La carboxyme thylcellulose sodique (CMC), un dérivé carboxyméthylé de la cellulose, également connu sous le nom de gomme de cellulose, est la gomme de cellulose ionique la plus répandue.

La CMC est généralement un composé polymère anionique obtenu en faisant réagir de la cellulose naturelle avec de la soude caustique et de l'acide monochloracétique, et le poids moléculaire du composé varie de quelques milliers à un million. La structure unitaire de la molécule est illustrée à la figure 1.
La CMC fait partie des modifications de la cellulose naturelle, et l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et l'Organisation mondiale de la santé (OMS) l'ont officiellement appelée "cellulose modifiée". La méthode de synthèse de la carboxyméthylcellulose sodique a été inventée par l'Allemand E. Jansen en 1918 et brevetée en 1921.

La CMC n'était qu'un produit brut, utilisé comme colloïde et liant. 1936-1941, la recherche sur les applications industrielles de la carboxyméthylcellulose sodique est très active, et quelques brevets très intéressants sont publiés. Pendant la Seconde Guerre mondiale, l'Allemagne utilisera la CMC dans les détergents synthétiques comme agent antiredéposition et comme substitut de certaines gommes naturelles (telles que la gélatine et la gomme arabique), de sorte que l'industrie de la CMC s'est considérablement développée. L'industrie des CMC s'est donc considérablement développée.

La société américaine Hercules a commencé la production industrielle de CMC en 1943 et a produit de la carboxyméthylcellulose sodique raffinée en 1946, qui a été reconnue comme un additif alimentaire sûr.

La CMC possède de nombreuses propriétés particulières, telles que l'épaississement, la liaison, la formation de films, la rétention d'eau, l'émulsification, la suspension, etc. ; elle est non toxique, inodore, ne fermente pas facilement, présente une bonne stabilité thermique et d'autres caractéristiques ; elle est largement utilisée dans les secteurs du pétrole, de la géologie, de la chimie quotidienne, de l'alimentation, de la médecine et d'autres industries, et est connue sous le nom de "glutamate monosodique industriel".

Caractéristiques structurelles du CMC

La CMC est une poudre blanche ou jaunâtre, un solide granuleux ou fibreux, une sorte de substance chimique macromoléculaire, elle peut absorber l'eau et gonfler, elle peut former un gel visqueux transparent lorsqu'elle est dissoute dans l'eau, et la valeur pH de la suspension dans l'eau est de 6,5 à 8,5, elle est insoluble dans les solvants organiques, tels que l'éthanol, l'éther, l'acétone et le chloroforme, etc. La CMC solide présente une bonne stabilité thermique et est largement utilisée dans les industries pétrolières et géologiques, les industries alimentaires et chimiques et les industries pharmaceutiques.

La CMC solide est plus stable à la lumière et à la température ambiante, et peut être stockée pendant longtemps dans un environnement sec. La CMC est une sorte d'éther de cellulose, qui est généralement fabriquée à partir de coton court (la teneur en cellulose peut atteindre 98%) ou de pulpe de bois, puis réagit avec le monochloracétate de sodium après traitement à l'hydroxyde de sodium, et le poids moléculaire du composé est de 6400 (±1000). Il existe généralement deux méthodes de préparation : la méthode au charbon de bois et la méthode au solvant. D'autres fibres végétales sont également utilisées pour préparer la CMC.

Propriétés fonctionnelles et applications

La CMC est non seulement un bon stabilisateur d'émulsion et un bon épaississant dans les applications alimentaires, mais elle présente également une excellente stabilité à la congélation et à la fonte, et peut améliorer la saveur du produit et prolonger sa durée de conservation.

En 1974, l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et l'Organisation mondiale de la santé (OMS) ont approuvé l'utilisation de la CMC pure dans l'alimentation après des études et des tests biologiques et toxicologiques rigoureux, et la dose de sécurité (DJA) de la norme internationale est de 25mg/kg de poids corporel/jour.

1. Stabilité de l'épaississement et de l'émulsification
La consommation de CMC peut avoir un effet stabilisateur d'émulsion sur les boissons contenant des protéines grasses. En effet, la CMC dissoute dans l'eau devient un colloïde stable et transparent, les particules de protéines dans la membrane colloïdale sont protégées par les particules de même charge, ce qui permet de stabiliser les particules de protéines. Elle a également un certain effet émulsifiant, ce qui permet en même temps de réduire la tension superficielle entre la graisse et l'eau, de sorte que la graisse est entièrement émulsionnée.

La CMC peut améliorer la stabilité du produit, car lorsque le pH du produit s'écarte du point isoélectrique de la protéine, la carboxyméthylcellulose sodique peut former une structure composite avec la protéine, et cette structure peut améliorer la stabilité du produit.

2. Améliorer les poches
Le CMC utilisé dans la crème glacée peut améliorer l'expansion de la crème glacée, améliorer la vitesse de fusion, donner une bonne forme et un bon goût, et peut contrôler la taille et la croissance des cristaux de glace pendant le transport et le stockage, la quantité d'utilisation en fonction de la quantité totale de 0,5% du rapport ajouté.

En effet, la CMC a une bonne capacité de rétention d'eau, de dispersion, les particules de protéines dans le colloïde, les billes de graisse, les molécules d'eau se combinent organiquement pour former un système uniforme et stable.

3. Hydrophilie et réhydratation
Cette propriété fonctionnelle de la CMC est généralement utilisée dans la production de pain, ce qui permet d'uniformiser le nid d'abeille, d'augmenter le volume, de réduire les résidus et, en même temps, d'assurer la conservation de la chaleur ; ajoutez des nouilles à la CMC ayant une bonne capacité de rétention d'eau, une bonne résistance à l'ébullition et un bon goût.

Ceci est déterminé par la structure moléculaire de la CMC, un dérivé de la cellulose, qui comporte un grand nombre de groupes hydrophiles dans la chaîne moléculaire : groupe -OH, groupe -COONa, de sorte que la CMC présente une meilleure hydrophilie et une meilleure rétention d'eau que la cellulose.

4.Gelation
La CMC thixotrope fait référence à la chaîne macromoléculaire qui possède un certain nombre d'interactions et tend à former une structure tridimensionnelle ; après la formation de la structure tridimensionnelle, la viscosité de la solution augmente ; après la rupture de la structure tridimensionnelle, la viscosité diminue ; le phénomène thixotrope est le changement apparent de la viscosité en fonction du temps. La CMC thixotrope joue un rôle important dans les systèmes gélifiants et peut être utilisée pour la fabrication de gelées, de confitures et d'autres aliments.

5. Il peut être utilisé comme agent clarifiant, stabilisateur de mousse et améliorer le goût.
Le CMC peut être utilisé dans la production d'alcool, pour que le goût soit plus doux, plus riche, avec un arrière-goût plus long ; dans la production de bière, il peut être utilisé comme stabilisateur de mousse, pour que la mousse soit riche et durable, et pour améliorer le goût.

La CMC est une sorte de polyélectrolyte qui peut participer à la réaction de maintien de l'équilibre des différents types de corps de vin dans le vin. En même temps, elle se combine avec les cristaux déjà formés et modifie la structure des cristaux, de sorte que les conditions d'existence des cristaux dans le vin sont modifiées et que l'agrégation des précipités est provoquée.