Natri carboxymethyl cellulose, được gọi là carboxymethyl cellulose (CMC) là một loại ether sợi polyme cao được điều chế bằng cách biến đổi hóa học cellulose tự nhiên. Cấu trúc của nó chủ yếu là đơn vị D-glucose thông qua β (1→4) Các chìa khóa được liên kết với nhau.
CMC là dạng bột hoặc hạt dạng sợi màu trắng hoặc trắng sữa, có mật độ 0,5-0,7 g/cm3, gần như không mùi, không vị và hút ẩm. Dễ dàng phân tán trong nước tạo thành dung dịch keo trong suốt, không tan trong dung môi hữu cơ như ethanol. Độ pH của dung dịch nước 1% là 6,5-8,5, khi pH>10 hoặc <5, độ nhớt của chất nhầy giảm đáng kể và hiệu suất tốt nhất khi pH = 7. Ổn định với nhiệt, độ nhớt tăng nhanh dưới 20°C và thay đổi chậm ở 45°C. Việc gia nhiệt trong thời gian dài trên 80°C có thể làm biến tính chất keo và làm giảm đáng kể độ nhớt cũng như hiệu suất. Nó dễ hòa tan trong nước và dung dịch trong suốt; Nó rất ổn định trong dung dịch kiềm, nhưng dễ bị thủy phân khi gặp axit và sẽ kết tủa khi giá trị pH là 2-3, và nó cũng sẽ phản ứng với muối kim loại đa hóa trị.
Công thức cấu tạo: C6H7(OH)2OCH2COONa Công thức phân tử: C8H11O5Na
Phản ứng chính là: cellulose tự nhiên trước tiên trải qua phản ứng kiềm hóa bằng NaOH và khi bổ sung axit chloroacetic, hydro trên nhóm hydroxyl trên đơn vị glucose trải qua phản ứng thay thế bằng nhóm carboxymethyl trong axit chloroacetic. Có thể thấy từ công thức cấu trúc rằng có ba nhóm hydroxyl trên mỗi đơn vị glucose, đó là các nhóm hydroxyl C2, C3 và C6. Hydro trên mỗi nhóm hydroxyl được thay thế bằng carboxymethyl, được định nghĩa là mức độ thay thế bằng 3. Mức độ thay thế của CMC ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hòa tan, nhũ hóa, làm đặc, ổn định, kháng axit và kháng muối củaCMC .
Người ta thường tin rằng khi mức độ thay thế khoảng 0,6-0,7 thì hiệu suất nhũ hóa sẽ tốt hơn và khi mức độ thay thế tăng lên, các tính chất khác cũng được cải thiện tương ứng. Khi mức độ thay thế lớn hơn 0,8, khả năng kháng axit và kháng muối của nó được tăng cường đáng kể. .
Ngoài ra, ở trên cũng đề cập rằng có ba nhóm hydroxyl trên mỗi đơn vị, đó là nhóm hydroxyl thứ cấp của C2 và C3 và nhóm hydroxyl chính của C6. Về lý thuyết, hoạt tính của nhóm hydroxyl bậc một lớn hơn hoạt tính của nhóm hydroxyl bậc hai, nhưng theo tác dụng đồng vị của C thì nhóm -OH trên C2 có tính axit cao hơn, đặc biệt trong môi trường kiềm mạnh, hoạt tính của nó mạnh hơn C3 và C6 nên dễ xảy ra phản ứng thế hơn, tiếp theo là C6 và C3 là yếu nhất.
Trên thực tế, hiệu suất của CMC không chỉ liên quan đến mức độ thay thế mà còn liên quan đến tính đồng nhất của sự phân bố các nhóm carboxymethyl trong toàn bộ phân tử cellulose và sự thay thế các nhóm hydroxymethyl trong mỗi đơn vị bằng C2, C3 và C6 trong mỗi phân tử. liên quan đến tính đồng nhất. Vì CMC là một hợp chất tuyến tính có độ polyme hóa cao và nhóm carboxymethyl của nó có sự thay thế không đồng nhất trong phân tử, nên các phân tử có hướng khác nhau khi để dung dịch đứng yên và chiều dài của phân tử tuyến tính sẽ khác khi có lực cắt trong dung dịch. . Trục có xu hướng quay theo hướng dòng chảy và xu hướng này trở nên mạnh mẽ hơn khi tốc độ cắt tăng lên cho đến khi định hướng cuối cùng được sắp xếp hoàn toàn. Đặc tính này của CMC được gọi là tính giả dẻo. Tính chất giả dẻo của CMC có lợi cho quá trình đồng nhất hóa và vận chuyển qua đường ống, đồng thời nó sẽ không có vị quá béo trong sữa lỏng, tạo điều kiện cho việc giải phóng mùi thơm của sữa. .
Để sử dụng sản phẩm CMC, chúng ta cần hiểu rõ về các thông số chính như độ ổn định, độ nhớt, khả năng kháng axit và độ nhớt. Biết cách chọn sản phẩm phù hợp.
Sản phẩm CMC có độ nhớt thấp có hương vị sảng khoái, độ nhớt thấp và hầu như không có cảm giác đặc. Chúng chủ yếu được sử dụng trong nước sốt và đồ uống đặc biệt. Nước uống tốt cho sức khỏe cũng là một lựa chọn tốt.
Các sản phẩm CMC có độ nhớt trung bình chủ yếu được sử dụng trong đồ uống đặc, đồ uống protein thông thường và nước ép trái cây. Lựa chọn thế nào còn tùy thuộc vào thói quen cá nhân của người kỹ sư. Trong sự ổn định của ngành đồ uống sữa, CMC đã đóng góp rất nhiều.
Các sản phẩm CMC có độ nhớt cao có không gian ứng dụng tương đối lớn. So với tinh bột, kẹo cao su guar, kẹo cao su xanthan và các sản phẩm khác, độ ổn định của CMC vẫn tương đối rõ ràng, đặc biệt là trong các sản phẩm thịt, ưu điểm giữ nước của CMC rõ ràng hơn! Trong số các chất ổn định như kem, CMC cũng là một lựa chọn tốt.
Các chỉ số chính để đo chất lượng của CMC là mức độ thay thế (DS) và độ tinh khiết. Nói chung, các thuộc tính của CMC sẽ khác nếu DS khác; mức độ thay thế càng cao thì độ hòa tan càng mạnh và độ trong suốt và ổn định của dung dịch càng tốt. Theo báo cáo, độ trong suốt của CMC sẽ tốt hơn khi mức độ thay thế là 0,7-1,2 và độ nhớt của dung dịch nước của nó là lớn nhất khi giá trị pH là 6-9.
Để đảm bảo chất lượng của nó, ngoài việc lựa chọn tác nhân ete hóa, cũng phải xem xét một số yếu tố ảnh hưởng đến mức độ thay thế và độ tinh khiết, chẳng hạn như mối quan hệ giữa lượng kiềm và tác nhân ete hóa, thời gian ete hóa, hàm lượng nước trong hệ thống, nhiệt độ, giá trị DH, nồng độ dung dịch và muối, v.v.
Chất lượng thành phẩm của CMC chủ yếu phụ thuộc vào giải pháp của sản phẩm. Nếu dung dịch sản phẩm trong, ít hạt gel, sợi tự do và các đốm đen tạp chất thì cơ bản khẳng định chất lượng CMC tốt. Nếu dung dịch được để lại trong vài ngày, dung dịch sẽ không xuất hiện. Màu trắng hoặc đục nhưng vẫn rất trong, đó là sản phẩm tốt hơn!
Thời gian đăng: 14-12-2022