Karboksimetielsellulose (CMC) is 'n belangrike wateroplosbare polimeerverbinding wat wyd gebruik word in voedsel, farmaseutiese produkte, daaglikse chemikalieë, tekstiele en ander velde. In die voedselbedryf is een van die belangrikste gebruike van CMC as 'n verdikkingsmiddel. Verdikkers is 'n klas bymiddels wat die viskositeit van 'n vloeistof verhoog sonder om die ander eienskappe van die vloeistof aansienlik te verander.
1. Chemiese struktuur en verdikkingsbeginsel van karboksimetielsellulose
Karboksimetielsellulose is 'n afgeleide van sellulose wat gevorm word deur 'n deel van die hidroksielgroepe (-OH) van sellulose met karboksimetielgroepe (-CH2COOH) te vervang. Die basiese strukturele eenheid daarvan is 'n herhalende ketting van β-D-glukose. Die bekendstelling van karboksimetielgroepe gee CMC-hidrofilisiteit, wat dit goeie oplosbaarheid en verdikkingsvermoë in water gee. Die verdikkingsbeginsel is hoofsaaklik gebaseer op die volgende punte:
Swelling effek: CMC sal swel nadat watermolekules in water geabsorbeer is, wat 'n netwerkstruktuur vorm, sodat watermolekules in sy struktuur vasgevang word, wat die viskositeit van die sisteem verhoog.
Ladingseffek: Die karboksielgroepe in CMC sal gedeeltelik in water geïoniseer word om negatiewe ladings te genereer. Hierdie gelaaide groepe sal elektrostatiese afstoting in water vorm, wat veroorsaak dat die molekulêre kettings ontvou en 'n oplossing met hoë viskositeit vorm.
Kettinglengte en konsentrasie: Die kettinglengte en oplossingkonsentrasie van CMC-molekules sal die verdikkingseffek daarvan beïnvloed. Oor die algemeen, hoe hoër die molekulêre gewig, hoe groter is die viskositeit van die oplossing; terselfdertyd, hoe hoër die konsentrasie van die oplossing, verhoog die viskositeit van die sisteem ook.
Molekulêre kruisbinding: Wanneer CMC in water opgelos word, as gevolg van die kruisbinding tussen molekules en die vorming van 'n netwerkstruktuur, word watermolekules tot spesifieke areas beperk, wat lei tot 'n afname in die vloeibaarheid van die oplossing, wat dus 'n verdikkingseffek.
2. Toepassing van karboksimetielsellulose in voedselindustrie
In die voedselbedryf word karboksimetielsellulose wyd as verdikkingsmiddel gebruik. Die volgende is 'n paar tipiese toepassingscenario's:
Dranke en suiwelprodukte: In vrugtesappe en lactobacillus-drankies kan CMC die viskositeit van die drank verhoog, die smaak verbeter en die raklewe verleng. Veral in laevet en vetvrye suiwelprodukte kan CMC 'n deel van die melkvet vervang en die tekstuur en stabiliteit van die produk verbeter.
Souse en speserye: In slaaisous, tamatiesous en sojasous dien CMC as 'n verdikker en suspensiemiddel om die eenvormigheid van die produk te verbeter, delaminering te vermy en die produk meer stabiel te maak.
Roomys en koeldrank: Deur CMC by roomys en koeldranke te voeg, kan die struktuur van die produk verbeter, dit digter en meer elasties maak, die vorming van yskristalle voorkom en die smaak verbeter.
Brood en gebakte produkte: In gebakte produkte soos brood en koeke word CMC as 'n deegverbeteraar gebruik om die rekbaarheid van die deeg te verbeter, die brood sagter te maak en die raklewe te verleng.
3. Ander verdikkingstoepassings van karboksimetielsellulose
Benewens voedsel word karboksimielsellulose dikwels as verdikkingsmiddel in farmaseutiese, skoonheidsmiddels, daaglikse chemikalieë en ander nywerhede gebruik. Byvoorbeeld:
Farmaseutiese industrie: In medisyne word CMC dikwels gebruik om stroop, kapsules en tablette te verdik, sodat die medisyne beter vorm- en disintegrasie-effekte het en die stabiliteit van die medisyne kan verbeter.
Skoonheidsmiddels en daaglikse chemikalieë: In daaglikse chemikalieë soos tandepasta, sjampoe, stortgel, ens., kan CMC die konsekwentheid van die produk verhoog, die gebruikservaring verbeter en die pasta eenvormig en stabiel maak.
4. Veiligheid van karboksimetielsellulose
Die veiligheid van karboksimetielsellulose is deur verskeie studies bevestig. Aangesien CMC afkomstig is van natuurlike sellulose en nie in die liggaam verteer en geabsorbeer word nie, het dit gewoonlik nie 'n negatiewe impak op menslike gesondheid nie. Beide die Wêreldgesondheidsorganisasie (WGO) en die Joint Expert Committee on Food Additives (JECFA) klassifiseer dit as 'n veilige voedseladditief. Teen 'n redelike dosis produseer CMC nie toksiese reaksies nie en het sekere smeer- en lakseermiddel-effekte op die ingewande. Oormatige inname kan egter gastro-intestinale ongemak veroorsaak, daarom moet die voorgeskrewe dosisstandaarde streng nagekom word in voedselproduksie.
5. Voor- en nadele van karboksimetielsellulose
Karboksimetielsellulose het sy voordele en beperkings as 'n verdikkingsmiddel:
Voordele: CMC het goeie wateroplosbaarheid, termiese stabiliteit en chemiese stabiliteit, is suur- en alkalibestand, en word nie maklik afgebreek nie. Dit laat dit toe om in 'n verskeidenheid verwerkingsomgewings gebruik te word.
Nadele: CMC kan te viskeus word teen hoë konsentrasies en is nie geskik vir alle produkte nie. CMC sal afbreek in 'n suur omgewing, wat lei tot 'n afname in die verdikkingseffek daarvan. Omsigtigheid word vereis wanneer dit in suur drankies of voedsel gebruik word.
As 'n belangrike verdikkingsmiddel word karboksimetielsellulose wyd gebruik in voedsel, medisyne, skoonheidsmiddels en ander velde vanweë die goeie wateroplosbaarheid, verdikking en stabiliteit daarvan. Die uitstekende verdikkingseffek en veiligheid daarvan maak dit 'n algemeen gebruikte toevoeging in die moderne industrie. Die gebruik van CMC moet egter ook wetenskaplik beheer word volgens spesifieke behoeftes en dosisstandaarde om die optimering van sy werkverrigting en voedselveiligheid te verseker.
Postyd: Nov-04-2024