substituintes piruvato e acetila. A cadeia principal da goma é formada por unidades de β-d-glicose, que estão ligadas nas posições 1 e 4.[4]

HistóriaEditar

A goma xantana foi descoberta em 1950 por Allene Jeanes e sua equipe de pesquisa no Departamento de Agricultura dos Estados Unidos,[5] que buscavam identificar microrganismos que produzissem gomas solúveis em água de aplicação industrial e interesse comercial.[6] Até então, os polissacarídeos utilizados eram os originados de plantas.[7]

A produção comercial de goma xantana iniciou-se dez anos após o seu descobrimento e o Grupo Kelco (hoje, CPKelco) foi a primeira companhia a produzi-la em grandes quantidades, a partir de 1961.[8] Em 1969 a FDA (Food and Drug Administration) aprovou a aplicação da goma xantana para uso como estabilizante, emulsificante e espessante em alimentos.[6] No Brasil, desde 1965 é permitida a adição de goma xantana nos alimentos, pelo Decreto lei n° 55.871 da Legislação Brasileira de Alimentos.[2] Na Europa, foi aprovada como aditivo em alimentos em 1974.[8]

A estrutura primária da goma xantana foi estabelecida em 1975 por Jansson et al.[9]

UsosEditar

A goma xantana pode produzir um aumento significativo na viscosidade de um líquido.[10] Ela é empregada para controlar viscosidade, textura, retenção de aromas, suspensão de sólidos e estabilização de emulsões. Na indústria alimentícia, a goma é amplamente utilizada na produção de cremes, molhos para saladas, xaropes, coberturas e geleias. Apresenta compatibilidade com a maioria dos coloides utilizados em alimentos, como o amido, sendo aplicada também na panificação.[11]

Na indústria cosmética, é utilizada principalmente para encorporar produtos como xampu, cremes, loções, maquiagem, hidratantes capilares. A pasta de dente geralmente contém goma xantana como agente de suspensão e espessante para manter a uniformidade do produto. É também um método preferido de espessamento de líquidos para pessoas com distúrbios de deglutição, uma vez que não altera a cor ou o sabor dos alimentos ou bebidas em níveis de uso típicos. Na preparação de massas sem glúten, a goma xantana é usada para dar à massa a pegajosidade que de outra forma seria obtida com glúten.

Na indústria petrolífera, a goma é usada como componente em lama de perfuração. Sua propriedade espessante na água é usada para a recuperação do óleo cru, que não é obtido de outra maneira;[12] é necessário para o levantamento de cascalhos eficiente em lamas de densidade mais baixa. Quando a circulação para, os sólidos permanecem suspensos no fluido de perfuração.[13]

Quanto maior a proporção de goma xantana adicionada a um líquido, mais espesso o líquido se tornará. Uma emulsão pode ser formada com apenas 0,1% (em peso). O aumento da quantidade de goma dá uma emulsão mais espessa e estável de até 1% de goma xantana. Uma colher de chá de goma xantana pesa cerca de 2,5 gramas e traz um copo (250 ml) de água a uma concentração de 1%.

SaúdeEditar

A avaliação de trabalhadores expostos ao pó de goma xantana encontrou evidências de uma ligação com sintomas respiratórios.[14]

Em 20 de maio de 2011, a FDA emitiu um comunicado de imprensa sobre o SimplyThick, um aditivo de espessamento alimentar contendo goma xantana como ingrediente ativo, alertando pais, cuidadores e profissionais de saúde para não alimentar bebês prematuros com SimplyThick.[15]

SegurançaEditar

De acordo com uma revisão de segurança de 2017 por um painel científico da Autoridade Europeia para a Segurança dos Alimentos (EFSA), a goma xantana (aditivo alimentar europeu número E 415) é amplamente digerida durante a fermentação intestinal e não causa nenhum efeito adverso.[16] O painel da EFSA não encontrou nenhuma preocupação sobre genotoxicidade do consumo de longo prazo. A EFSA concluiu que não há preocupações de segurança para a população em geral quando a goma xantana é consumida como aditivo alimentar.[16]

Processamento por MicrobiomaEditar

Em um estudo de 1993, um grupo de 18 voluntários foi alimentado com 15 gramas de goma xantana por dia durante 10 dias..[17] Nesse nível de ingestão, a goma xantana mostrou forte efeito laxativo, aumentando a produção e a frequência das fezes, mas teve efeitos variáveis no tempo de trânsito gastrointestinal.[17] Antes dos testes de alimentação, apenas 12/18 pessoas tinham amostras de fezes que degradavam a goma xantana mas após o teste de alimentação, 16/18 voluntários produziram amostras de fezes que degradaram a goma xantana; os autores concluíram que isso demonstrou adaptação dos micróbios gastrointestinais (conhecidos coletivamente como microbioma intestinal) ao consumo de goma xantana.[17] Em 2022, os cientistas descobriram que um micróbio da família Ruminococcaceae que estava presente em amostras de fezes humanas foi capaz de degradar a goma xantana.[18] Em contraste com os micróbios do solo que removem a manose ramificada antes da quebra do polímero, a Ruminococcaceae tem uma enzima que pode hidrolisar a goma xantana diretamente.[18] Os autores também encontraram dois micróbios adicionais do gênero Bacteroides que foram capazes de para crescer em oligossacarídeos de goma xantana produzidos por enzimas da Ruminococcaceae. eram indetectáveis em várias populações de sociedades pré-industrializadas ou de caçadores-coletores.[18] Esses experimentos sugerem que o consumo de goma xantana pode alterar o microbioma de um indivíduo e pode estar causando efeitos de longo prazo nos microbiomas humanos em escala populacional .[18]

ProduçãoEditar

A goma xantana é produzida pela fermentação de glicose e sacarose. O processo de produção da goma xantana se inicia com a inoculação da cepa de X. campestris em um meio estéril contendo carboidratos, uma fonte de nitrogênio e sais minerais (fosfato dipotássico); seguida por incubação a 30 °C com a fermentação continuada por 3 dias.[19] Então, goma xantana é precipitada em solvente (isopropanol, etanol ou acetona), separada, seca, moída, peneirada, e então embalada. O crescimento dos microrganismos e a produção de goma xantana são influenciados por fatores tais como a composição do meio, as condições da cultura (temperatura, pH, concentração de oxigênio dissolvido), o tipo de reator e o modo de operação (batelada ou contínuo).[7]

BrasilEditar

Atualmente, 100% da goma xantana consumida no Brasil é importada, e tem origem na glicose do milho. Alguns estudos desenvolvidos no país apontam para a produção de goma xantana a partir do soro de leite[20]

Referências

  1. «Sicherheitsdatenblatt des Herstellers Carl-Roth» (PDF). Consultado em 18 de abril de 2011. Cópia arquivada (PDF) em 18 de julho de 2011 
  2. a b de Almeida Lima, U.; Aquarone, E.; Schmidell, W.; Borzani, W. (2003). «6». Biotecnologia industrial. 3. [S.l.]: Editora Blucher. pp. 128–129. ISBN 9788521215202 
  3. Honorato, T. C.; da Silva, E. B.; do Nascimento, K. de O.; Pires, T. (2013). «Aditivos alimentares: aplicações e toxicologia» 5 ed. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável. 8. 1 páginas. ISSN 1981-8203 
  4. Faria, S.; Petkowicz, C. L. de O.; Morais, S. A. L.; Terrones, M. G. H.; Resende, M. M.; de França, F. P.; Cardoso, V. L. (2011). «Characterization of xanthan gum produced from sugar cane broth». Carbohydrate Polymers. 86 (2): 469–476. ISSN 0144-8617. doi:10.1016/j.carbpol.2011.04.063 
  5. Whistler, Roy, L, and BeMiller, James N., eds (1973). Industrial Gums: Polysaccharides and their Derivatives. [S.l.]: Academic Press. ISBN 0-12-746252-X 
  6. a b Albuquerque da Silva, Juliana; Druzian, Janice Izabel (2020). «Prospecção Tecnológica de Patentes e Goma Xantana no Contexto da Indústria de Alimentos» (pdf). Revista GEINTEC. doi:10.7198/geintec.v10i3.1014. Consultado em 1 de outubro de 2020 
  7. a b de Mello Luvielmo, M; Scamparini, ARP. «Xanthan gum: Production, recovery, properties and application». doi:10.4013/ete.2009.51.04 
  8. a b Nieto Galván, Zoila Rosa (2017). «Características estruturais e reológicas de dispersões aquosas de goma xantana sob influência de diferentes forças iônicas» 
  9. Jansson, Per-Erik; Kenne, Lennart; Lindberg, Bengt (1975). «Structure of the extracellular polysaccharide from Xanthomonas campestris». Carbohydrate research. 45 (1): 275–282. ISSN 0008-6215 
  10. Davidson, Robert L. (1980). Handbook of Water-soluble Gums and Resins. [S.l.]: McGraw Hill. ISBN 978-0-07-015471-1 
  11. «Dociê estabilizantes» (PDF). FOOD INGREDIENTS BRASIL Nº 38. 2016 
  12. de Souza Antunes, A.M. Setores da Indústria Química Orgânica. [S.l.]: Editora E-papers. p. 34 
  13. «xanthan gum» 
  14. Sargent, EV.; Adolph, J.; Clemmons, MK.; Kirk, GD.; Pena, BM.; Fedoruk, MJ. (Julho de 1990). «Evaluation of flu-like symptoms in workers handling xanthan gum powder». J Occup Med. 32 (7): 625–30. PMID 2391577. doi:10.1097/00043764-199007000-00014 
  15. «SimplyThick Warning» 
  16. a b EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources (2017). «Re‐evaluation of xanthan gum (E 415) as a food additive» 2 ed. European Food Safety autority. 15. PMC 7009887 . PMID 32625570. doi:10.2903/j.efsa.2017.4909 
  17. a b c Daly, J.; Tomlin, J.; Read, N. W. (maio de 1993). «The effect of feeding xanthan gum on colonic function in man: correlation with in vitro determinants of bacterial breakdown». British Journal of Nutrition. 69 (3): 897–902. doi:10.1079/BJN19930089 
  18. a b c d Ostrowski, Matthew P.; La Rosa, Sabina Leanti; Kunath, Benoit J.; Robertson, Andrew; Pereira, Gabriel; Hagen, Live H.; Varghese, Neha J.; Qiu, Ling; Yao, Tianming; Flint, Gabrielle; Li, James; McDonald, Sean P.; Buttner, Duna; Pudlo, Nicholas A.; Schnizlein, Matthew K.; Young, Vincent B.; Brumer, Harry; Schmidt, Thomas M.; Terrapon, Nicolas; Lombard, Vincent; Henrissat, Bernard; Hamaker, Bruce; Eloe-Fadrosh, Emiley A.; Tripathi, Ashootosh; Pope, Phillip B.; Martens, Eric C. (abril de 2022). «Mechanistic insights into consumption of the food additive xanthan gum by the human gut microbiota». Nature Microbiology. 7 (4): 556–569. doi:10.1038/s41564-022-01093-0 
  19. Brandão, L. V.; Nery, T. B. R.; Machado, B. A. S.; Esperidião, M. C. A.; Druzian, J. I. (2008). «Produção de goma xantana obtida a partir do caldo de cana». Food Science and Technology. 28: 217–222. ISSN 0101-2061 
  20. Nitschke, Marcia; Rodrigues, Vanessa; Schinatto, Lisiane Fiorio (2001). «Formulação de meios de cultivo abase de soro de leite para a produção de goma xantana por X. Campestris». Food Science and Technology. 21: 82–85. ISSN 0101-2061