เมทิลเซลลูโลส (MC) และคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) เป็นสารอนุพันธ์เซลลูโลสสองชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอาหาร ยา การก่อสร้าง อุตสาหกรรมเคมี และสาขาอื่นๆ แม้ว่าสารอนุพันธ์เหล่านี้จะได้รับการดัดแปลงทางเคมีจากเซลลูโลสธรรมชาติ แต่ก็มีความแตกต่างกันอย่างมากในโครงสร้างทางเคมี คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี และการใช้งาน
1.โครงสร้างทางเคมีและกระบวนการเตรียม
เมทิลเซลลูโลสผลิตขึ้นโดยทำปฏิกิริยากับเซลลูโลสกับเมทิลคลอไรด์ (หรือเมทานอล) ในสภาวะที่เป็นด่าง ในระหว่างกระบวนการนี้ กลุ่มไฮดรอกซิลบางส่วน (-OH) ในโมเลกุลเซลลูโลสจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่มเมทอกซี (-OCH₃) เพื่อสร้างเมทิลเซลลูโลส ระดับของการแทนที่ (DS หรือจำนวนตัวแทนต่อหน่วยกลูโคส) ของเมทิลเซลลูโลสจะกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี เช่น ความสามารถในการละลายและความหนืด
คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสผลิตขึ้นโดยทำปฏิกิริยากับเซลลูโลสกับกรดคลอโรอะซิติกภายใต้สภาวะด่าง และกลุ่มไฮดรอกซิลจะถูกแทนที่ด้วยคาร์บอกซีเมทิล (-CH₂COOH) ระดับของการแทนที่และระดับของการเกิดพอลิเมอไรเซชัน (DP) ของ CMC ส่งผลต่อความสามารถในการละลายและความหนืดในน้ำ โดยทั่วไป CMC จะอยู่ในรูปของเกลือโซเดียม เรียกว่าโซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (NaCMC)
2. คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี
ความสามารถในการละลาย: เมทิลเซลลูโลสละลายได้ในน้ำเย็น แต่สูญเสียความสามารถในการละลายและก่อตัวเป็นเจลในน้ำร้อน การกลับคืนสู่สภาพเดิมด้วยความร้อนนี้ทำให้สามารถใช้เป็นสารเพิ่มความข้นและสารทำให้เกิดเจลในกระบวนการแปรรูปอาหารได้ CMC ละลายได้ทั้งในน้ำเย็นและน้ำร้อน แต่ความหนืดของสารละลายจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
ความหนืด: ความหนืดของทั้งสองชนิดนั้นได้รับผลกระทบจากระดับของการทดแทนและความเข้มข้นของสารละลาย ความหนืดของ MC จะเพิ่มขึ้นก่อนแล้วจึงลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในขณะที่ความหนืดของ CMC จะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้ทั้งสองชนิดมีข้อได้เปรียบเฉพาะตัวในการใช้งานอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน
ความเสถียรของค่า pH: CMC ยังคงเสถียรในช่วง pH ที่กว้าง โดยเฉพาะภายใต้สภาวะที่เป็นด่าง ซึ่งทำให้เป็นที่นิยมอย่างมากในการใช้เป็นสารคงตัวและสารเพิ่มความข้นในอาหารและยา MC ค่อนข้างเสถียรภายใต้สภาวะเป็นกลางและเป็นด่างเล็กน้อย แต่จะสลายตัวในกรดหรือด่างเข้มข้น
3. พื้นที่การใช้งาน
อุตสาหกรรมอาหาร: เมทิลเซลลูโลสมักใช้ในอาหารเป็นสารเพิ่มความข้น อิมัลซิไฟเออร์ และสารทำให้คงตัว ตัวอย่างเช่น เมทิลเซลลูโลสสามารถเลียนแบบรสชาติและเนื้อสัมผัสของไขมันเมื่อผลิตอาหารไขมันต่ำได้ คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องดื่ม เบเกอรี่ และผลิตภัณฑ์นมเป็นสารเพิ่มความข้นและสารทำให้คงตัวเพื่อป้องกันการแยกตัวของน้ำและปรับปรุงรสชาติ
อุตสาหกรรมยา: เมทิลเซลลูโลสใช้ในการผลิตเม็ดยาเป็นสารยึดเกาะและสารสลายตัว และยังเป็นสารหล่อลื่นและสารป้องกัน เช่น ในยาหยอดตาเพื่อทดแทนน้ำตา CMC ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในทางการแพทย์เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี เช่น ในการผลิตยาออกฤทธิ์นานและสารยึดติดในยาหยอดตา
อุตสาหกรรมก่อสร้างและเคมี: MC ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุก่อสร้างเป็นสารเพิ่มความข้น สารกักเก็บน้ำ และกาวสำหรับปูนซีเมนต์และยิปซัม ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการก่อสร้างและคุณภาพพื้นผิวของวัสดุได้ CMC มักใช้ในการบำบัดโคลนในการทำเหมืองน้ำมัน สารละลายในการพิมพ์และการย้อมสิ่งทอ การเคลือบผิวกระดาษ เป็นต้น
4. ความปลอดภัยและการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม
ทั้งสองชนิดถือว่าปลอดภัยสำหรับการใช้ในอาหารและยา แต่แหล่งที่มาและกระบวนการผลิตอาจมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่แตกต่างกัน วัตถุดิบของ MC และ CMC ได้มาจากเซลลูโลสธรรมชาติและย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม กระบวนการผลิตอาจเกี่ยวข้องกับตัวทำละลายและสารเคมี ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้บ้าง
5. ราคาและอุปสงค์ของตลาด
เนื่องจากกระบวนการผลิตที่แตกต่างกัน ต้นทุนการผลิตเมทิลเซลลูโลสจึงมักจะสูงกว่า ดังนั้นราคาตลาดจึงสูงกว่าคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสด้วย โดยทั่วไป CMC จะมีความต้องการในตลาดมากกว่าเนื่องจากมีการใช้งานในวงกว้างกว่าและมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่า
แม้ว่าเมทิลเซลลูโลสและคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสจะเป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลสทั้งคู่ แต่ทั้งสองก็มีความแตกต่างกันอย่างมากในโครงสร้าง คุณสมบัติ การใช้งาน และความต้องการของตลาด เมทิลเซลลูโลสส่วนใหญ่ใช้ในด้านอาหาร ยา และวัสดุก่อสร้าง เนื่องจากมีคุณสมบัติในการกลับคืนสู่สภาพเดิมได้เมื่อผ่านความร้อนและควบคุมความหนืดได้สูง คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหาร ยา ปิโตรเคมี สิ่งทอ และอุตสาหกรรมอื่นๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติในการละลายได้ดี ปรับความหนืดได้ และปรับค่า pH ได้หลากหลาย การเลือกใช้อนุพันธ์ของเซลลูโลสขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งานและความต้องการเฉพาะ
เวลาโพสต์ : 20 ส.ค. 2567