La carboximetil cel·lulosa (CMC) és un important compost polimèric soluble en aigua que s'utilitza àmpliament en aliments, productes farmacèutics, productes químics diaris, tèxtils i altres camps. A la indústria alimentària, un dels usos més importants del CMC és com a espessidor. Els espessidors són una classe d'additius que augmenten la viscositat d'un líquid sense canviar significativament les altres propietats del líquid.
1. Estructura química i principi d'engrossiment de la carboximetil cel·lulosa
La carboximetilcel·lulosa és un derivat de la cel·lulosa format substituint part dels grups hidroxil (-OH) de la cel·lulosa per grups carboximetil (-CH2COOH). La seva unitat estructural bàsica és una cadena repetida de β-D-glucosa. La introducció de grups carboximetil confereix hidrofilicitat a CMC, donant-li una bona solubilitat i capacitat d'espessiment en aigua. El seu principi d'engrossiment es basa principalment en els punts següents:
Efecte d'inflació: CMC s'inflarà després d'absorbir molècules d'aigua a l'aigua, formant una estructura de xarxa, de manera que les molècules d'aigua es capturen a la seva estructura, augmentant la viscositat del sistema.
Efecte de càrrega: els grups carboxil de CMC s'ionitzaran parcialment a l'aigua per generar càrregues negatives. Aquests grups carregats formaran repulsió electrostàtica a l'aigua, fent que les cadenes moleculars es desenvolupin i formin una solució amb alta viscositat.
Longitud i concentració de la cadena: la longitud de la cadena i la concentració de la solució de les molècules CMC afectaran el seu efecte d'engrossiment. En termes generals, com més gran és el pes molecular, més gran és la viscositat de la solució; al mateix temps, com més gran és la concentració de la solució, també augmenta la viscositat del sistema.
Reticulació molecular: quan el CMC es dissol a l'aigua, a causa de la reticulació entre molècules i la formació d'una estructura de xarxa, les molècules d'aigua es restringeixen a àrees específiques, donant lloc a una disminució de la fluïdesa de la solució, mostrant així una efecte espessidor.
2. Aplicació de la carboximetil cel·lulosa a la indústria alimentària
A la indústria alimentària, la carboximetilcel·lulosa s'utilitza àmpliament com a espessidor. A continuació es mostren alguns escenaris d'aplicació típics:
Begudes i productes lactis: en sucs de fruites i begudes de lactobacils, CMC pot augmentar la viscositat de la beguda, millorar el sabor i allargar la vida útil. Especialment en productes lactis baixos en greixos i sense greixos, CMC pot substituir part del greix de la llet i millorar la textura i l'estabilitat del producte.
Salses i condiments: en l'amaniment d'amanides, salsa de tomàquet i salsa de soja, CMC actua com a espessidor i agent de suspensió per millorar la uniformitat del producte, evitar la delaminació i fer que el producte sigui més estable.
Gelats i begudes fredes: afegir CMC als gelats i begudes fredes pot millorar l'estructura del producte, fent-lo més dens i elàstic, evitant la formació de cristalls de gel i millorant el sabor.
Pa i productes al forn: en productes al forn com ara pa i pastissos, CMC s'utilitza com a millorador de la massa per millorar l'extensibilitat de la massa, fer que el pa sigui més suau i allargar la vida útil.
3. Altres aplicacions espessidores de carboximetil cel·lulosa
A més dels aliments, la carboximetilcel·lulosa s'utilitza sovint com a espessidor en productes farmacèutics, cosmètics, productes químics diaris i altres indústries. Per exemple:
Indústria farmacèutica: en els medicaments, el CMC s'utilitza sovint per espessir xarops, càpsules i comprimits, de manera que els medicaments tinguin millors efectes d'emmotllament i desintegració i puguin millorar l'estabilitat dels medicaments.
Cosmètics i productes químics diaris: en productes químics diaris com ara pasta de dents, xampú, gel de dutxa, etc., CMC pot augmentar la consistència del producte, millorar l'experiència d'ús i fer que la pasta sigui uniforme i estable.
4. Seguretat de la carboximetil cel·lulosa
La seguretat de la carboximetilcel·lulosa ha estat confirmada per múltiples estudis. Com que el CMC es deriva de la cel·lulosa natural i no es digereix ni s'absorbeix pel cos, normalment no té un impacte negatiu en la salut humana. Tant l'Organització Mundial de la Salut (OMS) com el Comitè Conjunt d'Experts en Additius Alimentaris (JECFA) el classifiquen com un additiu alimentari segur. A una dosi raonable, CMC no produeix reaccions tòxiques i té certs efectes lubricants i laxants sobre els intestins. Tanmateix, la ingesta excessiva pot causar molèsties gastrointestinals, per la qual cosa s'han de respectar estrictament les normes de dosificació prescrites en la producció d'aliments.
5. Avantatges i inconvenients de la carboximetilcel·lulosa
La carboximetilcel·lulosa té els seus avantatges i limitacions com a espessidor:
Avantatges: CMC té una bona solubilitat en aigua, estabilitat tèrmica i estabilitat química, és resistent a àcids i àlcalis i no es degrada fàcilment. Això permet que s'utilitzi en una varietat d'entorns de processament.
Desavantatges: CMC pot tornar-se massa viscós a concentracions elevades i no és adequat per a tots els productes. CMC es degradarà en un ambient àcid, donant lloc a una disminució del seu efecte espessidor. Cal tenir precaució quan l'utilitzeu en begudes o aliments àcids.
Com a espessidor important, la carboximetilcel·lulosa s'utilitza àmpliament en aliments, medicina, cosmètica i altres camps a causa de la seva bona solubilitat en aigua, espessiment i estabilitat. El seu efecte espessidor superior i la seva seguretat el converteixen en un additiu d'ús comú a la indústria moderna. No obstant això, l'ús de CMC també ha de ser controlat científicament d'acord amb necessitats específiques i estàndards de dosificació per garantir l'optimització del seu rendiment i seguretat alimentària.
Hora de publicació: 04-nov-2024