Karboxymethylcelulóza (CMC) je důležitá ve vodě rozpustná polymerní sloučenina, která je široce používána v potravinářství, farmacii, každodenních chemikáliích, textilu a dalších oblastech. V potravinářském průmyslu je jedním z nejdůležitějších použití CMC jako zahušťovadlo. Zahušťovadla jsou třídou přísad, které zvyšují viskozitu kapaliny, aniž by výrazně změnily ostatní vlastnosti kapaliny.
1. Chemická struktura a princip zahušťování karboxymethylcelulózy
Karboxymethylcelulóza je derivát celulózy vzniklý nahrazením části hydroxylových skupin (-OH) celulózy karboxymethylovými skupinami (-CH2COOH). Jeho základní strukturní jednotkou je opakující se řetězec β-D-glukózy. Zavedení karboxymethylových skupin dává CMC hydrofilitu, což jí dává dobrou rozpustnost a zahušťovací schopnost ve vodě. Princip jeho zahušťování je založen především na následujících bodech:
Bobtnací efekt: CMC nabobtná po absorbování molekul vody ve vodě, vytvoří síťovou strukturu, takže molekuly vody se zachytí v její struktuře, čímž se zvýší viskozita systému.
Účinek náboje: Karboxylové skupiny v CMC budou částečně ionizovány ve vodě za vzniku záporných nábojů. Tyto nabité skupiny vytvoří ve vodě elektrostatické odpuzování, což způsobí, že se molekulové řetězce rozvinou a vytvoří roztok s vysokou viskozitou.
Délka řetězce a koncentrace: Délka řetězce a koncentrace roztoku molekul CMC ovlivní jeho zahušťovací účinek. Obecně řečeno, čím vyšší molekulová hmotnost, tím vyšší je viskozita roztoku; zároveň čím vyšší je koncentrace roztoku, zvyšuje se i viskozita systému.
Molekulární zesítění: Když se CMC rozpustí ve vodě, v důsledku zesíťování mezi molekulami a vytvoření síťové struktury jsou molekuly vody omezeny na specifické oblasti, což má za následek snížení tekutosti roztoku, což ukazuje zahušťovací efekt.
2. Aplikace karboxymethylcelulózy v potravinářském průmyslu
V potravinářském průmyslu je karboxymethylcelulóza široce používána jako zahušťovadlo. Níže jsou uvedeny některé typické scénáře aplikace:
Nápoje a mléčné výrobky: V ovocných šťávách a laktobacilových nápojích může CMC zvýšit viskozitu nápoje, zlepšit chuť a prodloužit trvanlivost. Zejména v mléčných výrobcích s nízkým obsahem tuku a bez tuku může CMC nahradit část mléčného tuku a zlepšit texturu a stabilitu produktu.
Omáčky a koření: V salátovém dresinku, rajčatové omáčce a sójové omáčce působí CMC jako zahušťovadlo a suspendační činidlo, aby se zlepšila uniformita produktu, zabránilo se delaminaci a produkt byl stabilnější.
Zmrzlina a studené nápoje: Přidání CMC do zmrzliny a studených nápojů může zlepšit strukturu produktu, učinit ho hutnějším a pružnějším, zabránit tvorbě ledových krystalů a zlepšit chuť.
Chléb a pečené výrobky: V pečených výrobcích, jako je chléb a koláče, se CMC používá jako zlepšující prostředek těsta ke zvýšení roztažnosti těsta, změkčení chleba a prodloužení trvanlivosti.
3. Jiné zahušťovací aplikace karboxymethylcelulózy
Kromě potravin se karboxymethylcelulóza často používá jako zahušťovadlo ve farmacii, kosmetice, denní chemii a dalších průmyslových odvětvích. Například:
Farmaceutický průmysl: V lécích se CMC často používá k zahušťování sirupů, kapslí a tablet, takže léky mají lepší tvarovací a dezintegrační účinky a mohou zlepšit stabilitu léků.
Kosmetika a každodenní chemikálie: V každodenních chemikáliích, jako je zubní pasta, šampon, sprchový gel atd., může CMC zvýšit konzistenci produktu, zlepšit zkušenost s používáním a učinit pastu jednotnou a stabilní.
4. Bezpečnost karboxymethylcelulózy
Bezpečnost karboxymethylcelulózy byla potvrzena mnoha studiemi. Protože CMC pochází z přírodní celulózy a v těle se netráví a nevstřebává, obvykle nemá negativní dopad na lidské zdraví. Světová zdravotnická organizace (WHO) i Společný expertní výbor pro potravinářská aditiva (JECFA) ji klasifikují jako bezpečnou potravinářskou přísadu. V rozumné dávce CMC nevyvolává toxické reakce a má určité lubrikační a projímavé účinky na střeva. Nadměrný příjem však může způsobit gastrointestinální potíže, proto je třeba při výrobě potravin přísně dodržovat předepsané normy dávkování.
5. Výhody a nevýhody karboxymethylcelulózy
Karboxymethylcelulóza má jako zahušťovadlo své výhody a omezení:
Výhody: CMC má dobrou rozpustnost ve vodě, tepelnou stabilitu a chemickou stabilitu, je odolný vůči kyselinám a zásadám a snadno se nerozkládá. To umožňuje jeho použití v různých prostředích zpracování.
Nevýhody: CMC může být při vysokých koncentracích příliš viskózní a není vhodný pro všechny produkty. CMC se v kyselém prostředí rozkládá, což má za následek snížení jeho zahušťovacího účinku. Při použití v kyselých nápojích nebo potravinách je nutná opatrnost.
Jako důležité zahušťovadlo je karboxymethylcelulóza široce používána v potravinářství, medicíně, kosmetice a dalších oblastech díky své dobré rozpustnosti ve vodě, zahušťování a stabilitě. Jeho vynikající zahušťovací účinek a bezpečnost z něj činí běžně používanou přísadu v moderním průmyslu. Použití CMC však také musí být vědecky kontrolováno podle konkrétních potřeb a standardů dávkování, aby byla zajištěna optimalizace jeho účinnosti a bezpečnosti potravin.
Čas odeslání: List-04-2024