A nátrium-karboximetil-cellulóz (CMC), a cellulóz karboximetilált származéka, más néven cellulózgumi, a legelterjedtebb ionos cellulózgumi.
A CMC általában anionos polimer vegyület, amelyet természetes cellulóznak nátronlúggal és monoklór-ecetsavval történő reakciójával állítanak elő, és a vegyület molekulatömege néhány ezertől egymillióig terjed. A molekula egységszerkezete az 1. ábrán látható.
A CMC a természetes cellulóz módosításához tartozik, és most az ENSZ Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete (FAO) és az Egészségügyi Világszervezet (WHO) hivatalosan "módosított cellulóznak" nevezte el. A nátrium-karboximetil-cellulóz szintézisének módszerét a német E. Jansen találta fel 1918-ban, és 1921-ben szabadalmaztatta, és azóta Európában kereskedelmi forgalomban gyártják.
A CMC csak nyers termék volt, amelyet kolloidként és kötőanyagként használtak. 1936-1941, nátrium-karboximetil-cellulóz ipari alkalmazás kutatás meglehetősen aktív, közzétett néhány igen inspiráló szabadalmak, a második világháború alatt, Németországban fogják használni a szintetikus mosószerek, mint egy anti-redepozíció szer, és mint helyettesítője néhány természetes gumik (például zselatin, gumiarábikum), úgy, hogy a CMC ipar nagyban fejlődött. A CMC-ipar nagymértékben fejlődött.
Az amerikai Hercules Company 1943-ban kezdte meg a CMC ipari gyártását, és 1946-ban finomított nátrium-karboximetil-cellulózt állított elő, amelyet biztonságos élelmiszer-adalékanyagként ismertek el.
A CMC számos különleges tulajdonsággal rendelkezik, mint például sűrítés, kötés, filmképzés, víztartás, emulgeálás, szuszpenzió stb., és a nem mérgező, szagtalan, nem könnyen erjedő, jó hőstabilitás és egyéb jellemzők széles körben használják a kőolaj, geológia, napi vegyszerek, élelmiszer, gyógyszer és más iparágakban, ismert mint "ipari mononátrium-glutamát".
A CMC szerkezeti jellemzői
A CMC fehér vagy sárgás színű por, szemcsés vagy szálas szilárd anyag, egyfajta makromolekuláris kémiai anyag, amely képes vizet felszívni és megduzzadni, vízben oldva átlátszó, viszkózus gélt képezhet, és a vizes szuszpenzió pH-értéke 6,5-8,5, szerves oldószerekben, például etanolban, éterben, acetonban és kloroformban stb. nem oldódik. A szilárd CMC jó hőstabilitással rendelkezik, és széles körben használják a kőolaj- és geológiai iparban, az élelmiszer- és vegyiparban, valamint a gyógyszeriparban.
A szilárd CMC stabilabb a fényre és a szobahőmérsékletre, és száraz környezetben hosszú ideig tárolható.A CMC egyfajta cellulózéter, amelyet általában rövid pamutszálakból (a cellulóztartalom legfeljebb 98%) vagy fapépből állítanak elő, majd nátrium-monoklór-acetáttal reagáltatják nátrium-hidroxiddal történő kezelés után, és a vegyület molekulatömege 6400 (±1000). Az előállításnak általában két módszere van: a vízszenes és az oldószeres módszer. Más növényi rostokat is használnak CMC előállítására.
Funkcionális tulajdonságok és alkalmazások
A CMC nemcsak jó emulzióstabilizátor és sűrítőanyag az élelmiszeripari alkalmazásokban, hanem kiváló fagyasztási és olvadási stabilitással is rendelkezik, és javíthatja a termék ízét és meghosszabbíthatja a tárolási időt.
1974-ben az ENSZ Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete (FAO) és az Egészségügyi Világszervezet (WHO) szigorú biológiai és toxikológiai vizsgálatok és tesztek után jóváhagyta a tiszta CMC élelmiszerekben való felhasználását, és a nemzetközi szabvány szerinti biztonságos bevitel (ADI) 25 mg/testsúlykilogramm/nap.
1. Sűrítés és emulgeáló stabilitás
A CMC fogyasztása emulziót stabilizáló hatással lehet a zsíros fehérjéket tartalmazó italokra. Ez azért van, mert a vízben oldott CMC átlátszó stabil kolloiddá válik, a fehérje részecskék a kolloid membránban az azonos töltésű részecskék védelme alatt, a fehérje részecskéket stabil állapotba hozhatja. Bizonyos emulgeáló hatással is rendelkezik, így egyidejűleg csökkentheti a zsír és a víz közötti felületi feszültséget, így a zsír teljesen emulgeálódik.
A CMC javíthatja a termék stabilitását, mivel amikor a termék pH-értéke eltér a fehérje izoelektromos pontjától, a nátrium-karboxi-metil-cellulóz kompozit szerkezetet képezhet a fehérjével, és ez a szerkezet javíthatja a termék stabilitását.
2. Javítja a puffadtságot
CMC használt jégkrém, javíthatja a jégkrém terjeszkedését, javíthatja az olvadási sebességet, jó alakot és ízt adhat, és ellenőrizheti a jégkristályok méretét és növekedését a szállítás és tárolás során, a felhasználás mennyisége a hozzáadott arány 0,5% teljes mennyisége szerint.
Ez azért van, mert a CMC jó vízvisszatartó képességgel rendelkezik, a diszperzió, a fehérje részecskék a kolloidban, a zsírgolyók, a vízmolekulák szervesen egyesülnek, hogy egységes és stabil rendszert alkossanak.
3. Hidrofilitás és rehidratáció
A CMC e funkcionális tulajdonságát általában a kenyérgyártásban használják, ami a mézesmagos egyenletes, növeli a térfogatot, csökkenti a törmeléket, és ugyanakkor a hőtartás funkciója is megvan; adjunk hozzá CMC tésztát jó víztartó képességgel, főzött ellenállással és jó ízzel.
Ezt a CMC molekulaszerkezete határozza meg, ez egy cellulózszármazék, a molekulaláncban nagyszámú hidrofil csoport található: -OH csoport, -COONa csoport, így a CMC jobb hidrofilitással és vízvisszatartással rendelkezik, mint a cellulóz.
4.Gelálás
A tixotróp CMC arra utal, hogy a makromolekuláris lánc bizonyos számú kölcsönhatással rendelkezik, hajlamos háromdimenziós szerkezetet kialakítani, a háromdimenziós szerkezet kialakulása után az oldat viszkozitási teljesítménye nő, a háromdimenziós szerkezet megtörése után a viszkozitási teljesítmény csökken, a tixotróp jelenség az időtől függő látszólagos viszkozitásváltozás. A tixotróp CMC-nek fontos szerepe van a zselés rendszerben, zselé, lekvár és egyéb élelmiszerek készítésére használható.
5. Használható tisztítószerként, habstabilizátorként és ízfokozásként
A CMC használható az alkohol előállításához, hogy az íz lágyabb, gazdagabb, hosszú utóízű legyen; a sörgyártásban habstabilizátorként használható, hogy a hab gazdag és tartós legyen, javítsa az ízt.
A CMC egyfajta polielektrolit, amely részt vehet a borban lévő különböző típusú bortestek egyensúlyának fenntartására irányuló reakcióban, ugyanakkor a már kialakult kristályokkal is egyesül, és megváltoztatja a kristályok szerkezetét, így a kristályok borban való létezésének feltételei megváltoznak, és a csapadékok aggregációját okozza.