La gomme xanthane est un polysaccharide extracellulaire produit par la bactérie Xanthomonas campestris, largement utilisé comme agent de contrôle rhéologique en raison de son comportement pseudoplastique et de ses propriétés visqueuses stables en solution aqueuse.
Structure moléculaire
La gomme xanthane est constituée d’une chaîne principale linéaire de résidus de β-(1→4)-D-glucose identique à celle de la cellulose, dont une unité de glucose sur deux porte une chaîne latérale trisaccharidique composée de β-D-mannose-(1→4)-β-D-acide glucuronique-(1→2)-α-D-mannose en position O-3. Le résidu de mannose interne est souvent acétylé en position C-6, tandis que le mannose terminal peut contenir un groupement pyruvate sous forme de cétal aux positions C-4/C-6.
Cette organisation structurale conduit à un rapport approximatif de 2:2:1 entre le glucose, le mannose et l’acide glucuronique, avec des masses moléculaires comprises entre 2 et 20 millions de Da. Cette architecture particulière favorise la formation d’une conformation hélicoïdale rigide et ordonnée, stabilisée par des liaisons hydrogène, susceptible de se transformer en structures en pelote désordonnée sous l’effet de la chaleur.
Production et propriétés
La gomme xanthane est produite par fermentation aérobie du glucose ou du saccharose par X. campestris, à un pH compris entre 6 et 7 et à des températures de 28 à 30 °C. À l’issue de la fermentation, le polysaccharide est récupéré par précipitation alcoolique, puis séché et broyé afin d’obtenir le produit final.
Le polymère présente une solubilité élevée dans l’eau indépendamment de la température ou de la force ionique, une viscosité fortement pseudoplastique (amincissement par cisaillement), une stabilité thermique et une stabilité sur une large plage de pH (pH 2–12), ainsi qu’une excellente tolérance aux sels. La gomme xanthane est également compatible avec les galactomannanes tels que la gomme guar, avec lesquels elle présente des effets synergiques d’augmentation de viscosité et de gélification. Bien que généralement stable, elle peut subir une dégradation enzymatique lente par les xanthanases. Ces propriétés résultent de la formation de réseaux faibles via l’agrégation de doubles hélices.
Applications biomédicales et pharmaceutiques
Dans les formulations pharmaceutiques, la gomme xanthane est largement utilisée comme agent de suspension, liant pour comprimés et matrice à libération contrôlée. Ses propriétés mucoadhésives et sa nature non irritante améliorent la biodisponibilité des médicaments dans les suspensions orales et les formulations ophtalmiques. La gomme xanthane est également incorporée dans des pansements pour plaies afin de favoriser la rétention d’humidité et est utilisée comme agent viscosifiant dans les préparations injectables.
Sa faible immunogénicité et son excellente biocompatibilité contribuent à son statut GRAS (Generally Recognized As Safe), soutenant son utilisation étendue dans les applications biomédicales et pharmaceutiques.
