Karboksimetilceluloze (CMC) ir svarīgs ūdenī šķīstošs polimēra savienojums, ko plaši izmanto pārtikā, farmaceitiskos izstrādājumos, ikdienas ķīmiskajās vielās, tekstilizstrādājumos un citos laukos. Pārtikas rūpniecībā viens no vissvarīgākajiem CMC lietojumiem ir kā biezinātājs. Biezinātāji ir piedevu klase, kas palielina šķidruma viskozitāti, ievērojami nemainot citas šķidruma īpašības.
1. Karboksimetil celulozes ķīmiskā struktūra un sabiezēšanas princips
Karboksimetilceluloze ir celulozes atvasinājums, ko veido, aizstājot celulozes hidroksilgrupu (-OH) daļu ar karboksimetilgrupām (-ch2cooh). Tās pamatvienība ir atkārtota β-D-glikozes ķēde. Karboksimetilgrupu ieviešana dod CMC hidrofilitāti, nodrošinot tai labu šķīdību un sabiezēšanas spēju ūdenī. Tā sabiezēšanas princips galvenokārt balstās uz šādiem punktiem:
Pietūkuma efekts: CMC uzbriest pēc ūdens molekulu absorbēšanas ūdenī, veidojot tīkla struktūru, lai tā struktūrā tiktu notverti ūdens molekulas, palielinot sistēmas viskozitāti.
Lādēšanas efekts: CMC karboksilgrupas tiks daļēji jonizētas ūdenī, lai radītu negatīvas uzlādes. Šīs lādētās grupas veidos elektrostatisku atgrūšanu ūdenī, izraisot molekulāro ķēžu izvēršanos un veido šķīdumu ar augstu viskozitāti.
Ķēdes garums un koncentrācija: CMC molekulu ķēdes garums un šķīduma koncentrācija ietekmēs tās sabiezēšanas efektu. Vispārīgi runājot, jo augstāka ir molekulmasa, jo lielāka ir šķīduma viskozitāte; Tajā pašā laikā, jo augstāka ir šķīduma koncentrācija, palielinās arī sistēmas viskozitāte.
Molekulārā krusteniskā saite: Kad CMC izšķīdina ūdenī, sakarā ar krustenisko saiti starp molekulām un tīkla struktūras veidošanos, ūdens molekulas ir ierobežotas ar specifiskām vietām, kā rezultātā samazinās šķīduma plūstamība, tādējādi parādot a sabiezēšanas efekts.
2. karboksimetilcelulozes pielietojums pārtikas rūpniecībā
Pārtikas rūpniecībā karboksimetilcelulozi plaši izmanto kā biezinātāju. Šie ir daži tipiski pielietojuma scenāriji:
Dzērienu un piena produkti: augļu sulās un laktobacillus dzērienos CMC var palielināt dzēriena viskozitāti, uzlabot garšu un pagarināt glabāšanas laiku. Īpaši zemu tauku saturu un piena produktu bez taukiem, CMC var aizstāt piena tauku daļu un uzlabot produkta tekstūru un stabilitāti.
Pērces un garšvielas: salātu mērcē, tomātu mērcē un sojas mērcē CMC darbojas kā biezinātājs un suspējošs līdzeklis, lai uzlabotu produkta vienveidību, izvairītos no delaminācijas un padarītu produktu stabilāku.
Saldējums un aukstie dzērieni: CMC pievienošana saldējumam un aukstiem dzērieniem var uzlabot produkta struktūru, padarot to blīvāku un elastīgāku, novēršot ledus kristālu veidošanos un uzlabojot garšu.
Maize un cepti produkti: ceptos produktos, piemēram, maizē un kūkās, CMC tiek izmantots kā mīklas uzlabojums, lai uzlabotu mīklas pagarināmību, padarītu maizi mīkstāku un pagarinātu glabāšanas laiku.
3. Citas karboksimetil celulozes sabiezēšanas lietojumi
Papildus pārtikai karboksimetilcelulozi bieži izmanto kā biezinātāju farmaceitiskos līdzekļos, kosmētikā, ikdienas ķīmiskajās vielās un citās nozarēs. Piemēram:
Farmaceitiskā rūpniecība: zālēs CMC bieži izmanto, lai sabiezētu sīrupus, kapsulas un tabletes, lai zālēm būtu labāka veidošanās un sadalīšanās ietekme, un tās varētu uzlabot zāļu stabilitāti.
Kosmētika un ikdienas ķīmiskās vielas: ikdienas ķīmiskajās vielās, piemēram, zobu pastā, šampūnā, dušas želejā utt., CMC var palielināt produkta konsistenci, uzlabot lietošanas pieredzi un padarīt pastas formas tērpu un stabilu.
4. karboksimetilcelulozes drošība
Karboksimetilcelulozes drošību apstiprina vairāki pētījumi. Tā kā CMC ir iegūts no dabiskās celulozes un nav sagremots un absorbēts ķermenī, tam parasti nav negatīvas ietekmes uz cilvēku veselību. Gan Pasaules Veselības organizācija (PVO), gan Apvienotā ekspertu pārtikas piedevu komiteja (JECFA) to klasificē kā drošu pārtikas piedevu. Ar saprātīgu devu CMC nerada toksiskas reakcijas, un tai ir zināma eļļošana un caurejas līdzeklis uz zarnām. Tomēr pārmērīga uzņemšana var izraisīt kuņģa -zarnu trakta diskomfortu, tāpēc noteiktie zāļu standarti ir stingri jāievēro pārtikas ražošanā.
5. karboksimetilcelulozes priekšrocības un trūkumi
Karboksimetilcelulozei ir savas priekšrocības un ierobežojumi kā biezinātājam:
Priekšrocības: CMC ir laba šķīdība ūdenī, termiskā stabilitāte un ķīmiskā stabilitāte, tā ir skāba un sārmu izturīga, un tā nav viegli sadalīta. Tas ļauj to izmantot dažādās apstrādes vidēs.
Trūkumi: CMC var kļūt pārāk viskozs augstā koncentrācijā un nav piemērots visiem produktiem. CMC noārdīsies skābā vidē, kā rezultātā samazinās tā sabiezēšanas efekts. Lietojot to skābos dzērienos vai pārtikas produktos, ir nepieciešama piesardzība.
Kā svarīgs biezinātājs karboksimetilcelulozi plaši izmanto pārtikā, medicīnā, kosmētikā un citos laukos, pateicoties tā labajai šķīdībai ūdenī, sabiezēšana un stabilitāte. Tā izcilā sabiezēšanas ietekme un drošība padara to par parasti izmantotu piedevu mūsdienu rūpniecībā. Tomēr CMC izmantošana ir arī zinātniski jākontrolē atbilstoši īpašām vajadzībām un devas standartiem, lai nodrošinātu tā veiktspējas un pārtikas nekaitīguma optimizāciju.
Pasta laiks: NOV-04-244