Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) з'яўляецца важным вадараспушчальным палімерным злучэннем, якое шырока выкарыстоўваецца ў харчовай, фармацэўтычнай, хімічнай, тэкстыльнай і іншых галінах. У харчовай прамысловасці адным з найбольш важных ужыванняў CMC з'яўляецца загушчальнік. Загушчальнікі - гэта клас дабавак, якія павялічваюць глейкасць вадкасці без істотнага змены іншых уласцівасцяў вадкасці.
1. Хімічная структура і прынцып згушчэння карбоксиметилцеллюлозы
Карбаксіметылцэлюлоза - гэта вытворнае цэлюлозы, якое ўтвараецца шляхам замены часткі гідраксільных груп (-OH) цэлюлозы на карбоксиметильные групы (-CH2COOH). Яго асноўнай структурнай адзінкай з'яўляецца паўтаральны ланцужок β-D-глюкозы. Увядзенне карбоксиметильных груп надае КМЦ гідрафільнасць, надаючы ёй добрую растваральнасць і загушчальную здольнасць у вадзе. Яго прынцып згушчэння ў асноўным заснаваны на наступных момантах:
Эфект набракання: КМЦ набракае пасля паглынання малекул вады ў вадзе, утвараючы сеткаватую структуру, так што малекулы вады захопліваюцца ў яе структуры, павялічваючы глейкасць сістэмы.
Эфект зарада: карбаксільныя групы ў КМЦ будуць часткова іянізаваны ў вадзе для стварэння адмоўных зарадаў. Гэтыя зараджаныя групы будуць утвараць электрастатычнае адштурхванне ў вадзе, у выніку чаго малекулярныя ланцугі разгортваюцца і ўтвараюць раствор з высокай глейкасцю.
Даўжыня ланцуга і канцэнтрацыя: даўжыня ланцуга і канцэнтрацыя раствора малекул КМЦ будуць уплываць на яго эфект згушчэння. Наогул кажучы, чым вышэй малекулярная маса, тым больш глейкасць раствора; пры гэтым чым вышэй канцэнтрацыя раствора, тым павялічваецца і глейкасць сістэмы.
Малекулярная сшыўка: калі КМЦ раствараецца ў вадзе, з-за сшыўкі паміж малекуламі і ўтварэння сеткавай структуры малекулы вады абмежаваныя пэўнымі ўчасткамі, што прыводзіць да памяншэння цякучасці раствора, дэманструючы такім чынам загушчалыя эфект.
2. Прымяненне карбоксиметилцеллюлозы ў харчовай прамысловасці
У харчовай прамысловасці карбоксиметилцеллюлоза шырока выкарыстоўваецца ў якасці загушчальнікі. Ніжэй прыведзены некаторыя тыповыя сцэнарыі прымянення:
Напоі і малочныя прадукты: у фруктовых соках і напоях з лактабацыламі CMC можа павялічыць глейкасць напою, палепшыць густ і падоўжыць тэрмін прыдатнасці. Асабліва ў нятлустых і абястлушчаных малочных прадуктах CMC можа замяніць частку малочнага тлушчу і палепшыць тэкстуру і стабільнасць прадукту.
Соусы і прыправы: у запраўцы для салат, таматным і соевым соўсе КМЦ дзейнічае як загушчальнік і суспендуючы агент, каб палепшыць аднастайнасць прадукту, пазбегнуць расслаення і зрабіць прадукт больш стабільным.
Марозіва і халодныя напоі: даданне CMC у марозіва і халодныя напоі можа палепшыць структуру прадукту, зрабіць яго больш шчыльным і эластычным, прадухіліць адукацыю крышталяў лёду і палепшыць густ.
Хлеб і хлебабулачныя вырабы: у такіх хлебабулачных вырабах, як хлеб і пірожныя, КМЦ выкарыстоўваецца ў якасці паляпшальніка тэсту, каб павялічыць яго расцяжымасць, зрабіць хлеб больш мяккім і падоўжыць тэрмін прыдатнасці.
3. Іншыя прымянення карбоксиметилцеллюлозы для згушчэння
Акрамя ежы, карбоксиметилцеллюлоза часта выкарыстоўваецца ў якасці загушчальніка ў фармацэўтыцы, касметыцы, штодзённай хіміі і іншых галінах прамысловасці. Напрыклад:
Фармацэўтычная прамысловасць: у леках CMC часта выкарыстоўваецца для згушчэння сіропаў, капсул і таблетак, каб лекі мелі лепшы эфект фармавання і распаду, а таксама маглі палепшыць стабільнасць лекаў.
Касметыка і штодзённыя хімікаты: у штодзённых хімікатах, такіх як зубная паста, шампунь, гель для душа і г.д., CMC можа павялічыць кансістэнцыю прадукту, палепшыць вопыт выкарыстання і зрабіць пасту аднастайнай і стабільнай.
4. Бяспека карбоксиметилцеллюлозы
Бяспека карбоксиметилцеллюлозы пацверджана шматлікімі даследаваннямі. Паколькі КМЦ атрымліваецца з натуральнай цэлюлозы і не пераварваецца і не засвойваецца ў арганізме, яна звычайна не аказвае негатыўнага ўплыву на здароўе чалавека. І Сусветная арганізацыя аховы здароўя (СААЗ), і Аб'яднаны камітэт экспертаў па харчовых дабаўках (JECFA) класіфікуюць яго як бяспечную харчовую дабаўку. У разумных дозах КМЦ не выклікае таксічных рэакцый і аказвае пэўны змазвальны і слабільны эфект на кішачнік. Аднак празмернае спажыванне можа выклікаць страўнікава-кішачны дыскамфорт, таму пры вытворчасці прадуктаў харчавання варта строга прытрымлівацца прадпісаных стандартаў дазоўкі.
5. Перавагі і недахопы карбоксиметилцеллюлозы
У якасці загушчальніка карбоксиметилцеллюлоза мае свае перавагі і недахопы:
Перавагі: КМЦ мае добрую растваральнасць у вадзе, тэрмаўстойлівасць і хімічную ўстойлівасць, устойлівасць да кіслот і шчолачаў і не лёгка раскладаецца. Гэта дазваляе выкарыстоўваць яго ў розных асяроддзях апрацоўкі.
Недахопы: CMC можа стаць занадта вязкай пры высокіх канцэнтрацыях і падыходзіць не для ўсіх прадуктаў. CMC будзе дэградаваць у кіслай асяроддзі, што прывядзе да памяншэння яе згушчальнага эфекту. Патрабуецца асцярожнасць пры выкарыстанні яго ў кіслых напоях або прадуктах.
Як важны загушчальнік, карбоксиметилцеллюлоза шырока выкарыстоўваецца ў харчовай, медыцынскай, касметычнай і іншых галінах з-за яе добрай растваральнасці ў вадзе, згушчэння і стабільнасці. Яго цудоўны эфект згушчэння і бяспека робяць яго шырока выкарыстоўванай дадаткам у сучаснай прамысловасці. Тым не менш, выкарыстанне КМЦ таксама неабходна навукова кантраляваць у адпаведнасці з канкрэтнымі патрэбамі і стандартамі дазоўкі, каб забяспечыць аптымізацыю яго эфектыўнасці і бяспеку харчовых прадуктаў.
Час публікацыі: 4 лістапада 2024 г