羧甲基纤维素钠，复配增稠剂466

一个人 · 发表于 2024-2-27 10:35:50

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羧甲基纤维素钠（CMC-Na）是一种有机物，化学式为[C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n，是纤维素的羧甲基化衍生物，是最主要的离子型纤维素胶。羧甲基纤维素钠通常是由天然的纤维素和苛性碱及一氯醋酸反应后而制得的一种阴离子型高分子化合物，分子量由几千到百万。CMC-Na为白色纤维状或颗粒状粉末，无臭、无味、有吸湿性，易于分散在水中形成透明的胶体溶液。

中文名羧甲基纤维素钠
外文名 Carboxymethylcellulose sodium
别名 CMC-钠
化学式 [C6H7O2(OH)2OCH2COONa]n
外观白色纤维状或颗粒状粉末
应用增稠剂、乳化、黏结剂等

羧甲基纤维素钠简称CMC-Na，白色至淡黄色粉末、粒状或纤维状物质，吸湿性强，易溶于水，在中性或碱性时，溶液呈高粘度液。对药品、光、热稳定。但对热是以80℃为限，80℃以上长时间加热，粘性降低，在水中不溶。其相对密度1.60，薄片相对密度1.59。折射率1.515。加热至190～205℃时呈褐色，至235～248℃时炭化。其在水中的溶解度取决于取代度。不溶于酸和醇，遇盐不沉淀。不易发酵，对油脂、蜡的乳化力大，可长期保存。

广泛用于石油工业掘井泥浆处理剂、合成洗涤剂、有机助洗剂，纺织印染上浆剂、日用化工产品水溶性胶状增粘剂、医药工业用增粘及乳化剂、食品工业用增稠剂、陶瓷工业用胶粘剂、工业糊料、造纸工业用施胶剂等。在水处理中用作絮凝剂，主要用于废水污泥处理，可以提高滤饼的固体含量。

羧甲基纤维素钠也是增稠剂的一种，由于其本身具有良好的功能特性使其在食品工业得到了广泛的应用，它也在一定程度上推动了食品工业快速健康的发展。如由于其具有一定的增稠乳化作用，可以用于稳定酸乳饮料并可增加酸奶体系的黏稠性；由于其具有一定的亲水性和复水性，可以用于改进面包和馒头等面食的食用品质，延长面食制品的货架期、提升口感；由于其具有一定的凝胶作用，有利于食品更好地形成凝胶，因此能够用于制造果冻和果酱等；其也可以作为可食性的涂膜材料，与其他增稠剂复配使用，涂抹在一些食品表面，可最大程度地使食品保鲜，且由于是可食性材料，对人体健康不会造成不良影响。因此，食用级的CMC-Na作为一种理想的食品添加剂，在食品工业的食品生产中应用非常普遍。

食用的羧甲基纤维素钠对含油脂蛋白质的饮料可起到乳化稳定作用，一般油脂饮料的特点是含有不同程度的脂肪和一定量的蛋白质，在存放时易分离上浮，形成不美观的“项圈”，影响产品的外观。另外，蛋白质易凝聚分离，特别是pH值较低的产品，蛋白质必然凝结，而CMC-Na可有效解决这些问题，其在水中溶解为透明稳定胶体，可稳定蛋白质，同时降低脂肪和水之间的表面张力，使脂肪充分乳化。因此，CMC-Na常作为增稠剂用于食品工业中。

保水作用
羧甲基纤维素钠具有水化作用，在肉制品、面包、馒头等食品中，可以起到组织改良的作用，而且可以使水分不易挥发，可提高产品产量，增加口感。

凝胶化作用
触变性的羧甲基纤维素钠是指大分子链有一定数量的相互作用，倾向于形成三维结构。形成三维结构后，溶液的表观黏度上升；打破三维结构后，表观黏度下降。触变现象就是表观黏度的变化依赖于时间。具有触变性的羧甲基纤维素对于凝胶体系有重要作用，可用来制果冻和果酱。

成膜性
羧甲基纤维素钠能够在食品表面形成一层膜，可以对果蔬起到一定的保护作用，由于膜的存在，使膜和果蔬之间形成了一个低氧气、高二氧化碳的气体环境，从而降低了气体的交换速率、物质交换速率，用于延长果蔬的保质期。

羧甲基纤维素钠还具有其他一些特性，如悬浮作用以及化学稳定性等，这些性质也为其在食品工业中广泛应用奠定了基础。

乳制品中的应用
（1）在酸性饮料中应用研究
酸性乳饮料具有酸甜独特的风味，有着广泛的市场。但在生产过程中，酪蛋白会在酸性条件下发生聚集失稳，因此一般加入多糖，可对酪蛋白起保护作用，使体系稳定并同时保证了良好的口感。而羧甲基纤维素钠作为一种多糖可稳定酸性乳饮料的机理可描述为：在调酸过程中，当pH值5.2时，CMC-Na开始吸附于酪蛋白胶粒的表面，其作用类似于中性条件下κ- 酪蛋白的作用，吸附层的静电排斥和空间位阻维持了酪蛋白胶束的稳定存在，且CMC-Na具有增稠作用，可以降低蛋白质颗粒的沉降速率。结果表明，在低pH值下，羧甲基纤维素钠需要一定浓度才可以；而低于此浓度时，体系会失去稳定。在pH值3.6~4.6，较低pH值体系需更多的羧甲基纤维素钠来稳定。发酵型酸性乳饮料与调酸型相比，对于稳定剂要求较高。
而含有果粒的酸性乳饮料是在乳饮料中添加一定量的果粒，同样需加入稳定剂来稳定体系。试验得出，酸性含乳饮料以CMC-Na为主要的稳定剂。当复合稳定剂中CMC-Na占0.4%，果胶为0.14%时体系稳定性较好。
还有学者研究，在番茄红素活性饮料中应用羧甲基纤维素钠来稳定体系。研究表明，当CMC-Na添加量大于 0.4%时，产品有很好的稳定性，但此时黏度大大增加，所以可选择与其他胶体复配使用。
传统的调酸型乳饮料在应用了CMC-Na冷化料工艺优化后，在货架期内，其产品黏度总是高于热化料产品的黏度，有更好的稳定性，这也为羧甲基纤维素钠更好地应用于酸性乳饮料生产中提供了理论依据。

（2）搅拌型酸奶中的应用
乳蛋白在酸性条件下的变性沉淀一直是影响酸乳开发的一个关键性问题。因CMC-Na具有多功能的性质，来源丰富，价格便宜，所以多用作稳定剂。
结果表明，CMC-Na受温度、pH值影响较大，当CMC-Na添加量较小时不能稳定酸奶状态，当其含量大于 0.4%时酸奶的状态有所改善，体系趋于稳定；且在0.05%~0.1%时CMC-Na对于酸奶的增稠效果较小，而在含量较大的范围内（0.4%~0.5%）增稠效果显著。

（3）酪蛋白乳液中的应用
乳液是由一种液体以极小的液滴形式分散在另一种与其不相混溶的液体中所构成的分散体系，其为不稳定体系。在众多食品胶中，羧甲基纤维素钠和黄原胶由于具有独特的功能性质，被深入研究。结果表明，CMC-Na与 XG（黄原胶）复配能够使体系更加稳定。在一定的复配比例下（CMC-Na:XG为 1∶1，3∶1），总添加量为乳液总质量的0.4%，乳液的分层稳定性会增加，在室温下贮藏2周，分层现象不明显。

（1）在面包中的应用
由于羧甲基纤维素钠中有亲水基团，在和面时能够与水结合形成亲水胶体而吸水膨胀，在膨胀后的 CMC-Na可使面筋的持水性增加，有利于面包的醒发和焙烤过程中二氧化碳的保持，从而使面包的体积变大，但是羧甲基纤维素钠的用量不能超过6%。由于其具有很强的保水性，适合的添加量可以降低面包的硬度。试验得出，添加适量（2%~8%）的羧甲基纤维素钠对于焙烤面包的品质有明显改善，以添加6%时效果最好，其次为添加量4%。可以提高面包体积，改善面包的结构和风味，可延长面包的货架期。这为羧甲基纤维素钠添加入面包中，改善面包品质提供了可能。

（2）在馒头制作中的应用
羧甲基纤维素钠添加量对小麦馒头面团中的pH值影响不大，研究表明羧甲基纤维素钠能有效改善小麦馒头的质构，有效降低馒头的硬度、黏着性、咀嚼性，且羧甲基纤维素钠添加量为0.06%~0.08%时，各质构指标表现的最好。而现在羧甲基纤维素钠在馒头中的应用还较少，这也为其应用于新的领域提供了可能，可增加它的应用范围。

其他应用
食品增稠剂具有增稠、增浓、稳定、耐盐和耐温等特点，被广泛用于食品调味料中。有学者研究了天然肉味香精制备中增稠剂的选择和工艺优化，结果表明选择 5%的羧甲基纤维素作为肉味香精的胶体，60~70 ℃水浴加热溶解，搅拌30min，胶体溶解后，放置24~48h后溶胀再用于制备肉味味精，产品增稠性比较好，无色无味。

由于羧甲基纤维素钠具有增稠作用，可用于制作果酱。经过试验得到，制作菱角番茄酱的最佳工艺是羧甲基纤维素钠1.9%，柠檬酸0.8%，白砂糖4%，以及菱角酱与番茄酱比为1∶1，此时制得的果酱口感较好，且稳定。

羧甲基纤维素钠也可以用来制作饮料。玉米饮料贮藏中易于分层、形成沉淀，而以CMC和海藻酸钠复配可提高稳定性。添加量均为0.05%的羧甲基纤维素钠和海藻酸钠时，玉米饮料的沉淀率最小，离心后分层不明显，稳定性好，这也为玉米饮料市场的发展奠定了一定的基础。羧甲基纤维素钠还用于冰激凌的生产，以及酒类的澄清。
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