เครื่องดื่มนมที่มีความเป็นกรดได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากมีประโยชน์ต่อสุขภาพและรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ อย่างไรก็ตาม เครื่องดื่มเหล่านี้อาจเป็นเรื่องยากที่จะรักษาเสถียรภาพ เนื่องจากกรดในนมอาจทำให้โปรตีนเสียสภาพและรวมตัวกันเป็นก้อน นำไปสู่การตกตะกอนและการแยกตัว วิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพในการรักษาเสถียรภาพเครื่องดื่มนมที่เป็นกรดคือการใช้คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (CMC) ซึ่งเป็นโพลีเมอร์ที่ละลายน้ำได้ซึ่งสามารถทำปฏิกิริยากับโปรตีนและส่วนผสมอื่นๆ เพื่อสร้างสารแขวนลอยที่เสถียร ในบทความนี้ เราจะพูดถึงกลไกการออกฤทธิ์ในการรักษาเสถียรภาพของเครื่องดื่มนมที่มีความเป็นกรดโดย CMC

โครงสร้างและคุณสมบัติของซีเอ็มซี

CMC เป็นอนุพันธ์ของเซลลูโลส ซึ่งเป็นโพลีเมอร์ธรรมชาติที่พบในผนังเซลล์พืช ทำโดยการดัดแปลงเซลลูโลสทางเคมีด้วยหมู่คาร์บอกซีเมทิล ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายน้ำและคุณสมบัติอื่นๆ CMC เป็นโพลีเมอร์ที่มีการแตกแขนงสูงโดยมีแกนหลักเป็นเส้นตรงยาวและมีสายโซ่ด้านข้างหลายกลุ่มของหมู่คาร์บอกซีเมทิล ระดับการทดแทน (DS) ของ CMC หมายถึงจำนวนหมู่คาร์บอกซีเมทิลต่อหน่วยเซลลูโลส และกำหนดระดับความสามารถในการละลายและความหนืดของ CMC

กลไกการออกฤทธิ์ของ CMC ในการรักษาเสถียรภาพเครื่องดื่มนมที่เป็นกรด

การเติม CMC ลงในเครื่องดื่มนมที่มีความเป็นกรดสามารถปรับปรุงความเสถียรได้ด้วยกลไกหลายประการ:

1. การผลักกันด้วยไฟฟ้าสถิต: หมู่คาร์บอกซีเมทิลบน CMC มีประจุลบและสามารถโต้ตอบกับโปรตีนที่มีประจุบวกและส่วนผสมอื่นๆ ในนมได้ ทำให้เกิดแรงผลักที่ป้องกันไม่ให้โปรตีนจับตัวกันและตกตะกอน การขับไล่ด้วยไฟฟ้าสถิตนี้ทำให้ระบบกันสะเทือนมีความเสถียรและป้องกันการตกตะกอน
2. ปฏิสัมพันธ์ที่ชอบน้ำ: ธรรมชาติที่ชอบน้ำของ CMC ช่วยให้สามารถทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำและส่วนประกอบที่ชอบน้ำอื่น ๆ ในนม สร้างชั้นป้องกันรอบ ๆ โปรตีนและป้องกันไม่ให้มีปฏิสัมพันธ์กัน
3. Steric Hindrance: โครงสร้างที่แตกแขนงของซีเอ็มซีสามารถสร้างผลขัดขวางแบบสเตอริก ป้องกันไม่ให้โปรตีนเข้ามาสัมผัสใกล้ชิดและก่อตัวเป็นมวลรวม สายโซ่ที่ยาวและยืดหยุ่นของ CMC ยังสามารถพันรอบอนุภาคโปรตีนได้ ทำให้เกิดสิ่งกีดขวางที่ป้องกันไม่ให้พวกมันสัมผัสกัน
4. ความหนืด: การเติม CMC ลงในเครื่องดื่มนมที่มีความเป็นกรดสามารถเพิ่มความหนืดได้ ซึ่งสามารถป้องกันการตกตะกอนโดยการลดความเร็วการตกตะกอนของอนุภาค ความหนืดที่เพิ่มขึ้นยังสามารถสร้างสารแขวนลอยที่เสถียรมากขึ้นโดยเพิ่มปฏิสัมพันธ์ระหว่าง CMC กับส่วนผสมอื่นๆ ในนม

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความคงตัวของเครื่องดื่มนมที่เป็นกรดโดย CMC

ประสิทธิผลของ CMC ในการรักษาเสถียรภาพเครื่องดื่มนมที่มีความเป็นกรดนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ได้แก่:

1. pH: ความคงตัวของเครื่องดื่มนมที่มีความเป็นกรดได้รับอิทธิพลอย่างมากจากค่า pH ที่ค่า pH ต่ำ โปรตีนในนมจะเสียสภาพและรวมตัวกันเป็นก้อนได้ง่ายขึ้น ซึ่งทำให้การรักษาเสถียรภาพมีความท้าทายมากขึ้น CMC สามารถทำให้เครื่องดื่มนมที่มีความเป็นกรดคงตัวได้ที่ค่า pH ต่ำเพียง 3.5 แต่ประสิทธิภาพจะลดลงเมื่อค่า pH ต่ำลง
2. ความเข้มข้นของ CMC: ความเข้มข้นของ CMC ในนมส่งผลต่อคุณสมบัติคงตัวของมัน ความเข้มข้นของ CMC ที่สูงขึ้นสามารถนำไปสู่ความหนืดที่เพิ่มขึ้นและความเสถียรที่ดีขึ้น แต่ความเข้มข้นที่สูงเกินไปอาจส่งผลให้เนื้อสัมผัสและรสชาติที่ไม่พึงประสงค์ได้
3. ความเข้มข้นของโปรตีน: ความเข้มข้นและประเภทของโปรตีนในนมอาจส่งผลต่อความคงตัวของเครื่องดื่ม CMC มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการรักษาเสถียรภาพเครื่องดื่มที่มีความเข้มข้นของโปรตีนต่ำ แต่ยังสามารถรักษาเสถียรภาพของเครื่องดื่มที่มีความเข้มข้นของโปรตีนสูงกว่าได้หากอนุภาคโปรตีนมีขนาดเล็กและกระจายอย่างเท่าเทียมกัน
4. เงื่อนไขการประมวลผล: เงื่อนไขการประมวลผลที่ใช้ในการผลิตเครื่องดื่มนมที่มีความเป็นกรดอาจส่งผลต่อความเสถียร แรงเฉือนและความร้อนสูงอาจทำให้โปรตีนสูญเสียสภาพและการรวมตัว ทำให้เกิดความไม่เสถียร ควรปรับสภาวะการแปรรูปให้เหมาะสมเพื่อลดปริมาณโปรตีน