Qualitäten und Verwendungen von CMC in Lebensmittelqualität
Anwendungen：
Verwendungszwecke und Funktionen：
1. Verdickung: Erzielt Viskosität bei niedrigen Konzentrationen, wodurch die Viskosität bei der Lebensmittelverarbeitung kontrolliert werden kann und eine glatte Textur entsteht.
2. Wasserrückhalt: Verringert das Austrocknen und Schrumpfen von Lebensmitteln und verlängert die Haltbarkeit.
3. Dispergiermittel-Stabilität: Bewahrt die Stabilität der Lebensmittelqualität, verhindert die Öl-Wasser-Trennung (Emulgierung) und kontrolliert die Kristallgröße in Tiefkühlkost (reduziert Eiskristalle).
4. Filmbildung: Bildet einen Gel-Film in frittierten Lebensmitteln, um eine übermäßige Ölaufnahme zu verhindern.
5. Chemische Beständigkeit: Stabil gegen Chemikalien, Hitze und Licht, mit einer gewissen Beständigkeit gegen Schimmel.
6. Stoffwechselträgheit： Als Lebensmittelzusatzstoff wird er nicht verstoffwechselt und liefert keine Kalorien in der Nahrung.
Strukturelle Merkmale von CMC
Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) ist ein anionischer Celluloseether, der in der Regel als weißes oder leicht gelbliches faseriges Pulver oder Granulat mit einer Dichte von 0,5-0,7 g/cm³ vorliegt. Es ist nahezu geruchs- und geschmacksneutral und hat stark hygroskopische Eigenschaften. CMC löst sich leicht in Wasser und bildet eine klare, gelartige Lösung, bleibt aber in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol unlöslich. Eine wässrige 1%-Lösung hat in der Regel einen pH-Wert zwischen 6,5 und 8,5, wobei sie bei pH 7 am besten funktioniert. Die Viskosität nimmt deutlich ab, wenn der pH-Wert über 10 oder unter 5 liegt.
CMC ist hitzestabil, wobei die Viskosität unter 20 °C schnell ansteigt und sich zwischen 25 °C und 55 °C langsamer verändert. Längeres Erhitzen auf über 80 °C kann das Gel jedoch denaturieren und seine Viskosität und Wirksamkeit verringern. Hochtemperatursieden über 100°C oder längere Sterilisation bei ultrahoher Temperatur kann CMC erheblich abbauen, was zu einem raschen Verlust der Viskosität führt. CMC ist in schwach alkalischen Lösungen stabil, wird aber in saurem Milieu leicht hydrolysiert. Es bleibt über einem pH-Wert von 3,5 stabil, doch kann es bei einem pH-Wert von 2 bis 3 und in Gegenwart mehrwertiger Metallsalze zu Ausfällungen kommen.
Die Qualität von CMC wird anhand des Substitutionsgrads (DS) und der Reinheit gemessen.
Die Eigenschaften von Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) hängen von ihrem Substitutionsgrad (DS) ab. Mit steigendem DS nehmen Löslichkeit, Transparenz und Stabilität der Lösung zu. Bei einem DS zwischen 0,7 und 0,9 weisen CMC-Lösungen eine gewisse Transparenz und pseudoplastisches Verhalten auf. Bei einem DS von mehr als 0,90 wird die Lösung transparenter und ihre rheologischen Eigenschaften verbessern sich. Zu den Faktoren, die den DS beeinflussen, gehören das Verhältnis von Alkali zu Veretherungsmittel, die Veretherungszeit, der Wassergehalt, die Temperatur, der pH-Wert, die Lösungskonzentration und das Vorhandensein von Salzen.
Hochreine CMC-Produkte weisen ausgeprägtere Eigenschaften und eine größere Stabilität auf. Die FAO und die WHO haben reines CMC nach umfangreichen biologischen und toxikologischen Tests für die Verwendung in Lebensmitteln zugelassen. Die international anerkannte tägliche Aufnahmemenge (ADI) beträgt 25 mg pro kg Körpergewicht, das sind etwa 1,5 Gramm pro Person und Tag. In einigen Studien wurden selbst bei einer Aufnahme von bis zu 10 kg keine toxischen Wirkungen festgestellt.
Um optimale Ergebnisse zu erzielen, sollten diese Faktoren bei der Verwendung von CMC berücksichtigt werden, um seine Wirksamkeit und Sicherheit bei verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten.
