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什么是羧甲基甲纤维素钠(CMC钠)?

2021-11-02

      羧甲基纤维素钠(CMC 钠)是一种多功能成分,它由脱水葡萄糖单元组成,上面平均有 0.2-1.5 个羧甲基(-CH2COOH),可用作食品中的增稠剂、粘合剂、乳化剂和稳定剂,欧洲食品添加剂编号为E466 。与黄原胶一起,它们是食品应用中最常用和最常见的增稠剂。

      通常我们所说的CMC(用于食品)就是它的盐、羧甲基纤维素钠或CMC钠,而不是羧甲基纤维素本身。

      由于CMC水溶性较差,为了更好的使用,通常将其制成钠盐,CMC钠是由棉绒或木浆等天然纤维素经化学改性得到的水溶性纤维素醚。

      HOSEACHEM@羧甲基纤维素钠常用于食品和饮料中,使食品变得浓稠和奶油状,以吸引顾客的食欲。它通过保持水分、保持油相和水相成分不分离并产生一致的质地等来增稠和稳定许多食物。

 

一、羧甲基纤维素钠的生产过程一般有碱化和醚化两个步骤:


1.碱化

将原料纤维素浆分散在碱溶液(一般为氢氧化钠,5-50%)中,得到碱纤维素。

Cell-OH+NaOH →Cell·O-Na+ +H2O

2.醚化

在醇-水介质中用一氯乙酸钠(高达 30%)对碱纤维素进行醚化。在此过程中,将碱纤维素和试剂的混合物加热 (50–75℃) 并搅拌。

ClCH2COOH+NaOH→ClCH2COONa+H2O

Cell·O-Na+ +ClCH2COO- →Cell-OCH2COO-Na

 

二、羧甲基纤维素钠取代度DS:

 

羧甲基纤维素钠的取代度DS是每个吡喃葡萄糖单元取代的平均羟基数,完全替换羟基数,取代度为3,可以通过反应条件和有机溶剂(如乙醇、异丙醇)的使用来控制。随着DS值的增加,其溶液的透明度也会相应提高。 根据欧盟,食品级纤维素胶的DS值为每个脱水葡萄糖单位0.2-1.5个羧甲基(-CH2COOH)。

 

三、羧甲基纤维素钠溶解度:


1.在水里

取代度(DS)和粘度是影响其水溶性的两个主要因素。

与水形成粘性胶体溶液。 纤维素胶在水中溶解性好,易吸水。当它溶解在冷水或热水中时,它会形成胶体溶液。

一般粘度在25~50000mPa.s之间,DS值<0.3时才溶于碱。DS值大于0.4时易溶于水,DS接近0.7时易溶于水,DS大于1时难溶于水。

2.在有机溶剂中

不溶于甲醇、乙醇、铜、氯仿、苯等有机溶剂。

 

四、羧甲基纤维素钠粘度:


一般其溶液的粘度与纤维素(DP)的聚合度、溶液浓度、pH值、温度、取代度等有关。

1. DP

取决于纤维素分解材料的来源。

2. 浓度

粘度随着溶液浓度的增加而增加。

3. 酸碱度

通常,1% CMC 钠溶液的粘度在 pH 值范围为 6.5 至 9.0 时达到最高水平。 PH值在9.0-11.0之间粘度变化不大。

当PH<6时,粘度迅速下降并开始形成CMC。该过程将在 pH ≌2.5 时完成。

PH>9 时粘度下降,初期下降过程随 PH 升高缓慢,PH>11.5 时下降速度加快。

4. 温度

粘度随温度升高而降低,但冷却后粘度升高。但是,当温度升高到一定程度时,会发生永久性粘度降低。取代度越高,粘度受温度影响越小。

 

五、羧甲基纤维素钠用途:


1.食品级羧甲基纤维素钠主要用作我们日常食品中的增稠剂。在口味上,它赋予食物更浓稠和更奶油的特性,与没有它的食物相比,它对消费者更具吸引力。

通常,它在饮料、烘焙、乳制品、甜点产品和肉制品等许多食品中用作增稠剂、悬浮剂、乳化剂、稳定剂和成膜剂。

在某些食品应用中,它还可以替代一些其他增稠剂,如瓜尔胶、明胶、琼脂、海藻酸钠和果胶。根据不同的粘度和目数,应用是多种多样的。

以下是其主要用途和功能:

饮料:稳定颗粒,改善口感。

烘焙:改善体积和质地,保持水分并延长保质期。

甜点:保留水胶体敷料中的液体,改善口感并减少脱水收缩。

乳制品:控制冰淇淋中的冰晶生长,防止脱水收缩,改善质地。

肉:保水,提高产量。

2.化妆品

根据“欧洲委员会化妆品物质和成分信息数据库”,纤维素胶在化妆品和个人护理产品中充当粘合剂、乳液稳定剂、成膜剂、掩蔽剂和粘度控制剂。

3.牙膏

它在牙膏中的作用是使液体和固体原料完全混合,使牙膏在成型和流动时具有适当的粘度、亮度和光滑度。

4.其他

其他用途如石油钻井、洗涤剂、造纸、纺织、采矿、陶瓷等。

 

六、羧甲基纤维素钠安全性


羧甲基纤维素钠作为食品添加剂的安全性已获得美国食品和药物管理局 (FDA)、欧洲食品安全局 (EFSA)、FAO/WHO 食品添加剂联合专家委员会 (JECFA) 以及其他当局的批准。

 

1.美国食品药品监督管理局


当按照人类食用食品中的良好生产规范使用时,羧甲基纤维素钠通常被认为是安全的 (GRAS)。

可用于奶酪、食品调味品、Art Sw Jelly & Fruit Jams和Froz Desserts中的抗结块剂或自由流动剂、干燥剂、乳化剂或乳化剂盐、配方助剂、保湿剂、稳定剂或增稠剂和增稠剂。


2.欧洲食品安全局


羧甲基纤维素钠 (E466) 被列入委员会法规 (EU) No 231/2012 作为授权食品添加剂,并归类为“色素和甜味剂以外的添加剂” 。

2017年安全再评价

在对短期和长期毒性、致癌性、生殖毒性等研究进行研究后,2017 年,EFSA 得出结论:“不需要数字 ADI,并且报告的用途和使用水平不会有安全问题。 E466

授权使用和使用级别

它在欧盟获得了几乎所有授权食品类别的量子满足 (QS) 批准。

它的应用列在I组中,并由 E 466 单独列出。以下食物可能含有:

甜点、小吃、食用冰块、口香糖

植物油、早餐谷物、食品补充剂

奶油、奶制品、干果和蔬菜

坚果黄油和坚果酱、可可和巧克力产品

面包和面包卷、精美的烘焙制品、未成熟和加工过的奶酪

酱汁、汤和肉汤、肉制品

饮料


3.英国食品标准局


归类为“乳化剂、稳定剂、增稠剂和胶凝剂”。

 

4.澳大利亚新西兰食品标准


它是澳大利亚和新西兰批准的成分,代码为 466。

 

5.食品添加剂联合专家委员会


功能类:食品添加剂、乳化剂、稳定剂、增稠剂。

可接受的每日摄入量:1989 年设定的 ADI“未指定”。

 

七、羧甲基纤维素钠副作用


它通常被认为是安全的,但有些人可能对它过敏或敏感。

 

八、关于羧甲基纤维素钠的常见问题

 

1.羧甲基纤维素钠和纤维素一样吗?

不同的是,羧甲基纤维素钠是改性纤维素。

 

2.它是自然的吗?

如上所述,羧甲基纤维素钠不是天然的,虽然原料纤维素来自天然,但它是通过碱化和醚化合成的。

 

3.是清真食品吗?

是的,它通常被认为是清真食品,因为它是伊斯兰教法所允许的,并且符合清真食品的条件。

 

4.它是犹太洁食吗?

是的,这是犹太洁食。改性纤维素 E466 符合所有“kashruth”要求,可被认证为犹太洁食。

 

5.是否含有乳制品?

不,它不是源自或包含乳制品。


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