Verzuurde melkdranken zijn de afgelopen jaren steeds populairder geworden vanwege hun gezondheidsvoordelen en unieke smaak. Het kan echter een uitdaging zijn om deze dranken te stabiliseren, omdat het zuur in de melk ervoor kan zorgen dat de eiwitten denatureren en aggregaten vormen, wat leidt tot sedimentatie en scheiding. Een effectieve methode om aangezuurde melkdranken te stabiliseren is door het gebruik van carboxymethylcellulose (CMC), een in water oplosbaar polymeer dat kan interageren met eiwitten en andere ingrediënten om stabiele suspensies te vormen. In dit artikel bespreken we het werkingsmechanisme van de stabilisatie van aangezuurde melkdranken door CMC.

Structuur en eigenschappen van CMC

CMC is een derivaat van cellulose, een natuurlijk polymeer dat voorkomt in plantencelwanden. Het wordt gemaakt door cellulose chemisch te modificeren met carboxymethylgroepen, die de wateroplosbaarheid en andere eigenschappen verbeteren. CMC is een sterk vertakt polymeer met een lange lineaire keten en veel zijketens van carboxymethylgroepen. De substitutiegraad (DS) van CMC verwijst naar het aantal carboxymethylgroepen per cellulose-eenheid en bepaalt de mate van oplosbaarheid en viscositeit van CMC.

Actiemechanisme van CMC bij het stabiliseren van aangezuurde melkdranken

De toevoeging van CMC aan aangezuurde melkdranken kan de stabiliteit ervan op verschillende manieren verbeteren:

1. Elektrostatische afstoting: De carboxymethylgroepen op CMC zijn negatief geladen en kunnen interageren met positief geladen eiwitten en andere ingrediënten in de melk, waardoor een afstotende kracht ontstaat die voorkomt dat de eiwitten zich aggregeren en bezinken. Deze elektrostatische afstoting stabiliseert de suspensie en voorkomt sedimentatie.
2. Hydrofiele interacties: Door de hydrofiele aard van CMC kan het interageren met watermoleculen en andere hydrofiele componenten in de melk, waardoor een beschermende laag rond de eiwitten wordt gevormd en wordt voorkomen dat ze met elkaar interageren.
3. Sterische hinder: de vertakte structuur vanCMCkan een sterisch hindereffect creëren, waardoor wordt voorkomen dat de eiwitten in nauw contact komen en aggregaten vormen. De lange, flexibele ketens van CMC kunnen zich ook om de eiwitdeeltjes wikkelen, waardoor een barrière ontstaat die voorkomt dat ze met elkaar in contact komen.
4. Viscositeit: De toevoeging van CMC aan aangezuurde melkdranken kan hun viscositeit verhogen, wat sedimentatie kan voorkomen door de bezinkingssnelheid van de deeltjes te verminderen. De verhoogde viscositeit kan ook een stabielere suspensie creëren door de interacties tussen de CMC en andere ingrediënten in de melk te verbeteren.

Factoren die de stabilisatie van aangezuurde melkdranken door CMC beïnvloeden

De effectiviteit van CMC bij het stabiliseren van aangezuurde melkdranken hangt van verschillende factoren af, waaronder:

1. pH: De stabiliteit van aangezuurde melkdranken wordt sterk beïnvloed door de pH. Bij lage pH-waarden worden de eiwitten in de melk gedenatureerd en vormen ze gemakkelijker aggregaten, waardoor stabilisatie moeilijker wordt. CMC kan aangezuurde melkdranken stabiliseren bij pH-waarden zo laag als 3,5, maar de effectiviteit neemt af bij lagere pH-waarden.
2. Concentratie van CMC: De concentratie van CMC in de melk beïnvloedt de stabiliserende eigenschappen ervan. Hogere concentraties CMC kunnen leiden tot een verhoogde viscositeit en verbeterde stabilisatie, maar te hoge concentraties kunnen resulteren in een ongewenste textuur en smaak.
3. Eiwitconcentratie: De concentratie en het type eiwitten in de melk kunnen de stabiliteit van de drank beïnvloeden. CMC is het meest effectief in het stabiliseren van dranken met lage eiwitconcentraties, maar kan ook dranken met hogere eiwitconcentraties stabiliseren als de eiwitdeeltjes klein en gelijkmatig verdeeld zijn.
4. Verwerkingsomstandigheden: De verwerkingsomstandigheden die worden gebruikt om de aangezuurde melkdrank te produceren, kunnen de stabiliteit ervan beïnvloeden. Hoge schuifkrachten en hitte kunnen denaturatie en aggregatie van eiwitten veroorzaken, wat tot instabiliteit leidt. De verwerkingsomstandigheden moeten worden geoptimaliseerd om het eiwit te minimaliseren.