La carbossimetilcellulosa sodica (CMC) è un tipo di etere fibroso altamente polimerico ottenuto per modificazione chimica della cellulosa naturale. La sua struttura è composta principalmente da unità di D-glucosio connesse da un legame glucosidico β (1→4). Viene sciolta in acqua fredda per formare una soluzione viscosa. La viscosità della soluzione è correlata alla DP (alta, media, bassa) della materia prima vitaminica e alle condizioni di concentrazione e dissoluzione. Ad esempio: sciogliendo e applicando un'elevata forza di taglio alla soluzione, se la CMC ha una bassa densità di ossigeno (DS) o la distribuzione delle sostituzioni non è uniforme, si produce l'aggregato di gel; al contrario, se l'elevata densità di ossigeno e le sostituzioni sono distribuite uniformemente, si forma una soluzione trasparente e uniforme.

Altri fattori che possono modificare la solubilità e la viscosità delle soluzioni di CMC sono la temperatura, il pH, il sale, lo zucchero o altri polimeri.

Effetti della temperatura:
Aumentando la temperatura della soluzione di CMC, la viscosità della soluzione diminuisce (come mostrato in Figura 1). Tuttavia, in caso di tempi di riscaldamento brevi, quando la temperatura scende al valore originale, la soluzione può recuperare la viscosità originale. Se la temperatura e il tempo di riscaldamento sono lunghi (ad esempio 125 °C, 1 ora), la viscosità della soluzione diminuisce a causa della degradazione della cellulosa. Questa situazione si verifica, ad esempio, durante la disinfezione degli alimenti.
Effetti del PH:
Per la CMC, la soluzione a pH acido è molto sensibile, poiché la CMC-NA viene convertita in CMC-H, insolubile. Per controllare la buona solubilità della CMC in mezzi acidi, si usa solitamente scioglierla con un elevato indice di solubilità (DS) (0,8-0,9) e prima dell'aggiunta di acido.

Effetto sale: la CMC è di tipo anionico, può reagire con un sale per formare un sale di CMC solubile, bivalente o trivalente, quindi promuovere la formazione di più o meno rete, o causare la riduzione della viscosità della CMC, o causare gelificazione o precipitazione, se la CMC viene prima sciolta in acqua, e poi si aggiunge sale, l'impatto è minimo.

Effetti di altre sostanze:
Le alterazioni sono causate anche dall'aggiunta di alcuni solventi o di altri come zuccheri, amidi e gomme.

Altre proprietà:
La soluzione acquosa di CMC è tissotropica. La soluzione acquosa di CMC mostra un comportamento pseudoplastico ad alta velocità di taglio. Pertanto, a seconda della velocità di taglio, una soluzione di CMC ad alta viscosità può raggiungere una viscosità persino inferiore rispetto a una soluzione di CMC a media viscosità.
L'applicazione della CMC negli alimenti

La CMC-Na viene utilizzata principalmente negli alimenti come addensante, stabilizzante, ecc. e può anche contribuire a ottenere la struttura desiderata, nonché le proprietà sensoriali desiderate. Grazie a queste molteplici funzioni, la CMC è ampiamente utilizzata nell'industria alimentare, come ad esempio:

Primo, dessert ghiacciato - gelato - sorbetto all'acqua zuccherata

Nei prodotti surgelati, è necessario aggiungere uno stabilizzante per mantenere la struttura del prodotto stabile al momento del consumo. Tra i numerosi stabilizzanti, la CMC è lo stabilizzante più comunemente utilizzato per il gelato e altri prodotti surgelati. Il motivo è che, innanzitutto, quando la CMC è ben dispersa, si dissolve rapidamente in acqua, raggiunge la viscosità richiesta e controlla bene l'espansione. In secondo luogo, la CMC, come altri stabilizzanti, controlla la formazione di cristalli di ghiaccio, mantiene una struttura uniforme e costante e mantiene la stabilità durante la conservazione del prodotto, anche dopo ripetuti congelamenti/scongelamenti. La CMC viene utilizzata in piccole quantità e conferisce eccellenti proprietà sensoriali (consistenza e sapore).

Nei gelati e nei latti a basso contenuto di grassi, la CMC viene miscelata con il 10-15% di carragenina per evitare la separazione della miscela prima del congelamento. Con la diminuzione del contenuto di grassi, la quantità di CMC aumenta in modo appropriato, ottenendo una struttura untuosa e scivolosa.

La CMC può anche essere utilizzata come stabilizzante per bevande rinfrescanti a base di succhi di frutta. Nel sorbetto all'acqua zuccherata, la CMC può rilasciare l'aroma e ridurre l'effetto di mascheramento di colore e sapore.

Nei prodotti lattiero-caseari surgelati, come le miscele secche, è possibile aggiungere circa lo 0,2% di stabilizzante CMC, mentre negli sciroppi la quantità di CMC può arrivare fino allo 0,75-1%. In generale, la quantità di CMC aggiunta varia a seconda degli ingredienti del prodotto surgelato. In alcuni paesi, si utilizzano materie vegetali al posto del grasso del latte, nel gelato si utilizzano dolcificanti artificiali come il sorbitolo al posto dello zucchero, e può essere utilizzata anche la CMC.

Due, cibo cotto al forno

I prodotti da forno possono essere di vario tipo: pane speciale, torte, crostate, frittelle e così via.

Nella produzione di pane, pane e altri prodotti, l'impasto è la materia prima, poiché la CMC, a base istantanea, può essere rapidamente combinata con diversi ingredienti, ottenendo rapidamente un impasto appiccicoso. In alcuni casi, l'uso della CMC per aggiustare gli ingredienti richiede l'aggiunta di una maggiore quantità d'acqua. Per ogni grammo di CMC, la quantità d'acqua varia dal 20 al 40%; la quantità di CMC varia a seconda del prodotto, generalmente dallo 0,1 allo 0,4% del solido.

L'aggiunta di CMC ai prodotti da forno può migliorare l'uniformità dell'impasto e la distribuzione di ingredienti come uvetta o frutti di bosco. Questi ingredienti possono essere distribuiti uniformemente nel prodotto durante la cottura.

In molti casi, l'acqua aggiunta può essere mantenuta durante la cottura per ottenere prodotti morbidi, anche per pochi giorni, quindi la CMC può rallentare l'invecchiamento dei prodotti. Poiché l'interno contiene più particelle morbide, di solito si nota un aumento del volume del prodotto.

La CMC può migliorare la struttura tissutale di otturazioni, integratori e glasse, evitando al contempo il restringimento dovuto alla disidratazione delle otturazioni e controllando la formazione di cristalli di zucchero. Nei prodotti morbidi, la CMC, per la sua stabilità strutturale, può essere utilizzata da sola o in associazione ad altri additivi.
3. Bevande analcoliche

Il CMC è ampiamente utilizzato nelle bevande analcoliche per far lievitare i succhi, migliorarne il sapore e la consistenza, eliminare la formazione di aloni di olio nei colli di bottiglia e proteggere l'indesiderato retrogusto amaro dei dolcificanti artificiali.

L'effetto della CMC nelle bevande è correlato a una serie di parametri, quali il modello della CMC, la viscosità, l'utilizzo della CMC, il tipo di bevanda analcolica e gli ingredienti.

In generale, l'ordine di aggiunta e l'omogeneizzazione degli ingredienti hanno scarso effetto sulla stabilità. In altri casi, la CMC viene aggiunta, preferibilmente alla fine della produzione. Questo ne migliora la stabilità.

Sebbene la viscosità non sia spesso la causa della sospensione del succo, essa si manifesta spesso nelle bevande a base di succo da 25°Brix ed è più facile da stabilizzare rispetto alle bevande immediatamente bevibili con il 7-10% di solidi solubili.

4. Prodotti lattiero-caseari

Esistono due tipi di prodotti: prodotti neutri, come la crema pasticcera; prodotti acidi, come le bevande allo yogurt.

Prodotti neutri: la CMC può essere aggiunta per creare diverse strutture di crema per dessert, la CMC può eliminare la disidratazione dell'amido, della carragenina o della carragenina CMC, quindi può essere utilizzata per conservare una panna montata stabile.

Yogurt: la CMC viene utilizzata per produrre yogurt, un prodotto molto comune, grazie alla sua natura anionica, che consente alla caseina di reagire nell'intervallo del punto isoelettrico del pH (PH 4,6) per formare complessi solubili stabili, adatti al trattamento termico e alla conservazione. Pertanto, è possibile produrre e stabilizzare una vasta gamma di prodotti: come latte acido, bevande, latticello, latticini, bevande a base di latte e succhi di frutta, ecc.

è necessario prestare particolare attenzione al raggiungimento di una buona stabilità. Innanzitutto, è necessario determinare la quantità di CMC aggiunta. Questa è correlata al tipo di CMC (a parità di rapporto equivalente, la stabilità del tipo ad alta viscosità è migliore); al rapporto di contenuto di caseina; al valore di pH della bevanda; in relazione alle condizioni di fermentazione o acidificazione, può produrre più o meno aggregati di caseina. La consistenza del prodotto è correlata al rapporto di CMC, al contenuto di grassi, alla materia solida e anche al trattamento meccanico, come l'omogeneizzazione sotto pressione, che può ridurne la consistenza ma non ne compromette la stabilità.

Anche la panna acida, il latte acido, la marmellata di formaggio cremoso, ecc. possono aggiungere stabilizzazione CMC.

Anche la CMC e altre proteine ??possono formare complessi solubili, come le proteine ??della soia e la gelatina.

Condimento per insalata e marmellate varie

La CMC viene utilizzata per preparare condimenti per l'insalata ed è facile che formi un'emulsione, soprattutto se conservata per lungo tempo in condizioni di temperatura non idonee, il che può migliorarne la stabilità.

A seconda della consistenza desiderata e del contenuto di olio, utilizzare CMC a media o alta viscosità, in una quantità compresa tra lo 0,5 e l'1%. La preparazione del condimento per insalata si ottiene aggiungendo gradualmente olio alla fase acquosa di CMC e mescolando. Questo metodo può essere eseguito direttamente, mescolando bene gli ingredienti, disperdendoli in acqua con una forchetta o una frusta, mescolando per alcuni minuti, quindi aggiungendo lentamente l'olio per formare un'emulsione. Quando la CMC è insolubile durante il processo, si disperde nell'olio sotto l'azione di un'elevata forza di taglio, quando la fase acquosa contiene altri ingredienti (come tuorlo d'uovo, aceto, sale...). In questo caso si forma anche un'emulsione.

La CMC può essere utilizzata per una varietà di marmellate e alimenti surgelati. Grazie alle sue caratteristiche, è possibile ottenere strutture diverse.
(liscio, lungo o corto), in particolare ha la capacità di assorbire l'acqua e di prevenire la disidratazione e il restringimento durante lo scongelamento e il riscaldamento in forno.

Nella salsa di pomodoro, la CMC viene aggiunta per conferire la consistenza desiderata. Il dosaggio è dello 0,5-1%, che diminuisce con l'aumentare della quantità di pomodori M utilizzati.

6. Montare la panna montata

Il CMC può essere utilizzato come stabilizzante per prodotti tissutali sfusi (porosi); per quanto riguarda la stabilità dell'effetto, l'effetto schiumogeno dell'HPC è eccellente; quando viene utilizzato insieme al grasso vegetale per creare integratori schiumogeni, l'effetto è molto buono.

Il suo effetto stabilizzante più significativo è quello di impedire la formazione di grumi e di particelle di grasso, di impedire la stratificazione della fase liquida durante lo stoccaggio e di impedire il restringimento e il restringimento da disidratazione.

8. Altre applicazioni

CMC Altre applicazioni:
Il potere calorifico del CMC è basso. Pertanto, il CMC viene utilizzato per realizzare prodotti ipocalorici.

Nel fast food, la CMC si dissolve rapidamente, conferendo una certa consistenza e tenacia, che può sospendere un determinato componente, come il caffè nelle bevande al cioccolato.

Nei prodotti a base di carne, la CMC viene utilizzata come addensante per il sugo e per impedire la separazione dei grassi. Ha anche un effetto legante e trattenente l'acqua, prevenendo il restringimento della carne della salsiccia.