المضافات الغذائية كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم

استخدام CMC في الغذاء

كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم (كربوكسيميثيل السليلوز، الصوديوم CMC) هو مشتق من السليلوز كربوكسي ميثيل، المعروف أيضًا باسم صمغ السليلوز، وهو أهم صمغ السليلوز الأيوني.

عادة ما يكون CMC عبارة عن مركب بوليمر أنيوني يتم الحصول عليه عن طريق تفاعل السليلوز الطبيعي مع القلويات الكاوية وحمض أحادي كلورو أسيتيك.ويتراوح الوزن الجزيئي للمركب من عدة آلاف إلى مليون.عقدة الوحدة للجزيء

ينتمي CMC إلى تعديل السليلوز الطبيعي.في الوقت الحاضر، تسميه منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة (الفاو) ومنظمة الصحة العالمية (WHO) رسميًا باسم "السليلوز المعدل".تم اختراع طريقة تصنيع كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم بواسطة الألماني إي يانسن في عام 1918، وحصلت على براءة اختراع في عام 1921 وأصبحت معروفة للعالم، ومنذ ذلك الحين تم تسويقها تجاريًا في أوروبا.

تم استخدام CMC فقط للمنتجات الخام، مثل المواد الغروية والمواد الرابطة.من عام 1936 إلى عام 1941، كانت أبحاث التطبيقات الصناعية لكربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم نشطة للغاية، وتم نشر العديد من براءات الاختراع المفيدة للغاية.خلال الحرب العالمية الثانية، استخدمت ألمانيا CMC في المنظفات الاصطناعية كعامل مضاد لإعادة الترسيب، وكبديل لبعض الصمغ الطبيعي (مثل الجيلاتين والصمغ العربي)، فقد تطورت صناعة CMC بشكل كبير.

يستخدم CMC على نطاق واسع في الصناعات البترولية والجيولوجية والكيميائية اليومية والغذاء والدواء وغيرها من الصناعات، والمعروفة باسم "الغلوتامات أحادية الصوديوم الصناعية".

01جزء

الخصائص الهيكلية للCMC

CMC هو مسحوق أبيض أو أصفر قليلاً، حبيبي أو ليفي صلب.وهي مادة كيميائية جزيئية كبيرة يمكنها امتصاص الماء والانتفاخ.عندما تنتفخ في الماء، يمكن أن تشكل غراء لزج شفاف.الرقم الهيدروجيني للتعليق المائي هو 6.5-8.5.المادة غير قابلة للذوبان في المذيبات العضوية مثل الإيثانول والأثير والأسيتون والكلوروفورم.

CMC الصلب مستقر للضوء ودرجة حرارة الغرفة، ويمكن تخزينه لفترة طويلة في بيئة جافة.CMC هو نوع من الأثير السليلوز.عادة ما يتم تصنيعه من وبر القطن القصير (محتوى السليلوز يصل إلى 98٪) أو من لب الخشب، الذي يتم معالجته بهيدروكسيد الصوديوم ثم يتفاعل مع أحادي كلورو أسيتات الصوديوم.الوزن الجزيئي للمركب هو 6400 (± 1000).عادة ما تكون هناك طريقتان للتحضير: طريقة الفحم والماء وطريقة المذيب.هناك أيضًا ألياف نباتية أخرى تستخدم في صنع CMC.

02جزء

الميزات والتطبيقات

CMC ليس فقط مثبتًا جيدًا للمستحلب ومكثفًا في تطبيقات الأغذية، ولكنه يتمتع أيضًا بثبات ممتاز في التجميد والذوبان، ويمكنه تحسين نكهة المنتج وإطالة وقت التخزين.

في عام 1974، وافقت منظمة الأغذية والزراعة للأمم المتحدة (الفاو) ومنظمة الصحة العالمية (WHO) على استخدام CMC النقي في الغذاء بعد دراسات واختبارات بيولوجية وسمية صارمة.المعيار الدولي للاستهلاك الآمن (ADI) هو 25 ملجم/كجم من وزن الجسم/اليوم.

2.1 سماكة وثبات الاستحلاب

يمكن أن يلعب تناول CMC دورًا في استحلاب وتثبيت المشروبات التي تحتوي على الزيت والبروتين.وذلك لأن CMC يصبح مادة غروانية مستقرة وشفافة بعد إذابته في الماء، وتصبح جزيئات البروتين جزيئات بنفس الشحنة تحت حماية الغشاء الغرواني، مما يجعل جزيئات البروتين في حالة مستقرة.كما أن له تأثير استحلاب معين، لذلك في الوقت نفسه، يمكنه تقليل التوتر السطحي بين الدهون والماء، بحيث يمكن استحلاب الدهون بالكامل.

يمكن لـ CMC تحسين استقرار المنتج لأنه عندما تنحرف قيمة الرقم الهيدروجيني للمنتج عن النقطة الكهربية للبروتين، يمكن أن يشكل كربوكسي ميثيل السليلوز الصوديوم بنية معقدة مع البروتين، مما يمكن أن يحسن استقرار المنتج.

2.2 زيادة الضخامة

إن استخدام CMC في الآيس كريم يمكن أن يزيد من تمدد الآيس كريم، ويحسن سرعة الذوبان، ويعطي شكلاً وطعمًا جيدًا، ويتحكم في حجم ونمو بلورات الثلج أثناء النقل والتخزين.المبلغ المستخدم هو 0.5٪ من الإجمالي.تتم إضافة النسبة.

وذلك لأن CMC لديه احتباس جيد للمياه وتشتت، ويجمع عضويًا جزيئات البروتين وكريات الدهون وجزيئات الماء في الغروانية لتشكيل نظام موحد ومستقر.

2.3 محبة الماء والإماهة

يتم استخدام هذه الخاصية الوظيفية لـ CMC بشكل عام في إنتاج الخبز، والتي يمكن أن تجعل قرص العسل موحدًا، ويزيد الحجم، ويقلل الخبث، ويكون له أيضًا تأثير الحفاظ على الدفء والانتعاش؛تتمتع المعكرونة المضافة مع CMC باحتباس جيد للماء ومقاومة للطهي وطعم جيد.

يتم تحديد ذلك من خلال التركيب الجزيئي لـ CMC، وهو مشتق من السليلوز مع عدد كبير من المجموعات المحبة للماء في السلسلة الجزيئية: -مجموعة OH، مجموعة -COONa، لذا فإن CMC لديه محبة للماء أفضل من السليلوز والقدرة على الاحتفاظ بالماء.

2.4 الجيلي

يعني CMC متغير الانسيابية أن سلاسل الجزيئات الكبيرة لها عدد معين من التفاعلات وتميل إلى تكوين بنية ثلاثية الأبعاد.بعد أن يتكون الهيكل ثلاثي الأبعاد، تزداد لزوجة المحلول، وبعد أن ينكسر الهيكل ثلاثي الأبعاد، تقل اللزوجة.الظاهرة المتغيرة الانسيابية هي أن تغير اللزوجة الظاهري يعتمد على الوقت.

يلعب CMC المتغير الانسيابية دورًا مهمًا في نظام التبلور ويمكن استخدامه لصنع الجيلي والمربى والأطعمة الأخرى.

2.5 يمكن استخدامه كعامل توضيح، ومثبت الرغوة، وزيادة الطعم

يمكن استخدام CMC في إنتاج النبيذ لجعل الطعم أكثر نعومة وثراءً، والطعم طويل الأمد؛في إنتاج البيرة، يمكن استخدامه كمثبت رغوة للبيرة، مما يجعل الرغوة غنية ودائمة ويحسن الطعم.

CMC عبارة عن بولي إلكتروليت، والذي قد يشارك في تفاعلات مختلفة في النبيذ للحفاظ على توازن جسم النبيذ.وفي الوقت نفسه، فإنه يتحد أيضًا مع البلورات التي تكونت، ويغير بنية البلورات، ويغير ظروف البلورات في النبيذ، ويسبب هطول الأمطار.تجميع الأشياء.