يعتبر Carboxymethyl Sellulose (CMC) مركبًا مهمًا للذوبان في الماء يتم استخدامه على نطاق واسع في الغذاء والمستحضرات الصيدلانية والمواد الكيميائية اليومية والمنسوجات وغيرها من الحقول. في صناعة المواد الغذائية ، يكون أحد أهم استخدامات CMC هو مثخن. الأثمان هي فئة من الإضافات التي تزيد من لزوجة السائل دون تغيير بشكل كبير الخصائص الأخرى للسائل.
1. التركيب الكيميائي ومبدأ سماكة السليلوز الكربوكيميثيل
Carboxymethylcellulose هو مشتق من السليلوز الذي يتكون من خلال استبدال جزء من مجموعات الهيدروكسيل (-OH) من السليلوز مع مجموعات الكربوكيثيل (-CH2COOH). وحدتها الهيكلية الأساسية هي سلسلة متكررة من gl-d-glucose. يمنح إدخال مجموعات الكربوكسي ميثيل ماء CMC ، مما يمنحه قابلية للذوبان جيدة وقدرة سماكة في الماء. يعتمد مبدأ السماكة بشكل أساسي على النقاط التالية:
تأثير التورم: سوف يتضخم CMC بعد امتصاص جزيئات الماء في الماء ، وتشكيل بنية شبكة ، بحيث يتم التقاط جزيئات الماء في هيكلها ، مما يزيد من لزوجة النظام.
تأثير الشحن: سيتم تأين مجموعات الكربوكسيل في CMC جزئيًا في الماء لتوليد رسوم سلبية. ستشكل هذه المجموعات المشحونة تنافرًا كهربائيًا في الماء ، مما تسبب في أن تتكشف السلاسل الجزيئية وتشكل محلولًا مع اللزوجة العالية.
طول السلسلة والتركيز: سيؤثر طول السلسلة وتركيز محلول جزيئات CMC على تأثير سماكة. بشكل عام ، كلما ارتفع الوزن الجزيئي ، زادت لزوجة المحلول ؛ في الوقت نفسه ، كلما زاد تركيز المحلول ، تزداد لزوجة النظام أيضًا.
الارتباط الجزيئي المتقاطع: عندما يتم إذابة CMC في الماء ، بسبب الارتباط المتقاطع بين الجزيئات وتشكيل بنية الشبكة ، تقتصر جزيئات الماء على مناطق محددة ، مما يؤدي إلى انخفاض في سيولة المحلول ، مما يدل على تأثير سماكة.
2. تطبيق السليلوز الكربوكمي ميثيل في صناعة الأغذية
في صناعة المواد الغذائية ، يستخدم carboxymethylcellulose على نطاق واسع كمثخن. فيما يلي بعض سيناريوهات التطبيق النموذجية:
المشروبات ومنتجات الألبان: في عصائر الفاكهة ومشروبات Lactobacillus ، يمكن أن تزيد CMC من لزوجة المشروبات ، وتحسين الذوق وتمديد عمر الصلاحية. لا سيما في منتجات الألبان منخفضة الدهون وخالية من الدهون ، يمكن لـ CMC أن تحل محل جزء من دهون الحليب وتحسين نسيج المنتج واستقراره.
الصلصات والتوابل: في صلصة السلطة ، صلصة الطماطم وصلصة الصويا ، تعمل CMC كعامل مثخن وتعليق لتحسين توحيد المنتج ، وتجنب التلوث ، وجعل المنتج أكثر استقرارًا.
الآيس كريم والمشروبات الباردة: يمكن أن تؤدي إضافة CMC إلى الآيس كريم والمشروبات الباردة إلى تحسين هيكل المنتج ، مما يجعله أكثر كثافة وأكثر مرونة ، مما يمنع تكوين بلورات الجليد وتحسين الذوق.
الخبز والمنتجات المخبوزة: في المنتجات المخبوزة مثل الخبز والكعك ، يتم استخدام CMC كمحسّن للعجين لتعزيز قابلية العجين ، وجعل الخبز أكثر ليونة ، ويمتد مدة الصلاحية.
3. تطبيقات سماكة أخرى من السليلوز الكربوكسي ميثيل
بالإضافة إلى الغذاء ، غالبًا ما يستخدم الكربوكيميثيل سيلولوز ككثافة مثمرة في المستحضرات الصيدلانية ومستحضرات التجميل والمواد الكيميائية اليومية وغيرها من الصناعات. على سبيل المثال:
صناعة الأدوية: في الأدوية ، غالبًا ما يتم استخدام CMC لتكثيف الشراب والكبسولات والأجهزة اللوحية ، بحيث يكون للأدوية تأثيرات تصالب وتفكك أفضل ، ويمكن أن تحسن ثبات الأدوية.
مستحضرات التجميل والمواد الكيميائية اليومية: في المواد الكيميائية اليومية مثل معجون الأسنان والشامبو وهلام الاستحمام ، وما إلى ذلك ، يمكن أن تزيد CMC من تناسق المنتج ، وتحسين تجربة الاستخدام ، وجعل العجينة موحدة ومستقرة.
4. سلامة الكربوكسي ميثيل السليلوز
تم تأكيد سلامة carboxymethylcellulose من خلال دراسات متعددة. نظرًا لأن CMC مستمدة من السليلوز الطبيعي ولا يتم هضمها وامتصاصها في الجسم ، فإنه عادة لا يكون له تأثير سلبي على صحة الإنسان. تصنيف كل من منظمة الصحة العالمية (WHO) ولجنة الخبراء المشتركة حول إضافات الأغذية (JECFA) على أنها إضافة آمنة للأغذية. بجرعة معقولة ، لا تنتج CMC ردود فعل سامة ولها بعض التزييت والآثار الملين على الأمعاء. ومع ذلك ، قد يتسبب المدخول المفرط في عدم الراحة المعوية ، لذلك يجب الالتزام بصرامة معايير الجرعة المحددة في إنتاج الغذاء.
5. مزايا وعيوب الكربوكيميثيل سيلولوز
Carboxymethylcellulose لها مزاياها وقيودها باعتبارها مثخنًا:
المزايا: CMC لديها قابلية ذوبان ماء جيد ، والاستقرار الحراري والاستقرار الكيميائي ، هو الحمض والقلوي المقاوم ، ولا يتدهور بسهولة. هذا يسمح باستخدامها في مجموعة متنوعة من بيئات المعالجة.
العيوب: قد تصبح CMC لزوجة للغاية بتركيزات عالية وليست مناسبة لجميع المنتجات. سوف تتحلل CMC في بيئة حمضية ، مما يؤدي إلى انخفاض في تأثير سماكة. الحذر مطلوب عند استخدامه في المشروبات الحمضية أو الأطعمة.
باعتباره مثخنًا مهمًا ، يستخدم Carboxymethylcellulose على نطاق واسع في الطعام والطب ومستحضرات التجميل وغيرها من الحقول بسبب ذوبانه في الماء الجيد والسماكة والاستقرار. إن تأثيره السمك الفائق وسلامته يجعله مضافة شائعة الاستخدام في الصناعة الحديثة. ومع ذلك ، يحتاج استخدام CMC أيضًا إلى التحكم علميًا وفقًا للاحتياجات المحددة ومعايير الجرعة لضمان تحسين أدائها وسلامة الأغذية.
وقت النشر: نوفمبر -04-2024