Verzuurde melkdranken zijn de laatste jaren steeds populairder geworden vanwege hun gezondheidsvoordelen en unieke smaak.Het kan echter een uitdaging zijn om deze dranken te stabiliseren, omdat het zuur in de melk ervoor kan zorgen dat de eiwitten denatureren en aggregaten vormen, wat leidt tot sedimentatie en scheiding.Een effectieve methode om verzuurde melkdranken te stabiliseren, is door het gebruik van carboxymethylcellulose (CMC), een in water oplosbaar polymeer dat kan interageren met eiwitten en andere ingrediënten om stabiele suspensies te vormen.In dit artikel bespreken we het werkingsmechanisme van stabilisatie van aangezuurde melkdranken door CMC.

Structuur en eigenschappen van CMC

CMC is een derivaat van cellulose, een natuurlijk polymeer dat voorkomt in celwanden van planten.Het wordt gemaakt door cellulose chemisch te modificeren met carboxymethylgroepen, die de oplosbaarheid in water en andere eigenschappen verbeteren.CMC is een sterk vertakt polymeer met een lange lineaire ketenruggengraat en vele zijketens van carboxymethylgroepen.De substitutiegraad (DS) van CMC verwijst naar het aantal carboxymethylgroepen per cellulose-eenheid en bepaalt de mate van oplosbaarheid en viscositeit van CMC.

Actiemechanisme van CMC bij het stabiliseren van verzuurde melkdranken

De toevoeging van CMC aan aangezuurde melkdranken kan hun stabiliteit op verschillende manieren verbeteren:

1. Elektrostatische afstoting: De carboxymethylgroepen op CMC zijn negatief geladen en kunnen interageren met positief geladen eiwitten en andere ingrediënten in de melk, waardoor een afstotende kracht ontstaat die voorkomt dat de eiwitten aggregeren en bezinken.Deze elektrostatische afstoting stabiliseert de suspensie en voorkomt sedimentatie.
2. Hydrofiele interacties: Door de hydrofiele aard van CMC kan het interageren met watermoleculen en andere hydrofiele componenten in de melk, waardoor een beschermende laag rond de eiwitten wordt gevormd en wordt voorkomen dat ze met elkaar interageren.
3. Sterische hindering: de vertakte structuur vanCMCkan een sterisch hinderend effect creëren, waardoor wordt voorkomen dat de eiwitten in nauw contact komen en aggregaten vormen.De lange, flexibele ketens van CMC kunnen zich ook om de eiwitdeeltjes wikkelen, waardoor een barrière ontstaat die voorkomt dat ze met elkaar in contact komen.
4. Viscositeit: De toevoeging van CMC aan aangezuurde melkdranken kan hun viscositeit verhogen, wat bezinking kan voorkomen door de bezinkingssnelheid van de deeltjes te verminderen.De verhoogde viscositeit kan ook zorgen voor een stabielere suspensie door de interacties tussen de CMC en andere ingrediënten in de melk te versterken.

Factoren die van invloed zijn op de stabilisatie van verzuurde melkdranken door CMC

De effectiviteit van CMC bij het stabiliseren van verzuurde melkdranken hangt af van verschillende factoren, waaronder:

1. pH: De stabiliteit van aangezuurde melkdranken wordt sterk beïnvloed door de pH.Bij lage pH-waarden worden de eiwitten in de melk gedenatureerd en vormen ze gemakkelijker aggregaten, waardoor stabilisatie een grotere uitdaging wordt.CMC kan aangezuurde melkdranken stabiliseren bij pH-waarden van slechts 3,5, maar de effectiviteit neemt af bij lagere pH-waarden.
2. Concentratie van CMC: De concentratie van CMC in de melk beïnvloedt de stabiliserende eigenschappen.Hogere concentraties CMC kunnen leiden tot een verhoogde viscositeit en verbeterde stabilisatie, maar te hoge concentraties kunnen leiden tot ongewenste textuur en smaak.
3. Eiwitconcentratie: De concentratie en het type eiwitten in de melk kan de stabiliteit van de drank beïnvloeden.CMC is het meest effectief in het stabiliseren van dranken met lage eiwitconcentraties, maar het kan ook dranken met hogere eiwitconcentraties stabiliseren als de eiwitdeeltjes klein en gelijkmatig verdeeld zijn.
4. Verwerkingsomstandigheden: De verwerkingsomstandigheden die worden gebruikt om de aangezuurde melkdrank te produceren, kunnen de stabiliteit ervan beïnvloeden.Hoge afschuifkrachten en hitte kunnen eiwitdenaturatie en -aggregatie veroorzaken, wat leidt tot instabiliteit.De verwerkingsomstandigheden moeten worden geoptimaliseerd om eiwit te minimaliseren.