La carboximetil cel·lulosa (CMC) és un espessidor natural important, que s’utilitza àmpliament en aliments, medicaments, cosmètics, extracció d’oli i altres camps. Com a additiu multifuncional, CMC té un bon espessiment, estabilització, formació de pel·lícules, hidratants i altres propietats. En comparació amb altres espessidors, l'estructura i les propietats úniques de CMC fan que destaqui en moltes aplicacions.
1. Estructura química
Carboximetil cel·lulosa
La carboximetil cel·lulosa és un èter anióic de cel·lulosa elaborat mitjançant la introducció de grups carboximetils en cel·lulosa natural després de l'alcalització. La seva unitat estructural bàsica és la glucosa i el carboximetil substitueix part dels grups hidroxil (-oh) en cel·lulosa per formar un enllaç de carboximetil èter (-o-ch2-CoOH). Aquesta estructura fa que el CMC tingui alta solubilitat en aigua i bones propietats reològiques.
Altres espessidors
Xantana Gum: Xantan Gum és un polisacàrid de pes molecular elevat produït per la fermentació de Xanthomonas. La seva cadena principal està composta per β-D-glucan, i les seves cadenes laterals contenen manosa, àcid glucurònic, etc. La goma de xantan té una gran viscositat i excel·lents propietats d’aprimament de cisalla.
GUAR GUM: GUAR GUM s’extreu de l’endosperma de les mongetes de guar i pertany a Galactomannan. La cadena principal està composta per D-Mannose i la cadena lateral és D-galactosa. Guar Gum és fàcilment soluble en aigua freda i forma un col·loide d’alta viscositat.
Pectina: La pectina és un polisacàrid present a les parets cel·lulars vegetals, compost principalment per àcid galacturònic i el seu grau de metoxilació afecta les seves propietats funcionals. La pectina té bones propietats en gel en un entorn àcid.
La hidroxipropil metilcellulosa (HPMC): HPMC és un derivat de metilcel·lulosa amb una estructura parcialment hidroxipropilada i metilada. HPMC té una bona solubilitat i un espessiment en aigua.
2. Mecanisme d’espessiment
Carboximetil cel·lulosa
Després que el CMC es dissolgui en aigua, el grup carboximetil fa que tingui una bona hidrofilicitat i interaccioni amb molècules d’aigua formant enllaços d’hidrogen i forces de van der Waals. El seu mecanisme d’espessiment és principalment augmentar la viscositat de la solució mitjançant l’enredament i la repulsió entre molècules. A més, CMC té una bona estabilitat en condicions àcides o alcalines i s’utilitza àmpliament en sistemes amb valors de pH diferents.
Altres espessidors
Xantana Gum: Xantana genial augmenta la viscositat de la solució a través de l’enredament i l’enllaç d’hidrogen de molècules de cadena llarga. La seva propietat única d’aprimament de cisalla fa que la viscositat disminueixi ràpidament quan sigui sotmesa a la força de cisalla i restableix una alta viscositat quan es troba estacionària.
GUAR GUM: GUAR GUM augmenta la viscositat de la solució formant una xarxa reticulada i inflor per absorció d’aigua. La seva estructura molecular pot formar un sistema col·loidal altament viscós.
Pectina: la pectina forma enllaços d’hidrogen amb molècules d’aigua a través dels grups carboxil de les seves cadenes laterals. Pot formar una xarxa de gel amb ions de calci en condicions àcides, augmentant significativament la viscositat de la solució.
Hidroxipropil metilcel·lulosa: HPMC augmenta la viscositat de la solució mitjançant l’enredament de molècules i la formació d’enllaços d’hidrogen. La seva solubilitat i viscositat varien molt en diferents condicions de temperatura i té certes propietats del gel tèrmic.
3. Àmbit d'aplicació
Carboximetil cel·lulosa
Indústria alimentària: CMC s’utilitza habitualment en aliments com productes lactis, pa, begudes i melmelades per espessir, estabilitzar, hidratar i millorar la textura.
Medicina: En el camp farmacèutic, CMC s’utilitza com a aglutinant i desintegrant per a les comprimits, i també s’utilitza en lubricants oftalmics i bases de pomades.
Cosmetics: CMC s’utilitza en cosmètics com locions i cremes i té funcions hidratants i estabilitzadores.
Indústria del petroli: En la producció de petroli, CMC s’utilitza en líquids i fangs de perforació per espessir i reduir la pèrdua de filtració.
Altres espessidors
Xantana Gum: àmpliament utilitzada en aliments, cosmètics, productes farmacèutics i productes químics del camp de petroli, especialment per a sistemes que requereixen propietats de punta de cisalla, com ara salses, salses i emulsionants.
GUAR: S'utilitza com a espessidor i estabilitzador a les indústries de paper de paper i tèxtil.
Pectina: usat principalment en aliments com ara melmelades, gelees i dolços suaus, a causa de les seves propietats en gel, funciona bé en ambients àcids i de sucre alt.
Hidroxipropil metilcel·lulosa: usada en preparacions farmacèutiques, materials de construcció, additius d’aliments, etc., especialment en gels tèrmics i medicaments per alliberament controlat.
3. Seguretat
Carboximetil cel·lulosa
CMC és àmpliament considerat com un additiu alimentari segur i compleix els estàndards de seguretat alimentari de molts països. Quan la quantitat utilitzada compleix les regulacions, CMC no és tòxic per al cos humà. També mostra una bona biocompatibilitat i una baixa al·lèrgia quan s’utilitza com a ingredient farmacèutic excipient i cosmètic.
Altres espessidors
Gum de xantan: com a additiu alimentari, la goma de xantan es considera generalment segura, però les dosis elevades poden causar molèsties gastrointestinals.
GUAR GUM: També és un additiu alimentari segur, però la ingesta excessiva pot causar problemes digestius com la inflor.
Pectina: generalment considerada segura, però pot causar reaccions al·lèrgiques en casos individuals.
Hidroxipropil metilcel·lulosa: com a excipient farmacèutic i additiu alimentari, HPMC té una bona seguretat, però la seva dosi hauria de complir les regulacions rellevants.
La carboximetil cel·lulosa mostra els seus avantatges únics en comparació amb altres espessidors, incloent una bona solubilitat en aigua, versatilitat i una àmplia gamma d'aplicacions. Tot i que altres espessidors poden tenir avantatges en zones específiques, com ara les propietats d’aprimament de cisalla de la goma de xantan i les propietats en gel de la pectina, CMC encara té una posició important del mercat a causa de les seves diverses perspectives d’aplicació i una excel·lent seguretat. Quan seleccioneu un espessidor, cal tenir en compte de forma exhaustiva factors com el rendiment d’espessiment, l’entorn d’aplicacions i la seguretat per aconseguir el millor efecte.
Posada Posada: 17-2025 de febrer