Xanthan gilt derzeit international als der hochwertigste Bio-kautschuk und vereint verdickende, suspendierende, emulgierende und stabilisierende Eigenschaften. Die Menge an Pyruvatgruppen an den Enden der molekularen Seitenketten des Xanthangummis beeinflusst dessen Leistung erheblich. Obwohl Xanthangummi die allgemeinen Eigenschaften langkettiger Polymere besitzt, enthält es mehr funktionelle Gruppen als typische Polymere und zeigt unter bestimmten Bedingungen einzigartige Eigenschaften. Seine Konformation in wässrigen Lösungen ist vielfältig und zeigt unter verschiedenen Bedingungen unterschiedliche Eigenschaften.
1. Suspensions- und Emulgiereigenschaften: Xanthangummi weist hervorragende Suspensionseigenschaften für unlösliche Feststoffe und Öltröpfchen auf. Xanthangummi-Solmoleküle können super-gebundene, bandartige-helikale Copolymere bilden, die eine fragile, gel-artige Netzwerkstruktur bilden. Daher kann es die Morphologie fester Partikel, Tröpfchen und Blasen unterstützen und weist starke emulgierende, stabilisierende Wirkungen und eine hohe Suspensionskapazität auf.
2. Gute Wasserlöslichkeit: Xanthangummi löst sich schnell in Wasser und weist eine ausgezeichnete Wasserlöslichkeit auf. Es löst sich sogar in kaltem Wasser auf, wodurch komplexe Verarbeitungsschritte entfallen und die Anwendung bequem ist. Aufgrund seiner starken Hydrophilie absorbiert die äußere Schicht jedoch Wasser und quillt bei direkter Zugabe zu Wasser ohne ausreichendes Rühren zu einer gel{3}artigen Masse auf, wodurch verhindert wird, dass Wasser in die innere Schicht eindringt und somit deren Wirksamkeit beeinträchtigt wird. Daher ist eine ordnungsgemäße Verwendung unerlässlich. Xanthangummi-Pulver oder eine Mischung aus Xanthangummi-Pulver und trockenen pulverförmigen Zusatzstoffen wie Salz oder Zucker sollte langsam und unter Rühren zu Wasser gegeben werden, um eine Lösung zu erhalten.
3. Verdickungseigenschaften: Xanthangummilösung weist bei niedrigen Konzentrationen eine hohe Viskosität auf (eine 1 %ige wässrige Lösung hat eine Viskosität, die dem 100-fachen der von Gelatine entspricht), was sie zu einem hochwirksamen Verdickungsmittel macht.
4. Pseudoplastizität: Wässrige Xanthangummi-Lösungen weisen unter statischen oder niedrigen Scherbedingungen eine hohe Viskosität auf. Unter Bedingungen hoher Scherung nimmt die Viskosität stark ab, die Molekülstruktur bleibt jedoch unverändert. Wenn die Scherkraft entfernt wird, stellt sich die ursprüngliche Viskosität sofort wieder her. Der Zusammenhang zwischen Scherkraft und Viskosität ist völlig plastisch. Xanthangummi weist eine sehr ausgeprägte Pseudoplastizität auf, die bei der Stabilisierung von Suspensionen und Emulsionen äußerst wirksam ist.
5. Thermische Stabilität: Die Viskosität der Xanthangummilösung ändert sich nicht wesentlich mit der Temperatur. Während bei den meisten Polysacchariden beim Erhitzen Viskositätsänderungen auftreten, bleibt die Viskosität von wässrigen Xanthangummi-Lösungen zwischen 10-80 Grad nahezu unverändert. Selbst niedrig konzentrierte wässrige Lösungen weisen über einen weiten Temperaturbereich eine stabil hohe Viskosität auf. Eine 1 %ige Xanthangummilösung (enthält 1 % Kaliumchlorid), erhitzt von 25 °C auf 120 °C, zeigt nur eine 3 %ige Abnahme der Viskosität.
6. Säure- und Alkalistabilität: Xanthangummilösung ist gegenüber Säuren und Alkalien äußerst stabil. Seine Viskosität bleibt zwischen pH 5 und 10 unverändert, mit leichten Veränderungen bei pH-Werten unter 4 und über 11. Im pH-Bereich von 3 bis 11 beträgt der Unterschied zwischen maximaler und minimaler Viskosität weniger als 10 %. Xanthangummi ist in verschiedenen Säurelösungen löslich, beispielsweise 5 % Schwefelsäure, 5 % Salpetersäure, 5 % Essigsäure, 10 % Salzsäure und 25 % Phosphorsäure. Diese Xanthansäurelösungen sind bei Raumtemperatur recht stabil und ihre Eigenschaften bleiben auch nach mehreren Monaten unverändert. Xanthangummi ist auch in Natronlauge löslich und hat verdickende Eigenschaften. Die resultierende Lösung ist bei Raumtemperatur sehr stabil. Xanthangummi kann durch starke Oxidationsmittel wie Perchlorsäure und Persulfat abgebaut werden, wobei der Abbau mit steigender Temperatur beschleunigt wird.
