Metilselulosa (MC) dan karboksimetilselulosa (CMC) adalah dua turunan selulosa yang umum, banyak digunakan dalam makanan, obat-obatan, konstruksi, industri kimia, dan bidang lainnya. Meskipun semuanya dimodifikasi secara kimia dari selulosa alami, terdapat perbedaan yang signifikan dalam struktur kimia, sifat fisik dan kimia, serta penerapannya.
1. Struktur kimia dan proses persiapan
Metilselulosa diproduksi dengan mereaksikan selulosa dengan metil klorida (atau metanol) dalam kondisi basa. Selama proses ini, sebagian gugus hidroksil (-OH) dalam molekul selulosa digantikan oleh gugus metoksi (-OCH₃) untuk membentuk metilselulosa. Derajat substitusi (DS, jumlah substituen per unit glukosa) metilselulosa menentukan sifat fisik dan kimianya, seperti kelarutan dan viskositas.
Karboksimetilselulosa diproduksi dengan mereaksikan selulosa dengan asam kloroasetat dalam kondisi basa, dan gugus hidroksil digantikan oleh karboksimetil (-CH₂COOH). Derajat substitusi dan derajat polimerisasi (DP) CMC mempengaruhi kelarutan dan viskositasnya dalam air. CMC biasanya ada dalam bentuk garam natrium yang disebut natrium karboksimetilselulosa (NaCMC).
2. Sifat fisika dan kimia
Kelarutan: Metilselulosa larut dalam air dingin, namun kehilangan kelarutannya dan membentuk gel dalam air panas. Reversibilitas termal ini memungkinkan penggunaannya sebagai bahan pengental dan pembentuk gel dalam pengolahan makanan. CMC larut dalam air dingin dan panas, tetapi viskositas larutannya menurun seiring dengan meningkatnya suhu.
Viskositas: Viskositas keduanya dipengaruhi oleh derajat substitusi dan konsentrasi larutan. Viskositas MC mula-mula meningkat dan kemudian menurun dengan meningkatnya suhu, sedangkan viskositas CMC menurun dengan meningkatnya suhu. Hal ini memberi mereka keuntungan tersendiri dalam aplikasi industri yang berbeda.
Stabilitas pH: CMC tetap stabil pada rentang pH yang luas, terutama dalam kondisi basa, sehingga sangat populer sebagai penstabil dan pengental dalam makanan dan obat-obatan. MC relatif stabil dalam kondisi netral dan sedikit basa, namun akan terdegradasi dalam asam atau basa kuat.
3. Area aplikasi
Industri makanan: Metilselulosa umumnya digunakan dalam makanan sebagai pengental, pengemulsi dan penstabil. Misalnya saja bisa meniru rasa dan tekstur lemak saat memproduksi makanan rendah lemak. Karboksimetilselulosa banyak digunakan dalam minuman, makanan yang dipanggang, dan produk susu sebagai pengental dan penstabil untuk mencegah pemisahan air dan meningkatkan rasa.
Industri farmasi: Metilselulosa digunakan dalam pembuatan tablet farmasi sebagai pengikat dan penghancur, dan juga sebagai pelumas dan bahan pelindung, seperti pada obat tetes mata sebagai pengganti air mata. CMC banyak digunakan dalam pengobatan karena biokompatibilitasnya yang baik, seperti pembuatan obat lepas lambat dan perekat pada obat tetes mata.
Industri konstruksi dan kimia: MC banyak digunakan pada bahan bangunan sebagai pengental, bahan penahan air dan perekat semen dan gipsum. Hal ini dapat meningkatkan kinerja konstruksi dan kualitas permukaan material. CMC sering digunakan dalam pengolahan lumpur di pertambangan ladang minyak, bubur dalam pencetakan dan pewarnaan tekstil, pelapisan permukaan kertas, dll.
4. Keamanan dan perlindungan lingkungan
Keduanya dianggap aman untuk digunakan dalam aplikasi makanan dan farmasi, namun sumber dan proses produksinya mungkin memiliki dampak berbeda terhadap lingkungan. Bahan baku MC dan CMC berasal dari selulosa alami dan bersifat biodegradable, sehingga memiliki kinerja yang baik dalam hal ramah lingkungan. Namun, proses produksinya mungkin melibatkan pelarut dan reagen kimia, yang mungkin berdampak pada lingkungan.
5. Harga dan permintaan pasar
Karena proses produksi yang berbeda, biaya produksi metilselulosa biasanya lebih tinggi, sehingga harga pasarnya juga lebih tinggi dibandingkan karboksimetilselulosa. CMC umumnya memiliki permintaan pasar yang lebih besar karena penerapannya yang lebih luas dan biaya produksi yang lebih rendah.
Meskipun metilselulosa dan karboksimetilselulosa keduanya merupakan turunan selulosa, keduanya memiliki perbedaan yang signifikan dalam struktur, sifat, aplikasi, dan permintaan pasar. Metilselulosa terutama digunakan dalam bidang makanan, obat-obatan dan bahan bangunan karena reversibilitas termal yang unik dan kontrol viskositas yang tinggi. Karboksimetil selulosa telah banyak digunakan dalam makanan, obat-obatan, petrokimia, tekstil dan industri lainnya karena kelarutannya yang sangat baik, penyesuaian viskositas dan kemampuan beradaptasi pH yang luas. Pilihan turunan selulosa bergantung pada skenario aplikasi dan kebutuhan spesifik.
Waktu posting: 20 Agustus-2024