A carboximetil celulosa (CMC) é un espesante natural importante, que é moi utilizado en alimentos, medicamentos, cosméticos, extracción de aceite e outros campos. Como aditivo multifuncional, CMC ten un bo engrosamento, estabilización, formación de películas, hidratantes e outras propiedades. En comparación con outros espesantes, a estrutura e as propiedades únicas de CMC fan que resaltase en moitas aplicacións.
1. Estrutura química
Carboximetil celulosa
A carboximetil celulosa é un éter de celulosa aniónica feita introducindo grupos carboximetílicos na celulosa natural despois da alcalización. A súa unidade estrutural básica é a glicosa e o carboximetilo substitúe a parte dos grupos hidroxilo (-OH) en celulosa para formar un enlace carboximetílico (-O-CH2-COOH). Esta estrutura fai que CMC teña alta solubilidade na auga e boas propiedades reolóxicas.
Outros espesantes
Xantán goma: a goma xantán é un polisacárido de alto peso molecular producido pola fermentación de xanthomonas. A súa cadea principal está composta por β-d-glucano, e as súas cadeas laterais conteñen manosa, ácido glucurónico, etc. O goma de xantano ten alta viscosidade e excelentes propiedades de adelgazamento de cizalladura.
Goma de guar: a goma de guar é extraída do endosperma dos grans de guar e pertence a Galactomannan. A cadea principal está composta por D-mannose e a cadea lateral é D-galactosa. A goma de guar é facilmente soluble en auga fría e forma un coloide de alta viscosidade.
Pectina: a pectina é un polisacárido presente nas paredes das células vexetais, composto principalmente por ácido galacturónico, e o seu grao de metoxilación afecta ás súas propiedades funcionais. A pectina ten boas propiedades de xel nun ambiente ácido.
Hidroxipropil metilcelulosa (HPMC): HPMC é un derivado da metilcelulosa cunha estrutura parcialmente hidroxipropilada e metilada. O HPMC ten boas propiedades de solubilidade e engrosamento na auga.
2. Mecanismo de engrosamento
Carboximetil celulosa
Despois de que CMC se disolva en auga, o grupo carboximetilo fai que teña boa hidrofilicidade e interactúa coas moléculas de auga formando enlaces de hidróxeno e forzas de van der Waals. O seu mecanismo de engrosamento é principalmente aumentar a viscosidade da solución a través do enredamento e repulsión entre moléculas. Ademais, o CMC ten boa estabilidade en condicións ácidas ou alcalinas e é moi utilizado en sistemas con diferentes valores de pH.
Outros espesantes
Xantán goma: a goma xantán aumenta a viscosidade da solución a través do enredamento e unión de hidróxeno de moléculas de cadea longa. A súa única propiedade de adelgazamento de cizalladura fai que a viscosidade diminúa rapidamente cando se somete a unha forza de cizallamento e restaura a alta viscosidade cando estea estacionaria.
Goma de guar: a goma de guar aumenta a viscosidade da solución formando unha rede reticulada e inchazo por absorción de auga. A súa estrutura molecular pode formar un sistema coloidal altamente viscoso.
Pectina: a pectina forma enlaces de hidróxeno con moléculas de auga a través dos grupos carboxilo das súas cadeas laterais. Pode formar unha rede de xel con ións de calcio en condicións ácidas, aumentando significativamente a viscosidade da solución.
Hidroxipropil metilcelulosa: HPMC aumenta a viscosidade da solución a través do enredamento de moléculas e a formación de enlaces de hidróxeno. A súa solubilidade e viscosidade varían moito en diferentes condicións de temperatura e ten certas propiedades do xel térmico.
3. Ámbito de solicitude
Carboximetil celulosa
Industria alimentaria: o CMC úsase habitualmente en alimentos como produtos lácteos, pan, bebidas e atascos para engrosar, estabilizar, hidratar e mellorar a textura.
Medicina: no campo farmacéutico, o CMC úsase como ligante e desintegrante para tabletas, e tamén se usa en lubricantes oftálmicos e bases de pomadas.
Cosméticos: CMC úsase en cosméticos como locións e cremas e ten funcións hidratantes e estabilizadoras.
Industria do petróleo: na produción de petróleo, o CMC úsase na perforación de líquidos e lama para engrosar e reducir a perda de filtración.
Outros espesantes
Xantán goma: moi utilizada en alimentos, cosméticos, farmacéuticos e produtos químicos do campo petroleiro, especialmente para sistemas que requiren propiedades de cizalladura, como salsas, salsas e emulsionantes.
Goma de guar: usado habitualmente en alimentos como xeado, produtos lácteos e apósitos de ensalada para proporcionar alta viscosidade e estabilidade; usado como espesante e estabilizador nas industrias de fabricación de papel e téxtil.
Pectina: usado principalmente en alimentos como comportos, xelatinas e doces suaves, debido ás súas propiedades de xel, funciona ben en altos contornas de azucre e ácidos.
Hidroxipropil metilcelulosa: usado en preparados farmacéuticos, materiais de construción, aditivos de alimentos, etc., especialmente en xeles térmicos e drogas de liberación controlada.
3. Seguridade
Carboximetil celulosa
CMC é considerado como un aditivo de alimentos seguros e cumpre os estándares de seguridade alimentaria de moitos países. Cando a cantidade empregada cumpre as normativas, o CMC non é tóxico para o corpo humano. Tamén mostra unha boa biocompatibilidade e baixa alerxenicidade cando se usa como excipiente farmacéutico e ingrediente cosmético.
Outros espesantes
Xantán goma: como aditivo alimentario, a goma xantana considérase xeralmente segura, pero as doses altas poden causar molestias gastrointestinais.
Goma de guar: tamén é un aditivo de alimentos seguros, pero a inxestión excesiva pode causar problemas dixestivos como o inchazo.
Pectina: xeralmente considerada segura, pero pode causar reaccións alérxicas en casos individuais.
Hidroxipropil metilcelulosa: como excipiente farmacéutico e aditivo alimentario, HPMC ten boa seguridade, pero a súa dosificación debería cumprir as normativas relevantes.
A carboximetil celulosa mostra as súas vantaxes únicas en comparación con outros espesantes, incluíndo unha boa solubilidade de auga, versatilidade e unha ampla gama de aplicacións. Aínda que outros espesantes poden ter vantaxes en áreas específicas, como as propiedades de adelgazamento da cizalladura da goma xantana e as propiedades do xel da pectina, CMC aínda ten unha posición importante no mercado debido ás súas diversas perspectivas de aplicación e unha excelente seguridade. Ao seleccionar un espesante, é necesario considerar de xeito exhaustivo factores como o engrosamento do rendemento, o ambiente de aplicación e a seguridade para conseguir o mellor efecto.
Tempo de publicación: 17 de febreiro-2025