Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Харчові добавки посіли міцне місце у сучасній промисловості. Одна з них – карбоксиметилцелюлоза (КМЦ), її використовує фармацевтична та косметична індустрія, виробництва побутової хімії та будівельних матеріалів, застосовна вона при виготовленні продуктів харчування. Поширена добавка КМЦ через свою низьку вартість та безпеку для людини.
Карбоксиметилцелюлоза
КМЦ ([С6Н7О2(ОН)3-x(ОСН2СООН)x]n, де х=0,08-1,5) - це похідне целюлози, де карбоксилметильна група з'єднується з гідроксильними групами глюкозних мономерів.Речовина є кислотою, тому має іншу назву - целюлозогліколева кислота. Насправді частіше використовується натрієва сіль карбоксиметилцелюлози (Na-КМЦ). Синтезував і запатентував її вперше у 1918 році німецький хімік Янсен.
Властивості
Carboxymethyl cellulose - міжнародна назва карбоксиметилцелюлози. Фізико-хімічні властивості КМЦ описані в таблиці:
|
Зовнішній вигляд |
Світло-бежевий кристалічний порошок |
|
Маса молекули |
240.208 г/моль |
|
Хімічна формула |
C₈H₁₆O₈ |
|
В'язкість (1% водний розчин) |
1000-4000 |
|
Втрати після сушіння |
5,0-7,0% |
|
PH (1% водний розчин) |
6,0-8,5 |
|
Відповідність |
99,0-99.5% |
|
Зміст інших хімічних елементів |
|
|
Натрій (Na) |
7,5-8,5% |
|
Залізо (Fe) | |
|
Свинець (Pb) | |
|
Миш'як (As) |
0,0002% |
Інші фізичні властивості, що дозволяють використовувати КМЦ у промисловості:
- речовина добре розчиняється у воді;
- з ним водні розчини добре загусають;
- в'язкість речовини не змінюється довгий час;
- утримує воду;
- здатне утворювати прозору, міцну плівку;
- не розчиняється в маслі та жирі;
- нешкідливо для організму людини;
- без смаку, запаху;
- високополімерна речовина, стійка до сонячного світла;
- надає стабілізуючий та зв'язуючий ефект.
Виробництво
Процес виготовлення проходить за кілька стадій і займає тривалий час. Сировина, що використовується під час виробництва, дешева. У промисловості натрієву сіль карбоксиметилцелюлози одержують сполукою лужної целюлози та монохлороцтової кислоти. Існує кілька схем процесу виробництва:
- класична (періодична);
- моноапаратна.
Виробництво включає декілька важливих стадій. На першій обробляють деревну або бавовняну целюлозу розчином каустика в присутності нижчих спиртів (грають роль органічних розчинників). Потім проводять обробку лужної целюлози монохлороцтовою кислотою при дуже високій температурі - до 100 ° С, якщо використовували розчинник, до 80 ° С - без нього. Отриманий продукт:
- сушать;
- подрібнюють;
- упаковують.
Для отримання карбоксиметилцелюлози використовують бавовняну целюлозу, яку доставляють з-за кордону, і технічну целюлозу, яку виробляють сульфатним способом. Бавовняна більш краща для виробництва за рахунок:
- високого вмісту α-целюлози (98%);
- великої довжини волокна (10 мм і більше);
- високого ступеня полімеризації.
До виготовленої технічної целюлози існують високі вимоги. У ній не повинно бути домішок важких металів, хлору, потрібна відповідність стандартам якості. Разом з відомими видами може використовуватися інша сировина для виробництва карбоксиметилцелюлози. Відомі випадки використання деревної кори, цукрової тростини, лушпиння рису. Вибір визначається ціновою доступністю сировини.
В даний час Російська федерація для виробництва КМЦ використовує деревну целюлозу, а Казахстан та Узбекистан - бавовняну. Основними постачальниками ринку деревної целюлози виробникам карбоксиметилцелюлози є ВАТ «Група «Ілім» Братськ і Усть-Ілімськ, ВАТ «Сяський ЦБК», ЗАТ «Полицелл» Санкт-Петербург. Постачання за 2016 рік склали близько 5,5 тис. тонн.
Перевага перед іншими добавками полягає в більш в'язких властивостях одержуваних розчинів.Впливає відсутність смаку та запаху, після додавання речовини виходить прозорий розчин. Карбоксиметилцелюлоза покращує якість кінцевого продукту за рахунок впливу на процеси кристалізації, утримання вологи та засвоєння жирів. Середня вартість на ринку за 100 грам готової харчової добавки становить від 100 до 150 рублів.
Застосування КМЦ
У медицині, косметології та хімічній промисловості натрію карбоксиметилцелюлоза застосовується як солі. Водним розчинам на її основі властива в'язкість і псевдопластичність (суміші стають більш рідкими зі збільшенням напруг зсуву, а потім можуть повертатися до вихідної консистенції). Іноді водні розчини КМЦ тиксотропічні (суміш розріджується від механічного впливу, а в стані спокою набуває початкової в'язкості).
Натрієва сіль у виробництві побутової хімії, засобів догляду, будівельних матеріалів використовується як ресорбент, пластифікатор і загусник. КМЦ може входити до складу:
- зубних паст;
- хімічних побутових засобів;
- сухих будівельних сумішей;
- фарби;
- клею.
Харчова добавка Е466 при виготовленні продуктів харчування використовується як колоїдний загусник і регулятор консистенції. Якщо уважно вивчити етикетки товарів, її можна знайти у таких продовольчих товарах, как:
- майонез;
- томатна паста;
- кондитерські креми;
- морозиво;
- молочні продукти;
- глазовані сирки;
- гелеподібні дієтичні добавки;
- м'ясні, рибні консерви.
На фармацевтичному виробництві речовина входить до складу засобів для капсулювання та таблетування.Важливу роль грає КМЦ під час виготовлення різних мазей, вона надає необхідну консистенцію і тримає форму протягом багато часу. Карбоксиметилцелюлозу можна виявити у різних ліках. Це:
- проносні препарати;
- лікувальні мазі;
- капсули;
- таблетки.
Речовину використовують як загусник для виробництва очних крапель. Тим самим час звільнення активної речовини продовжується, збільшуючи його ефективність. Зір при цьому не страждає. Захисні оболонки на препаратах з КМЦ мають високу стійкість до соляної кислоти шлунка, плівка розчиняється тільки лужним середовищем кишечника. Так різні інгредієнти препарату зберігаються в незмінному вигляді, а не руйнуються під дією кислого середовища.
Нафтовидобувна промисловість використовують речовину як стабілізатор мінералізованих суспензій з глини при бурінні свердловин, для регулювання фільтрації та реологічних властивостей бурових розчинів на водній основі. Застосовується добавка і текстильному виробництві:
- як емульгатор при шліхтуванні ниток основи;
- загусник друкованих паст;
- замінник крохмалю для апретування тканин.
Харчова добавка Е466
Е-466 (КМЦ) - похідна від целюлози групи декстрозних (глюкозних) мономерів, вона виходить при реакції 1-хлороцтової кислоти з алкіл-целюлозою. Є безбарвним порошком, що складається з кристалів малого розміру. Властивості:
- розщеплюється водою;
- без запаху;
- не боїться впливу прямих сонячних променів;
- не токсичний;
- не розчинний маслами.
Харчове виробництво використовує натрієву сіль, суміш якої в'язка та псевдопластична. КМЦ - це стабілізатор на натуральній основі, який зберігає та покращує в'язкість продуктів при тривалому терміні зберігання.При цьому товар не втрачає своїх властивостей та зберігає вигляд. Добавку КМЦ часто додають під час виготовлення:
- майонезу, кетчупу;
- творожних та кондитерських виробів;
- желе.
Вплив на організм
Клінічних досліджень про вплив на організм карбоксиметилцелюлози на даний момент немає. Надмірне вживання добавки Е466 з їжею веде до розладу роботи кишківника різного ступеня тяжкості. Разовий прийом більше 5 грам має проносну дію. Потрапляючи у шлунок, вона не перетравлюється і не руйнується, виводиться у незмінному стані. Деякі експерти вважають, що КМЦ впливає на розвиток онкологічних захворювань, збільшує рівень холестерину.
Шкода
Корисні та шкідливі властивості речовини вивчені погано. Карбоксиметилцелюлоза знайшла застосування в різних промислових галузях як емульгатор, стабілізатор та загусник.КМЦ – що це таке – вчені розбираються і сьогодні. Це нерозчинний полісахарид, який є харчовим волокном, що бере участь у стимуляції нормальної роботи шлунково-кишкового тракту. Кількість добавки настільки мала, що великої користі від неї немає.
Основною перевагою КМЦ є її нейтральність, нешкідливість. Існує помилкова думка, що харчова добавка відноситься до генно-модифікованої продукції. При виробництві натрієвої солі поліпшили лише молекулярну формулу, щоб з'явилися необхідні промисловості фізичні властивості речовини. До генної інженерії це не має жодного відношення.
Багато лякає, що харчову добавку відносять до групи Е. Засоби масової інформації розповідають про небезпеку таких речовин, шкоду для здоров'я людини. Інформація не завжди є достовірною. Навіть кисень, яким ми дихаємо, внесено до списку під кодом Е948. Усі речовини для промислового виробництва продуктів харчування є харчовими добавками. КМЦ відноситься до баластових речовин, вона не несе ні шкоди, ні користі для людини.
Добавка Е466 в косметології
Карбоксиметилцелюлоза використовується індустрією краси. Її застосовують при виготовленні косметичних засобів замість поверхнево-активних речовин, які погано позначаються на клітинах тіла людини. Добавка повністю безпечна для людини, що не викликає алергічних реакцій на шкірі. Зустріти Е466 можна у різних видах продукції, це:
- шампуні;
- лаки, пінки для укладання волосся;
- муси, кондиціонери;
- піна, гель для гоління;
- різні креми для обличчя, тіла;
- дезодоранти.