Η καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη νατρίου, που αναφέρεται ως καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη (CMC) είναι ένα είδος αιθέρα ινών υψηλής περιεκτικότητας σε πολυμερές που παρασκευάζεται με χημική τροποποίηση της φυσικής κυτταρίνης. Η δομή του είναι κυρίως μονάδα D-γλυκόζης μέσω β (1→4) Τα κλειδιά συνδέονται μεταξύ τους.
Το CMC είναι λευκή ή γαλακτώδης λευκή ινώδης σκόνη ή κόκκοι, με πυκνότητα 0,5-0,7 g/cm3, σχεδόν άοσμο, άγευστο και υγροσκοπικό. Διασπείρεται εύκολα σε νερό για να σχηματίσει ένα διαφανές κολλοειδές διάλυμα, αδιάλυτο σε οργανικούς διαλύτες όπως η αιθανόλη. Το pH του υδατικού διαλύματος 1% είναι 6,5-8,5, όταν το pH>10 ή <5, το ιξώδες της βλέννας μειώνεται σημαντικά και η απόδοση είναι η καλύτερη όταν το pH=7. Σταθερό στη θερμότητα, το ιξώδες αυξάνεται γρήγορα κάτω από τους 20°C και αλλάζει αργά στους 45°C. Η μακροχρόνια θέρμανση πάνω από 80°C μπορεί να μετουσιώσει το κολλοειδές και να μειώσει σημαντικά το ιξώδες και την απόδοση. Είναι εύκολα διαλυτό στο νερό και το διάλυμα είναι διαφανές. Είναι πολύ σταθερό σε αλκαλικό διάλυμα, αλλά υδρολύεται εύκολα όταν συναντήσει οξύ και θα καταβυθιστεί όταν η τιμή του pH είναι 2-3 και θα αντιδράσει επίσης με άλατα πολυσθενών μετάλλων.
Δομικός τύπος: C6H7(OH)2OCH2COONa Μοριακός τύπος: C8H11O5Na
Η κύρια αντίδραση είναι: η φυσική κυτταρίνη υφίσταται πρώτα αντίδραση αλκαλοποίησης με NaOH και με την προσθήκη χλωροοξικού οξέος, το υδρογόνο στην ομάδα υδροξυλίου στη μονάδα γλυκόζης υφίσταται αντίδραση υποκατάστασης με την καρβοξυμεθυλική ομάδα στο χλωροοξικό οξύ. Μπορεί να φανεί από τον συντακτικό τύπο ότι υπάρχουν τρεις υδροξυλομάδες σε κάθε μονάδα γλυκόζης, δηλαδή C2, C3 και C6 υδροξυλομάδες. Το υδρογόνο σε κάθε ομάδα υδροξυλίου υποκαθίσταται από καρβοξυμεθύλιο, το οποίο ορίζεται ως βαθμός υποκατάστασης 3. Ο βαθμός υποκατάστασης του CMC επηρεάζει άμεσα τη διαλυτότητα, τη γαλακτωματοποίηση, την πάχυνση, τη σταθερότητα, την αντίσταση στα οξέα και την αντίσταση στα άλατα τουCMC .
Γενικά πιστεύεται ότι όταν ο βαθμός υποκατάστασης είναι περίπου 0,6-0,7, η απόδοση γαλακτωματοποίησης είναι καλύτερη και με την αύξηση του βαθμού υποκατάστασης βελτιώνονται αντίστοιχα και άλλες ιδιότητες. Όταν ο βαθμός υποκατάστασης είναι μεγαλύτερος από 0,8, η αντίσταση στα οξέα και η αντίσταση στα άλατα ενισχύονται σημαντικά. .
Επιπλέον, αναφέρεται επίσης παραπάνω ότι υπάρχουν τρεις υδροξυλομάδες σε κάθε μονάδα, δηλαδή οι δευτεροταγείς υδροξυλομάδες των C2 και C3 και η πρωτογενής υδροξυλομάδα του C6. Θεωρητικά, η δραστικότητα της πρωτογενούς υδροξυλομάδας είναι μεγαλύτερη από αυτή της δευτεροταγούς υδροξυλικής ομάδας, αλλά σύμφωνα με την ισοτοπική επίδραση του C, η ομάδα -OH στο C2 Είναι πιο όξινη, ειδικά σε περιβάλλον ισχυρών αλκαλίων, η δραστηριότητά της είναι ισχυρότερο από το C3 και το C6, επομένως είναι πιο επιρρεπές σε αντιδράσεις υποκατάστασης, ακολουθούμενο από το C6 και το C3 είναι το πιο αδύναμο.
Στην πραγματικότητα, η απόδοση του CMC δεν σχετίζεται μόνο με τον βαθμό υποκατάστασης, αλλά και με την ομοιομορφία της κατανομής των καρβοξυμεθυλικών ομάδων σε ολόκληρο το μόριο κυτταρίνης και την υποκατάσταση των ομάδων υδροξυμεθυλίου σε κάθε μονάδα με C2, C3 και C6 σε κάθε μόριο. που σχετίζονται με την ομοιομορφία. Δεδομένου ότι το CMC είναι μια εξαιρετικά πολυμερισμένη γραμμική ένωση και η καρβοξυμεθυλική της ομάδα έχει ανομοιογενή υποκατάσταση στο μόριο, τα μόρια έχουν διαφορετικούς προσανατολισμούς όταν το διάλυμα αφήνεται σε ηρεμία και το μήκος του γραμμικού μορίου είναι διαφορετικό όταν υπάρχει διατμητική δύναμη στο διάλυμα . Ο άξονας έχει την τάση να στρέφεται προς την κατεύθυνση ροής και αυτή η τάση ενισχύεται με την αύξηση του ρυθμού διάτμησης μέχρι να διευθετηθεί πλήρως ο τελικός προσανατολισμός. Αυτό το χαρακτηριστικό της CMC ονομάζεται ψευδοπλαστικότητα. Η ψευδοπλαστικότητα του CMC ευνοεί την ομογενοποίηση και τη μεταφορά με αγωγούς και δεν θα έχει πολύ λιπαρή γεύση στο υγρό γάλα, το οποίο ευνοεί την απελευθέρωση αρώματος γάλακτος. .
Για να χρησιμοποιήσουμε προϊόντα CMC, πρέπει να έχουμε καλή κατανόηση των κύριων παραμέτρων όπως η σταθερότητα, το ιξώδες, η αντίσταση στα οξέα και το ιξώδες. Μάθετε πώς επιλέγουμε το σωστό προϊόν.
Τα προϊόντα CMC χαμηλού ιξώδους έχουν αναζωογονητική γεύση, χαμηλό ιξώδες και σχεδόν καθόλου παχύρρευστη αίσθηση. Χρησιμοποιούνται κυρίως σε ειδικές σάλτσες και ροφήματα. Τα υγιεινά στοματικά υγρά είναι επίσης μια καλή επιλογή.
Τα προϊόντα CMC μεσαίου ιξώδους χρησιμοποιούνται κυρίως σε στερεά ποτά, σε συνηθισμένα ροφήματα πρωτεΐνης και σε χυμούς φρούτων. Ο τρόπος επιλογής εξαρτάται από τις προσωπικές συνήθειες των μηχανικών. Στη σταθερότητα των γαλακτοκομικών ποτών, η CMC έχει συμβάλει πολύ.
Τα προϊόντα CMC υψηλού ιξώδους έχουν σχετικά μεγάλο χώρο εφαρμογής. Σε σύγκριση με το άμυλο, το κόμμι γκουάρ, το κόμμι ξανθάνης και άλλα προϊόντα, η σταθερότητα του CMC εξακολουθεί να είναι σχετικά εμφανής, ειδικά στα προϊόντα κρέατος, το πλεονέκτημα κατακράτησης νερού του CMC είναι πιο εμφανές! Μεταξύ σταθεροποιητών όπως το παγωτό, το CMC είναι επίσης μια καλή επιλογή.
Οι κύριοι δείκτες για τη μέτρηση της ποιότητας του CMC είναι ο βαθμός υποκατάστασης (DS) και η καθαρότητα. Γενικά, οι ιδιότητες του CMC είναι διαφορετικές εάν το DS είναι διαφορετικό. Όσο υψηλότερος είναι ο βαθμός υποκατάστασης, τόσο ισχυρότερη είναι η διαλυτότητα και τόσο καλύτερη είναι η διαφάνεια και η σταθερότητα του διαλύματος. Σύμφωνα με αναφορές, η διαφάνεια του CMC είναι καλύτερη όταν ο βαθμός υποκατάστασης είναι 0,7-1,2 και το ιξώδες του υδατικού διαλύματός του είναι το μεγαλύτερο όταν η τιμή του pH είναι 6-9.
Για να εξασφαλιστεί η ποιότητά του, εκτός από την επιλογή του παράγοντα αιθεροποίησης, πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη ορισμένοι παράγοντες που επηρεάζουν τον βαθμό υποκατάστασης και καθαρότητας, όπως η σχέση μεταξύ της ποσότητας αλκαλίου και του παράγοντα αιθεροποίησης, ο χρόνος αιθεροποίησης, η περιεκτικότητα σε νερό το σύστημα, θερμοκρασία, τιμή DH, διάλυμα Συγκέντρωση και αλάτι κ.λπ.
Η ποιότητα των τελικών προϊόντων CMC εξαρτάται κυρίως από τη λύση του προϊόντος. Εάν το διάλυμα του προϊόντος είναι διαυγές, υπάρχουν λίγα σωματίδια γέλης, ελεύθερες ίνες και μαύρες κηλίδες ακαθαρσιών, επιβεβαιώνεται βασικά ότι η ποιότητα του CMC είναι καλή. Εάν το διάλυμα αφεθεί για μερικές ημέρες, το διάλυμα δεν εμφανίζεται. Λευκό ή θολό, αλλά ακόμα πολύ καθαρό, αυτό είναι καλύτερο προϊόν!
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-14-2022