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Lexikon der Chemie: Xanthan

Xanthan, ein mikrobielles, anionisches, verzweigtes Heteropolysaccharid, das u. a. von Xanthomonas campestris unter geeigneten Kulturbedingungen ausgeschieden wird (Exopolysaccharid). Die Hauptkette besteht aus β-1,4-verknüpften Glucosemolekülen (Cellulose). An jedem 2. Glucoserest hängt ein Trisaccharid (2 Mannose- und 1 Glucuronsäureeinheit) als Seitenkette. An den Mannoserest sind noch Acetat- und Pyruvat-Substituenten geknüpft. D-Glucose, D-Mannose, D-Glucuronsäure, Acetat und Pyruvat liegen im molaren Verhältnis von 2,8/3,0/ 2,0/1,7/~0,6 vor. Die Mr beträgt bis 106. X. nimmt in wäßrigen Lösungen regelmäßig relativ starre, helikale Strukturen an. X. wird im menschlichen Verdauungstrakt von den körpereigenen Enzymen nicht abgebaut. Ein partieller Abbau erfolgt nur in den distalen Darmabschnitten durch die dort angesiedelte Mikroflora.

Im Gegensatz zur Bildung von Dextran sind an der Biosynthese von X. mehrere Enzyme beteiligt. Die Fermentationsbedingungen (C-Quelle: glucosehaltige Substrate) beeinflussen Menge und Qualität des Produktes. Aufgrund der hohen Viskosität darf die Konzentration von X. in der Kulturlösung 5 % nicht überschreiten. Die Isolierung von X. erfolgt nach Erhitzen der Kulturlösung auf > 100 °C und der Abtrennung der Biomasse (X. campestris ist ein Erreger von Pflanzenkrankheiten) durch Ausfällung mit Alkoholen und Salzen.

Aufgrund seiner exzellenten rheologischen Eigenschaften über einen weiten Temperatur- und pH-Bereich (auch bei unterschiedlichen Salzbelastungen) hat X. ein breites Applikationsfeld gefunden. X. wird als Dickungs- und Geliermittel in der Lebensmittelindustrie (Marmeladen, Mayonnaisen, Pudding u. a.) und kosmetischen Industrie in großem Umfang eingesetzt. Weitere – z. T. potentielle – industrielle Anwendung findet X. in der Metallbearbeitung und Sprengstoffherstellung sowie als Bohrhilfsmittel in der Erdölindustrie.

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