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(CAS # 9000-01-5) INS.414
Solubilità: molto solubile sia in acqua fredda che calda con concentrazioni fino al 50%
Funzionalità: Addensante, Stabilizzante, Emulsionante
La gomma Arabica, chiamata anche gomma di Acacia è un essudato di gomma d’albero ed è stato un importante articolo di commercio fin dai tempi antichi. Era usato dagli egiziani per imbalsamare mummie e anche per vernici per iscrizioni geroglifiche. Negli ultimi anni sono stati pubblicati numerosi articoli di revisione riguardanti la sua origine, struttura, proprietà e applicazioni. Tradizionalmente la gomma è stata ottenuta principalmente dalla specie Acacia senegal. Gli alberi crescono ampiamente attraverso la fascia saheliana dell’Africa situata a nord dell’equatore fino al deserto del Sahara e dal Senegal a ovest alla Somalia a est. La gomma trasuda dagli steli e dai rami degli alberi (di solito cinque anni o più) quando è sottoposta a condizioni di stress come siccità, terreno povero o ferite. La produzione è stimolata dal “tapping”, che comporta la rimozione di sezioni della corteccia con un’ascia facendo attenzione a non danneggiare l’albero. La sostanza gommosa appiccicosa si asciuga sui rami per formare noduli duri che vengono raccolti a mano e ordinati in base al colore e alla dimensione. I campioni commerciali contengono comunemente specie di acacia diverse dall’Acacia senegal, in particolare Acacia seyal.
La gomma arabica si scioglie facilmente in acqua per dare soluzioni chiare di colore variabile dal giallo molto pallido all’arancio-marrone e con un pH di ~ 4,5. La struttura altamente ramificata della gomma di Acacia senegal dà origine a molecole compatte con un volume idrodinamico relativamente piccolo e di conseguenza le soluzioni di gomma arabica diventano viscose solo ad alte concentrazioni. Da un confronto tra la viscosità di questa gomma con lo xantan gum e la carbossimetilcellulosa sodica, si è visto che anche una soluzione di gomma arabica al 30% ha una viscosità inferiore alle soluzioni all’1% delle altre due gomme. Inoltre, mentre la gomma arabica presenta un comportamento newtoniano con la sua viscosità indipendente dalla velocità di taglio, sia la gomma xantana che la carbossimetilcellulosa di sodio mostrano caratteristiche di assottigliamento del taglio non newtoniano. Questo è spiegato dal fatto che queste ultime sono molecole lineari e hanno un volume idrodinamico molto più grande tale che gli entanglement intermolecolari possono verificarsi a concentrazioni molto più basse rispetto alle molecole di gomma arabica altamente compatte e ramificate.
Poiché la gomma arabica è un polielettrolita, la viscosità della soluzione diminuisce in presenza di elettroliti a causa dello screening di carica e a basso pH quando i gruppi carbossilici diventano non dissociati.
L’altra importante caratteristica funzionale della gomma arabica è la sua capacità di agire come emulsionante per oli essenziali e aromi. È stato riscontrato che i componenti ricchi di proteine assorbono preferenzialmente sulla superficie delle goccioline d’olio.
Si crede che le catene polipeptidiche idrofobiche adsorbano e ancorano le molecole alla superficie mentre i blocchi di carboidrati inibiscono la flocculazione e la coalescenza attraverso repulsioni elettrostatiche e steriche.
Il trattamento della gomma arabica con enzima proteolitico per rimuovere la proteina comporta una perdita di efficienza di emulsione. Poiché solo i componenti proteici della gomma sono coinvolti nel processo di emulsione, la concentrazione di gomma necessaria per produrre un’emulsione è molto più alta rispetto alle proteine pure. Ad esempio, per produrre un’emulsione di olio d’arancia al 20%, sono necessarie concentrazioni di gomma arabica di ~ 12%. Una volta formate, le emulsioni possono rimanere stabili per lunghi periodi di tempo (diversi mesi) senza che si verifichi alcuna evidente coalescenza. Il riscaldamento prolungato delle soluzioni di gomma arabica fa precipitare i componenti proteici fuori dalla soluzione, influenzando così le proprietà di emulsione della gomma.
La principale applicazione della gomma arabica è nell’industria dolciaria dove viene utilizzata in una varietà di prodotti tra cui gomme, pastiglie, marshmallow e caramelle. Negli ultimi tempi, a causa della scarsità di gomma e delle fluttuazioni dei prezzi, sono stati fatti notevoli sforzi per trovare sostituti della gomma arabica e oggi le pastiglie vengono preparate utilizzando gomma arabica a concentrazioni molto più basse in combinazione con altri idrocolloidi, in particolare amido, maltodestrina, gelatina, pectina e agar. In queste formulazioni può verificarsi la demiscelazione a causa dell’incompatibilità tra i vari idrocolloidi. L’entità della demiscelazione dipenderà dalla velocità di formazione del gel indotta dagli altri idrocolloidi presenti e determinerà di conseguenza la consistenza finale ottenuta. Nei marshmallow la gomma viene utilizzata come stabilizzante della schiuma mentre nelle caramelle viene utilizzata per emulsionare eventuali grassi presenti.
La gomma arabica viene anche utilizzata per formare il prerivestimento impermeabile prima della confettatura del centro di mandorla dei confetti.
La gomma arabica è stabile in condizioni acide ed è ampiamente utilizzata come emulsionante nella produzione di oli aromatizzati concentrati di agrumi e cola per l’applicazione in bevande analcoliche. La gomma è in grado di inibire la flocculazione e la coalescenza delle goccioline di olio per diversi mesi e inoltre le emulsioni rimangono stabili fino a un anno quando diluite fino a ~ 500 volte con acqua gassata zuccherata prima dell’imbottigliamento. Nella preparazione dell’emulsione, un agente di ponderazione viene normalmente aggiunto all’olio per aumentare la densità in modo che corrisponda a quella della bevanda finale. e quindi inibire la crema. L’emulsione viene preparata aggiungendo l’olio alla soluzione di gomma arabica sotto miscelazione ad alta velocità seguita da omogeneizzazione ottenendo una dimensione delle gocce di ~ 1 micron. Una formulazione tipica potrebbe contenere il 20% di gomma arabica, il 10% di olio aromatizzante e il 5% di agente di ponderazione, mentre la bevanda finale potrebbe contenere lo 0,1±0,2% di emulsione concentrata, il 10% di zucchero e lo 0,2% di acido citrico / colorante.
La microincapsulazione, è comunemente usata per trasformare gli aromi da liquidi a polveri per poter essere incorporate in prodotti senza acqua. Il processo rende inoltre l’aroma stabile all’ossidazione. L’incapsulamento comporta l’essiccazione a spruzzo di un’emulsione dell’aroma che viene prodotta utilizzando la gomma arabica come emulsionante. Normalmente alla gomma viene aggiunta della maltodestrina, al fine di ridurre i costi. Le particelle essiccate hanno in genere una dimensione di 10±200 micron e la ritenzione del materiale volatile, che normalmente è > dell’80%, dipende da una serie di variabili tra cui la temperatura di ingresso dell’atomizzatore, la concentrazione e la viscosità dell’emulsione oltre alla proporzione di gomma arabica rispetto alla maltodestrina.
