صمغ الزانثان #CAS11138-66-2

صمغ الزانثان #CAS11138-66-2

صمغ الزانثان عبارة عن عديد السكاريد عالي الوزن الجزيئي يتكون من خمسة جزيئات سكر كوحدة، مبلمرة من هذه الوحدات المتطابقة. وتتكون كل وحدة من جزيئين من الجلوكوز، وجزيئين من المانوز، وجزيء واحد من حمض الجلوكورونيك. وتتكون سلسلتها الرئيسية من جزيئين جلوكوز مرتبطين بروابط 1,4-جليكوسيدية، مما يشكل بنية مشابهة للسليلوز. يتخلل عند C3 لجزيئات الجلوكوز جزيئين مانوز وجزيء واحد من حمض الغلوكورونيك يشكلان سلاسل جانبية. تحتوي هذه السلاسل الجانبية على مجموعات جانبية من حمض البيروفات والكربوكسيل. نظرًا لوجود مجموعات حمضية في سلاسلها الجانبية، يُظهر صمغ الزانثان بنية متعددة الأنيونات في محلول مائي، مما يؤدي إلى بنية ثلاثية: تلتف السلاسل الجانبية الأنيونية حول السلسلة الرئيسية لتشكل بنية حلزونية، حيث تشكل الجزيئات حلزونات مزدوجة من خلال روابط الهيدروجين. يتم ربط هذه الحلزونات المزدوجة معًا بواسطة روابط غير تساهمية ضعيفة، مما يشكل "بوليمر حلزوني فائق التماسك يشبه الشريط". ترتبط خصائصه الفريدة بمحتواه من البيروفات. بشكل عام، يمكن استخدام محتوى البيروفات في صمغ الزانثان لقياس أدائه.

خصائص صمغ الزانثان: 1. الخصائص الريولوجية النموذجية: مع زيادة معدل القص، تنخفض اللزوجة بسبب تعطل الشبكة الغروية، مما يؤدي إلى الحصول على محلول أرق. ومع ذلك، فإن اللزوجة تتعافى بمجرد اختفاء قوة القص، مما يمنحها خصائص ضخ ومعالجة ممتازة. باستخدام هذه الخاصية، فإن إضافة صمغ الزانثان إلى السوائل التي تتطلب مكثفات لا يسهل التدفق أثناء النقل فحسب، بل يسمح أيضًا للسائل بالتعافي إلى اللزوجة المطلوبة بعد الترسيب، مما يجعله مستخدمًا على نطاق واسع في صناعة المشروبات. 2. اللزوجة العالية بتركيزات منخفضة: السوائل التي تحتوي على 2% - 3% صمغ الزانثان لها لزوجة عالية تصل إلى 3-7 باسكال. اللزوجة العالية تمنحها آفاق تطبيق واسعة ولكنها تخلق أيضًا تحديات لمرحلة ما بعد المعالجة في الإنتاج. يمكن أن تؤدي إضافة الأملاح أحادية التكافؤ مثل NaCl والأملاح ثنائية التكافؤ مثل Ca وMg إلى تقليل لزوجة محاليل صمغ الزانثان منخفضة التركيز (أقل من 0.3%)، مع زيادة لزوجة المحاليل ذات التركيز العالي. 3. المقاومة للحرارة: تظل لزوجة صمغ الزانثان دون تغيير تقريبًا خلال نطاق درجة حرارة واسع إلى حد ما (-98-90 درجة مئوية). حتى بعد الاحتفاظ به عند درجة حرارة 130 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة ثم تبريده، لم تتغير لزوجة المحلول بشكل ملحوظ. بعد عدة دورات من التجميد والذوبان، ظلت لزوجة المحلول دون تغيير. في وجود الملح، يظهر المحلول ثباتًا حراريًا جيدًا؛ يمكن أن تؤدي إضافة كمية صغيرة من الإلكتروليت، مثل 0.5% NaCl، عند درجات حرارة عالية إلى تثبيت اللزوجة. 4. مقاومة الأحماض والقلويات: إن لزوجة المحاليل المائية لصمغ الزانثان تكاد تكون مستقلة عن الرقم الهيدروجيني. هذه الخاصية الفريدة لا تمتلكها مكثفات أخرى مثل كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC). إذا كان تركيز الحمض غير العضوي في محلول الغراء مرتفعًا جدًا، يصبح الغراء غير مستقر؛ عند درجات الحرارة المرتفعة، سيحدث التحلل المائي الحمضي للسكريات، مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة. يمكن أن يتسبب محتوى NaOH الذي يزيد عن 12% في تكوّن صمغ الزانثان أو حتى ترسبه؛ تركيز كربونات الصوديوم الذي يتجاوز 5٪ سوف يسبب أيضًا تكوين الجيلي. 5. المقاومة الأنزيمية: بسبب تأثير التدريع للسلاسل الجانبية، يتمتع العمود الفقري لصمغ الزانثان بقدرة فريدة على مقاومة التحلل المائي الأنزيمي. 6. التوافق: صمغ الزانثان قابل للامتزاج مع محاليل مثخن الطعام الأكثر استخدامًا، وخاصة الجينات والنشا والكاراجينان وصمغ الخروب، حيث تزداد لزوجة المحلول بشكل إضافي. يُظهر توافقًا جيدًا في المحاليل المائية التي تحتوي على أملاح متعددة. ومع ذلك، فإن الأيونات المعدنية عالية التكافؤ وارتفاع درجة الحموضة يمكن أن تجعلها غير مستقرة؛ إضافة عامل تعقيد يمكن أن يمنع عدم التوافق. 7. الذوبان: صمغ الزانثان قابل للذوبان في الماء بسهولة ولكنه غير قابل للذوبان في المذيبات القطبية مثل الكحول والكيتونات. يذوب بسهولة في الماء على نطاق واسع جدًا من درجات الحرارة ودرجة الحموضة وتركيزات الملح. يمكن تحضير المحاليل المائية في درجة حرارة الغرفة، مما يقلل من دخول الهواء أثناء التحريك. يؤدي الخلط المسبق لصمغ الزانثان مع المواد الجافة مثل الملح أو السكر أو الغلوتامات أحادية الصوديوم، ثم ترطيبه بكمية صغيرة من الماء، وأخيراً إضافة الماء والتحريك، إلى الحصول على محلول أفضل أداءً. وهو قابل للذوبان في العديد من محاليل الأحماض العضوية ويظهر خصائص مستقرة. 8. قابلية التشتت: يحتوي محلول صمغ الزانثان بنسبة 1% على قوة دعم تبلغ 5 نيوتن/م²، مما يجعله عامل تعليق ممتاز ومثبت استحلاب في المضافات الغذائية. 9. صمغ الزانثان الذي يحتفظ بالماء له خصائص ممتازة في الاحتفاظ بالمياه والحفاظ على نضارة الطعام.

استخدام صمغ الزانثان 

في الأطعمة والأدوية ومستحضرات التجميل كعامل استقرار وسماكة. للتحكم في الريولوجيا في الأنظمة المعتمدة على الماء. في حفر النفط والغاز وسوائل الإنجاز.

يعمل صمغ الزانثان (صمغ نشا الذرة) كمواد نسيجية وعامل ناقل وعامل تبلور في مستحضرات التجميل. كما أنه يعمل على تثبيت وتكثيف التركيبات. يتم إنتاج هذا العلكة من خلال تخمير الكربوهيدرات وزانثوموناس كامبستريس.

صمغ الزانثان هو صمغ يتم الحصول عليه عن طريق التخمر الميكروبي من كائن زانثوموناس كامبستريس. إنه مستقر جدًا لتغير اللزوجة على درجات حرارة مختلفة ودرجة الحموضة وتركيزات الملح. وهو أيضًا لدن كاذب للغاية مما يؤدي إلى انخفاض اللزوجة مع زيادة القص. يتفاعل بشكل تآزري مع صمغ الغوار وصمغ التارا لتوفير زيادة في اللزوجة ومع صمغ الخروب لتوفير زيادة في اللزوجة أو تكوين الجل. يتم استخدامه في تتبيلات السلطة والصلصات والحلويات والمخبوزات والمشروبات بنسبة 0.05-0.50٪.

يستخدم صمغ الزانثان على نطاق واسع في التركيبات الصيدلانية الفموية والموضعية ومستحضرات التجميل والأطعمة كعامل معلق ومثبت. كما أنه يستخدم كعامل سماكة واستحلاب. وهو غير سام، ومتوافق مع معظم المكونات الصيدلانية الأخرى، وله خصائص ثبات ولزوجة جيدة على نطاق واسع من الأس الهيدروجيني ودرجة الحرارة. تُظهر المواد الهلامية لصمغ الزانثان سلوكًا كاذبًا، حيث يتناسب ترقق القص بشكل مباشر مع معدل القص. تعود اللزوجة إلى وضعها الطبيعي فور التخلص من إجهاد القص.
تم استخدام صمغ الزانثان كعامل تعليق للمعلقات التقليدية والجافة والمستدامة. عندما يتم خلط صمغ الزانثان مع بعض عوامل التعليق غير العضوية، مثل سيليكات الألومنيوم والمغنيسيوم، أو الصمغ العضوي، تحدث تأثيرات ريولوجية تآزرية. بشكل عام، فإن مخاليط صمغ الزانثان وسيليكات الألومنيوم والمغنيسيوم بنسب تتراوح بين 1: 2 و1: 9 تنتج الخصائص المثلى. وبالمثل، يتم الحصول على التأثيرات التآزرية المثلى مع صمغ الزانثان: نسب صمغ الغار تتراوح بين 3: 7 و1: 9.
على الرغم من استخدامه في المقام الأول كعامل تعليق، فقد تم استخدام صمغ الزانثان أيضًا لتحضير أقراص المصفوفة ذات الإطلاق المستمر. تم الإبلاغ عن أن الأقراص ذات الإطلاق المتحكم فيه من هيدروكلوريد ديلتيازيم المحضرة باستخدام صمغ الزانثان تحافظ على إطلاق الدواء بطريقة يمكن التنبؤ بها، ولم تتأثر ملامح إطلاق الدواء لهذه الأقراص بدرجة الحموضة ومعدل التحريض. كما تم استخدام صمغ الزانثان لإنتاج مصفوفات مضغوطة مباشرة تظهر درجة عالية من التورم بسبب امتصاص الماء، وكمية صغيرة من التآكل بسبب استرخاء البوليمر. وقد تم استخدامه أيضًا مع الشيتوزان، وصمغ الغوار، والجلاكتومانان، وجينات الصوديوم لتحضير أقراص المصفوفة ذات الإطلاق المستمر. تم استخدام صمغ الزانثان كمواد رابطة، وبالاشتراك مع كونجاك جلوكومانان يستخدم كسواغ لتوصيل الأدوية القولونية الخاضعة للرقابة. أظهر صمغ الزانثان مع البوسويليا (3: 1) وصمغ الغوار (10: 20) أفضل ملامح الإطلاق للأنظمة المغلفة بالضغط الخاصة بالقولون المكونة من 5- فلورويوراسيل لعلاج سرطان القولون والمستقيم. كما تم استخدام صمغ الزانثان مع صمغ الغوار لتطوير نظام توصيل الدواء العائم. كما تم اشتقاقه إلى صمغ كربوكسي ميثيل الزانثان الصوديوم وتشابكه مع أيونات الألومنيوم لتحضير الجسيمات الدقيقة، كحامل لتوصيل البروتين. تم دمج صمغ الزانثان في شكل جرعة سائلة للعين، والتي تتفاعل مع الميوسين، مما يساعد في الاحتفاظ لفترة طويلة بالشكل الجرعة في منطقة ما قبل القرنية. عند إضافته إلى مستحضرات العيون السائلة، يؤخر صمغ الزانثان إطلاق المواد الفعالة، مما يزيد من النشاط العلاجي للتركيبات الصيدلانية.
يمكن استخدام صمغ الزانثان لزيادة قوة الالتصاق الحيوي في التركيبات المهبلية. تم استخدام صمغ الزانثان بمفرده أو مع الكاربوبول 974P كسواغ مخاطي متحكم في إطلاقه لتوصيل الدواء الشدق. تم استخدام أفلام الزانثان المعدلة كنظام مصفوفي لتوصيل الأتينولول عبر الجلد. كما تم استخدام صمغ الزانثان كعامل تبلور للتركيبات الموضعية التي تشتمل على جزيئات الدهون الصلبة النانوية من فيتامين أ أو المستحلب الدقيق للإيبوبروفين. تم استخدام نظام بوليمر مدمج يتكون من صمغ الزانثان، وكربوكسي ميثيل سلولوز، وبوليمر بولي فينيل بيروليدون الأساسي لتخفيف أعراض جفاف الفم. يمكن أيضًا استخدام صمغ الزانثان كسواغ لعمليات التجفيف بالرش والتجفيف بالتجميد للحصول على نتائج أفضل. وقد تم استخدامه بنجاح بمفرده أو بالاشتراك مع أجار لوسائط الثقافة الميكروبية.
يستخدم صمغ الزانثان أيضًا كغرواني مائي في صناعة المواد الغذائية، وفي مستحضرات التجميل تم استخدامه كعامل سماكة في الشامبو. يُقترح أن يكون البوليفوسفات مع صمغ الزانثوم في المشروبات الغازية فعالاً في تقليل تآكل المينا.

حقيقةأمر واقعمعرض ري والمعدات