الخصائص الوظيفية لـ CMC (كاربوكسيميثيل السليلوز)

كربوكسي ميثيل السليلوز (كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم، CMC) هو مشتق من السليلوز كربوكسي ميثيل، المعروف أيضًا باسم صمغ السليلوز، وهو أهم صمغ السليلوز الأيوني.

عادة ما يكون CMC عبارة عن مركب بوليمر أنيوني يتم تحضيره عن طريق تفاعل السليلوز الطبيعي مع القلويات الكاوية وحمض أحادي كلورو أسيتيك. يتراوح الوزن الجزيئي للمركب من عدة آلاف إلى مليون.

ينتمي CMC إلى السليلوز الطبيعي المعدل، وقد أطلقت عليه منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة (الفاو) ومنظمة الصحة العالمية (WHO) رسميًا اسم "السليلوز المعدل". طريقة تصنيع كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم ابتكرها الألماني إي يانسن عام 1918، وحصلت على براءة اختراع عام 1921 وأصبحت معروفة للعالم، ومن ثم تم تسويقها في أوروبا.

يستخدم CMC على نطاق واسع في الصناعات البترولية والجيولوجية والكيميائية اليومية والغذائية والأدوية وغيرها من الصناعات، والمعروفة باسم "الغلوتامات أحادية الصوديوم الصناعية".

※الخصائص الهيكلية للCMC

CMC عبارة عن مسحوق أبيض أو أصفر فاتح، حبيبي أو ليفي صلب. وهي مادة كيميائية جزيئية كبيرة يمكنها امتصاص الماء والانتفاخ. عندما تنتفخ في الماء، يمكن أن تشكل غراءًا شفافًا ولزجًا. الرقم الهيدروجيني للتعليق المائي هو 6.5-8.5. المادة غير قابلة للذوبان في المذيبات العضوية مثل الإيثانول والأثير والأسيتون والكلوروفورم.

يعتبر CMC الصلب مستقرًا نسبيًا للضوء ودرجة حرارة الغرفة، ويمكن تخزينه لفترة طويلة في بيئة جافة. CMC هو نوع من إيثر السليلوز، يصنع عادة من نسالات القطن القصيرة (محتوى السليلوز يصل إلى 98٪) أو لب الخشب، ويعالج بهيدروكسيد الصوديوم ثم يتفاعل مع أحادي كلورو أسيتات الصوديوم، ويبلغ الوزن الجزيئي للمركب 6400 (± 1000). عادة ما تكون هناك طريقتان للتحضير: طريقة الماء بالفحم وطريقة المذيب. هناك أيضًا ألياف نباتية أخرى تستخدم لتحضير CMC.

※الميزات والتطبيقات

CMC ليس فقط مثبتًا جيدًا للاستحلاب ومكثفًا في التطبيقات الغذائية، ولكنه يتمتع أيضًا بثبات ممتاز في التجميد والذوبان، ويمكنه تحسين نكهة المنتج وإطالة وقت التخزين.

في عام 1974، وافقت منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة (الفاو) ومنظمة الصحة العالمية (WHO) على استخدام CMC النقي في الغذاء بعد أبحاث واختبارات بيولوجية وسمية صارمة. المدخول الآمن (ADI) وفقًا للمعايير الدولية هو 25 ملجم/كجم من وزن الجسم/اليوم.

※Tهيكينج واستقرار المستحلب

يمكن أن يؤدي تناول CMC إلى استحلاب وتثبيت المشروبات التي تحتوي على الدهون والبروتين. وذلك لأن CMC يصبح مادة غروانية مستقرة وشفافة بعد إذابته في الماء، وتصبح جزيئات البروتين جزيئات بنفس الشحنة تحت حماية الغشاء الغروي، مما يجعل جزيئات البروتين في حالة مستقرة. له تأثير استحلاب معين، لذلك يمكنه تقليل التوتر السطحي بين الدهون والماء في نفس الوقت، بحيث يمكن استحلاب الدهون بالكامل.

يمكن لـ CMC تحسين استقرار المنتج، لأنه عندما تنحرف قيمة الرقم الهيدروجيني للمنتج عن النقطة الكهربية للبروتين، يمكن أن يشكل كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم بنية مركبة مع البروتين، مما يمكن أن يحسن استقرار المنتج.

※زيادة السائبة

إن استخدام CMC في الآيس كريم يمكن أن يزيد من درجة تمدد الآيس كريم، ويحسن سرعة الذوبان، ويعطي شكلاً وطعمًا جيدًا، ويتحكم في حجم ونمو بلورات الثلج أثناء النقل والتخزين. المبلغ المستخدم هو 0.5% من إجمالي الإضافة النسبية.

وذلك لأن CMC لديه احتباس جيد للماء وقابلية التشتت، ويجمع عضويًا جزيئات البروتين وكريات الدهون وجزيئات الماء في الغروانية لتشكيل نظام موحد ومستقر.

※محبة الماء والإماهة

تُستخدم هذه الخاصية الوظيفية لـ CMC بشكل عام في إنتاج الخبز، والتي يمكن أن تجعل قرص العسل موحدًا، وتزيد الحجم، وتقلل من الثمالة، ولها أيضًا تأثير الحفاظ على الحرارة والنضارة؛ تتمتع المعكرونة المضافة مع CMC بقدرة جيدة على الاحتفاظ بالماء ومقاومة للطهي وطعم جيد.

يتم تحديد ذلك من خلال التركيب الجزيئي لـ CMC، وهو مشتق من السليلوز ويحتوي على عدد كبير من المجموعات المحبة للماء في السلسلة الجزيئية: -مجموعة OH، مجموعة -COONa، لذا فإن CMC لديه محبة للماء أفضل من السليلوز والقدرة على الاحتفاظ بالماء.

※دبق

يعني CMC متغير الانسيابية أن السلاسل الجزيئية لديها قدر معين من التفاعلات وتميل إلى تكوين بنية ثلاثية الأبعاد. بعد أن يتكون الهيكل ثلاثي الأبعاد، تزداد لزوجة المحلول، وبعد أن ينكسر الهيكل ثلاثي الأبعاد، تقل اللزوجة. ظاهرة الانسيابية هي أن تغير اللزوجة الظاهري يعتمد على الوقت.

يلعب CMC المتغير الانسيابية دورًا مهمًا في نظام التبلور ويمكن استخدامه لصنع الجيلي والمربى والأطعمة الأخرى.

يمكن استخدامه كمنظف ومثبت للرغوة وزيادة ملمس الفم

يمكن استخدام CMC في إنتاج النبيذ لجعل الطعم أكثر نعومة وغنيًا مع مذاق طويل. يمكن استخدامه كمثبت للرغوة في إنتاج البيرة لجعل الرغوة غنية وطويلة الأمد وتحسين الطعم.

CMC هو نوع من البولي إلكتروليت، والذي قد يشارك في تفاعلات مختلفة في النبيذ للحفاظ على توازن جسم النبيذ. وفي الوقت نفسه، فإنه يتحد أيضًا مع البلورات التي تكونت، فيغير بنية البلورات، ويغير ظروف وجود البلورات في النبيذ، ويسبب هطول الأمطار. تجميع الأشياء.