נתרן קרבוקסימתיל תאית, המכונה תאית קרבוקסימתיל (CMC) הוא סוג של אתר סיב פולימרי גבוה שהוכן על ידי שינוי כימי של תאית טבעית. המבנה שלה הוא בעיקר יחידת D-גלוקוז דרך β (1→4) קשר גליקוזידי רכיבים מחוברים. לשימוש ב-CMC יתרונות רבים על פני מעבי מזון אחרים.
01 CMC נמצא בשימוש נרחב במזון
(1) ל-CMC יש יציבות טובה
במזונות קרים כמו ארטיקים וגלידה, הוא יכול לשלוט ביצירת גבישי קרח, להגביר את קצב ההתפשטות ולשמור על מבנה אחיד, להתנגד להמסה, בעל טעם עדין וחלק ולהלבין את הצבע.
במוצרי חלב, בין אם זה חלב בטעמים, חלב פירות או יוגורט, הוא יכול להגיב עם חלבון בטווח הנקודה האיזואלקטרית של ערך ה-pH (PH4.6) ליצירת קומפלקס בעל מבנה מורכב, המועיל ל- יציבות האמולסיה ושיפור עמידות לחלבונים.
(2) ניתן לשלב CMC עם מייצבים וחומרים מתחלבים אחרים
במוצרי מזון ומשקאות, יצרנים כלליים משתמשים במגוון מייצבים, כגון: קסנטן גאם, גואר גאם, קרגנין, דקסטרין וכו'. מתחלבים כגון: גליצרול מונוסטארט, אסטרים של חומצות שומן סוכרוז וכו', מורכבים כדי להשלים זה את זה של זה. יתרונות ומשחקים תפקיד סינרגטי להפחתת עלויות הייצור.
(3) ל-CMC יש פסאודו-פלסטיות
הצמיגות של CMC הפיכה בטמפרטורות שונות. ככל שהטמפרטורה עולה, צמיגות התמיסה יורדת, ולהיפך; כאשר כוח הגזירה קיים, הצמיגות של CMC תרד, ועם הגדלת כוח הגזירה, הצמיגות תקטן. מאפיינים אלו מאפשרים ל-CMC להפחית את עומס הציוד ולשפר את יעילות ההומוגנית בעת ערבוב, הומוגזציה והובלת צינורות, שאין דומה לה על ידי מייצבים אחרים.
02 דרישות התהליך
כמייצב יעיל, CMC ישפיע על השפעתו אם נעשה בו שימוש לא נכון, ואף יגרום לגריטה של המוצר. לכן, עבור CMC, חשוב מאוד לפזר את התמיסה באופן מלא ואחיד כדי לשפר את יעילותו, להפחית מינון, לשפר את איכות המוצר ולהגדיל את התפוקה. בפרט, יש לשים לב לכל שלב בתהליך:
(1) מרכיבים
1. שיטת פיזור גזירה במהירות גבוהה עם כוח מכני
ניתן להשתמש בכל הציוד עם יכולת ערבוב כדי לסייע ל-CMC להתפזר במים. באמצעות גזירה מהירה, ניתן להשרות את ה-CMC באופן שווה במים כדי להאיץ את פירוק ה-CMC.
חלק מהיצרנים משתמשים כיום במערבלי אבקת מים או במיכלי ערבוב מהירים.
2. שיטת פיזור ערבוב יבש בסוכר
מערבבים היטב עם CMC וסוכר מגורען ביחס של 1:5, ומפזרים אותו פנימה באיטיות תוך ערבוב מתמיד להמסה מלאה של ה-CMC.
3. ממיסים במי סוכר רוויים
כמו קרמל וכו' יכולים להאיץ את פירוק ה-CMC.
(2) תוספת חומצה
עבור כמה משקאות חומציים, כמו יוגורט, יש לבחור מוצרים עמידים לחומצה. אם הם מופעלים כרגיל, ניתן לשפר את איכות המוצר ולמנוע משקעים וריבוד של המוצר.
1. בעת הוספת חומצה, יש לשלוט בקפדנות על הטמפרטורה של הוספת חומצה, בדרך כלל ≤20°C.
2. יש לשלוט בריכוז החומצה ב-8-20%, ככל שיורד כך טוב יותר.
3. תוספת חומצה מאמצת שיטת ריסוס, והיא מתווספת לאורך הכיוון המשיק של יחס המיכל, בדרך כלל 1-3 דקות.
4. מהירות תרחיץ n=1400-2400 r/m
(3) הומוגנית
1. מטרת אמולסיפיקציה
נוזל הזנה הומוגני, המכיל שומן, CMC צריך להיות מורכב עם מתחלב, כגון מונוגליצריד, לחץ ההומוגניות הוא 18-25mpa, והטמפרטורה היא 60-70 מעלות צלזיוס.
2. מטרה מבוזרת
הומוגניזציה, אם המרכיבים השונים בשלב המוקדם אינם אחידים לחלוטין, עדיין יש כמה חלקיקים קטנים, יש להומוגגזה, לחץ ההומוגניזציה הוא 10mpa, והטמפרטורה היא 60-70 מעלות צלזיוס.
(4) עיקור
CMC בטמפרטורה גבוהה, במיוחד כאשר הטמפרטורה גבוהה מ-50 מעלות צלזיוס במשך זמן רב, הצמיגות של CMC באיכות ירודה תרד באופן בלתי הפיך. הצמיגות של CMC של יצרנים כלליים תרד ברצינות ב-80 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות, כך שניתן להשתמש בסטריליזציה מיידית או בריזציה. שיטת עיקור לקיצור זמן של CMC בטמפרטורה גבוהה.
(5) אמצעי זהירות אחרים
1. איכות המים שנבחרה צריכה להיות מי ברז נקיים ומטופלים ככל האפשר. אין להשתמש במים בבאר כדי למנוע זיהום מיקרוביאלי ולהשפיע על איכות המוצר.
2. לא ניתן להשתמש בכלים להמסה ואחסון של CMC במיכלי מתכת, אך ניתן להשתמש בכלי נירוסטה, אגני עץ או מכלי קרמיקה. מניעת חדירת יוני מתכת דו ערכיים.
3. לאחר כל שימוש ב-CMC, יש לקשור היטב את פיה של שקית האריזה כדי למנוע ספיגת לחות והידרדרות של CMC.
03 תשובות לשאלות בשימוש ב-CMC
כיצד מבדילים מבחינה מבנית צמיגות נמוכה, בינונית וצמיגות גבוהה? האם יהיה הבדל בעקביות?
תְגוּבָה:
מובן שאורכה של השרשרת המולקולרית שונה, או שהמשקל המולקולרי שונה, והיא מחולקת לצמיגות נמוכה, בינונית וגבוהה. כמובן, הביצועים המקרוסקופיים תואמים את הצמיגות השונה. לאותו ריכוז יש צמיגות, יציבות מוצר ויחס חומצה שונים. הקשר הישיר תלוי בעיקר בפתרון המוצר.
מהן הביצועים הספציפיים של מוצרים עם דרגת החלפה מעל 1.15? במילים אחרות, ככל שדרגת ההחלפה גבוהה יותר, הביצועים הספציפיים של המוצר שופרו?
תְגוּבָה:
למוצר יש דרגת החלפה גבוהה, נזילות מוגברת ופסאודו-פלסטיות מופחתת משמעותית. למוצרים עם אותה צמיגות יש דרגת החלפה גבוהה ותחושת חלקה ברורה יותר. למוצרים בדרגת תחלופה גבוהה יש פתרון מבריק, בעוד למוצרים בדרגת תחלופה כללית יש פתרון לבנבן.
האם זה בסדר לבחור בצמיגות בינונית להכנת משקאות חלבון מותססים?
תְגוּבָה:
מוצרים עם צמיגות בינונית ונמוכה, מידת ההחלפה היא כ-0.90, והמוצרים בעלי עמידות טובה יותר לחומצה.
איך CMC יכול להתמוסס במהירות? לפעמים, לאחר הרתיחה, הוא מתמוסס לאט.
תְגוּבָה:
לערבב עם קולואידים אחרים, או לפזר עם מעבד 1000-1200 סל"ד.
הפיזור של CMC אינו טוב, ההידרופיליות טובה, וקל לקבץ אותו, והמוצרים בעלי דרגת החלפה גבוהה ברורים יותר! מים חמים מתמוססים מהר יותר ממים קרים. בדרך כלל לא מומלץ להרתיח. בישול ארוך טווח של מוצרי CMC יהרוס את המבנה המולקולרי והמוצר יאבד מצמיגותו!
זמן פרסום: 13 בדצמבר 2022