Sodná sůl karboxymethylcelulózy, označovaná jako karboxymethylcelulóza (CMC) je druh etheru s vysokým obsahem polymerních vláken připravený chemickou modifikací přírodní celulózy. Jeho struktura je tvořena převážně jednotkou D-glukózy prostřednictvím β (1→4) Klíče jsou vzájemně propojeny.
CMC je bílý nebo mléčně bílý vláknitý prášek nebo granule s hustotou 0,5-0,7 g/cm3, téměř bez zápachu, chuti a hygroskopické. Snadno se disperguje ve vodě za vzniku průhledného koloidního roztoku, nerozpustného v organických rozpouštědlech, jako je ethanol. pH 1% vodného roztoku je 6,5-8,5, při pH>10 nebo <5 viskozita slizu výrazně klesá a výkon je nejlepší při pH=7. Stabilní vůči teplu, viskozita rychle stoupá pod 20 °C a mění se pomalu při 45 °C. Dlouhodobé zahřívání nad 80°C může denaturovat koloid a výrazně snížit viskozitu a výkon. Je snadno rozpustný ve vodě a roztok je průhledný; je velmi stabilní v alkalickém roztoku, ale snadno se hydrolyzuje, když se setká s kyselinou, a vysráží se, když je hodnota pH 2-3, a také reaguje se solemi vícemocných kovů.
Strukturní vzorec: C6H7(OH)2OCH2COONa Molekulární vzorec: C8H11O5Na
Hlavní reakce je: přírodní celulóza nejprve podstoupí alkalizační reakci s NaOH a po přidání kyseliny chloroctové podstoupí vodík na hydroxylové skupině na jednotce glukózy substituční reakci s karboxymethylovou skupinou v kyselině chloroctové. Ze strukturního vzorce je patrné, že na každé glukózové jednotce jsou tři hydroxylové skupiny, tj. hydroxylové skupiny C2, C3 a C6. Vodík na každé hydroxylové skupině je substituován karboxymethylem, který je definován jako stupeň substituce 3. Stupeň substituce CMC přímo ovlivňuje rozpustnost, emulgaci, zahušťování, stabilitu, odolnost vůči kyselinám a odolnost vůči solím.CMC .
Obecně se má za to, že když je stupeň substituce kolem 0,6-0,7, emulgační výkon je lepší a se zvyšujícím se stupněm substituce se odpovídajícím způsobem zlepšují další vlastnosti. Když je stupeň substituce větší než 0,8, jeho odolnost vůči kyselinám a odolnost vůči solím se výrazně zvýší. .
Kromě toho je výše také uvedeno, že na každé jednotce jsou tři hydroxylové skupiny, to znamená sekundární hydroxylové skupiny C2 a C3 a primární hydroxylová skupina C6. Teoreticky je aktivita primární hydroxylové skupiny větší než sekundární hydroxylové skupiny, ale podle izotopového účinku C, -OH skupiny na C2 Je kyselejší, zejména v prostředí silné alkálie, její aktivita je silnější než C3 a C6, takže je náchylnější k substitučním reakcím, následuje C6 a C3 je nejslabší.
Ve skutečnosti účinnost CMC nesouvisí pouze se stupněm substituce, ale také s rovnoměrností distribuce karboxymethylových skupin v celé molekule celulózy a substitucí hydroxymethylových skupin v každé jednotce s C2, C3 a C6 v každá molekula. související s uniformitou. Protože CMC je vysoce polymerizovaná lineární sloučenina a její karboxymethylová skupina má v molekule nehomogenní substituci, molekuly mají různou orientaci, když je roztok ponechán stát, a délka lineární molekuly je různá, když je v roztoku smyková síla. . Osa má tendenci se otáčet do směru toku a tato tendence se zvyšuje se zvyšováním smykové rychlosti, dokud není konečná orientace zcela uspořádána. Tato vlastnost CMC se nazývá pseudoplasticita. Pseudoplasticita CMC přispívá k homogenizaci a přepravě potrubím a v tekutém mléce nebude chutnat příliš mastně, což přispívá k uvolnění mléčného aroma. .
Abychom mohli používat produkty CMC, musíme dobře rozumět hlavním parametrům, jako je stabilita, viskozita, odolnost vůči kyselinám a viskozita. Vědět, jak vybíráme správný produkt.
Produkty CMC s nízkou viskozitou mají osvěžující chuť, nízkou viskozitu a téměř žádný hustý pocit. Používají se především do speciálních omáček a nápojů. Dobrou volbou jsou také zdravé ústní tekutiny.
Středně viskózní produkty CMC se používají především do pevných nápojů, běžných proteinových nápojů a ovocných šťáv. Jak si vybrat, závisí na osobních zvyklostech inženýrů. CMC přispěla velkou měrou ke stabilitě mléčných nápojů.
Produkty CMC s vysokou viskozitou mají poměrně velký aplikační prostor. Ve srovnání se škrobem, guarovou gumou, xanthanovou gumou a dalšími produkty je stabilita CMC stále poměrně zřejmá, zejména u masných výrobků je výhoda CMC zadržování vody zřetelnější! Mezi stabilizátory, jako je zmrzlina, je CMC také dobrou volbou.
Hlavními ukazateli pro měření kvality CMC jsou stupeň substituce (DS) a čistota. Obecně platí, že vlastnosti CMC jsou odlišné, pokud je DS odlišný; čím vyšší je stupeň substituce, tím silnější je rozpustnost a tím lepší je průhlednost a stabilita roztoku. Podle zpráv je průhlednost CMC lepší, když je stupeň substituce 0,7-1,2, a viskozita jeho vodného roztoku je největší, když je hodnota pH 6-9.
Aby byla zajištěna jeho kvalita, je třeba kromě volby etherifikačního činidla zvážit také některé faktory, které ovlivňují stupeň substituce a čistotu, jako je vztah mezi množstvím alkálie a etherifikačního činidla, dobou etherifikace, obsahem vody v systém, teplota, hodnota DH, koncentrace roztoku a soli atd.
Kvalita hotových výrobků CMC závisí především na řešení výrobku. Pokud je roztok produktu čirý, je v něm málo gelových částic, volných vláken a černých skvrn nečistot, je v podstatě potvrzeno, že kvalita CMC je dobrá. Pokud je roztok ponechán několik dní, roztok se neobjeví. Bílý nebo zakalený, ale stále velmi čirý, to je lepší produkt!
Čas odeslání: 14. prosince 2022