Natrijeva karboksimetil celuloza, poznata i kao karboksimetil celuloza (CMC), vrsta je visokopolimernog vlaknastog etera pripremljenog kemijskom modifikacijom prirodne celuloze. Njegova struktura je uglavnom jedinica D-glukoze kroz β (1→4). Ključevi su međusobno povezani.
CMC je bijeli ili mliječnobijeli vlaknasti prah ili granule, gustoće 0,5-0,7 g/cm3, gotovo bez mirisa, okusa i higroskopan. Lako se dispergira u vodi i formira prozirnu koloidnu otopinu, netopljivu u organskim otapalima kao što je etanol. pH 1% vodene otopine je 6,5-8,5, kada je pH>10 ili <5, viskoznost sluzi značajno opada, a učinak je najbolji kada je pH=7. Stabilan na zagrijavanje, viskoznost brzo raste ispod 20°C, a polako se mijenja na 45°C. Dugotrajno zagrijavanje iznad 80°C može denaturirati koloid i značajno smanjiti viskoznost i učinkovitost. Lako je topljiv u vodi i otopina je prozirna; vrlo je stabilan u alkalnoj otopini, ali se lako hidrolizira kada naiđe na kiselinu, te će se istaložiti kada je pH vrijednost 2-3, a također će reagirati sa solima viševalentnih metala.
Strukturna formula: C6H7(OH)2OCH2COONa Molekulska formula: C8H11O5Na
Glavna reakcija je: prirodna celuloza prvo prolazi reakciju alkalizacije s NaOH, a uz dodatak klorooctene kiseline, vodik na hidroksilnoj skupini na jedinici glukoze prolazi reakciju supstitucije s karboksimetil skupinom u klorooctenoj kiselini. Iz strukturne formule vidljivo je da na svakoj jedinici glukoze postoje tri hidroksilne skupine, odnosno C2, C3 i C6 hidroksilne skupine. Vodik na svakoj hidroksilnoj skupini supstituiran je karboksimetilom, što je definirano kao stupanj supstitucije 3. Stupanj supstitucije CMC-a izravno utječe na topljivost, emulzifikaciju, zgušnjavanje, stabilnost, otpornost na kiseline i soliCMC .
Općenito se vjeruje da kada je stupanj supstitucije oko 0,6-0,7, učinak emulgiranja je bolji, a s povećanjem stupnja supstitucije, druga svojstva se u skladu s tim poboljšavaju. Kada je stupanj supstitucije veći od 0,8, otpornost na kiseline i soli značajno se povećava. .
Osim toga, gore je također spomenuto da postoje tri hidroksilne skupine na svakoj jedinici, odnosno sekundarne hidroksilne skupine C2 i C3 i primarne hidroksilne skupine C6. U teoriji, aktivnost primarne hidroksilne skupine veća je od aktivnosti sekundarne hidroksilne skupine, ali prema izotopskom učinku C, -OH skupina na C2 kiselija je, osobito u okruženju jake lužine, njezina aktivnost je jači od C3 i C6, pa je skloniji reakcijama supstitucije, zatim C6, a C3 je najslabiji.
U stvari, učinkovitost CMC-a nije povezana samo sa stupnjem supstitucije, već i s ujednačenošću distribucije karboksimetilnih skupina u cijeloj molekuli celuloze i supstitucijom hidroksimetilnih skupina u svakoj jedinici s C2, C3 i C6 u svaka molekula. vezano za uniformnost. Budući da je CMC visoko polimerizirani linearni spoj, a njegova karboksimetilna skupina ima nehomogenu supstituciju u molekuli, molekule imaju različite orijentacije kada otopina stoji, a duljina linearne molekule je različita kada u otopini postoji sila smicanja. . Os ima tendenciju okretanja prema smjeru toka, a ta tendencija postaje sve jača s povećanjem brzine smicanja dok se konačna orijentacija potpuno ne uredi. Ova karakteristika CMC-a naziva se pseudoplastičnost. Pseudoplastičnost CMC-a pogoduje homogenizaciji i transportu cjevovodom, a okus u tekućem mlijeku neće biti previše mastan, što pogoduje oslobađanju arome mlijeka. .
Da bismo koristili CMC proizvode, moramo dobro razumjeti glavne parametre kao što su stabilnost, viskoznost, otpornost na kiseline i viskoznost. Saznajte kako odabrati pravi proizvod.
CMC proizvodi niske viskoznosti imaju osvježavajući okus, nisku viskoznost i gotovo bez osjećaja gustine. Uglavnom se koriste u posebnim umacima i pićima. Zdrave oralne tekućine također su dobar izbor.
CMC proizvodi srednje viskoznosti uglavnom se koriste u krutim pićima, običnim proteinskim napicima i voćnim sokovima. Kako odabrati ovisi o osobnim navikama inženjera. U stabilnosti mliječnih napitaka CMC je puno pridonio.
CMC proizvodi visoke viskoznosti imaju relativno veliki prostor primjene. U usporedbi sa škrobom, guar gumom, ksantan gumom i drugim proizvodima, stabilnost CMC-a je još uvijek relativno očita, posebno u mesnim proizvodima, prednost CMC-a u zadržavanju vode je očitija! Među stabilizatorima kao što je sladoled, CMC je također dobar izbor.
Glavni pokazatelji za mjerenje kvalitete CMC-a su stupanj supstitucije (DS) i čistoća. Općenito, svojstva CMC-a su različita ako je DS drugačiji; što je viši stupanj supstitucije, to je jača topljivost, te bolja prozirnost i stabilnost otopine. Prema izvješćima, prozirnost CMC-a je bolja kada je stupanj supstitucije 0,7-1,2, a viskoznost njegove vodene otopine najveća je kada je pH vrijednost 6-9.
Kako bi se osigurala njegova kvaliteta, osim izbora agensa za eterifikaciju, moraju se uzeti u obzir i neki čimbenici koji utječu na stupanj supstitucije i čistoće, kao što je odnos između količine lužine i agensa za eterifikaciju, vrijeme eterifikacije, sadržaj vode u sustav, temperatura, DH vrijednost, koncentracija otopine i sol itd.
Kvaliteta CMC gotovih proizvoda uglavnom ovisi o rješenju proizvoda. Ako je otopina proizvoda bistra, ima malo čestica gela, slobodnih vlakana i crnih mrlja od nečistoća, u osnovi je potvrđeno da je kvaliteta CMC-a dobra. Ako se otopina ostavi nekoliko dana, otopina se ne pojavljuje. Bijelo ili zamućeno, ali još uvijek vrlo bistro, to je bolji proizvod!
Vrijeme objave: 14. prosinca 2022