Gomma xantana è un polisaccaride extracellulare prodotto dal batterio Xanthomonas campestris, ampiamente utilizzato come agente di controllo reologico grazie al suo comportamento pseudoplastico e alle sue proprietà viscose stabili in soluzioni acquose.
Struttura Molecolare
La gomma xantana consiste in una catena principale lineare di residui di β-(1→4)-D-glucosio identica alla cellulosa, con ogni due unità di glucosio che portano una catena laterale trisaccaridica composta da β-D-mannosio-(1→4)-β-D-acido glucuronico-(1→2)-α-D-mannosio nella posizione O-3. Il residuo interno di mannosio spesso porta un gruppo acetile in C-6, mentre il mannosio terminale può contenere un chetale di acido piruvico nelle posizioni C-4/C-6.
Questa organizzazione strutturale risulta in un rapporto approssimativo di 2:2:1 di glucosio, mannosio e acido glucuronico, con pesi molecolari che vanno da 2 a 20 milioni Da. L'architettura unica promuove la formazione di una conformazione elicoidale rigida e ordinata stabilizzata da legami a idrogeno, che può passare a strutture a bobina disordinate con il riscaldamento.
Produzione e Proprietà
La gomma xantana viene prodotta attraverso fermentazione aerobica di glucosio o saccarosio da parte di X. campestris a pH 6–7 e temperature comprese tra 28–30 °C. Dopo la fermentazione, il polisaccaride viene recuperato via precipitazione con alcol, seguito da essiccazione e macinazione per ottenere il prodotto finale.
Il polimero presenta elevata solubilità in acqua indipendentemente dalla temperatura o dalla forza ionica, viscosità pronunciata di shear-thinning (pseudoplastica), stabilità termica e al pH in un ampio intervallo (pH 2–12) e forte tolleranza ai sali. La gomma xantana è anche compatibile con galattomannani come la gomma di guar, mostrando un aumento sinergico di viscosità e gelificazione. Sebbene generalmente stabile, può subire una lenta degradazione enzimatica da xantanasi. Queste proprietà derivano dalla formazione di strutture di rete deboli attraverso l'aggregazione di doppia elica.
Applicazioni Biomediche e Farmaceutiche
Nelle formulazioni farmaceutiche, la gomma xantana è ampiamente utilizzata come agente sospensivo, legante per compresse e matrice a rilascio controllato. Le sue proprietà mucoadesive e la natura non irritante migliorano la biodisponibilità dei farmaci in sospensioni orali e formulazioni oftalmiche. La gomma xantana è anche incorporata in medicazioni per ferite per promuovere la ritenzione di umidità ed è utilizzata come agente viscosizzante in preparazioni iniettabili.
La sua bassa immunogenicità e l'eccellente biocompatibilità contribuiscono al suo status di Generally Recognized as Safe (GRAS), supportando il suo ampio utilizzo in applicazioni biomediche e farmaceutiche.
