Модифицированная целлюлоза что это
Пищевые добавки целлюлозной природы
Определение целлюлозы
Целлюлоза – основное вещество растительных клеток – составляет от 50 до 70% древесины, 98% хлопка, волокна льна и конопли. Целлюлоза представляет собой линейный полимер, полисахарид, который построен из звеньев d-глюкозы, соединенных 1,4-бета-гликозидными связями. Такое строение обуславливает большую механическую прочность волокон целлюлозы и их инертность по отношению к большинству растворителей и реагентов.
На страницах этого ресурса мы уже несколько раз затрагивали вопросы связанные с понятием целлюлозы. Например, в статье «Что относится к углеводам», сказано, что целлюлоза является сложным углеводом, полисахаридом. В другой же статье «Пищевые волокна или неперевариваемые углеводы » поднимается вопрос неперевариваемости целлюлозы и ее роли как пищевых волокон.
Модификация целлюлозы
Общая формула модифицированных целлюлоз
Чистая целлюлоза не растворяется в воде. Чтобы сделать целлюлозу растворимой, ее подвергают химической модификации путем введения реакционноспособных групп в гидроксильные (метил-, карбоксиметил-, гидроксипропил- и др.) группы молекул полисахарида. Благодаря этому получают продукты разрыхленной структуры.
Модификация целлюлозы аналогично модификации крахмала приводит к изменению свойств (растворимости, вязкости растворов, способности к гелеобразованию и т.п.), что отражается на ее технологических функциях в пищевых системах.
Общие свойства добавок целлюлозной природы
Пищевые добавки целлюлозной природы безвредны, так как не подвергаются в желудочно-кишечном тракте деструкции и выделяются без изменений. Их дозировки в пищевых продуктах определяются конкретными технологическими задачами.
Традиционно пищевые добавки целлюлозной природы используют в технологиях хлебобулочных и кондитерских изделий, молочных и обезжиренных эмульсионных продуктов, безалкогольных напитков, где они выступают в качестве эмульгаторов и стабилизаторов многокомпонентных дисперсных систем, суспензий и эмульсий, обеспечивают необходимые консистенцию и вкусовые свойства.
Целлюлоза микрокристаллическая (E460(i))
Различные названия пищевой добавки E460(i): целлюлоза микрокристаллическая, микрокристаллическая целлюлоза, МКЦ, целлюлоза гель, кристаллическая целлюлоза, microcrystalline cellulose, cellulose gel.
C.A.S. number E460(i): 9004-34-6.
Функции E460(i): антислеживающий агент, наполнитель, переносчик, эмульгатор, пенообразователь, глазирователь, стабилизатор, загуститель.
Свойства пищевой добавки E460(i): белый или почти белый, без запаха, сыпучий кристаллический порошок; водные дисперсии микрокристаллической целлюлозы гелеподобны при концентрациях около 1%, вязкость систем возрастает во времени, особенно через 18 ч хранения.
Целлюлоза в порошке (E460(ii))
Различные названия пищевой добавки E460(ii): Целлюлоза в порошке, порошковая целлюлоза, целлюлоза порошок, powdered cellulose.
Функции E460(ii): антислеживающий агент, наполнитель, эмульгатор, глазирователь, влагоудерживающий агент, стабилизатор, загуститель.
Свойства пищевой добавки E460(ii): белое вещество, без запаха, состоящее из волокнистых частиц, которые могут быть спрессованы в таблетки, которые быстро распадаются в воде; существует различных сортов, обладающих степенями тонкости, начиная от плотного свободно текущего порошка до грубого, пушистого нетекучего материала.
Метилцеллюлоза (E461)
Различные названия пищевой добавки E461: Метилцеллюлоза, метиловый эфир целлюлозы, эфир целлюлозы и метанола, methyl cellulose, methyl ether of cellulose.
C.A.S. number E461: 9004-67-5.
Функции E461: наполнитель, эмульгатор, глазирователь, стабилизатор, загуститель.
Свойства пищевой добавки E461: полученный из древесной целлюлозы или хлопка путем обработки щелочью и метилирования щелочной целлюлозы с хлористым метилом.
имеет вид волокнистого порошка от белого до серо-белого цвета; растворяется в холодной воде, а в теплой переходит в гель; растворимость метилцеллюлозы уменьшается с нагреванием, почти не растворяется в воде при температуре, близкой к точке кипения.
Этилцеллюлоза (E462)
Различные названия пищевой добавки E462: Этилцеллюлоза, этиловый эфир целлюлозы, этоцел, ethyl cellulose.
C.A.S. number E462: 9004-57-3.
Функции E462: наполнитель, переносчик, глазирователь, загуститель.
Свойства пищевой добавки E462: сыпучий порошок от белого до светло-коричневого цвета, без вкуса и запаха.
Гидроксипропилцеллюлоза (E463)
Различные названия пищевой добавки E463: Гидроксипропилцеллюлоза, оксипропилцеллюлоза, гидроксипропиловый эфир целлюлозы, hydroxypropyl cellulose, cellulose hydroxypropyl ether.
C.A.S. number E463: 9004-64-2.
Функции E463: эмульгатор, пенообразователь, глазирователь, стабилизатор, загуститель
Свойства пищевой добавки E463: белый или кремовый гранулированный или волокнистой порошок, почти без запаха; растворяется в воде при температуре, не превышающей 40°C; растворимость повышается в присутствии сахарозы.
Гидроксипропилметилцеллюлоза (E464)
Различные названия пищевой добавки E464: Гидроксипропилметилцеллюлоза, гипромелоза, ГПМЦ, hydroxypropyl methyl cellulose.
C.A.S. number E464: 9004-65-3.
Функции E464: наполнитель, эмульгатор, глазирователь, стабилизатор, загуститель.
Свойства пищевой добавки E464: белые порошок или гранулы, или тонкие волокна, растворяются в холодной воде (но не растворяются в горячей) с образованием вязких растворов.
Метилэтил целлюлоза (E465)
Различные названия пищевой добавки E465: Метилэтил целлюлоза, метилэтиловый эфир целлюлозы, МЭЦ, methyl ethyl cellulose, methyl ethyl ether of cellulose, MEC.
C.A.S. number E465: 9004-69-7.
Функции E465: эмульгатор, пенообразователь, стабилизатор, загуститель.
Свойства пищевой добавки E465: слегка желтоватые волокна или порошок, гигроскопический, без запаха.
Карбоксиметилцеллюлоза (E466)
Различные названия пищевой добавки E466: Карбоксиметилцеллюлоза, натрийкарбоксиметилцеллюлоза, целлюлозная смола, целлюлозогликолевая кислота, КМЦ, натрий КМЦ, sodium carboxymethyl cellulose, cellulose gum, CMC, Na CMC, sodium cellulose glycolate, sodium CMC.
C.A.S. number E466: 9004-32-4.
Функции E466: наполнитель, эмульгатор, пищевой уплотнитель, желирующий агент, глазирователь, влагоудерживающий агент, стабилизатор, загуститель.
Свойства пищевой добавки E466: гигроскопичные гранулы, порошок или тонкие волокна, белые или слегка желтоватые, почти без запаха; карбоксиметилцеллюлоза растворяется и в горячей, и в холодной воде с образованием растворов различной вязкости, которая зависит от степени замещения гидроксильных групп в молекуле целлюлозы; адсорбирует воду в 50-кратном количестве, образуя коллоидные системы.
Этилгидроксиэтилцеллюлоза (E467)
Различные названия пищевой добавки E467: Этилгидроксиэтилцеллюлоза, ethyl hydroxyethyl cellulose.
C.A.S. number E467: 9004-58-4.
Функции E467: эмульгатор, стабилизатор, загуститель.
Свойства пищевой добавки E467: гигроскопические белые или слегка желтоватые или сероватые гранулы или мелкий порошок, без запаха.
Кроскарамеллоза (E468)
Различные названия пищевой добавки E468: Кроскарамеллоза, сшитая натрийкарбоксиметилцеллюлоза, натрий кроскарамеллоза, сшитая целлюлозная смола, сшитая карбоксиметилцеллюлоза, cross-linked sodium carboxymethyl cellulose, croscarmellose sodium, cross-linked cellulose gum, cross-linked carboxymethyl cellulose, cross-linked CMC, cross-linked sodium CMC.
C.A.S. number E468: 74811-65-7.
Функции E468: стабилизатор,загуститель.
Свойства пищевой добавки E468: белый или серовато-белый порошок, без запаха, слегка гигроскопичен.
Карбоксиметилцеллюлоза, ферментативно гидролизованная (E469)
Различные названия пищевой добавки E469: Карбоксиметилцеллюлоза ферментативно гидролизованная, ферментативно гидролизованная натрийкарбоксиметилцеллюлоза, ферментативно гидролизованная целлюлозная смола, enzymically hydrolysed carboxymethylcellulose, enzymatically hydrolyzed cellulose gum, CMC-ENZ
Функции E469: стабилизатор, загуститель, переносчик, глазирователь.
Свойства пищевой добавки E469: белый или слегка желтоватый или сероватый гранулированный или волокнистый порошок, без запаха, слегка гигроскопичен.
E460 Целлюлоза
Целлюлоза (Cellulose, microcrystalline cellulose, powdered cellulose, целлюлоза микрокристаллическая, целлюлоза в порошке, E460)
Целлюлозой называют органическое вещество из семейства полисахаридов, являющееся главной составной частью клеточных оболочек растений. В международной классификации пищевых добавок целлюлозе присвоен индекс Е460, она входит в группу стабилизаторов, загустителей и эмульгаторов.
Общая характеристика Целлюлозы
Название целлюлоза происходит от латинского cellula (клетка, клетушка), вещество имеет твёрдую, стойкую, но при этом эластичную структуру, не растворяется в воде и при нагревании не разрушается.
Выглядит как белый порошок либо как мелкие прозрачные кристаллы без вкуса и запаха. Сырьём для получения целлюлозы служат одеревеневшие волокна высохших растений (calorizator). Как пищевая добавка, Е460 выполняет функции стабилизатора и текстурирующего вещества, предотвращает комкование и слёживание продуктов питания.
Целлюлоза в природе
У большинства животных целлюлоза не расщепляется в организме из-за отсутствия необходимых для этого ферментов. Однако, многие травоядные и простейшие (например, жвачные животные и улитки) могут переварить целлюлозу, т.к. имеют специальные микроорганизмы, которые катализируют гидролиз целлюлозы. Конечным продуктом такого гидролиза является глюкоза, которая может использоваться жвачными животными.
Целлюлоза – очень прочное соединение, способное сохраняться без изменения очень долго. Она не растворяется в воде даже при кипячении.
Получение Целлюлозы
В промышленных масштабах Целлюлозу получают методом варки щепы сульфитным, натронным и сульфатным способом. Последний – наиболее распространенный на сегодняшний день, потому что пригоден для получения Целлюлозы из любого сырья растительного происхождения.
Польза и вред Е460
В организме человека целлюлоза представляет собой балластное вещество, которое не всасывается и не усваивается, при этом в значительной степени снижает калорийность пищевых продуктов, не изменяя органолептические свойства. Целлюлоза положительно влияет на обменные процессы организма, нормализует деятельность желудочно-кишечного тракта, снижает вероятность возникновения как доброкачественных, так и злокачественных новообразований. Добавка Е460 не является опасной для здоровья, поэтому допустимая суточная норма её употребления не установлена.
Применение Целлюлозы в промышленности
В качестве пищевой добавки-стабилизатора Е460 в своём составе целлюлозу имеют молочные продукты (особенно с пониженной калорийностью), кондитерские и хлебобулочные изделия, соусы.
Помимо пищевой промышленности целлюлозу используют в медицине как наполнитель лекарственных препаратов, адгезивные стоматологические материалы, санитарные салфетки, косметические препараты (крема, эмульсии, красители).
В химической промышленности целлюлоза применяется как загуститель, для получения пористых материалов, как сорбент, в производстве резины и полиуретанов, керамических изделий и т.д.
Использование Е460 в России
На территории Российской Федерации разрешено использование Целлюлозы в качестве неопасной для здоровья пищевой добавки.
Модифицированная целлюлоза что это
GOODS MATRIX
Независимый Интернет-Каталог товаров широкого спроса
Информация для покупателей и профессионалов
ЗНАЙТЕ ВСЁ О ТОМ, ЧТО ВЫ ЕДИТЕ!
www.goodsmatrix.ru
Модифицированная целлюлоза в пище
Метилцеллюлоза Е461
Метилцеллюлоза Е461 (метиловый эфир целлюлозы, methylcellulose) – модифицированная целлюлоза, пищевая добавка, применяющаяся в качестве загустителя, стабилизатора, гелеобразователя, пленкообразователя, наполнителя, носителя.
Метилцеллюлозой является светлый порошок или гранулят, не имеющий запаха и вкуса, растворимый только в холодной воде с образованием вязких растворов.
Метилцеллюлозу производят с помощью набухания в щелочной среде и взаимодействия с метилхлоридом целлюлозы, полученной непосредственно из растительных волокон.
Применение метилцеллюлозы Е461
Пищевая добавка разрешена для применения в РФ. В Международных стандартах на пищевые продукты Кодекс Алиментариус также разрешено использование Е461 в качестве гелеобразователя и загустителя.
Метилцеллюлоза применяется для производства
Пищевая добавка относится к балластным веществам, которые не усваиваются в желудочно-кишечном тракте и выводятся из организма без изменений.
Слабительное действие метилцеллюлозы отмечалось при приеме более 5г в день.
Санкт-Петербургский экологический союз не рекомендует ежедневное употребление продуктов, содержащих Е461
Метилэтилцеллюлоза Е465
Метилэтилцеллюлоза Е465 (этилметилцеллюлоза, метилэтиловый эфир целлюлозы, модифицированная целлюлоза, Ethyl methyl cellulose) – продукт модификации натуральной целлюлозы, пищевая добавка, выполняющая функции загустителя, эмульгатора, гелеобразователя, пенообразователя, стабилизатора пены, пленкообразователя.
Метилэтилцеллюлозу производят из натуральной целлюлозы с помощью набухания в щелочи и взаимодействия с метил- и этилхлоридом.
Пищевая добавка представляет собой светлый порошок или гранулят, хорошо растворимый в холодной воде, нерастворимый в горячей воде, средне растворимый в этаноле.
Применение метилэтилцеллюлозы Е465
Пищевая добавка разрешена для применения в РФ и ЕС.
Е465 используется
Не допускается совместное использование метилэтилцеллюлозы и окиси этилена, так как это приводит к образованию метилгидроксиэтилцеллюлозы, запрещенной для применения в продуктах питания.
Метилэтилцеллюлоза и здоровье
Е465 является балластным веществом, которое не расщепляется в пищеварительном тракте и не усваивается организмом.
Согласно неофициальным источникам, пищевая добавка может усугублять заболевания желудочно-кишечного тракта у людей, ими страдающих.
Санкт-Петербургский экологический союз не рекомендует ежедневно употреблять продукты, содержащие метилэтилцеллюлозу
Читайте также
Уважаемые читатели!
Нам интересно, какие темы вы хотели бы увидеть на страницах рассылки, о каких продуктах вы хотели бы узнать подробнее. ПИШИТЕ НАМ!
Пищевая добавка Е460
И звестная шутка о том, что колбасу делают из туалетной бумаги, не так уж далека от истины. По откровениям одного из работников мясоперерабатывающей промышленности, процент содержания собственно мяса в мясных изделиях не превышает пяти процентов. Это и пельмени, и консервы, и колбаса, и сосиски — всё это содержит не более пяти процентов мяса. А что же мы едим в виде остальных 95 %? Конечно, не в буквальном смысле туалетную бумагу, но это недалеко от истины. Микрокристаллическая целлюлоза — вот что нам продают сегодня под видом мяса и многих других продуктов. Пищевая добавка Е 460 добывается из древесины. Процесс обработки растительных волокон древесины превращает её в белый сыпучий порошок без вкуса и запаха. Нечто похожее на муку, только из дерева.
Пищевая добавка Е460: что это и как влияет на организм
Как же получают микрокристаллическую целлюлозу, и для чего она, собственно, нужна? Древесину замачивают в воде, а затем путём воздействия азотной и/или соляной кислоты получают микрокристаллическую целлюлозу. Далее этот порошок упаковывают в мешки и отправляют на пищевые производства. Интересно, что на упаковке (в целях использования данного продукта) указано, что он предназначен для «обогащения продуктов балластными волокнами». То есть, выражаясь более простым языком, для того, чтобы обмануть потребителя.
Одной из главных сфер применения мелкокристаллической целлюлозы является мясоперерабатывающая промышленность. Как уже сказано выше, всё, что продаётся под видом мяса, самого мяса в своём составе почти не содержит. Современная химическая промышленность позволяет создать симуляцию любого вкуса — хоть апельсина, хоть говядины. Однако одного симулятора вкуса недостаточно. Нужен некий базовый компонент для создания неестественного рафинированного продукта. И именно тут на помощь приходит мелкокристаллическая целлюлоза. Дешёвый в производстве продукт, который неприхотлив к условиям хранения и транспортировки. Именно добавка Е 460 является основой для большинства так называемых мясных продуктов. Её берут за основу при создании колбас, сосисок, пельменей, консервов и так далее. Это балласт, как правильно замечено в описании этой добавки. Далее мелкокристаллическую целлюлозу сдабривают усилителями вкуса, загустителями, красителями, симуляторами запаха и так далее. В итоге получается продукт, который практически неотличим от натурального. Именно так производится большинство переработанных мясных продуктов: мелкокристаллическая целлюлоза в сочетании с эмульгаторами и загустителями создаёт нужную консистенцию, создающую иллюзию натурального продукта, а вкус, цвет и запах обеспечивается различными ароматизаторами и вкусовыми добавками.
Главная функция мелкокристаллической целлюлозы — увеличение объёма продукта и/или его сохранение. Помимо использования в мясоперерабатывающей промышленности Е 460 активно применяется и при изготовлении хлебобулочных изделий, что позволяет не терять массу продукта при термической обработке. Дело в том, что потеря массы при термической обработке (к примеру, при выпечке хлеба) — это естественный природный процесс. Но проблема в том, что это уменьшает массу и объём продукта и, как следствие, снижает его стоимость. А для производителя это недопустимо. Добавление мелкокристаллической целлюлозы, которая сохраняет свой объём при термической обработке, позволяет сохранить объём и массу продукта, а значит — продать его дороже.
Интересно, что информация о добавлении «балластного наполнителя» постепенно просачивается в массы, поэтому производители стали транслировать очередную ложь о том, что, поскольку мелкокристаллическая целлюлоза не усваивается в организме человека и выходит в неизменном виде, то она, якобы очищает кишечник и ЖКТ от токсинов. Не исключено, что так оно и есть. Но, как обычно бывает в подобных случаях, во всеуслышание рассказано о пользе, но умолчали о вреде. Дело в том, что особенности микрокристаллической целлюлозы в том, что ей всё равно, что выводить из организма, — она просто «вычищает» всё. И вместе со шлаками и токсинами она выводит витамины, минералы и так далее, истощая организм. А учитывая, что продукты, содержащие Е 460, сами по себе и так не содержат практически ничего полезного, то такие продукты питания только причиняют вред организму, лишая его полезных веществ. Также стоит отметить, что высокая концентрация Е 460 забивает кишечник и может приводить к запорам и образованию каловых камней. Тут также умалчивается, что сорбирующее качество микрокристаллической целлюлозы проявляется лишь тогда, когда она употребляется в умеренных количествах. А в той концентрации, в которой она содержится в продуктах питания, она только забивает кишечник, нарушает его перистальтику и приводит к проблемам с ЖКТ.
Ещё одна уловка пищевых корпораций — диетические продукты. Это различные йогурты, каши быстрого приготовления, десерты и так далее. Да, те самые, где на упаковке часто можно видеть девушку спортивной внешности с идеальной фигурой. Вот уж где применение Е 460 развернулось на полную. Так как эта добавка не усваивается организмом, она позволяет создать продукт, который при своём большом объёме и весе будет, как это пишут на упаковке, «низкокалорийным». Проще говоря, мечта любого чревоугодника — есть и не толстеть. Именно это позволяет сделать добавление мелкокристаллической целлюлозы. Только вот к здоровому диетическому питанию такой балластный пустой продукт не имеет никакого отношения. Он просто создаёт чувство полноты желудка, при этом забивая кишечник и выводя из организма полезные вещества.
Формально добавка Е 460 считается безвредной, потому что при рациональном её использовании она действительно не способна причинить критический вред. Но при том бесконтрольном её добавлении в продукты, которое наблюдается на сегодняшний день в пищевой промышленности, говорить о её безвредности просто не приходится.
ГК «Униконс»
Продвижение и реализация комплексных пищевых добавок, антисептиков и др. продукции.
«Антисептики Септоцил»
Септоцил. Бытовая химия, антисептики.
«Петритест»
Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.
«АльтерСтарт»
Закваски, стартовые культуры. Изготовление любых заквасок для любых целей.
ГЛАВА 2. ГИДРОКОЛЛОИДЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2.1. ЦЕЛЛЮЛОЗА
В пищевой технологии находят применение целлюлоза и ее производные: микрокристаллическая целлюлоза (Е 460), метил целлюлоз а (Е 461), карбоксиметилцеллюлоза (Е 466), гидроксипропилцеллюлоза (Е 463), гидроксипропилметилцеллюлоза (Е 464), метилэтилцеллюлоза (Е 465). Эти гидроколлоиды используют в производстве мороженого, кондитерских изделий и соусов в качестве эффективных загустителей, стабилизаторов и эмульгаторов.
Производные целлюлозы применяют также в качестве диетических волокон при создании сбалансированных продуктов питания. Среди них наибольшее значение имеют метилцеллюлоза и карбоксиметилцеллюлоза, которые получают, воздействуя алкилирующими реактивами, например галоидными алкилами или диалкилсульфатами, на алкалицеллюлозу.
Метилцеллюлоза представляет собой волокнистый порошок белого или серо-белого цвета. В зависимости от химического строения она имеет различную растворимость. Так, при содержании менее двух метильных остатков на один остаток глюкозы метилцеллюлоза в холодной воде растворима, а в теплой – переходит в гель. С повышением температуры растворимость метил целлюлозы уменьшается. При температуре, близкой к температуре кипения, она практически не растворяется в воде
Гелеобразование в растворах метилцеллюлозы вызвано главным образом гидрофобным взаимодействием неполярных группировок макромолекул.
Карбоксиметилцеллюлоза имеет вид белого волокнистого порошка, растворимого в воде. Ее получают из чистой целлюлозы хлопка. Она адсорбирует воду в 50-кратном количестве, образуя коллоидные системы.
Объединенным комитетом ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установлены ДСД производных целлюлозы для человека в количестве до 30 мг на 1 кг массы тела.
В России дозировка производных целлюлозы согласно СанПиН 2.3.2.1293–03 при производстве пищевых продуктов регламентируется соответствующими технологическими инструкциями.
Общей чертой всех этих добавок является то, что они представляют собой гидроколлоиды, получаемые из сырой целлюлозы путем химической модификации.
2.1.1. СЫРЬЕ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗ
Сырьем для модифицированных целлюлоз является целлюлозная
пульпа, которую, в свою очередь, получают из древесины определенных видов растений или хлопкового линта. Хлопковый линт представляет собой короткие волокна из коробочек хлопчатника, длина которых недостаточна для их использования в нитках и пряже. Длина полимерной цепи целлюлозы варьирует в зависимости от сырья, поэтому выбор сырья будет определяться требуемой в конечном продукте вязкостью, а также требованиями к длине полимерных цепей.
2.1.2. КРАТКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Принципиальная схема переработки целлюлозной пульпы заключается в ее диспергировании в щелочном растворе с образованием так называемой алкалицеллюлозы. Затем в зависимости от целевых продуктов пульпа обрабатывается в строго контролируемых условиях соответствующими реагентами для замещения мономеров ангидроглюкозы в целлюлозной цепи. Замещение происходит по гидроксильным группам, а реагентами являются следующие:
Две стадии реакции можно кратко охарактеризовать следующим образом:
целлюлоза + щелочь + вода → алкалицеллюлоза;
алкалицеллюлоза + R-X → алкилцеллюлоза;
алкалицеллюлоза + R-CH(0)CH2 → гидроксиалкилцеллюлоза;
алкалицеллюлоза + X-R-COOH → карбоксиалкилцеллюлоза.
За реакцией замещения следуют стадии очистки и промывки с целью удаления побочных продуктов и достижения уровней чистоты, определенных для пищевых добавок.
2.1.3. СТРУКТУРА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Структура молекулы целлюлозы показана на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Структура целлюлозы
Из рис. 2.1 очевидно, что молекула целлюлозы представляет собой полимерную цепь, состоящую из двух повторяющихся остатков ангидроглюкозы (β-глюкопиранозных остатков), соединенных (1→4)-гликозидными связями. При этом n обозначает число остатков ангидроглюкозы, или степень полимеризации.
Каждый остаток ангидроглюкозы содержит три гидроксильные группы, которые теоретически могут быть замещены. Среднее число гидроксильных групп, замещенных в каждом остатке ангидроглюкозы, называется степенью замещения. Однако степень замещения, необходимая для получения желаемых свойств, намного ниже теоретического максимума.
В качестве примера на рис. 2.2 приведена структура карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), где степень замещения составляет 1,0.
Рис. 2.2. Структура звена КМЦ со степенью замещения 1,0
2.1.4. СВОЙСТВА ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
На свойства модифицированных целлюлоз оказывают влияние три фактора:
Кроме этого, может быть различным размер частиц гидроколлоида. Размер частиц и насыпная плотность порошкообразного материала влияют на растворимость продукта.
Гранулированный материал менее склонен к комкованию или образованию клубков, но растворяется дольше. Мелкоизмельченный порошок может очень быстро гидратировать, однако он не так легко диспергируется. Поэтому процесс растворения следует осуществлять при эффективном перемешивании.
Степень полимеризации является мерой оценки длины полимерной цепи. Увеличение степени полимеризации проявляется в увеличении вязкости раствора модифицированной целлюлозы, хотя в случае модифицированных целлюлоз с различным типом замещения вязкость их растворов не всегда будет сопоставима даже при одинаковой степени полимеризации.
Как правило, модифицированные целлюлозы образуют прозрачные растворы без запаха, вкуса и цвета. Следует отметить, что все модифицированные целлюлозы в порошкообразной и даже гранулированной формах способны к поглощению атмосферной влаги. Поэтому лучше хранить эти продукты в воздухонепроницаемой упаковке.
Свойства метилцеллюлозы (МЦ) и гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) очень близки. Поэтому они могут быть рассмотрены вместе. И МЦ, и ГПМЦ растворимы в холодной воде и образуют растворы с широким диапазоном вязкости, которая зависит как от степени полимеризации, так и от степени замещения. Эти растворы обладают относительно стабильной вязкостью в диапазоне рН 3-11. При нагревании раствор превращается в гель, когда его температура превысит так называемую температуру гелеобразования. Эта температура изменяется от 52°С для МЦ до 63-80°С для ГПМЦ. Причем увеличение степени замещения гидроксильных групп на гидроксипропильные повышает температуру гелеобразования. Гели обратимы при охлаждении, хотя между нагреванием и охлаждением проявляется заметный гистерезис.
Оба полимера являются хорошими пленкообразователями и также проявляют некоторую поверхностную активность. В промышленности МЦ и ГПМЦ различают по вязкости 2%-ных водных растворов, а также по степени замещения.
Гидроксипропилцеллюлоза (ГПЦ) также растворима в холодной воде, и для нее тоже может быть получена различная вязкость раствора в зависимости от степени полимеризации. ГПЦ не растворима при температурах выше приблизительно 45°С, но в отличие от МЦ и ГПМЦ геля не образует. Среди пищевых гидроколлоидов ГПЦ отличается способностью растворяться в этиловом спирте и в его смесях с водой. Однако наиболее интересными свойствами ГПЦ являются ее хорошая пленкообразующая способность и высокая поверхностная активность по сравнению с большинством других гидроколлоидов.
В промышленности различные сорта ГПЦ, предназначенные для применения в пищевых продуктах, дифференцируют по вязкости.
Метилэтилцеллюлоза (МЭЦ) как и МЦ, а также ГПМЦ, растворима в холодной воде и образует гели, хотя и слабые, при нагревании выше температуры гелеобразования. Однако способность к гелеобразованию МЭЦ не используется широко в пищевом производстве. Значительно большее внимание привлекает ее поверхностная активность и, как следствие, эффективность в качестве технологического средства, способствующего взбиванию, особенно в присутствии белка, с чем и связано применение МЭЦ в промышленности.
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) растворима как в холодной, так и в горячей воде и образует прозрачные бесцветные растворы без запаха и вкуса. Так же как и у других видов модифицированной целлюлозы, вязкость раствора КМЦ зависит от степени полимеризации. Однако при комнатной температуре возможно получить 1%-ный водный раствор с вязкостью 5000 мПа • с.
Эти растворы проявляют обратимое снижение вязкости при нагревании, но в пищевых системах не желируют ни в сочетании с другими гидроколлоидами, ни отдельно от них.
Скорость загущения зависит от степени полимеризации, размера частиц и в меньшей мере от степени замещения. Используя правильно подобранные мелкоизмельченные порошкообразные сорта КМЦ, можно достичь исключительно быстрого загущения.
Последняя поправка в законодательстве ЕС допускает максимальную степень замещения в КМЦ, равную 1,5, но более распространенной в сортах КМЦ для пищевых продуктов является степень замещения 0,60-0,95.
Степень замещения в совокупности с равномерностью распределения замещающих групп оказывает влияние на реологические свойства раствора. Так, растворы с более низкой степенью замещения тиксотропны. Высокая степень замещения приводит к их псевдопластичности, которая обусловливает особенно мягкое «ощущение во рту».
В промышленности КМЦ дифференцируют по вязкости, размеру частиц, а также, более ограниченно, по степени замещения и особым характеристикам раствора.
КМЦ является ионным полимером, что обусловливает его комплексообразование с растворимыми белками, такими как казеин и соевый белок, в диапазоне изоэлектрической точки белков. Несмотря на то что на данный процесс влияет значение рН системы, определяющими факторами являются также состав и концентрация белка, температура, концентрация и тип КМЦ. Так, при рН ниже 3,0 или выше 6,0 КМЦ взаимодействует без нагревания с белками молока с образованием комплекса, который может быть удален в виде осадка. При рН 3,0-3,5 образуется стабильный комплекс.
2.1.5. ПРИМЕНЕНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Метицеллюлоза и гидроксипропилметилцеллюлоза используются для связывания и поддержания формы, формирования пленки и барьерных свойств, предотвращения выкипания и разбрызгивания при высоких температурах.
Свойства термогелеобразования МЦ и ГПМЦ можно использовать для связывания и сохранения формы в тех продуктах, где содержащиеся компоненты не обладают достаточной связующей способностью. К ним относятся такие категории, как картофельные крокеты, соевые гамбургеры, термостабильные начинки.
Хорошая поверхностная активность ГПЦ используется при применении ее низковязких сортов в топпингах (украшениях для верхней поверхности кондитерских изделий), для взбивания или распыления из аэрозольных баллончиков.
ГПЦ растворима в этиловом спирте и образует прозрачные растворы в водно-спиртовых растворах с концентрацией этанола до 50%. Это дает возможность придавать различную вязкость и соответствующее «ощущение во рту» различным алкогольным напиткам. ГПЦ является также хорошим пленкообразователем и формирует гибкие неклейкие пленки с хорошими барьерными свойствами по отношению к жиру и воздуху. Эти свойства были подтверждены в фармацевтической промышленности и могут найти применение в кондитерских изделиях.
Основное применение МЭЦ связано с пенообразованием и стабилизацией. При взбивании растворов МЭЦ получают тонкую пену, взбитость которой сравнима с яичным белком. Растворы можно взбивать повторно, даже если пена, постояв, снова перешла в жидкое состояние. Следует особо отметить, что пены на основе МЭЦ совместимы со многими обычными пищевыми ингредиентами, включая яичный белок и жир. Благодаря этому она подходит для применения в топпингах, муссах и т.п.
Карбоксиметилцеллюлоза применяется в производстве быстрорастворимых продуктов, таких как напитки в автоматах и сухие смеси для напитков. Если требуется значительное загущение, то, соответственно, используются более высокие концентрации КМЦ. В результате этого возможно появление «резинового» ощущения во рту, которое можно устранить или сделать менее заметным, используя сорта КМЦ с равномерным замещением, например КМЦ марки Blanose® 7H3SXF.
Вязкость, придаваемая КМЦ, способствует стабилизации замороженных продуктов, таких как мороженое, в том числе многослойное, шербет. Преимущества ее использования определяются сохранением текстуры и ингибированием образования кристаллов льда, медленным таянием и повышенной устойчивостью к отделению капель (капанию). В продуктах с низким рН, например в шербетах, использование КМЦ предпочтительно, поскольку в кислой среде ее вязкость не уменьшается.
КМЦ можно также использовать в качестве основного стабилизатора в мороженом с целью регулирования размера и роста кристаллов льда в процессе созревания и хранения, а также для придания однородной текстуры и сопротивляемости тепловому шоку.
Свойства КМЦ как загустителя благодаря ее быстрой растворимости в горячей и холодной воде, хорошему связыванию воды и устойчивости к низким значениям рН хорошо подходят для использования в таких продуктах, как, например, салатные заправки и томатные соусы.
Томатные кетчупы – еще одно возможное применение КМЦ, особенно интересное, поскольку для получения разной структуры можно применять разные сорта КМЦ.
Некоторые особые виды КМЦ способны очень хорошо связывать воду, хотя их растворимость может быть относительно слабой. Такие высокие водосвязывающие свойства в выпечных изделиях, включая хлеб и хлебобулочные изделия, способствуют большему выходу продукта, а также замедляют процесс черствения. Это делает изделия более привлекательными для потребителя и позволяет продлить срок хранения. Этот эффект совместим с действием других улучшителей хлеба. Для такого применения можно рекомендовать, например, КМЦ марки Aquasorb® А500 в количестве 0,5-1,5% (обычно 0,5-1,0%) к массе муки.
Благодаря своей ионной природе КМЦ реагирует с растворимыми белками с образованием комплексов в диапазоне рН около изоэлектрической точки белка. В кисломолочной среде при рН 3,8–5,0 КМЦ взаимодействует с казеином и образует растворимый комплекс, устойчивый к нагреванию и при хранении. На практике это свойство лучше использовать в верхних значениях указанного диапазона рН, так как при рН 4,2 и ниже вязкость может очень сильно меняться.