Karboksimetilna celuloza (CMC) je pomembna polimerna spojina v vodotopni vodno topno, ki se pogosto uporablja v hrani, farmacevtskih izdelkih, dnevnih kemikalijah, tekstilu in drugih poljih. V živilski industriji je ena najpomembnejših uporabe CMC kot zgoščevalec. Zgodovini so razred aditivov, ki povečujejo viskoznost tekočine, ne da bi bistveno spremenili druge lastnosti tekočine.
1. Kemična struktura in načelo zgostitve karboksimetil celuloze
Karboksimetilceluloza je derivat celuloze, ki nastane z nadomeščanjem dela hidroksilnih skupin (-OH) celuloze s karboksimetil skupinami (-CH2COOH). Njegova osnovna strukturna enota je ponavljajoča se veriga β-D-glukoze. Uvedba karboksimetilnih skupin daje hidrofilnosti CMC, kar ji daje dobro topnost in zgoščevanje v vodi. Njegovo načelo zgostitve temelji predvsem na naslednjih točkah:
Učinek otekanja: CMC bo nabreknil po absorpciji molekul vode v vodi in tvoril omrežno strukturo, tako da se v njegovi strukturi zajamejo molekule vode, kar poveča viskoznost sistema.
Učinek naboja: karboksilne skupine v CMC bodo delno ionizirane v vodi, da bi ustvarile negativne naboje. Te napolnjene skupine bodo tvorilo elektrostatično odboj v vodi, zaradi česar se bodo molekularne verige odvijale in tvorijo raztopino z visoko viskoznostjo.
Dolžina in koncentracija verige: Dolžina verige in koncentracija raztopine molekul CMC bosta vplivala na njegov zgoščevalni učinek. Na splošno je večja molekulska teža, večja je viskoznost raztopine; Hkrati se povečuje tudi viskoznost sistema, ki je večja koncentracija raztopine.
Molekularna navzkrižna povezava: Ko se CMC raztopi v vodi, zaradi navzkrižne povezave med molekulami in tvorbe omrežne strukture, so molekule vode omejene na določena območja, kar ima za posledico zmanjšanje pretočnosti raztopine, kar kaže a in tako kaže a Učinek zgoščevanja.
2. Uporaba karboksimetil celuloze v živilski industriji
V živilski industriji se karboksimetilceluloza pogosto uporablja kot zgoščevalec. Sledi nekaj tipičnih scenarijev uporabe:
Pijače in mlečni izdelki: V sadnih sokovih in pijačah Lactobacillus lahko CMC poveča viskoznost pijače, izboljša okus in podaljša rok uporabe. Zlasti pri mlečnih izdelkih z nizko vsebnostjo maščob in brez maščob lahko CMC nadomesti del mlečne maščobe in izboljša teksturo in stabilnost izdelka.
Omake in začimbe: Pri prelivu solate, paradižnikove omake in sojine omake CMC deluje kot zgoščevalec in suspendirano sredstvo za izboljšanje enakomernosti izdelka, se izogibanje delaminaciji in izdelek bolj stabilen.
Sladoled in hladne pijače: Če dodate CMC v sladoled in hladne pijače, lahko izboljšate strukturo izdelka, zaradi česar je gostejša in bolj elastična, kar preprečuje nastanek ledenih kristalov in izboljša okus.
Kruh in pečeni izdelki: V pečenih izdelkih, kot so kruh in torte, se CMC uporablja kot testo, ki je zaprta za izboljšanje razširljivosti testa, naredi kruh mehkejši in podaljša rok uporabnosti.
3. Druge zgostitvene aplikacije karboksimetil celuloze
Poleg hrane se karboksimetilceluloza pogosto uporablja kot zgoščevalec v zdraviliščih, kozmetiki, dnevnih kemikalijah in drugih panogah. Na primer:
Farmacevtska industrija: CMC se v zdravilih pogosto uporablja za zgostitev sirupov, kapsul in tablet, tako da imajo zdravila boljše učinke oblikovanja in razpada ter lahko izboljšajo stabilnost zdravil.
Kozmetika in dnevne kemikalije: V vsakodnevnih kemikalijah, kot so zobna pasta, šampon, gel za tuširanje itd., CMC lahko poveča doslednost izdelka, izboljša izkušnjo uporabe in naredi pasto enakomerno in stabilno.
4. Varnost karboksimetil celuloze
Varnost karboksimetilceluloze je bila potrjena z več študijami. Ker CMC izhaja iz naravne celuloze in se ne prebavi in absorbira v telesu, običajno nima negativnega vpliva na zdravje ljudi. Tako Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) kot Skupni strokovni odbor za aditive hrane (JECFA) jo uvrščata med aditiv za varno hrano. Pri razumnem odmerku CMC ne ustvarja strupenih reakcij in ima določene mazanje in odvajalne učinke na črevesje. Vendar lahko prekomerni vnos povzroči nelagodje v prebavilih, zato je treba predpisane standarde za doziranje strogo spoštovati pri proizvodnji hrane.
5. Prednosti in slabosti karboksimetilceluloze
Carboxymetilceluloza ima svoje prednosti in omejitve kot zgoščevalec:
Prednosti: CMC ima dobro topnost vode, toplotno stabilnost in kemično stabilnost, je odporna na kislino in alkalije in se ni enostavno razgraditi. To omogoča, da se uporablja v različnih procesorskih okoljih.
Slabosti: CMC lahko postane preveč viskozen pri visokih koncentracijah in ni primeren za vse izdelke. CMC se bo razgradil v kislem okolju, kar bo povzročilo zmanjšanje njegovega zgoščevanja. Pri uporabi kislih pijač ali hrane je potrebna previdnost.
Kot pomemben zgoščevalec se karboksimetilceluloza pogosto uporablja v hrani, medicini, kozmetiki in drugih poljih zaradi svoje dobro topnosti vode, zgoščevanja in stabilnosti. Njegov vrhunski zgoščevalni učinek in varnost omogočata, da se v sodobni industriji pogosto uporablja aditiv. Vendar pa je treba uporabo CMC tudi znanstveno nadzorovati glede na posebne potrebe in standarde za odmerjanje, da se zagotovi optimizacija njegove zmogljivosti in varnosti hrane.
Čas objave: november-04-2024