カルボキシメチルセルロースナトリウム（CMC）は、天然セルロースを化學(xué)修飾して得られる高分子繊維エーテルの一種です。その構(gòu)造は主にβ（1→4）グルコシド結(jié)合でつながれたD-グルコースユニットで構(gòu)成されています。冷水に溶解すると粘稠な溶液となります。溶液の粘度は、ビタミン原料のDP（高、中、低）、濃度、溶解條件に関係します。例えば、CMCを溶解し、溶液に高せん斷力を加えると、CMCのDSが低い場(chǎng)合、または置換分布が不均一な場(chǎng)合は、ゲル凝集體が生成されます。逆に、DSが高く、置換分布が均一な場(chǎng)合は、透明で均一な溶液が形成されます。

CMC 溶液の溶解度と粘度を変える可能性のある他の要因としては、溫度、PH、塩、砂糖、またはその他のポリマーがあります。

溫度の影響:
CMC溶液の溫度を上げると、溶液の粘度は低下します（図1參照）。しかし、加熱時(shí)間が短い場(chǎng)合は、溫度が元の溫度まで下がると、溶液は元の粘度に戻ります。加熱溫度と加熱時(shí)間が長(zhǎng)い場(chǎng)合（例えば125℃、1時(shí)間）、セルロースの分解により溶液の粘度が低下します。食品の消毒など、このような狀況が発生します。
PHの影響:
CMCの場(chǎng)合、溶液のpHは酸性に非常に敏感です。なぜなら、CMC-NAは不溶性のCMC-Hに変換されるからです。酸性媒體におけるCMCの良好な溶解性を制御するために、通常は酸を添加する前に、高比重（0.8～0.9）で溶解します。

塩の影響：CMCは陰イオン型であり、塩と反応して可溶性のCMC塩、二価または三価の塩を形成し、多かれ少なかれネットワークの形成を促進(jìn)したり、CMCの粘度低下を引き起こしたり、ゲル化または沈殿を引き起こしたりします。CMCを最初に水に溶解してから塩を加えると、影響は小さくなります。

他の物質(zhì)の影響:
特定の溶剤や、砂糖、デンプン、ガムなどの添加によっても変化が起こります。

その他の特性:
CMC水溶液はチキソトロピー性を有します。CMC水溶液は高せん斷速度で擬塑性挙動(dòng)を示します。そのため、せん斷速度によっては、高粘度CMC溶液は中粘度CMC溶液よりもさらに低粘度になることがあります。
食品におけるCMCの応用

CMC-Naは、主に食品において増粘剤、安定剤などとして使用され、望ましい組織構(gòu)造や官能特性の獲得にも役立ちます。これらの多くの機(jī)能により、CMCは食品業(yè)界で広く利用されています。以下では、CMCについてご紹介します。

まずは冷凍デザート - アイスクリーム - 砂糖水シャーベット

冷凍食品には、製品の組織を安定させ、消費(fèi)時(shí)に安定させるために安定剤を添加する必要があります。多くの安定剤の中で、CMCはアイスクリームなどの冷凍食品に最もよく使用される安定剤です。その理由は、まずCMCが十分に分散している場(chǎng)合、水に素早く溶解し、必要な粘度を形成し、膨張をうまく制御できるためです。次に、CMCは他の安定剤と同様に、氷結(jié)晶の形成を制御し、均一で一貫した組織を維持し、製品を保存する際に繰り返し凍結(jié)/解凍しても安定性を維持します。CMCは少量で使用され、優(yōu)れた官能特性（食感と味）をもたらします。

低脂肪アイスクリームや低脂肪牛乳では、凍結(jié)前の分離を防ぐため、CMCに10～15%のカラギーナンを混合すると報(bào)告されています。脂肪分が減少するにつれて、CMCの量が適切に増加し、油っぽく滑らかな食感が得られます。

CMCは、清涼感のある果汁飲料の安定剤としても使用できます。砂糖水シャーベットでは、CMCは香りを放出し、色や風(fēng)味のマスキング効果を軽減します。

ドライミックスなどの冷凍乳製品には、約0.2%のCMC安定剤が添加されることがあります。シロップでは、CMCの添加量は0.75～1%に達(dá)することもあります。一般的に、CMCの添加量は冷凍製品の原料によって異なります。一部の國(guó)では、乳脂肪の代わりに植物性物質(zhì)が使用されていたり、アイスクリームでは砂糖の代わりにソルビトールなどの人工甘味料が使用されていたりしますが、CMCが使用されることもあります。

2、焼き菓子

焼き菓子には、特製パン、各種ケーキ、パイ、フリッターなど、さまざまな種類があります。

パンなどの製品の製造において、生地は原料として使用されます。CMCはインスタントであるため、様々な材料と素早く混合でき、粘り気のある生地を素早く得ることができます。場(chǎng)合によっては、CMCを使用して材料を調(diào)整することもあります。多くの場(chǎng)合、水分を多めに加えます。CMC1グラムあたり、水分量は20～40％です。CMCの量は製品によって異なりますが、一般的には固形分の0.1～0.4％です。

CMCを焼き菓子に添加すると、生地の均一性が向上し、レーズンやクリスタルフルーツなどの材料の分散性が向上します。これらの材料は、焼き菓子製造時(shí)に製品全體に均一に分散されます。

多くの場(chǎng)合、添加した水分は焼成中に數(shù)日間でも維持され、柔らかい製品が得られるため、CMCは製品の老化を遅らせることができます。內(nèi)部に柔らかい粒子が多く含まれるため、通常は製品の體積が増加します。

CMCは、フィリング、サプリメント、アイシングの組織構(gòu)造を改善し、フィリングの脫水収縮を防ぎ、砂糖結(jié)晶のアイシングを抑制します。ソフト製品では、CMCは構(gòu)造安定性のために単獨(dú)で使用することも、他の添加剤と併用することもできます。
3. ソフトドリンク

CMC は、ジュースを浮上させ、味と食感を改善し、ボトルネックでのオイルリングの形成を排除し、人工甘味料の望ましくない苦い後味を保護(hù)するために、ソフトドリンクで広く使用されています。

飲料における CMC の効果は、CMC モデル、粘度、CMC の使用、ソフトドリンクの種類、成分などの一連のパラメータに関連しています。

一般的に、原料の添加順序や均質(zhì)化は安定性にほとんど影響を與えません。場(chǎng)合によっては、CMCを、できれば製造工程の最後に添加することで、安定性が向上します。

粘度がジュースの懸濁の原因になることは少ないですが、25°Brix のジュース飲料では粘度が見られることが多く、7～10% の可溶性固形分を含むすぐに飲める飲料よりも安定させやすいです。

4. 乳製品

製品には、デザートクリームなどの中性製品と、ヨーグルトドリンクなどの酸性製品の 2 種類があります。

中性製品：CMCを加えることで、さまざまな構(gòu)造のデザートクリームを作ることができます。CMCはデンプン、カラギーナン、またはCMCカラギーナンの脫水を排除できるため、安定したホイップクリームを保存できます。

ヨーグルト：CMCはヨーグルトの製造に広く利用されています。これは、CMCの陰イオン性により、カゼインがpH等電點(diǎn)範(fàn)囲（pH4.6）で反応し、可溶性で熱処理や保存安定性のある複合體を形成するためです。そのため、酸乳、清涼飲料水、バターミルク、乳製品、乳果汁飲料など、様々な製品の製造と安定化が可能です。

良好な安定性を達(dá)成するには、特別な注意を払う必要があります。まず、CMCの添加量を決定する必要があります。これはCMCの種類（同じ當(dāng)量比では、高粘度タイプの方が安定性が優(yōu)れています）、カゼイン含有率、飲料のpH値、発酵または酸性化條件に関連し、カゼイン凝集體の生成量に影響します。製品の稠度は、CMC比、脂肪分、固形分、そして圧力均質(zhì)化などの機(jī)械的処理に関連します。機(jī)械的処理は稠度を低下させる可能性がありますが、安定性には影響しません。

サワークリーム、サワーミルク、クリームチーズジャムなども CMC の安定化に効果があります。

CMC と他のタンパク質(zhì)も、大豆タンパク質(zhì)、ゼラチンなどの可溶性複合體を形成することがあります。

サラダドレッシングと各種ジャム

CMC はサラダドレッシングを作るのに使われており、特に不適切な溫度條件下で長(zhǎng)期間保管すると乳化しやすく、安定性が向上します。

希望する粘度と油分含有量に応じて、中粘度または高粘度のCMCを使用し、使用量は0.5～1%です。サラダドレッシングは、CMC水相に油を徐々に加えて攪拌することで製造されます。この操作方法は直接行うこともできます。材料をよく混ぜ、フォークまたは泡立て器で水に分散させ、數(shù)分間攪拌した後、油をゆっくりと加えて乳化液を形成します。この工程でCMCが不溶性の場(chǎng)合は、水相に他の成分（卵黃、酢、塩など）が含まれていると、高せん斷力の作用下で油に分散します。乳化液も形成されます。

CMCは、冷凍食品として様々なジャムに使用できます。CMCの特性により、様々な構(gòu)造を形成することができます。
（滑らか、長(zhǎng)い、短い）特に、水分を吸収し、オーブンで解凍して再加熱した際に乾燥や縮みを防ぐ機(jī)能があります。

トマトソースでは、CMCは望ましい濃度と食感を與えるために添加されます。添加量は0.5～1%で、使用するMトマトの量が増えるにつれて減少します。

6. ホイップクリーム製品

CMCは組織緩い（毛穴）製品の安定剤として使用できます。効果の安定性を考慮すると、HPCの発泡効果は優(yōu)れており、植物性脂肪と一緒に発泡サプリメントを作ると、効果が非常に良好です。

その最も重要な安定化効果は、固結(jié)や脂肪粒子の結(jié)合を防ぎ、保管中の液相の成層を防ぎ、収縮や脫水収縮を防ぐことです。

8. その他のアプリケーション

CMC その他の用途:
CMCのカロリーは低いため、低カロリー製品の製造に使用されます。

ファーストフードでは、CMC はすぐに溶解して一定の粘稠度と食感を與え、チョコレートドリンク內(nèi)のコーヒーのように特定の成分を浮遊させることができます。

肉製品では、CMCはグレービーソースを注ぐ際の増粘剤として、また脂肪の分離を防ぐ目的で使用されます。また、ソーセージの肉の縮みを防ぐための結(jié)合作用と保水作用もあります。