Sauermilchgetränke erfreuen sich in den letzten Jahren aufgrund ihrer gesundheitlichen Vorteile und ihres einzigartigen Geschmacks immer größerer Beliebtheit. Die Stabilisierung dieser Getränke kann jedoch schwierig sein, da die Säure in der Milch dazu führen kann, dass die Proteine ​​denaturieren und Aggregate bilden, was zu Sedimentation und Trennung führt. Eine wirksame Methode zur Stabilisierung angesäuerter Milchgetränke ist die Verwendung von Carboxymethylcellulose (CMC), einem wasserlöslichen Polymer, das mit Proteinen und anderen Inhaltsstoffen interagieren kann, um stabile Suspensionen zu bilden. In diesem Artikel besprechen wir den Wirkmechanismus der Stabilisierung angesäuerter Milchgetränke durch CMC.

Struktur und Eigenschaften von CMC

CMC ist ein Derivat von Cellulose, einem natürlichen Polymer, das in pflanzlichen Zellwänden vorkommt. Es wird durch chemische Modifizierung von Cellulose mit Carboxymethylgruppen hergestellt, die ihre Wasserlöslichkeit und andere Eigenschaften verbessern. CMC ist ein hochverzweigtes Polymer mit einem langen linearen Kettengerüst und vielen Seitenketten mit Carboxymethylgruppen. Der Substitutionsgrad (DS) von CMC bezieht sich auf die Anzahl der Carboxymethylgruppen pro Celluloseeinheit und bestimmt den Löslichkeitsgrad und die Viskosität von CMC.

Wirkmechanismus von CMC bei der Stabilisierung angesäuerter Milchgetränke

Der Zusatz von CMC zu angesäuerten Milchgetränken kann deren Stabilität durch mehrere Mechanismen verbessern:

1. Elektrostatische Abstoßung: Die Carboxymethylgruppen auf CMC sind negativ geladen und können mit positiv geladenen Proteinen und anderen Inhaltsstoffen in der Milch interagieren, wodurch eine abstoßende Kraft entsteht, die verhindert, dass sich die Proteine ​​ansammeln und absetzen. Diese elektrostatische Abstoßung stabilisiert die Suspension und verhindert eine Sedimentation.
2. Hydrophile Wechselwirkungen: Die hydrophile Natur von CMC ermöglicht die Wechselwirkung mit Wassermolekülen und anderen hydrophilen Komponenten in der Milch, bildet eine Schutzschicht um die Proteine ​​und verhindert, dass sie miteinander interagieren.
3. Sterische Hinderung: Die verzweigte Struktur vonCMCkann einen sterischen Hinderungseffekt erzeugen, der verhindert, dass die Proteine ​​in engen Kontakt kommen und Aggregate bilden. Die langen, flexiblen CMC-Ketten können sich auch um die Proteinpartikel wickeln und so eine Barriere bilden, die verhindert, dass sie miteinander in Kontakt kommen.
4. Viskosität: Der Zusatz von CMC zu angesäuerten Milchgetränken kann deren Viskosität erhöhen, wodurch eine Sedimentation verhindert werden kann, indem die Absetzgeschwindigkeit der Partikel verringert wird. Die erhöhte Viskosität kann auch zu einer stabileren Suspension führen, indem die Wechselwirkungen zwischen dem CMC und anderen Inhaltsstoffen in der Milch verbessert werden.

Faktoren, die die Stabilisierung angesäuerter Milchgetränke durch CMC beeinflussen

Die Wirksamkeit von CMC bei der Stabilisierung angesäuerter Milchgetränke hängt von mehreren Faktoren ab, darunter:

1. pH-Wert: Die Stabilität angesäuerter Milchgetränke wird stark vom pH-Wert beeinflusst. Bei niedrigen pH-Werten denaturieren die Proteine ​​in der Milch und bilden leichter Aggregate, was die Stabilisierung schwieriger macht. CMC kann angesäuerte Milchgetränke bereits bei pH-Werten von 3,5 stabilisieren, seine Wirksamkeit lässt jedoch bei niedrigeren pH-Werten nach.
2. CMC-Konzentration: Die CMC-Konzentration in der Milch beeinflusst deren stabilisierende Eigenschaften. Höhere CMC-Konzentrationen können zu einer erhöhten Viskosität und verbesserten Stabilisierung führen, zu hohe Konzentrationen können jedoch zu einer unerwünschten Textur und einem unerwünschten Geschmack führen.
3. Proteinkonzentration: Die Konzentration und Art der Proteine ​​in der Milch können die Stabilität des Getränks beeinflussen. CMC ist am effektivsten bei der Stabilisierung von Getränken mit niedrigen Proteinkonzentrationen, kann aber auch Getränke mit höheren Proteinkonzentrationen stabilisieren, wenn die Proteinpartikel klein und gleichmäßig verteilt sind.
4. Verarbeitungsbedingungen: Die Verarbeitungsbedingungen zur Herstellung des angesäuerten Milchgetränks können dessen Stabilität beeinflussen. Hohe Scherkräfte und Hitze können zur Denaturierung und Aggregation von Proteinen führen, was zu Instabilität führt. Die Verarbeitungsbedingungen sollten optimiert werden, um Protein zu minimieren.