Zakiseljeni mliječni napici postali su sve popularniji posljednjih godina zbog svojih zdravstvenih prednosti i jedinstvenog okusa. Međutim, te napitke može biti teško stabilizirati, jer kiselina u mlijeku može uzrokovati denaturaciju proteina i stvaranje agregata, što dovodi do taloženja i odvajanja. Jedna od učinkovitih metoda stabilizacije zakiseljenih mliječnih napitaka je korištenje karboksimetil celuloze (CMC), polimera topljivog u vodi koji može djelovati s proteinima i drugim sastojcima u obliku stabilnih suspenzija. U ovom ćemo članku raspravljati o mehanizmu djelovanja stabilizacije zakiseljenih mliječnih napitaka CMC-om.

Struktura i svojstva CMC

CMC je derivat celuloze, prirodnog polimera koji se nalazi u stjenkama biljnih stanica. Dobiva se kemijskom modifikacijom celuloze s karboksimetilnim skupinama, koje poboljšavaju topljivost u vodi i druga svojstva. CMC je visoko razgranati polimer s dugom linearnom lančanom okosnicom i mnogo bočnih lanaca karboksimetilnih skupina. Stupanj supstitucije (DS) CMC-a odnosi se na broj karboksimetilnih skupina po jedinici celuloze, a određuje stupanj topljivosti i viskoznosti CMC-a.

Mehanizam djelovanja CMC u stabilizaciji zakiseljenih mliječnih napitaka

Dodatak CMC-a u zakiseljene mliječne napitke može poboljšati njihovu stabilnost putem nekoliko mehanizama:

1. Elektrostatsko odbijanje: karboksimetilne skupine na CMC negativno su nabijene i mogu djelovati s pozitivno nabijenim proteinima i drugim sastojcima u mlijeku, stvarajući odbojnu silu koja sprječava nakupljanje i taloženje proteina. Ovo elektrostatsko odbijanje stabilizira suspenziju i sprječava taloženje.
2. Hidrofilne interakcije: Hidrofilna priroda CMC-a omogućuje interakciju s molekulama vode i drugim hidrofilnim komponentama u mlijeku, stvarajući zaštitni sloj oko proteina i sprječavajući njihovu međusobnu interakciju.
3. Sterička prepreka: razgranata strukturaCMCmože stvoriti učinak steričke smetnje, sprječavajući proteine ​​da dođu u bliski kontakt i formiraju agregate. Dugi, fleksibilni lanci CMC-a također se mogu omotati oko čestica proteina, stvarajući barijeru koja ih sprječava da dođu u međusobni kontakt.
4. Viskoznost: Dodatak CMC-a zakiseljenim mliječnim napitcima može povećati njihovu viskoznost, što može spriječiti taloženje smanjenjem brzine taloženja čestica. Povećana viskoznost također može stvoriti stabilniju suspenziju pojačavanjem interakcija između CMC-a i drugih sastojaka u mlijeku.

Čimbenici koji utječu na stabilizaciju zakiseljenih mliječnih napitaka CMC-om

Učinkovitost CMC-a u stabilizaciji zakiseljenih mliječnih napitaka ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući:

1. pH: Na stabilnost zakiseljenih mliječnih napitaka jako utječe pH. Pri niskim pH vrijednostima, proteini u mlijeku postaju denaturirani i lakše formiraju agregate, što stabilizaciju čini još većim izazovom. CMC može stabilizirati zakiseljene mliječne napitke pri pH vrijednostima čak do 3,5, ali njegova učinkovitost opada pri nižim pH vrijednostima.
2. Koncentracija CMC: Koncentracija CMC u mlijeku utječe na njegova stabilizirajuća svojstva. Više koncentracije CMC-a mogu dovesti do povećane viskoznosti i poboljšane stabilizacije, ali previsoke koncentracije mogu rezultirati nepoželjnom teksturom i okusom.
3. Koncentracija proteina: Koncentracija i vrsta proteina u mlijeku mogu utjecati na stabilnost napitka. CMC je najučinkovitiji u stabilizaciji pića s niskim koncentracijama proteina, ali također može stabilizirati pića s višim koncentracijama proteina ako su čestice proteina male i ravnomjerno raspoređene.
4. Uvjeti obrade: Uvjeti obrade korišteni za proizvodnju zakiseljenog mliječnog napitka mogu utjecati na njegovu stabilnost. Visoke smične sile i toplina mogu uzrokovati denaturaciju i agregaciju proteina, što dovodi do nestabilnosti. Uvjeti obrade trebaju biti optimizirani kako bi se proteini sveli na najmanju moguću mjeru.