食品添加劑 羧甲基纖維素鈉 CMC 9004-32-4
羧甲基纖維素鈉( sodium carboxyme thyl cellulose,CMC),是纖維素的羧甲基化衍生物,又名纖維素膠,是最主要離子型纖維素膠。
CMC通常是由天然纖維素與苛性堿及反應(yīng)后制得的一種陰離子型高分子化合物,化合物分子量從幾千到百萬不等。分子的單位結(jié)構(gòu)為圖1所示。
CMC屬于天然纖維素改性,目前聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生 組織(WHO)已正式稱它為“改性纖維素”。羧甲基纖維素鈉的合成方法是 由德國人E.Jansen于1918年發(fā)明的,并于1921年獲準(zhǔn)而見諸于世,此后便在歐洲實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。
CMC當(dāng)時只為粗產(chǎn)品,作膠體和粘結(jié)劑使用。1936-1941年,羧甲基纖維素鈉工業(yè)應(yīng)用研究相當(dāng)活躍,發(fā)表了幾個相當(dāng)有啟發(fā)性的,第二次世界大戰(zhàn)期間,德國將CMC用于合成洗滌劑中作為抗再沉積劑,并作為某些天然膠(如明膠,阿拉伯膠)的代用品,使CMC工業(yè)得到很大的發(fā)展。
美國Hercules公司于1943年開始CMC的工業(yè)生產(chǎn),并于1946年生產(chǎn)精制羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品,該產(chǎn)品被認(rèn)可為安全食品添加劑。
CMC因具有許多特殊性質(zhì),如增稠、粘結(jié)、成膜、持水、乳化、懸浮等,且本身無毒、無嗅、不易發(fā)酵、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于石油、地質(zhì)、日化、食品、醫(yī)藥等行業(yè),被譽(yù)為“工業(yè)味精”。
CMC為白色或微黃色粉末、粒狀或纖維狀固體,是一種大分子化學(xué)物質(zhì),能夠吸水膨脹,在水中溶脹時可以形成透明的黏稠膠液,水懸浮液的pH值為6.5-8.5。該物質(zhì)不溶于乙醇、丙酮和氯仿等有機(jī)溶劑。
固體CMC對光及室溫較穩(wěn)定,在干燥的環(huán)境中,可以長期保存。CMC是纖維素醚的一種,通常是以短棉絨(纖維素含量高達(dá)98%)或木漿為原料,通過氫氧化鈉處理后再與鈉反應(yīng)而成,化合物分子量 6400(±1000)。通常有兩種制備方法:水煤法和溶媒法。也有其他植物纖維被用于制備CMC。
CMC在食品應(yīng)用中不僅是良好的乳化穩(wěn)定劑、增稠劑,而且具有優(yōu)異的凍結(jié)、熔化穩(wěn)定性,并能提高產(chǎn)品的風(fēng)味,延長貯藏時間。
1974年,聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)經(jīng)過嚴(yán)格的生物學(xué)、毒理學(xué)研究和試驗后,批準(zhǔn)將純CMC用于食品,國際標(biāo)準(zhǔn)的安全攝入量(ADI)是25mg/kg體重/日。
2.1 增稠和乳化穩(wěn)定性
食用CMC對含油脂蛋白質(zhì)的飲料可以起到乳化穩(wěn)定的作用。這是因為CMC溶解在水里后成為一種透明的穩(wěn)定膠體,蛋白質(zhì)粒子在膠體膜的保護(hù)下成為 帶同一電荷的粒子,就可以使蛋白質(zhì)粒子處于穩(wěn)定狀態(tài)。它又有一定得乳化作用,所以同時又可降低脂肪和水之間的表面張力,使脂肪充分乳化。
CMC可以提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,這是由于當(dāng)產(chǎn)品的pH值偏離蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)時,羧甲基纖維素鈉能與蛋白質(zhì)形成一種復(fù)合結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)可以使產(chǎn)品的穩(wěn)定性提高。
2.2 提高膨松度
將CMC用于冰淇淋中,可以提高冰淇淋的膨脹度,改進(jìn)融化速度,賦予良好的形感和口感,并可以在運(yùn)輸和存儲過程中控制冰晶的大小和生長,使用量按總量的0.5%的配比添加。
這是由于CMC具有較好的保水性、分散性,將膠體中的蛋白粒子、脂肪球、水分子有機(jī)地結(jié)合起來,形成一個均勻穩(wěn)定的體系。
2.3 親水性和復(fù)水性
CMC的此種功能性質(zhì)一般用于面包生產(chǎn),可使蜂窩均勻、體積增大、減少掉渣,同時還有保溫保鮮的作用;添加CMC的面條持水性好,耐煮、口感好。
這是由CMC的分子結(jié)構(gòu)決定的,它是纖維素衍生物,在分子鏈中有大量的親水性基團(tuán):-OH基、-COONa基,因此CMC具有比纖維素更好的親水性和持水性。
2.4 凝膠化作用
觸變性CMC是指大分子鏈有一定數(shù)量的相互作用,傾向于形成三維結(jié)構(gòu),形成三維結(jié)構(gòu)后,溶液黏度表現(xiàn)增高,打破三維結(jié)構(gòu)后,黏度表現(xiàn)下降,觸變現(xiàn)象就是表觀黏度變化依賴于時間。
具有觸變性的CMC對膠凝體系有重要的作用,可以用來制作果凍、果醬等食品。
2.5 可作為澄清劑,泡沫穩(wěn)定劑,增加口感
CMC可用于酒類生產(chǎn),使口感更為醇厚、馥郁,后味綿長;在啤酒生產(chǎn)中可用作啤酒的泡沫穩(wěn)定劑,使泡沫豐富持久,改善口感。
CMC是一種聚電解質(zhì),在葡萄酒中可能參與了保持酒體各類平衡的反應(yīng),同時還與已經(jīng)形成的結(jié)晶結(jié)合,改變了晶體的結(jié)構(gòu),使晶體在葡萄酒中的存在條件發(fā)生變化,引起沉 淀物的聚沉。
食品添加劑 羧甲基纖維素鈉 CMC 9004-32-4