Natriumcarboxymethylcellulose (CMC), ein carboxymethyliertes Derivat der Cellulose, auch bekannt als Cellulosegummi, ist das am häufigsten verwendete ionische Cellulosegummi.

CMC ist in der Regel eine anionische Polymerverbindung, die durch Reaktion von natürlicher Cellulose mit Natronlauge und Monochloressigsäure hergestellt wird und deren Molekulargewicht zwischen einigen Tausend und einer Million liegt. Die Einheitsstruktur des Moleküls ist in Abbildung 1 dargestellt.
CMC gehört zu den Modifikationen der natürlichen Cellulose und wird von der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) nun offiziell als "modifizierte Cellulose" bezeichnet. Die Synthesemethode für Natriumcarboxymethylcellulose wurde 1918 vom Deutschen E. Jansen erfunden und 1921 patentiert und wird seitdem in Europa kommerziell hergestellt.

CMC war nur ein rohes Produkt, das als Kolloid und Bindemittel verwendet wurde. 1936-1941, Natrium-Carboxymethylcellulose industrielle Anwendung Forschung ist recht aktiv, veröffentlichte ein paar ziemlich inspirierend Patente, während des Zweiten Weltkriegs, Deutschland wird in synthetischen Waschmitteln als Anti-Rückstellmittel verwendet werden, und als Ersatz für einige natürliche Gummis (wie Gelatine, Gummi arabicum), so dass die CMC-Industrie wurde stark entwickelt. Die CMC-Industrie hat sich stark entwickelt.

Die amerikanische Hercules Company begann 1943 mit der industriellen Produktion von CMC und stellte 1946 raffinierte Natriumcarboxymethylcellulose her, die als sicherer Lebensmittelzusatzstoff anerkannt wurde.

CMC hat viele besondere Eigenschaften, wie z. B. Verdickung, Bindung, Filmbildung, Wasserrückhaltung, Emulgierung, Suspension usw., und seine ungiftigen, geruchlosen, nicht leicht zu vergärenden, thermisch stabilen und anderen Eigenschaften sind in der Erdöl-, Geologie-, täglichen Chemie-, Lebensmittel-, Medizin- und anderen Industrien weit verbreitet, bekannt als "industrielles Mononatriumglutamat".

Strukturelle Merkmale von CMC

CMC ist ein weißes oder gelbliches Pulver, ein körniger oder faseriger Feststoff, eine Art makromolekulare chemische Substanz, die Wasser absorbieren und aufquellen kann. Sie kann ein transparentes, viskoses Gel bilden, wenn sie in Wasser gelöst wird, und der pH-Wert der Wassersuspension beträgt 6,5-8,5; sie ist unlöslich in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol, Ether, Aceton und Chloroform usw. Festes CMC hat eine gute thermische Stabilität und findet breite Anwendung in der Erdöl- und Geologieindustrie, der Lebensmittel- und Chemieindustrie sowie der pharmazeutischen Industrie.

Festes CMC ist licht- und raumtemperaturstabiler und kann lange in einer trockenen Umgebung gelagert werden. CMC ist eine Art Celluloseether, der in der Regel aus kurzen Baumwollfusseln (der Cellulosegehalt beträgt bis zu 98%) oder Zellstoff hergestellt wird und dann nach der Behandlung mit Natriumhydroxid mit Natriummonochloracetat umgesetzt wird, wobei das Molekulargewicht der Verbindung 6400 (±1000) beträgt. In der Regel gibt es zwei Zubereitungsmethoden: die Hydrokohlemethode und die Lösungsmittelmethode. Auch andere Pflanzenfasern werden zur Herstellung von CMC verwendet.

Funktionelle Eigenschaften und Anwendungen

CMC ist nicht nur ein guter Emulsionsstabilisator und Verdickungsmittel für Lebensmittelanwendungen, sondern verfügt auch über eine ausgezeichnete Gefrier- und Schmelzstabilität und kann den Geschmack des Produkts verbessern und die Lagerzeit verlängern.

1974 genehmigten die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) und die Weltgesundheitsorganisation (WHO) nach strengen biologischen und toxikologischen Studien und Tests die Verwendung von reinem CMC in Lebensmitteln, und die sichere Aufnahmemenge (ADI) des internationalen Standards beträgt 25 mg/kg Körpergewicht/Tag.

1. Verdickungs- und Emulgierstabilität
Der Verbrauch von CMC kann eine emulsionsstabilisierende Wirkung auf Getränke haben, die fette Proteine enthalten. Dies ist, weil CMC in Wasser gelöst wird eine transparente stabile Kolloid, Protein-Teilchen in der Kolloid-Membran unter dem Schutz der Teilchen mit der gleichen Ladung, kann es Protein-Teilchen in einem stabilen Zustand zu machen. Es hat auch eine gewisse emulgierende Wirkung, so dass zur gleichen Zeit kann die Oberflächenspannung zwischen Fett und Wasser zu reduzieren, so dass das Fett vollständig emulgiert ist.

CMC kann die Stabilität des Produkts verbessern, denn wenn der pH-Wert des Produkts vom isoelektrischen Punkt des Proteins abweicht, kann Natriumcarboxymethylcellulose eine Verbundstruktur mit dem Protein bilden, und diese Struktur kann die Stabilität des Produkts verbessern.

2. Verbessern Sie Schwellungen
CMC in Eis verwendet wird, kann die Expansion von Eis zu verbessern, verbessern die Schmelzgeschwindigkeit, geben eine gute Form und Geschmack, und kann die Größe und das Wachstum von Eiskristallen während des Transports und der Lagerung zu kontrollieren, die Höhe der Verwendung nach der Gesamtmenge von 0,5% des Verhältnisses hinzugefügt.

Das liegt daran, dass CMC ein gutes Wasserrückhaltevermögen hat, die Dispersion, die Proteinpartikel im Kolloid, die Fettkugeln und die Wassermoleküle organisch miteinander verbunden sind und ein einheitliches und stabiles System bilden.

3. Hydrophilie und Rehydratation
Diese funktionelle Eigenschaft von CMC wird in der Regel bei der Brotherstellung verwendet, um die Waben gleichmäßig zu machen, das Volumen zu vergrößern, den Bodensatz zu reduzieren und gleichzeitig die Funktion der Wärmekonservierung zu erfüllen. Außerdem haben CMC-Nudeln ein gutes Wasserhaltevermögen, sind kochfest und schmecken gut.

Dies liegt an der Molekularstruktur von CMC, einem Cellulosederivat, das eine große Anzahl hydrophiler Gruppen in der Molekülkette aufweist: -OH-Gruppen, -COONa-Gruppen, so dass CMC eine bessere Hydrophilie und Wasserrückhaltung aufweist als Cellulose.

4. die Gelierung
Thixotropic CMC bezieht sich auf die makromolekulare Kette hat eine bestimmte Anzahl von Wechselwirkungen, neigt dazu, eine dreidimensionale Struktur zu bilden, nach der Bildung der dreidimensionalen Struktur, die Lösung Viskosität Leistung steigt, nach dem Brechen der dreidimensionalen Struktur, die Viskosität Leistung sinkt, thixotropic Phänomen ist die scheinbare Viskosität Veränderung abhängig von der Zeit. CMC mit Thixotropie spielt eine wichtige Rolle im Geliersystem und kann zur Herstellung von Gelee, Marmelade und anderen Lebensmitteln verwendet werden.

5. Es kann als Klärmittel, Schaumstabilisator und Geschmacksverstärker verwendet werden.
CMC kann bei der Herstellung von Alkohol verwendet werden, so dass der Geschmack ist weich, reich, langen Nachgeschmack; bei der Herstellung von Bier kann als Schaumstabilisator verwendet werden, so dass der Schaum ist reich und lang anhaltende, verbessern den Geschmack.

CMC ist eine Art Polyelektrolyt, der an der Reaktion zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts verschiedener Arten von Weinkörpern im Wein beteiligt sein kann. Gleichzeitig verbindet er sich mit den bereits gebildeten Kristallen und verändert die Struktur der Kristalle, so dass sich die Bedingungen für das Vorhandensein der Kristalle im Wein ändern und die Aggregation von Ausfällungen verursacht wird.