잔탄검
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1. 개요
잔탄검은 크산토모나스 캄페스트리스 박테리아를 발효시켜 얻는 다당류로, 식품 첨가물(E415) 및 기타 산업 분야에서 사용된다. 1960년대 초 상업적 생산이 시작되었으며, 식품, 석유 산업, 화장품 등 다양한 분야에서 점도 조절, 유화 안정, 고체 입자 부유 등의 목적으로 활용된다. 잔탄검은 샐러드 드레싱, 아이스크림, 치약 등 식품의 질감을 개선하고, 시추 진흙의 점도를 높이며, 화장품에서 젤 형성에 기여한다. 또한 전단 얇음(shear thinning) 특성을 보이며, 안전성이 입증되어 식품 첨가물로 널리 사용되지만, 과다 섭취 시 설사 등의 증상이 나타날 수 있다.
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| 잔탄검 - [화학 물질]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 다른 이름 | E 415 |
| 식별 | |
| CAS 등록번호 | 11138-66-2 |
| EINECS 번호 | 234-394-2 |
| UNII | TTV12P4NEE |
| ChemSpider ID | 해당 없음 |
| 속성 | |
| 분자식 | C35H49O29 (단량체) |
| 위험성 | |
| 물질안전보건자료(MSDS) | MSDS |
2. 역사
잔탄검은 미국 농무부의 알렌 로잘린드 진즈와 그녀의 연구팀이 발견하였다.[20][21] 1960년대 초 CP 켈코(J.M. Huber Corporation)가 켈잔(Kelzan)이라는 상품명으로 상업적 생산을 시작했다. 1968년 식품에 사용하도록 승인되었으며, 미국, 캐나다, 유럽 국가 및 기타 여러 국가에서 E 번호 E415 및 CAS등록번호 11138-66-2로 안전한 식품 첨가물로 인정받았다.
1%의 잔탄검을 첨가하면 액체의 점도를 상당히 증가시킬 수 있다.[5] 일반적인 사용량에서는 식품이나 음료의 색상이나 맛을 바꾸지 않기 때문에 삼킴 장애가 있는 사람들을 위한 액체 농축에 선호되는 방법이기도 하다.[6]
3. 용도
3. 1. 식품
식품에서 잔탄검은 샐러드 드레싱과 소스에 흔히 사용되는 성분이다. 유화제는 아니지만, 유화를 안정시켜 기름 분리를 방지하는 데 도움을 준다. 또한 향신료와 같은 고체 입자를 부유시키는 데에도 기여한다.[6] 잔탄검은 많은 아이스크림에서 원하는 질감을 만드는 데 도움이 된다. 치약은 제품의 균일성을 유지하기 위해 결합제로서 잔탄검을 포함하는 경우가 많다. 잔탄검은 또한 달걀 흰자로 만든 상업용 달걀 대체품을 걸쭉하게 만들어 노른자에서 발견되는 지방과 유화제를 대체하는 데 도움을 준다.[6] 글루텐 프리 다이어트에서는 글루텐으로 얻을 수 있는 반죽이나 반죽의 끈기를 제공하는 데 사용된다. 대부분의 식품에서 0.5% 이하의 농도로 사용된다. 잔탄검은 소스, 드레싱, 육류 및 가금류 제품, 제빵 제품, 과자 제품, 음료, 유제품 등 다양한 식품에 사용된다.
일본에서는 앙카케의 걸쭉함이나 소스, 샐러드 드레싱 등 많은 식품에 첨가되어 점도나 식감을 향상시킨다. 연하 능력이 저하된 고령자용 식재 개발에도 활용된다.
3. 2. 석유 산업
석유 산업에서 잔탄검은 시추 진흙을 걸쭉하게 만드는 데 대량으로 사용된다.[7] 이러한 유체는 드릴 비트로 절단된 고형물을 표면으로 운반하는 역할을 한다. 잔탄검은 향상된 "낮은 수준" 레올로지를 제공한다. 순환이 멈추면 고형물은 드릴 유체에 부유된 상태로 유지된다. 수평 시추의 광범위한 사용과 시추된 고형물의 양호한 제어에 대한 요구는 잔탄검의 사용을 확대시켰다. 점도를 높이고 유실을 방지하기 위해 수중에서 붓는 콘크리트에도 첨가된다.
3. 3. 화장품
잔탄검은 화장품에서 수성 젤을 만드는 데 사용되며,[8] 유중 수 에멀젼에서 액적의 응집을 향상시킨다.[9] 로션이나 화장수에 첨가하여 점도를 높여 촉촉한 느낌을 주고, 분말 형태의 파운데이션에 첨가하여 날림을 방지한다.
3. 4. 기타
화장품에서 잔탄검은 수성 젤을 준비하는 데 사용된다.[8] 또한 유중 수 에멀젼에서 액적의 응집을 향상시키는 데 사용된다.[9] 잔탄검은 하이드로젤과 지지체를 구축하여 3차원 조직 형성을 지원하는 조직 공학 분야에서 잠재적인 사용에 대한 예비 연구가 진행 중이다.[8] 티올화된 잔탄검(티오머 참조)은 이 다당류에 티올 그룹을 공유 결합함으로써 높은 점착성과 투과성 향상 특성을 도입할 수 있기 때문에 약물 전달에 대한 잠재력을 보여주었다.[10][11][12]
3. 5. 전단 얇음 (Shear thinning)
잔탄검 용액은 전단 얇음(가소성 유동) 특성을 보인다. 이는 점도가 전단 속도가 높아짐에 따라 감소하는 현상이다. 예를 들어, 샐러드 드레싱에 첨가된 잔탄검은 병 안에서는 걸쭉하게 유지되지만, 흔들거나 따를 때는 얇아져 쉽게 따를 수 있게 한다. 전단력이 제거되면 다시 걸쭉해져 샐러드에 잘 달라붙는다. 이러한 특성은 혼합, 흔들기, 씹기와 같이 전단을 받는 제품에서 나타나며, 케첩과 유사한 거동을 보인다.[13] 잔탄검 수용액은 물 속의 잔탄검 농도가 높아짐에 따라 점탄성을 가진다.[13]
4. 제조
잔탄검은 앨린 로잘린드 지안스와 그녀의 연구팀이 미국 농무부에서 발견했으며, 1960년대 초 CP 켈코가 Kelzan이라는 상표명으로 상업 생산을 시작했다. CP 켈코는 미국 내 유일한 제조업체이다.[2][3] 1968년 식품 사용이 승인되었으며, 식품 첨가물로서 미국, 캐나다, 유럽 국가 및 기타 여러 국가에서 안전한 물질로 인정받고 있다. E 넘버는 E415, CAS 등록 번호는 11138-66-2이다.
잔탄검은 포도당과 자당의 발효를 통해 생산된다.[4] 배지는 잘 통기되고 교반되며, 잔탄 중합체는 배지 밖으로 생성된다. 1~4일 후, 중합체는 아이소프로필 알코올을 첨가하여 배지에서 침전되며, 침전물은 건조되고 분쇄되어 물이나 염수에 쉽게 용해되는 분말이 된다.[15] 잔탄검은 2:2:1의 몰 농도 비율로 포도당, 만노스, 글루쿠론산으로 구성된 오당 반복 단위로 구성된다.[15][16]
유청 - 치즈 생산의 부산물 - 을 처리하는 데 사용할 수 있도록 유당에서 성장하는 ''X. campestris'' 균주가 개발되었다. 이를 통해 유청 분말 40g/L당 30g/L의 잔탄검을 생산할 수 있다. 유청 유래 잔탄검은 샴푸, 샐러드 드레싱과 같은 많은 상업용 제품에 일반적으로 사용된다.[17]
4. 1. 생합성
합성은 UDP-글루코스, UDP-글루쿠론산, 그리고 GDP-만노스와 같은 당 뉴클레오티드 전구체의 합성을 위한 기질로서 글루코스에서 시작된다.[15] 이는 잔탄검의 합성을 탄수화물 대사와 연결한다. 특정 글리코실트랜스퍼라제는 뉴클레오티드 당 잔탄검 전구체의 당 부분을 순차적으로 지질 운반체로 전달한다.[18]5. 안전성
유럽 식품 안전청(EFSA)의 2017년 과학 패널의 안전성 검토에 따르면, 잔탄검(유럽 식품 첨가물 번호 E 415)은 장 발효 과정에서 광범위하게 소화되며, 다량 섭취해도 어떠한 유해 효과도 일으키지 않는다.[15] EFSA 패널은 장기간 섭취해도 유전 독성에 대한 우려가 없다는 것을 발견했다.[15] EFSA는 잔탄검을 식품 첨가물로 섭취할 때 일반 인구에 대한 안전성 문제가 없다고 결론 내렸다.[15]
인체에 미치는 영향은 없는 것으로 생각되나, 상식을 벗어난 대량 섭취를 할 경우 다당류의 난소화성 성질로 인해 설사나 연변 등의 증상이 발생할 수 있다(개 실험에서 확인).
참조
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http://www.carl-roth[...]
2011-04-18
[2]
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1973
[3]
웹사이트
KELZAN Xanthan Gum - CP Kelco
https://www.cpkelco.[...]
CP Kelco
2019-02-18
[4]
논문
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1986-12
[5]
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[6]
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[7]
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