اكتسبت مشروبات الحليب المحتوية على حامض شعبية متزايدة في السنوات الأخيرة بسبب فوائدها الصحية ونكهتها الفريدة.ومع ذلك ، قد يكون من الصعب تثبيت هذه المشروبات ، لأن الحمض الموجود في الحليب يمكن أن يتسبب في تفسد البروتينات وتشكيل الركام ، مما يؤدي إلى الترسيب والانفصال.تتمثل إحدى الطرق الفعالة لتثبيت مشروبات الحليب المحمضة في استخدام كربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) ، وهو بوليمر قابل للذوبان في الماء يمكن أن يتفاعل مع البروتينات والمكونات الأخرى لتشكيل معلقات ثابتة.في هذه المقالة ، سنناقش آلية عمل تثبيت مشروبات الحليب المحمضة بواسطة CMC.

هيكل وخصائص CMC

CMC هو مشتق من السليلوز ، وهو بوليمر طبيعي موجود في جدران الخلايا النباتية.إنه مصنوع من خلال تعديل السليلوز كيميائيًا مع مجموعات الكربوكسيميثيل ، مما يحسن من قابليته للذوبان في الماء وخصائص أخرى.CMC عبارة عن بوليمر شديد التشعب مع عمود فقري طويل السلسلة الخطية والعديد من السلاسل الجانبية لمجموعات carboxymethyl.تشير درجة الاستبدال (DS) لـ CMC إلى عدد مجموعات carboxymethyl لكل وحدة سليلوز ، وتحدد درجة قابلية الذوبان واللزوجة لـ CMC.

آلية عمل CMC في استقرار مشروبات الحليب الحامض

يمكن أن تؤدي إضافة CMC إلى مشروبات الحليب المحمضة إلى تحسين ثباتها من خلال عدة آليات:

1. التنافر الكهروستاتيكي: إن مجموعات الكربوكسيميثيل الموجودة على CMC مشحونة سلبًا ويمكن أن تتفاعل مع البروتينات الموجبة الشحنة والمكونات الأخرى في الحليب ، مما يخلق قوة طاردة تمنع البروتينات من التكتل والاستقرار.هذا التنافر الإلكتروستاتيكي يعمل على استقرار التعليق ويمنع الترسيب.
2. التفاعلات المحبة للماء: تسمح الطبيعة المحبة للماء لـ CMC بالتفاعل مع جزيئات الماء والمكونات الأخرى المحبة للماء في الحليب ، وتشكيل طبقة واقية حول البروتينات وتمنعها من التفاعل مع بعضها البعض.
3. إعاقة مجسمة: الهيكل المتفرّع لـCMCيمكن أن يخلق تأثير عائق ستيري ، يمنع البروتينات من الاتصال الوثيق وتشكيل الركام.يمكن أيضًا أن تلتف سلاسل CMC الطويلة والمرنة حول جزيئات البروتين ، مما يخلق حاجزًا يمنعها من الاتصال ببعضها البعض.
4. اللزوجة: يمكن أن تؤدي إضافة CMC إلى مشروبات الحليب المحمضة إلى زيادة لزوجتها ، مما قد يمنع الترسب عن طريق تقليل سرعة استقرار الجزيئات.يمكن أن تخلق اللزوجة المتزايدة أيضًا تعليقًا أكثر ثباتًا من خلال تعزيز التفاعلات بين CMC والمكونات الأخرى في الحليب.

العوامل المؤثرة في استقرار مشروبات الحليب المحتوية على حامض بواسطة CMC

تعتمد فعالية CMC في استقرار مشروبات الحليب المحمضة على عدة عوامل منها:

1. الرقم الهيدروجيني: يتأثر استقرار مشروبات الحليب المحمضة بشدة بالرقم الهيدروجيني.عند قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة ، يتم تغيير طبيعة البروتينات الموجودة في الحليب وتشكل التكتلات بسهولة أكبر ، مما يجعل التثبيت أكثر صعوبة.يمكن لـ CMC تثبيت مشروبات الحليب المحمضة عند قيم pH منخفضة تصل إلى 3.5 ، لكن فعاليتها تقل عند قيم pH منخفضة.
2. تركيز الـ CMC: يؤثر تركيز الـ CMC في الحليب على خصائصه المثبتة.يمكن أن تؤدي التركيزات الأعلى من CMC إلى زيادة اللزوجة وتحسين الاستقرار ، ولكن التركيزات العالية جدًا يمكن أن تؤدي إلى ملمس ونكهة غير مرغوب فيها.
3. تركيز البروتين: يمكن أن يؤثر تركيز البروتين ونوعه في الحليب على ثبات المشروب.يعتبر CMC أكثر فاعلية في تثبيت المشروبات بتركيزات منخفضة من البروتين ، ولكن يمكنه أيضًا تثبيت المشروبات بتركيزات بروتين أعلى إذا كانت جزيئات البروتين صغيرة وموزعة بالتساوي.
4. شروط المعالجة: يمكن أن تؤثر ظروف المعالجة المستخدمة لإنتاج مشروب الحليب المحمض على ثباته.يمكن أن تتسبب قوى القص العالية والحرارة في تمسخ البروتين وتجمعه ، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار.يجب تحسين ظروف المعالجة لتقليل البروتين.