9000-11-7 / CMC（羧甲基纖維素）的功能特性

羧甲基纖維素（ sodium carboxyme thyl cellulose，CMC），是纖維素的羧甲基化衍生物，又名纖維素膠，是最主要離子型纖維素膠。

CMC通常是由天然纖維素與苛性堿及一氯醋酸反應后制得的一種陰離子型高分子化合物，化合物分子量從幾千到百萬不等。

CMC屬于天然纖維素改性，目前聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生 組織（WHO）已正式稱它為“改性纖維素”。羧甲基纖維素鈉的合成方法是 由德國人E.Jansen于1918年發(fā)明的，并于1921年獲準專利而見諸于世，此后便在歐洲實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。

CMC當時只為粗產(chǎn)品，作膠體和粘結(jié)劑使用。1936-1941年，羧甲基纖維素鈉工業(yè)應用研究相當活躍，發(fā)表了幾個相當有啟發(fā)性的專利，第二次世界大戰(zhàn)期間，德國將CMC用于合成洗滌劑中作為抗再沉積劑，并作為某些天然膠（如明膠，阿拉伯膠）的代用品，使CMC工業(yè)得到很大的發(fā)展。

美國Hercules公司于1943年開始CMC的工業(yè)生產(chǎn)，并于1946年生產(chǎn)精制羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品，該產(chǎn)品被認可為安全食品添加劑。

CMC因具有許多特殊性質(zhì)，如增稠、粘結(jié)、成膜、持水、乳化、懸浮等，且本身無毒、無嗅、不易發(fā)酵、熱穩(wěn)定性好等特點而被廣泛應用于石油、地質(zhì)、日化、食品、醫(yī)藥等行業(yè)，被譽為“工業(yè)味精”。

CMC的結(jié)構(gòu)特性

CMC為白色或微黃色粉末、粒狀或纖維狀固體，是一種大分子化學物質(zhì)，能夠吸水膨脹，在水中溶脹時可以形成透明的黏稠膠液，水懸浮液的pH值為6.5-8.5。該物質(zhì)不溶于乙醇、乙醚、丙酮和氯仿等有機溶劑。

固體CMC對光及室溫較穩(wěn)定，在干燥的環(huán)境中，可以長期保存。CMC是纖維素醚的一種，通常是以短棉絨（纖維素含量高達98%）或木漿為原料，通過氫氧化鈉處理后再與一氯乙酸鈉反應而成，化合物分子量 6400（±1000）。通常有兩種制備方法：水煤法和溶媒法。也有其他植物纖維被用于制備CMC。

功能特性及應用

CMC在食品應用中不僅是良好的乳化穩(wěn)定劑、增稠劑，而且具有優(yōu)異的凍結(jié)、熔化穩(wěn)定性，并能提高產(chǎn)品的風味，延長貯藏時間。

1974年，聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）和世界衛(wèi)生組織（WHO）經(jīng)過嚴格的生物學、毒理學研究和試驗后，批準將純CMC用于食品，國際標準的安全攝入量（ADI）是25mg/kg體重/日。

增稠和乳化穩(wěn)定性

食用CMC對含油脂蛋白質(zhì)的飲料可以起到乳化穩(wěn)定的作用。這是因為CMC溶解在水里后成為一種透明的穩(wěn)定膠體，蛋白質(zhì)粒子在膠體膜的保護下成為 帶同一電荷的粒子，就可以使蛋白質(zhì)粒子處于穩(wěn)定狀態(tài)。它又有一定得乳化作用，所以同時又可降低脂肪和水之間的表面張力，使脂肪充分乳化。

CMC可以提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，這是由于當產(chǎn)品的pH值偏離蛋白質(zhì)的等電點時，羧甲基纖維素鈉能與蛋白質(zhì)形成一種復合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以使產(chǎn)品的穩(wěn)定性提高。

提高膨松度

將CMC用于冰淇淋中，可以提高冰淇淋的膨脹度，改進融化速度，賦予良好的形感和口感，并可以在運輸和存儲過程中控制冰晶的大小和生長，使用量按總量的0.5%的配比添加。

這是由于CMC具有較好的保水性、分散性，將膠體中的蛋白粒子、脂肪球、水分子有機地結(jié)合起來，形成一個均勻穩(wěn)定的體系。

親水性和復水性

CMC的此種功能性質(zhì)一般用于面包生產(chǎn)，可使蜂窩均勻、體積增大、減少掉渣，同時還有保溫保鮮的作用；添加CMC的面條持水性好，耐煮、口感好。

這是由CMC的分子結(jié)構(gòu)決定的，它是纖維素衍生物，在分子鏈中有大量的親水性基團：-OH基、-COONa基，因此CMC具有比纖維素更好的親水性和持水性。

凝膠化作用

觸變性CMC是指大分子鏈有一定數(shù)量的相互作用，傾向于形成三維結(jié)構(gòu)，形成三維結(jié)構(gòu)后，溶液黏度表現(xiàn)增高，打破三維結(jié)構(gòu)后，黏度表現(xiàn)下降，觸變現(xiàn)象就是表觀黏度變化依賴于時間。

具有觸變性的CMC對膠凝體系有重要的作用，可以用來制作果凍、果醬等食品。

可作為澄清劑，泡沫穩(wěn)定劑，增加口感

CMC可用于酒類生產(chǎn)，使口感更為醇厚、馥郁，后味綿長；在啤酒生產(chǎn)中可用作啤酒的泡沫穩(wěn)定劑，使泡沫豐富持久，改善口感。

CMC是一種聚電解質(zhì)，在葡萄酒中可能參與了保持酒體各類平衡的反應，同時還與已經(jīng)形成的結(jié)晶結(jié)合，改變了晶體的結(jié)構(gòu)，使晶體在葡萄酒中的存在條件發(fā)生變化，引起沉淀物的聚沉。

來源：食品原料供需服務