Свойства ксантановой камеди

Научные представления о строении и конформационном состоянии молекул ксантановой камеди во многом объясняют уникальные свойства ее растворов.

Растворы ксантановой камеди высокопсевдопластичны. При увеличении сдвиговых напряжений вязкость резко падает. После снятия сдвигового напряжения исходная вязкость восстанавливается почти моментально. Такое поведение является следствием способности ксантановых молекул образовывать в растворе агрегаты за счет возникновения водородных связей и переплетения полимерных молекул (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Взаимосвязь структуры и свойств ксантановой камеди

Такая высокоупорядоченная сеть переплетенных жестких молекул имеет высокую вязкость при низких скоростях сдвига, что в практическом плане объясняет необыкновенные суспендирующие свойства растворов ксантановой камеди.

Под воздействием приложенного сдвигового напряжения эти агрегаты постепенно разрушаются, что и объясняет высокую псевдопластичность растворов ксантановой камеди.

Растворы ксантановой камеди 1%-ной или более высокой концентрации почти гелеподобны в состоянии покоя, но те же самые растворы легко текучи и оказывают очень низкое сопротивление перемешиванию и перекачиванию. Такие же свойства наблюдаются при типичных концентрациях, составляющих примерно 0,1—0,3%.

Высокая вязкость растворов ксантановой камеди при низких скоростях сдвига объясняет их способность придавать высокую стабильность коллоидным системам.

Снижение вязкости при увеличении скорости сдвига является важным для свойств текучести суспензий и эмульсий, а также при использовании ксантановой камеди в качестве технологического средства.

При концентрации, равной или ниже 0,25%, соли одновалентных металлов, такие как хлорид натрия, вызывают незначительное уменьшение вязкости. При более высоких концентрациях камеди в растворе с добавлением соли его вязкость повышается. При концентрации хлорида натрия на уровне 0,1% достигается постоянство вязкости, и дальнейшее добавление соли влияния на вязкость почти или вообще не оказывает. Многие соли двухвалентных металлов, включая соли кальция и магния, оказывают на вязкость ксантановых растворов аналогичное влияние.

Обычно pH, характерные для пищевых систем, почти не оказывают влияния на вязкость растворов ксантановой камеди. Практически во всем диапазоне pH (2—12) вязкость растворов сохраняет, по сути, одно и то же высокое значение, которое несколько уменьшается лишь в крайних точках этого диапазона. Тем не менее при низких концентрациях ксантановой камеди эти изменения вязкости более заметны. При низких pH растворы сохраняют превосходную стабильность в течение долгого времени.

Растворы ксантановой камеди также уникальны своей способностью сохранять вязкость до тех пор, пока не достигнута определенная «температура плавления». При этой температуре из-за обратимого изменения конформации молекулы вязкость резко падает.

Потеря вязкости является обратимой, и при охлаждении восстанавливается ее первоначальное высокое значение.

Ксантановая камедь вступает в синергическое взаимодействие с галактоманнанами, такими как гуаровая камедь и камедь рожкового дерева, а также с глюкоманнанами (в частности, с конжаковым маннаном). Результатом взаимодействия являются повышение вязкости или гелеобразование.