1. Cellulose wird durch D-Glucopyranose β-A, ein lineares Polymer, das durch die Verknüpfung von 1,4-glykosidischen Bindungen entsteht, verarbeitet. Die Cellulosemembran selbst ist hochkristallin und kann weder in Wasser geliert noch zu einer Membran geformt werden, weshalb sie chemisch modifiziert werden muss. Die freien Hydroxylgruppen an den Positionen C-2, C-3 und C-6 verleihen ihr chemische Aktivität und ermöglichen Oxidationsreaktionen, Veretherung, Veresterung und Pfropfcopolymerisation. Die Löslichkeit der modifizierten Cellulose kann verbessert werden, und sie weist gute Filmbildungseigenschaften auf.
2. Im Jahr 1908 stellte der Schweizer Chemiker Jacques Brandenburg die erste Zellulosefolie (Cellophan) her und leistete damit Pionierarbeit für die Entwicklung moderner, transparenter, weicher Verpackungsmaterialien. Seit den 1980er Jahren wird modifizierte Zellulose als essbare Folie und Beschichtung erforscht. Modifizierte Zellulosemembranen sind Membranmaterialien, die aus Derivaten chemisch modifizierter Zellulose hergestellt werden. Diese Membranen zeichnen sich durch hohe Zugfestigkeit, Flexibilität, Transparenz, Ölbeständigkeit, Geruchs- und Geschmacksneutralität sowie mittlere Wasser- und Sauerstoffbeständigkeit aus.
3. CMC wird in frittierten Lebensmitteln wie Pommes frites verwendet, um die Fettaufnahme zu reduzieren. In Kombination mit Calciumchlorid ist die Wirkung noch besser. HPMC und MC finden aufgrund ihrer thermogelartigen Eigenschaften breite Anwendung in wärmebehandelten Lebensmitteln, insbesondere in frittierten Produkten. In Afrika werden MC, HPMC, Maisprotein und Amylose eingesetzt, um Speiseöl in frittierten Teigwaren auf Basis roter Bohnen zu blockieren. Dazu werden die Bohnenbällchen beispielsweise mit diesen Rohstofflösungen besprüht oder in sie getaucht, um essbare Filme herzustellen. Das in MC getauchte Membranmaterial erweist sich als besonders effektiver Fettschutz und kann die Ölaufnahme um bis zu 49 % reduzieren. Generell weisen getauchte Proben eine geringere Ölaufnahme auf als besprühte.
4. MCHPMC wird auch in Stärkeprodukten wie Kartoffelbällchen, Teig, Kartoffelchips und Teigwaren eingesetzt, um die Barriereeigenschaften zu verbessern, üblicherweise durch Besprühen. Untersuchungen zeigen, dass MC die beste Barrierewirkung gegen Feuchtigkeit und Öl aufweist. Seine Wasserretentionsfähigkeit beruht hauptsächlich auf seiner geringen Hydrophilie. Mikroskopisch lässt sich erkennen, dass MC-Filme gut an frittierten Lebensmitteln haften. Studien haben gezeigt, dass eine auf Hähnchenbällchen aufgesprühte HPMC-Beschichtung eine gute Wasserretention aufweist und den Ölgehalt beim Frittieren deutlich reduzieren kann. Der Wassergehalt der Endprobe kann um 16,4 % erhöht, der Ölgehalt an der Oberfläche um 17,9 % und der Ölgehalt im Inneren um 33,7 % reduziert werden. Die Barrierewirkung gegen Öl hängt mit der thermischen Gelbildung zusammen.HPMCIm Anfangsstadium der Gelbildung steigt die Viskosität rasch an, intermolekulare Bindungen treten schnell ein, und die Lösung geliert bei 50–90 °C. Die Gelschicht verhindert die Migration von Wasser und Öl während des Frittierens. Durch die Zugabe von Hydrogel zur äußeren Schicht der panierten Hähnchenstreifen wird die Zubereitung vereinfacht, die Ölaufnahme der Hähnchenbrust deutlich reduziert und die einzigartigen sensorischen Eigenschaften des Produkts erhalten.
5. Obwohl HPMC aufgrund seiner guten mechanischen Eigenschaften und Wasserdampfbeständigkeit ein ideales Material für essbare Folien ist, hat es nur einen geringen Marktanteil. Zwei Faktoren schränken seine Anwendung ein: Erstens handelt es sich um ein thermisches Gel, d. h. um einen viskoelastischen Feststoff, der bei hohen Temperaturen gelartig wird, aber bei Raumtemperatur in einer Lösung mit sehr niedriger Viskosität vorliegt. Daher muss die Matrix während des Herstellungsprozesses vorgeheizt und bei hoher Temperatur getrocknet werden. Andernfalls fließt die Lösung beim Beschichten, Sprühen oder Tauchen leicht ab, was zu ungleichmäßigen Folien führt und die Eigenschaften der essbaren Folien beeinträchtigt. Zudem muss bei diesem Vorgang sichergestellt werden, dass die gesamte Produktionshalle über 70 °C gehalten wird, was zu einem hohen Wärmeverlust führt. Daher ist es notwendig, den Gelierpunkt zu senken oder die Viskosität bei niedrigen Temperaturen zu erhöhen. Zweitens ist es mit etwa 100.000 Yuan pro Tonne sehr teuer.
Veröffentlichungsdatum: 26. April 2024