Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) als Liewensmëttelverdickungsmëttel

Natriumcarboxymethylcellulose (och bekannt als: Natriumcarboxymethylcellulose, Carboxymethylcellulose,CMC, Carboxymethyl, Cellulose-Natrium, Natriumsalz vu Carboxymethylcellulose) ass déi am meeschte verbreeten an déi gréisst Quantitéit, déi haut op der Welt benotzt gëtt.

Kuerz gesot, CMC-Na ass en Cellulosederivat mat engem Glukospolymerisatiounsgrad vun 100-2000 an enger relativer Molekularmass vun 242,16. Wäisst faseregt oder granulärt Pulver. Gerochslos, geschmaachslos, hygroskopesch, onléislech an organesche Léisungsmëttelen.

Basis Eegeschaften

1. Molekularstruktur vun Natriumcarboxymethylcellulose (CMC)

Et gouf fir d'éischt an Däitschland am Joer 1918 produzéiert, an et gouf 1921 patentéiert an ass weltwäit opgetaucht. Kommerziell Produktioun gouf zënterhier an Europa erreecht. Deemools war et nëmmen e Réiprodukt, dat als Kolloid a Bindemittel benotzt gouf. Vun 1936 bis 1941 war d'Fuerschung iwwer industriell Uwendungen vun Natriumcarboxymethylcellulose zimlech aktiv, an et goufen e puer inspiréierend Patenter erfonnt. Wärend dem Zweete Weltkrich huet Däitschland Natriumcarboxymethylcellulose a syntheteschen Detergenten benotzt. Hercules huet 1943 fir d'éischt Kéier Natriumcarboxymethylcellulose an den USA hiergestallt an 1946 raffinéiert Natriumcarboxymethylcellulose produzéiert, déi als sécher Liewensmëtteladditiv unerkannt gouf. Mäi Land huet et an den 1970er Joren ugefaangen ze adoptéieren, an et gouf an den 1990er Joren wäit verbreet benotzt. Et ass déi am meeschte verbreet an déi gréisst Quantitéit u Cellulose op der Welt haut.

Strukturformel: C6H7O2 (OH) 2OCH2COONa Molekularformel: C8H11O7Na

Dëst Produkt ass d'Natriumsalz vu Cellulosecarboxymethylether, enger anionescher Faser

2. Ausgesinn vun Natriumcarboxymethylcellulose (CMC)

Dëst Produkt ass d'Natriumsalz vu Cellulosecarboxymethylether, en anioneschen Celluloseether, wäisst oder mëllechwäisst Faserpulver oder Granulat, Dicht 0,5-0,7 g/cm3, bal geruchslos, geschmaachslos, hygroskopesch. Et ass einfach am Waasser ze dispergéieren fir eng transparent kolloidal Léisung ze bilden, an ass onléislech an organesche Léisungsmëttelen wéi Ethanol [1]. De pH vun enger 1% wässerlecher Léisung ass 6,5-8,5, wann de pH > 10 oder < 5, fällt d'Viskositéit vum Schleim däitlech of, an d'Leeschtung ass am beschten wann de pH = 7. Stabil bei Hëtzt, d'Viskositéit klëmmt séier ënner 20 °C, an ännert sech lues bei 45 °C. Laangfristeg Erhëtzung iwwer 80 °C kann de Kolloid denaturéieren an d'Viskositéit an d'Leeschtung däitlech reduzéieren. Et ass liicht léislech a Waasser, an d'Léisung ass transparent; et ass ganz stabil an alkalescher Léisung, awer et hydrolyséiert liicht wann et a Kontakt mat Säure kënnt, an et fällt aus wann de pH-Wäert 2-3 ass, an et reagéiert och mat polyvalente Metallsalzer.

Den Haaptzweck

Et gëtt als Verdickungsmëttel an der Liewensmëttelindustrie, als Medikamententräger an der Pharmaindustrie a als Bindemittel a Mëttel géint Neioflagerungen an der deeglecher chemescher Industrie benotzt. An der Dréckerei- a Faarfindustrie gëtt et als Schutzkolloid fir Approximatiounsmëttel a Dréckpaste benotzt. An der petrochemescher Industrie kann et als Komponent vun Ueleggewinnungsfrakturéierungsflëssegkeet benotzt ginn. [2]

Inkompatibilitéit

Natriumcarboxymethylcellulose ass net kompatibel mat staarken Säureléisungen, lösleche Eisensalzer a verschiddenen anere Metaller wéi Aluminium, Quecksëlwer a Zink. Wann de pH-Wäert manner wéi 2 ass, a wann et mat 95% Ethanol gemëscht gëtt, wäert et zu Nidderschléi kommen.

Natriumcarboxymethylcellulose kann Koagglomerater mat Gelatine a Pektin bilden, a kann och Komplexer mat Kollagen bilden, déi bestëmmt positiv gelueden Proteine ​​​​ausfälle kënnen.

Handwierk

CMC ass normalerweis eng anionesch Polymerverbindung, déi duerch d'Reaktioun vun natierlecher Cellulose mat kaustischem Alkali a Monochloressigsäure mat engem Molekulargewiicht vu 6400 (±1 000) hiergestallt gëtt. Déi wichtegst Nieweprodukter sinn Natriumchlorid a Natriumglykolat. CMC gehéiert zu der natierlecher Cellulosemodifikatioun. D'Liewensmëttel- a Landwirtschaftsorganisatioun vun de Vereenten Natiounen (FAO) an d'Weltgesondheetsorganisatioun (WHO) hunn et offiziell als "modifizéiert Cellulose" bezeechent.

Déi wichtegst Indicateure fir d'Qualitéit vu CMC ze moossen sinn de Substitutiounsgrad (DS) a Rengheet. Am Allgemengen sinn d'Eegeschafte vu CMC ënnerschiddlech, wann den DS ënnerschiddlech ass; wat méi héich de Substitutiounsgrad ass, wat méi staark d'Léislechkeet ass, an dest besser d'Transparenz a Stabilitéit vun der Léisung. Laut Berichter ass d'Transparenz vu CMC besser wann de Substitutiounsgrad 0,7-1,2 ass, an d'Viskositéit vun hirer wässerlecher Léisung ass am gréissten wann de pH-Wäert 6-9 ass. Fir seng Qualitéit ze garantéieren, mussen nieft der Wiel vum Veretherungsmëttel och e puer Faktoren berécksiichtegt ginn, déi de Substitutiounsgrad a Rengheet beaflossen, wéi d'Bezéiung tëscht der Quantitéit vun Alkali an dem Veretherungsmëttel, der Veretherungszäit, dem Waassergehalt am System, der Temperatur, dem pH-Wäert, der Léisungskonzentratioun an dem Salz etc.

Status quo

Fir de Mangel u Réistoffer (raffinéiert Kotteng aus Kottenglint) ze léisen, hunn an de leschte Joren e puer wëssenschaftlech Fuerschungseenheeten a mengem Land mat Entreprisen zesummegeschafft, fir Räisstréi, gemuelene Kotteng (Offallkotteng) a Tofu-Dreck ëmfaassend ze notzen, fir CMC erfollegräich ze produzéieren. D'Produktiounskäschte gi staark reduzéiert, wat eng nei Quell vu Réistoffer fir d'Industrieproduktioun vu CMC opmécht an eng ëmfaassend Notzung vun de Ressourcen erméiglecht. Op der enger Säit gi Produktiounskäschte reduzéiert, an op der anerer Säit entwéckelt sech CMC op eng méi héich Präzisioun. D'Fuerschung an d'Entwécklung vu CMC konzentréiert sech haaptsächlech op d'Transformatioun vun der existéierender Produktiounstechnologie an d'Innovatioun vum Fabrikatiounsprozess, souwéi nei CMC-Produkter mat eenzegaartegen Eegeschaften, wéi zum Beispill de "Léisungsmëttel-Schlammmethod" [3], deen am Ausland erfollegräich entwéckelt a wäit verbreet agesat gouf. Eng nei Zort vu modifizéiertem CMC mat héijer Stabilitéit gëtt produzéiert. Wéinst dem méi héije Grad vun der Substitutioun an der méi eenheetlecher Verdeelung vun de Substituenten kann et an enger méi breeder Palette vun industrielle Produktiounsfelder a komplexen Ëmfeld benotzt ginn, fir méi héich Prozessufuerderungen ze erfëllen. International gëtt dës nei Zort vu modifizéierter CMC och "polyanionescher Cellulose (PAC, Poly anionesch Cellulose)" genannt.

Sécherheet

Héich Sécherheet, ADI brauch keng Reglementer, an et goufen national Normen formuléiert [4].

Applikatioun

Dëst Produkt huet d'Funktioune vun der Bindung, Verdickung, Stäerkung, Emulgéierung, Waasserretention an Suspension.

Uwendung vu CMC a Liewensmëttel

D'FAO an d'WHO hunn d'Benotzung vu purem CMC a Liewensmëttel guttgeheescht. Et gouf no ganz strenge biologeschen an toxikologesche Fuerschungen an Tester guttgeheescht. Déi sécher Intake (ADI) vum internationale Standard ass 25 mg/(kg·d), dat sinn ongeféier 1,5 g/d pro Persoun. Et gouf bericht, datt verschidde Leit keng toxesch Reaktioun haten, wann d'Intake 10 kg erreecht huet. CMC ass net nëmmen e gudden Emulgatiounsstabilisator a Verdickungsmëttel a Liewensmëttelapplikatiounen, mee huet och eng exzellent Gefrier- a Schmelzstabilitéit a kann de Goût vum Produkt verbesseren an d'Lagerzäit verlängeren. D'Quantitéit, déi a Sojamëllech, Glace, Gelee, Gedrénks a Konserven benotzt gëtt, ass ongeféier 1% bis 1,5%. CMC kann och eng stabil emulgéiert Dispersioun mat Esseg, Sojasauce, Geméisueleg, Fruuchtjus, Zooss, Geméisjus usw. bilden, an d'Doséierung ass 0,2% bis 0,5%. Besonnesch huet et eng exzellent Emulgatiounsleistung fir Déieren- a Geméisueleg, Proteinen a wässerlech Léisungen, wat et erméiglecht, eng homogen Emulsioun mat stabiler Leeschtung ze bilden. Wéinst senger Sécherheet a Zouverlässegkeet ass seng Doséierung net vum nationale Liewensmëttelhygiene-Norm ADI limitéiert. CMC gouf kontinuéierlech am Liewensmëttelberäich entwéckelt, an et gouf och Fuerschung iwwer d'Uwendung vun Natriumcarboxymethylcellulose an der Wäiproduktioun duerchgefouert.

D'Benotzung vu CMC an der Medizin

An der pharmazeutescher Industrie kann et als Emulsiounsstabilisator fir Injektiounen, als Bindemittel a Filmbildungsmëttel fir Pëllen benotzt ginn. Verschidde Leit hunn duerch Basis- an Déierexperimenter bewisen, datt CMC e sécheren an zouverléissegen Antikriibs-Medikamententräger ass. Mat CMC als Membranmaterial kann déi modifizéiert Doséierungsform vum traditionelle chinesesche Medizin Yangyin Shengji Pulver, Yangyin Shengji Membrane, fir Dermabrasiounsoperatiounswonnen an traumatesch Wonnen benotzt ginn. Déiermodellstudien hunn gewisen, datt de Film Wonninfektioun verhënnert an keen signifikanten Ënnerscheed zu Gazeverbänn huet. Wat d'Kontroll vun der Wonngewebeflëssegkeetsexsudatioun an der schneller Wonnheilung ugeet, ass dëse Film däitlech besser wéi Gazeverbänn, an huet den Effekt, postoperativ Ödemer a Wonnirritatiounen ze reduzéieren. D'Filmpreparatioun aus Polyvinylalkohol: Natriumcarboxymethylcellulose: Polycarboxyethylen an engem Verhältnes vun 3:6:1 ass déi bescht Rezept, an d'Adhäsioun an d'Fräisetzungsquote ginn allebéid erhéicht. D'Adhäsioun vun der Virbereedung, d'Openthaltszäit vun der Virbereedung an der Mondhöhl an d'Effizienz vun der Medizin an der Virbereedung ginn all däitlech verbessert. Bupivacain ass e staarkt Lokalanästhetikum, awer et kann heiansdo eescht kardiovaskulär Niewewierkungen hunn, wann et vergëft gëtt. Dofir, obwuel Bupivacain wäit verbreet a klinescher Praxis benotzt gëtt, gouf d'Fuerschung iwwer d'Präventioun an d'Behandlung vu senge gëftege Reaktiounen ëmmer méi Opmierksamkeet geschenkt. Pharmakologesch Studien hunn gewisen, datt CIVIC als Substanz mat verlängerter Fräisetzung, déi mat Bupivacain-Léisung formuléiert ass, d'Niewewierkunge vum Medikament däitlech reduzéiere kann. Bei PRK-Chirurgie kann d'Benotzung vun Tetracain mat gerénger Konzentratioun an net-steroidalen anti-inflammatoreschen Medikamenter a Kombinatioun mat CMC postoperativ Péng däitlech lindern. D'Präventioun vu postoperativen peritonealen Adhäsiounen an d'Reduktioun vun der Darmobstruktioun sinn ee vun de besuergnësserregsten Themen an der klinescher Chirurgie. Studien hunn gewisen, datt CMC däitlech besser ass wéi Natriumhyaluronat fir de Grad vu postoperativen peritonealen Adhäsiounen ze reduzéieren, a kann als effektiv Method benotzt ginn fir d'Optriede vu peritonealen Adhäsiounen ze vermeiden. CMC gëtt an der Katheter-Hepatescharterie-Infusioun vun Antikriibsmedikamenter fir d'Behandlung vu Liewerkriibs benotzt, wat d'Verbleiwzäit vun Antikriibsmedikamenter an Tumoren däitlech verlängere kann, d'Antitumorkraaft verbesseren an den therapeuteschen Effekt verbesseren. An der Déieremedezin huet CMC och e breede Spektrum un Uwendungen. Et gouf bericht [5], datt d'intraperitoneal Instillatioun vun enger 1% CMC-Léisung bei Schof e bedeitenden Effekt op d'Verhënnerung vun Dystokie an Bauchverklebnungen no Chirurgie um Fortpflanzungstrakt bei Véi huet.

CMC an aneren industriellen Uwendungen

A Wäschmëttel kann CMC als Anti-Dreck-Nei-Oflagerungsmëttel benotzt ginn, besonnesch fir hydrophob synthetesch Faserstoffer, wat däitlech besser ass wéi Carboxymethylfaser.

CMC kann als Schlammstabilisator a Waasserretentiounsmëttel bei Uelegbuerungen benotzt ginn, fir Uelegquellen ze schützen. D'Doséierung fir all Uelegquell ass 2,3t fir flaach Quellen an 5,6t fir déif Quellen;

An der Textilindustrie gëtt et als Appliancement, Verdickungsmëttel fir Dréck- a Färbepaste, Textildrock a Versteifung vun der Veraarbechtung benotzt. Wann et als Appliancement benotzt gëtt, kann et d'Léislechkeet an d'Viskositéit verbesseren an ass einfach ze entgliederen; als Versteifungsmëttel ass seng Doséierung iwwer 95%; wann et als Appliancement benotzt gëtt, ginn d'Stäerkt a Flexibilitéit vum Appliancementfilm däitlech verbessert; mat regeneréiertem Seidfibroin gëtt d'Kompositmembran aus Carboxymethylcellulose als Matrix fir d'Immobiliséierung vun der Glukosoxidase benotzt, an d'Glukosoxidase an de Ferrocencarboxylat ginn immobiliséiert, an de Glukosbiosensor huet eng méi héich Empfindlechkeet a Stabilitéit. Studien hunn gewisen, datt wann de Kieselgelhomogenat mat enger CMC-Léisung mat enger Konzentratioun vu ronn 1% (w/v) preparéiert gëtt, d'chromatographesch Leeschtung vun der preparéierter Dënnschichtplack déi bescht ass. Gläichzäiteg huet déi ënner optiméierte Konditiounen beschichtete Dënnschichtplack eng entspriechend Schichtstäerkt, gëeegent fir verschidden Proufnahmetechniken, einfach ze bedreiwen. CMC huet eng Haftung op déi meescht Faseren a kann d'Bindung tëscht de Faseren verbesseren. D'Stabilitéit vu senger Viskositéit kann d'Uniformitéit vun der Gréisst garantéieren, wouduerch d'Effizienz vum Weben verbessert gëtt. Et kann och als Veraarbechtungsmëttel fir Textilien benotzt ginn, besonnesch fir eng permanent Anti-Falten-Veraarbechtung, déi haltbar Ännerungen a Stoffer bréngt.

CMC kann als Anti-Sedimentatiounsmëttel, Emulgator, Dispergéiermëttel, Gläichmëttel a Klebstoff fir Beschichtunge benotzt ginn. Et kann de Feststoffgehalt vun der Beschichtung gläichméisseg am Léisungsmëttel verdeelen, sou datt d'Beschichtung net laang Zäit delaminéiert. Et gëtt och wäit verbreet a Faarwen benotzt.

Wann CMC als Flockulant benotzt gëtt, ass et méi effektiv wéi Natriumgluconat fir Kalziumionen ze entfernen. Wann et als Kationenaustausch benotzt gëtt, kann seng Austauschkapazitéit 1,6 ml/g erreechen.

CMC gëtt als Pabeierapproximatiounsmëttel an der Pabeierindustrie benotzt, wat d'Dréchen- a Naassstäerkt vum Pabeier, souwéi d'Uelegbeständegkeet, d'Tënteabsorptioun an d'Waasserbeständegkeet däitlech verbessere kann.

CMC gëtt als Hydrosol an der Kosmetik an als Verdickungsmëttel an Zännpasta benotzt, an seng Doséierung ass ongeféier 5%.

CMC kann als Flockulant, Chelatmëttel, Emulgator, Verdickungsmëttel, Waasserretentiounsmëttel, Gréisstmëttel, Filmbildungsmaterial, etc. benotzt ginn, a gëtt och wäit verbreet an Elektronik, Pestiziden, Lieder, Plastik, Dréckerei, Keramik, Zännpasta, deegleche Chemikalien an aner Beräicher benotzt, a wéinst senger exzellenter Leeschtung a breeder Palette vun Uwendungen, mécht et permanent nei Uwendungsfelder op, an d'Maartperspektiv ass extrem breet.

Virsiichtsmoosnamen

(1) D'Kompatibilitéit vun dësem Produkt mat staarken Säuren, staarken Alkalien a Schwéiermetallionen (wéi Aluminium, Zink, Quecksëlwer, Sëlwer, Eisen, asw.) ass kontraindizéiert.

(2) Déi zulässlech Dosis vun dësem Produkt ass 0-25 mg/kg·d.

Instruktiounen

Mëscht CMC direkt mat Waasser fir e pasteigene Klebstoff fir spéider ze maachen. Beim Konfiguréiere vu CMC-Klebstoff, gitt als éischt eng gewëssen Quantitéit u propperem Waasser an de Mixertank mat engem Rührgerät, a wann de Rührgerät ageschalt ass, stréit de CMC lues a gläichméisseg an de Mixertank a réiert dauernd, sou datt de CMC komplett mat Waasser integréiert ass a sech komplett opléise kann. Beim Opléise vu CMC ass de Grond, firwat en gläichméisseg gesträit a stänneg réiert soll ginn, fir "d'Problemer vun der Agglomeratioun an der Agglomeratioun ze vermeiden an d'Quantitéit vum opgeléiste CMC ze reduzéieren, wann CMC mat Waasser a Kontakt kënnt", an d'Opléisungsquote vu CMC ze erhéijen. D'Zäit fir ze réieren ass net déiselwecht wéi d'Zäit fir CMC fir sech komplett opzeléisen. Dat sinn zwou Konzepter. Am Allgemengen ass d'Zäit fir ze réieren vill méi kuerz wéi d'Zäit fir CMC fir sech komplett opzeléisen. D'Zäit, déi fir déi zwee gebraucht gëtt, hänkt vun der spezifescher Situatioun of.

D'Basis fir d'Bestimmung vun der Rührzäit ass: wannCMCgläichméisseg am Waasser verdeelt ass an et keng offensichtlech grouss Klumpe sinn, kann d'Réieren gestoppt ginn, sou datt de CMC an d'Waasser an engem stoenden Zoustand andrénge kënnen a mateneen verschmëlze kënnen.

D'Basis fir d'Bestimmung vun der Zäit, déi néideg ass fir datt CMC sech komplett opléist, ass wéi follegt:

(1) CMC a Waasser si komplett gebonnen, an et gëtt keng Trennung tëscht Feststoff a Flëssegkeet tëscht deenen zwee;

(2) Déi gemëschte Paste ass an engem eenheetlechen Zoustand, an d'Uewerfläch ass flaach a glat;

(3) D'Faarf vun der gemëschter Paste ass bal faarflos an transparent, an et gëtt keng granulär Objeten an der Paste. Vum Zäitpunkt wou CMC an den Doséierungstank geluecht a mat Waasser gemëscht gëtt bis zum Zäitpunkt wou CMC komplett opgeléist ass, ass déi erfuerderlech Zäit tëscht 10 an 20 Stonnen.