Функциональные свойства КМЦ (карбоксиметилцеллюлозы)

Карбоксиметилцеллюлоза (карбоксиметилцеллюлоза натрия, КМЦ) представляет собой карбоксиметилированное производное целлюлозы, также известное как целлюлозная камедь, и является наиболее важной ионной целлюлозной камедью.

КМЦ обычно представляет собой анионное полимерное соединение, полученное путем взаимодействия природной целлюлозы с едкой щелочью и монохлоруксусной кислотой. Молекулярная масса соединения варьируется от нескольких тысяч до миллиона.

КМЦ относится к модификации натуральной целлюлозы, а Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) официально назвали ее «модифицированной целлюлозой». Метод синтеза натрийкарбоксиметилцеллюлозы был изобретен немцем Э. Янсеном в 1918 г., запатентован в 1921 г. и стал известен миру, а затем был коммерциализирован в Европе.

КМЦ широко используется в нефтяной, геологической, бытовой химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности и известен как «промышленный глутамат натрия».

Структурные свойства КМЦ

КМЦ представляет собой белый или светло-желтый порошок, гранулированное или волокнистое твердое вещество. Это макромолекулярное химическое вещество, способное поглощать воду и набухать. Когда он набухает в воде, он может образовывать прозрачный вязкий клей. pH водной суспензии составляет 6,5-8,5. Вещество нерастворимо в органических растворителях, таких как этанол, эфир, ацетон и хлороформ.

Твердая КМЦ относительно стабильна к свету и комнатной температуре и может длительное время храниться в сухой среде. КМЦ представляет собой разновидность эфира целлюлозы, обычно изготавливается из короткого хлопкового линта (содержание целлюлозы до 98%) или древесной массы, обработанной гидроксидом натрия и затем прореагировавшей с монохлорацетатом натрия, молекулярная масса соединения составляет 6400 (±1000). Обычно существует два метода приготовления: водоугольный метод и растворительный метод. Для приготовления КМЦ используются и другие растительные волокна.

Возможности и приложения

КМЦ является не только хорошим стабилизатором эмульгирования и загустителем в пищевых продуктах, но также обладает превосходной стабильностью при замораживании и плавлении, а также может улучшить вкус продукта и продлить время хранения.

В 1974 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) после тщательных биологических и токсикологических исследований и испытаний одобрили использование чистой КМЦ в пищевых продуктах. Безопасное потребление (ADI) международного стандарта составляет 25 мг/кг массы тела/день.

загущение и стабильность эмульсии

Употребление КМЦ может эмульгировать и стабилизировать напитки, содержащие жир и белок. Это связано с тем, что КМЦ после растворения в воде становится прозрачным стабильным коллоидом, а частицы белка становятся частицами с одинаковым зарядом под защитой коллоидной мембраны, которая может привести частицы белка в стабильное состояние. Он обладает определенным эмульгирующим эффектом, поэтому может одновременно уменьшить поверхностное натяжение между жиром и водой, что позволяет полностью эмульгировать жир.

КМЦ может улучшить стабильность продукта, поскольку, когда значение pH продукта отклоняется от изоэлектрической точки белка, карбоксиметилцеллюлоза натрия может образовывать композитную структуру с белком, что может улучшить стабильность продукта.

Увеличение объема

Использование КМЦ в мороженом позволяет увеличить степень расширения мороженого, улучшить скорость таяния, придать хорошую форму и вкус, а также контролировать размер и рост кристаллов льда при транспортировке и хранении. Используемое количество составляет 0,5% от общего пропорционального добавления.

Это связано с тем, что КМЦ хорошо удерживает и диспергирует воду и органически объединяет частицы белка, жировые глобулы и молекулы воды в коллоиде, образуя однородную и стабильную систему.

Гидрофильность и регидратация

Это функциональное свойство КМЦ обычно используется в производстве хлеба, что позволяет сделать соты однородными, увеличить объем, уменьшить количество остатков, а также обеспечить сохранение тепла и свежести; лапша с добавлением КМЦ обладает хорошей водоудерживающей способностью, устойчивостью к кулинарной обработке и хорошим вкусом.

Это определяется молекулярной структурой КМЦ, которая является производным целлюлозы и имеет большое количество гидрофильных групп в молекулярной цепи: -ОН-группу, -COONa-группу, поэтому КМЦ обладает лучшей гидрофильностью, чем целлюлоза, и водоудерживающей способностью.

гелеобразование

Тиксотропная КМЦ означает, что цепи макромолекул имеют определенное количество взаимодействий и имеют тенденцию образовывать трехмерную структуру. После образования трехмерной структуры вязкость раствора увеличивается, а после разрушения трехмерной структуры вязкость уменьшается. Явление тиксотропии заключается в том, что кажущееся изменение вязкости зависит от времени.

Тиксотропная КМЦ играет важную роль в системе желирования и может использоваться для приготовления желе, варенья и других пищевых продуктов.

Может использоваться в качестве осветлителя, стабилизатора пены, улучшения вкусовых ощущений.

КМЦ можно использовать в производстве вина для придания вкусу более мягкого и насыщенного с долгим послевкусием; его можно использовать в качестве стабилизатора пены при производстве пива, чтобы сделать пену густой и продолжительной, а также улучшить вкус.

КМЦ — это разновидность полиэлектролита, который может участвовать в различных реакциях в вине, поддерживая баланс тела вина. При этом он также соединяется с образовавшимися кристаллами, изменяя структуру кристаллов, изменяя условия существования кристаллов в вине, вызывая выпадение осадка. Совокупность вещей.