Funktionelle Eigenschaften von CMC (Carboxymethylcellulose)

Carboxymethylcellulose (Natriumcarboxymethylcellulose, CMC) ist ein carboxymethyliertes Derivat der Cellulose, auch Cellulosegummi genannt, und der wichtigste ionische Cellulosegummi.

CMC ist üblicherweise eine anionische Polymerverbindung, die durch Reaktion natürlicher Cellulose mit Ätzalkali und Monochloressigsäure hergestellt wird. Das Molekulargewicht der Verbindung variiert zwischen mehreren Tausend und einer Million.

CMC gehört zur Modifikation natürlicher Cellulose und wird von der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) offiziell als „modifizierte Cellulose“ bezeichnet. Das Syntheseverfahren für Natriumcarboxymethylcellulose wurde 1918 vom Deutschen E. Jansen erfunden, 1921 patentiert und weltweit bekannt und dann in Europa kommerzialisiert.

CMC wird häufig in der Erdöl-, Geologie-, Chemie-, Lebensmittel-, Pharma- und anderen Industriezweigen verwendet und ist als „industrielles Mononatriumglutamat“ bekannt.

※Strukturelle Eigenschaften von CMC

CMC ist ein weißes oder hellgelbes Pulver, ein körniger oder faseriger Feststoff. Es handelt sich um eine makromolekulare chemische Substanz, die Wasser aufnehmen und aufquellen kann. Wenn es in Wasser aufquillt, kann es einen transparenten, viskosen Kleber bilden. Der pH-Wert der wässrigen Suspension beträgt 6,5–8,5. Der Stoff ist in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol, Ether, Aceton und Chloroform unlöslich.

Festes CMC ist relativ licht- und raumtemperaturstabil und kann in trockener Umgebung lange gelagert werden. CMC ist eine Art Celluloseether, der üblicherweise aus kurzen Baumwoll-Linters (Cellulosegehalt bis zu 98 %) oder Holzzellstoff hergestellt, mit Natriumhydroxid behandelt und dann mit Natriummonochloracetat umgesetzt wird. Das Molekulargewicht der Verbindung beträgt 6400 (± 1000). Normalerweise gibt es zwei Herstellungsmethoden: die Wasser-Kohle-Methode und die Lösungsmittelmethode. Es gibt auch andere Pflanzenfasern, die zur Herstellung von CMC verwendet werden.

※Funktionen und Anwendungen

CMC ist nicht nur ein guter Emulgierungsstabilisator und Verdicker in Lebensmittelanwendungen, sondern verfügt auch über eine ausgezeichnete Gefrier- und Schmelzstabilität und kann den Geschmack des Produkts verbessern und die Lagerzeit verlängern.

Im Jahr 1974 genehmigten die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) nach strengen biologischen und toxikologischen Untersuchungen und Tests die Verwendung von reinem CMC in Lebensmitteln. Die sichere Aufnahme (ADI) des internationalen Standards beträgt 25 mg/kg Körpergewicht/Tag.

※TVerdickung und Emulsionsstabilität

Der Verzehr von CMC kann fett- und proteinhaltige Getränke emulgieren und stabilisieren. Dies liegt daran, dass CMC nach dem Auflösen in Wasser zu einem transparenten, stabilen Kolloid wird und die Proteinpartikel unter dem Schutz der Kolloidmembran zu Partikeln mit der gleichen Ladung werden, wodurch die Proteinpartikel in einen stabilen Zustand versetzt werden können. Es hat eine gewisse emulgierende Wirkung, kann also gleichzeitig die Oberflächenspannung zwischen Fett und Wasser reduzieren, sodass Fett vollständig emulgiert werden kann.

CMC kann die Stabilität des Produkts verbessern, denn wenn der pH-Wert des Produkts vom isoelektrischen Punkt des Proteins abweicht, kann Natriumcarboxymethylcellulose mit dem Protein eine Verbundstruktur bilden, die die Stabilität des Produkts verbessern kann.

※Masse erhöhen

Die Verwendung von CMC in Eiscreme kann den Expansionsgrad von Eiscreme erhöhen, die Schmelzgeschwindigkeit verbessern, eine gute Form und einen guten Geschmack verleihen und die Größe und das Wachstum von Eiskristallen während Transport und Lagerung kontrollieren. Die eingesetzte Menge beträgt 0,5 % der gesamten dosierten Zugabe.

Dies liegt daran, dass CMC eine gute Wasserretention und Dispergierbarkeit aufweist und Proteinpartikel, Fettkügelchen und Wassermoleküle im Kolloid organisch verbindet, um ein einheitliches und stabiles System zu bilden.

※Hydrophilie und Rehydrierung

Diese funktionelle Eigenschaft von CMC wird im Allgemeinen bei der Brotherstellung genutzt, wodurch die Wabe gleichmäßiger werden, das Volumen erhöht, Bodensatz reduziert und auch die Wirkung der Wärmeerhaltung und Frische erzielt werden kann; Mit CMC versetzte Nudeln haben ein gutes Wasserhaltevermögen, Kochbeständigkeit und einen guten Geschmack.

Dies wird durch die Molekülstruktur von CMC bestimmt, einem Cellulosederivat mit einer großen Anzahl hydrophiler Gruppen in der Molekülkette: -OH-Gruppe, -COONa-Gruppe, sodass CMC eine bessere Hydrophilie als Cellulose und ein besseres Wasserhaltevermögen aufweist.

※Gelierung

Thixotropes CMC bedeutet, dass die makromolekularen Ketten ein gewisses Maß an Wechselwirkungen aufweisen und dazu neigen, eine dreidimensionale Struktur zu bilden. Nachdem sich die dreidimensionale Struktur gebildet hat, nimmt die Viskosität der Lösung zu und nach dem Aufbrechen der dreidimensionalen Struktur nimmt die Viskosität ab. Das Thixotropie-Phänomen besteht darin, dass die scheinbare Viskositätsänderung von der Zeit abhängt.

Thixotropes CMC spielt eine wichtige Rolle im Geliersystem und kann zur Herstellung von Gelee, Marmelade und anderen Lebensmitteln verwendet werden.

Kann als Klärmittel, Schaumstabilisator und zur Verbesserung des Mundgefühls verwendet werden

CMC kann bei der Weinherstellung verwendet werden, um den Geschmack milder und gehaltvoller mit einem langen Nachgeschmack zu machen; Es kann als Schaumstabilisator bei der Bierherstellung eingesetzt werden, um den Schaum reichhaltig und langlebig zu machen und den Geschmack zu verbessern.

CMC ist eine Art Polyelektrolyt, der an verschiedenen Reaktionen im Wein beteiligt sein kann, um das Gleichgewicht des Weinkörpers aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig verbindet es sich mit den gebildeten Kristallen, verändert die Struktur der Kristalle, verändert die Existenzbedingungen der Kristalle im Wein und führt zu Ausfällungen. Die Ansammlung von Dingen.