КМЦ является эфиром целлюлозы и монохлоруксусной кислоты.
Физические свойства. КМЦ представляет собой белый или слегка желтоватый аморфный порошок или волокнистый продукт без запаха и вкуса. В воде набухает.
Доброкачественность КМЦ определяют следующие показатели: размер частиц волокнистого продукта (способность проходить через сито с отверстиями размером 8x8 мм, не менее 90%) и порошка (способность проходить через сито с отверстиями размером 2x2 мм, не менее 90%). Влажность волокнистого продукта должна составлять не более 15%, а порошка - не более 10%. Содержание основного вещества в волокнистом продукте не менее 40%, в порошке - не менее 40-45%. Растворимость - не менее 98%, степень замещения - 80-90%, степень полимеризации, вязкость 0,5% водного раствора и др.
Растворы КМЦ, также как и растворы метилцеллюлозы, физиологически индифферентны, при закапывании в глаза не вызывают слезотечения. Обладая гидрофильными свойствами, они полностью смешиваются со слезными и конъюнктивальными секретами. Противопоказаний к применению растворов не установлено. КМЦ обладает разрыхляющими свойствами и используется в производстве таблетированных лекарственных форм как вспомогательное вещество, улучшающее распадаемость таблеток при применении. В фармацевтической практике применяется также в качестве загустителя, эмульгатора, пленочного покрытия и др. КМЦ нетоксична и широко используется в парфюмерной и кондитерской промышленности .
Na-КМЦ представляет собой натриевую соль простого эфира целлюлозы и гликолевой кислоты, получаемую путем взаимодействия щелочной целлюлозы с монохлоруксусной кислотой или натриевой солью монохлоруксусной кислоты. Степень замещения Na-КМЦ зависит от соотношения реагентов.
Физические свойства. Белый или слегка желтоватый порошок или волокнистый продукт без запаха и вкуса, плотностью 1,59 г/см3, слабо гигроскопичен и может храниться в течение долгого времени. Na-КМЦ устойчива к различным химическим реагентам, обладает биологической устойчивостью, нетоксична и физиологически инертна .
Доброкачественность Na-КМЦ определяют следующие показатели: потеря в весе при высушивании (не более 13%); рН 1% раствора определяют потенциометрическим методом со стеклянным электродом (рН=6,0-8,0); вязкость 2% раствора; содержание натрия в препарате 6,9-8,5% .
Na-КМЦ в холодной и горячей воде набухает с последующим растворением, а также легко растворима в 50% водном растворе этанола. Образует высоковязкие водные растворы, в которых является полиэлектролитом и обладает свойствами защищенных коллоидов. Совместима с желатином, трагакантом, водорастворимыми эфирами целлюлозы, крахмалом, глицерином, некоторыми гликолями и их производными.
При добавлении к водным растворам Na-КМЦ минеральных кислот выпадает осадок. При добавлении растворов солей тяжелых металлов осаждаются соответствующие труднорастворимые соли. Na-КМЦ, как коллоидный электролит, способна к ионным реакциям. Большинство катионных веществ, относящихся к солям, катионы которых являются органическими основаниями, способно к взаимодействию с Na-КМЦ с образованием ионной связи.
Взаимодействие Na-КМЦ с различными веществами в значительной мере зависит от степени ее замещения, а также от структуры и свойств лекарственных веществ. Если такие низкомолекулярные катионные соединения, как эфедрина гидрохлорид и новокаина гидрохлорид, не взаимодействуют с Na-КМЦ, то соединения с большой молекулярной массой (неомицина сульфат, хинина гидрохлорид, антигистаминные вещества и др.) проявляют значительную способность к комплексообразованию.
Na-КМЦ образует осадки с резерпином, хинина гидрохлоридом, аминазином, акридина гидрохлоридом, неомицина сульфатом, гиосциамина гидрохлоридом и др. Кроме образования осадков, взаимдействие между Na-КМЦ и лекарственными веществами может сопровождаться изменениями вязкости растворов полимера, повышением растворимости вещества и др.
Анионные вещества (соли с остатками органических кислот) вследствие электролитического отталкивания не взаимодействуют с Na-КМЦ или взаимодействие незначительно.
Высокоэффективными консервантами растворов Na-КМЦ являются (концентрация до 0,025%): ртути фенилнитрат, 8-оксихинолин, октахлорциклогексанон, тетрадецилпиридиний бромид, цетилтриметиламмоний брмид и др. .
В фармацевтической практике Na-КМЦ находит применение во всех мазях и эмульсиях в качестве эмульгатора и стабилизатора. Как связывающее и разрыхляющее вещество используется в таблеточном производстве .
Карбоксиметилцеллюлоза известна в медицине, косметологии, а также в пищевой и химической промышленности. При изготовлении продуктов питания добавка Е466 выполняет функцию загустителя и стабилизатора, а в других отраслях ее используют как пластификатор. Относительно вредного воздействия этого вещества на организм данных нет и потому она считается безопасной.
Карбоксиметилцеллюлоза, или натрий карбоксиметилцеллюлоза, — добавка под индексом Е466.
Ее физические и химические характеристики следующие:
Принцип образования данного вещества следующий: из каустической соды и целлюлозы получают алкилцеллюлозу, которая после вступает в реакцию с монохлоруксусной кислотой и в результате образуется карбоксиметилцеллюлоза.
Добавка Е466 являет собою поверхностно-активное вещество, которое способно выполнять функцию эмульгатора, другими словами, помогает смешиванию несмешиваемых веществ.
Кроме того, карбоксиметилцеллюлоза – это вещество технологическое, обладающее свойствами загустителя, которое помогает регулировать вязкость продукта и поддерживать сохранность его структуры.
Карбоксиметилцеллюлоза нашла активное применение в таких отраслях промышленности, как медицина, косметология, химическая промышленность и производство продуктов питания.
В этих отраслях карбоксиметилцеллюлоза применяется в качестве натриевой соли. Водные растворы на ее основе являются вязкими и им присуща псевдопластичность.
На заметку! Псевдопластичность – это способность смесей становиться более жидкими при увеличении напряжений сдвига и после возвращаться к исходной консистенции.
Некоторые водные растворы натрийкарбоксицеллюлозы обладают тиксотропией.
На заметку! Тиксотропия – это способность смеси разжижаться в результате какого-либо механического воздействия, а при возвращении в состояние покоя вновь приобретать первоначальную вязкость!
Натриевая соль в непищевой промышленности выступает как ресорбент, пластификатор и загуститель.
Она может входить в состав:
Добавка под индексом Е466 при изготовлении продуктов питания используется в качестве загустителя и регулятора консистенции. Ее можно обнаружить на этикетках следующих товаров продовольственного назначения:
Достоверных данных и научно обоснованных фактов относительно вреда карбоксиметилцеллюлозы на данный момент нет.
Некоторые источники говорят о том, что злоупотребление продуктами с содержанием данного вещества может привести к увеличению уровня холестерина, а также повышает риск развития злокачественных новообразований.
Все материалы на сайте сайт представлены исключительно для ознакомления в информационных целях. Перед применением любых средств консультация с врачом ОБЯЗАТЕЛЬНА!
Натрий карбоксиметилцеллюлоза находит широкое применение в промышленности, фармацевтике и производстве пищевых продуктов. Данное соединение изготавливается на основе древесины и является биологически инертным материалом, то есть не участвует в физиологических процессах. Благодаря особым свойствам растворов с этим компонентом можно регулировать вязкость веществ и другие технические параметры.
Натрий карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - это натриевая соль целлюлозогликолевой кислоты. Химическое название соединения по номенклатуре ИЮПАК: поли-1,4-β-О-карбоксиметил-Д-пиранозил-Д-гликопираноза натрия.
Эмпирическая формула натрий карбоксиметилцеллюлозы технической: [С6Н7 O 2 (OH) 3- x (OCH 2 COONa) x ] n . В этом выражении x - это степень замещения по группам CH 2 -COOH, а n - степень полимеризации.
Структурная формула изображена на рисунке ниже.
По внешнему виду техническая натрий карбоксиметилцеллюлоза представляет собой порошкообразный, мелкозернистый или волокнистый материал без запаха с насыпной плотностью 400-800 кг/м 3 .
Na-КМЦ обладает следующими характеристиками:
молекулярная масса соединения - n ;
быстро растворяется как в горячей, так и в холодной воде, не растворима в минеральных маслах и органических жидкостях;
формирует пленки, устойчивые к воздействию масел, смазок и органических растворителей;
увеличивает вязкость растворов и придает им тиксотропность - при росте механического воздействия происходит снижение сопротивления потоку;
хорошо поглощает водяные пары из воздуха, поэтому вещество необходимо хранить в сухих помещениях (в обычных условиях содержит 9-11 % влаги);
соединение нетоксично, не взрывоопасно, но в пылевидном состоянии способно воспламеняться (температура самовоспламенения +212 °C);
в растворах проявляет свойства анионного полиэлектролита.
При изменении температуры лабораторная вязкость натрий карбоксиметилцеллюлозы в растворах сильно варьирует. Это является одной из важнейших характеристик данного соединения, которая предопределяет области его применения. Высокая степень полимеризации обеспечивает большую вязкость и наоборот. При pH<6 или более 9 снижение сопротивления потоку значительно падает. Поэтому данную соль целесообразно применять в нейтральных и слабощелочных средах. Изменения вязкости при нормальных условиях являются обратимыми.
Натрий карбоксиметилцеллюлоза также обладает химической совместимостью со многими другими веществами (крахмал, желатин, глицерин, водорастворимые смолы, латексы). При нагревании до температуры свыше 200 °C происходит разложение соли до карбоната натрия.
Основным фактором, влияющим на характеристики этого соединения, является степень полимеризации. От молекулярного веса зависят растворимость, стабильность, механические свойства и гигроскопичность. Вещество выпускают семи марок по степени полимеризации и двух сортов по содержанию основного вещества.
В промышленных масштабах натрий карбоксиметилцеллюлоза изготавливается с 1946 г. Производство КМЦ в настоящее время составляет не менее 47 % от общего объема эфиров целлюлозы.
Основным сырьем для синтеза данного соединения является древесная целлюлоза - самый распространенный органический полимер. Его преимуществами являются невысокая цена, биологическая разлагаемость, отсутствие токсичности и простота технологического процесса переработки.
Натрий карбоксиметилцеллюлозу получают при реакции щелочной целлюлозы с C₂H₃ClO₂ (монохлоруксусная кислота) или ее натриевой солью. В последние годы ведутся работы по изысканию новых источников для добычи сырья (лен, солома, злаки, джут, сизаль и другие), так как потребности в этом материале постоянно растут. Для улучшения качества вещества применяют отмывку готовой соли от примеси, производят активацию целлюлозы или воздействуют на нее микроволновым излучением.
Благодаря своим особенным свойствам КМЦ применяется в следующих целях:
загущение различных составов, желатинирование;
связывание мелкодисперсных частиц в лакокрасочных пленках (пленкообразование);
использование в качестве водоудерживающего агента;
стабилизация физических и химических свойств;
увеличение вязкости растворов для равномерного распределения их ингредиентов;
модификация реологических характеристик;
предохранение от коагуляции (слипания взвешенных частиц).
Одним из крупнейших потребителей натрий карбоксиметилцеллюлозы является нефтегазодобывающая промышленность, в которой это соединение используется для улучшения характеристик буровых растворов.
Вещество также применяется при изготовлении следующих технических продуктов:
моющие средства;
полиграфическая продукция;
растворы для строительных отделочных работ;
клеевые составы, шлихтовальные материалы;
сухие строительные смеси, цемент (для предупреждения образования трещин);
лакокрасочные материалы;
смазочно-охлаждающие жидкости;
среды для закалки рельсов;
обмазка сварочных электродов и другие.
Для стабилизации пены натрий карбоксиметилцеллюлоза применяется в пожаротушении, пищевой промышленности, при изготовлении парфюмерных средств и керамических изделий. По оценкам технических специалистов, это соединение используется более чем в 200 областях техники и медицины.
Одним из перспективных направлений является введение наночастиц, синтезированных из суспензий КМЦ, в качестве добавок-стабилизаторов в коррозионностойкие покрытия. Это позволяет изменить повысить адгезию с основным материалом, улучшить физико-механические свойства покрытия без существенного удорожания состава. Наночастицы формируют микрокластеры, позволяя получить композиты с ценными техническими свойствами.
Преимуществом такой добавки также является то, что она экологически безвредна и биоразлагаема. Для ее производства не требуется применения органических растворителей, поэтому уменьшается риск загрязнения сточных вод и атмосферы, не нужно использовать специализированное оборудование и высокий диапазон температур.
Натрий карбоксиметилцеллюлоза применяется в качестве пищевой добавки (E-466) в концентрации не более 8 г/кг. Вещество выполняет в продуктах несколько функций:
загущение;
стабилизация свойств;
удержание влаги;
продление срока хранения;
сохранение пищевых волокон после размораживания.
Чаще всего это соединение добавляют в фастфуд, мороженое, кондитерские изделия, мармелад, желе, плавленые сыры, маргарин, йогурты, рыбные консервы.
В фармацевтической промышленности натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы используют в таких группах препаратов, как:
глазные капли, растворы для инъекций - для пролонгирования терапевтического действия;
оболочки таблеток - для регулирования высвобождения активного вещества;
эмульсии, гели и мази - для стабилизации формообразующих веществ;
антацидные препараты - в качестве ионнообменных и комплексообразующих компонентов.
В производстве гигиенических и косметических средств это соединение применяют в составе зубных паст, шампуней, гелей для бритья и душа, кремов. Основная функция - стабилизация свойств и улучшение текстуры.
Натрий карбоксиметилцеллюлоза гипоаллергенна, биологически неактивна, не обладает канцерогенным действием и не ухудшает репродуктивную функцию живых организмов. Употребление в качестве пищевых добавок в безопасной концентрации не приводит к негативным последствиям. Пыль соединения может вызвать раздражение при попадании в глаза и верхние дыхательные пути (ПДК аэрозоля составляет 10 мг/м 3).
Карбоксиметилцеллюлоза – это порошок от белого до кремового цвета, без включений и постороннего запаха. Представляет собой универсальный загуститель/стабилизатор, работающий в широком температурном диапазоне и обладающий высокой вязкостью. Способствует улучшению желирующих свойств, текучести, консистенции и стабильности, предотвращает выделение избыточной влаги (синерезис).
Карбоксиметилцеллюлоза натриевая соль E466 (КМЦ). Технологические функции – стабилизатор, загуститель, носитель, покрытие, средство для капсулирования.
Для использования в пищевых продуктах.
Синонимы – карбоксиметилцеллюлоза E466, КМЦ, sodium carboxymethylcellulose, CMC, cellulose-gum, modified cellulose, Na-CMC.
CAS № 9004-32-4
Карбоксиметилцеллюлоза хорошо растворима как в холодном, так и в горячем виде. В пищевой промышленности КМЦ используется в качестве пищевой добавки E466 – регулятора консистенции в следующих продуктах:
В качестве регулятора консистенции карбоксиметилцеллюлоза разрешена в 8 стандартах на пищевые продукты в количестве:
КМЦ — карбоксиметилцеллюлоза E466 — входит в состав средств для капсулирования и таблетирования, является носителем пищевых добавок, входит в состав пищевых клеев.
Товарные формы карбоксиметилцеллюлоза E466 — сильно различаются по вязкости и влагоудерживающей способности.
Целлюлоза, этерифицированная карбоксиметильными группами преимущественно по С| . Технологические свойства и растворимость определяются длиной цепи, степенью замещения и нейтрализации. Вязкость 1% раствора варьируется в рамках от 20 до 3500 кПа/с.
Светлый, лёгкий порошок или гранулят (водный р-р клейкий, тягучий) без запаха и вкуса.
Меняются в зависимости от длины цепи и степени замещения. Хорошо растворим в воде, щелочах; средне растворим в кислотах, глицерине; не растворим в органических растворителях.
Невсасываемое, не усваиваемое растворимое балластное вещество; при однократном приёме свыше 5 г. может наблюдаться слабительное действие.
ДСП не ограничено. Опасности по ГН-98: ПДК в воздухе рабочей зоны 10 мг/м3, класс опасности 3.
Карбоксиметилцеллюлоза E466 в РФ разрешена в качестве стабилизатора консистенции, загустителя, текстуратора, связующего агента и носителя-наполнителя в сливки пастеризованные и другие пищевые продукты в количестве согласно ТИ (п. п. 3.1.8,3.6.58,3.16.53 СанПиН 2.3.2.1293-03).
Карбоксиметилцеллюлоза, или натрийкарбоксиметилцеллюлоза – это пищевая добавка, которая имеет свойства загущать, эмульгировать, формировать, сохранять свежесть продуктов, и может использоваться вместо пищевых добавок, таких как , агар и альгинат натрия. Впервые карбоксиметилцеллюлоза получена в 1918 году, коммерчески выпускается с 1920. В современных условиях синтезируется путем химических реакций из не пищевого природного сырья.
В сухом виде карбоксиметилцеллюлоза представляет собой белый или слегка желтоватый, янтарный или сероватый порошок, без запаха и без вкуса. Карбоксиметилцеллюлоза легко растворяется в , но нерастворима в большинстве органических растворителей, таких как этанол, метанол или ацетон. Ее можно растворить в смесях, если содержание органического растворителя составляет менее 40%.
Карбоксиметилцеллюлоза гигроскопична, то есть имеет свойство удерживать влагу, также обладает превосходной водосвязывающей способностью. Количество поглощенной воды зависит от вязкости и типа замещения в реакции, а также от температуры. Чем ниже степень замещения и выше вязкость, тем выше водопоглощающая способность вещества. Гигроскопические свойства частично отвечают за успех КМЦ в качестве пищевой и лекарственной добавки.
Карбоксимтилцеллюлоза синтезируется щелочно-катализируемой реакцией целлюлозы с хлоруксусной кислотой. Во время этой реакции полярные () карбоксильные группы делают целлюлозу растворимой и химически реакционной. Функциональные свойства КМЦ зависят от степени замещения целлюлозной структуры (количества гидроксильных групп, участвующих в реакции замещения), а также длины структуры целлюлозной цепи и степени кластеризации карбоксиметильных заместителей.
После исходной реакции полученная смесь дает приблизительно 60% карбоксиметилцеллюлозы плюс 40% солей (хлорид натрия и гликолят натрия). Этот продукт представляет собой так называемую техническую КМЦ, которая используется в детергентах. Еще один способ очистки используется для удаления этих солей для получения чистой карбоксиметилцеллюлозы, которая используется в пищевых продуктах, фармацевтических препаратах и зубной пасте.
Карбоксиметилцеллюлоза содержится в:
Карбоксиметилцеллюлозы натриевую соль часто добавляют в продукты питания в качестве стабилизатора, как общепризнанный безопасный ингредиент. Используется для изготовления мороженого, благодаря способности удерживать смесь в определенной форме. Она также добавляется в качестве наполнителя, эмульгатора, укрепляющего и гелеобразующего агента, увлажнителя и загустителя.
Карбоксиметилцеллюлозу добавляют к некоторым продуктам в качестве загустителя и диспергатора. В качестве загустителя она облегчает равномерное диспергирование ингредиентов по всей смеси. Это помогает удерживать твердые вещества, взвешенные в жидкостях, и действует как эмульгатор, удерживая при этом лосьоны и кремы в нужной консистенции.
Она также является составной частью многих непродовольственных товаров, таких как слабительные средства, таблетки для похудения, краски на водной основе, моющие средства и различные бумажные изделия.
Добавление натрийкарбоксиметилцеллюлозы в жидкость изменяет её вязкость. Это свойство достигается тем, что карбоксиметилцеллюлозные молекулы связываются друг с другом, вода сжимает и разрывает облигации. Вязкость, или стойкость к разливанию жидкости зависит от количества добавленной карбоксиметилцеллюлозы натриевой соли. Карбоксиметилцеллюлозу можно использовать для изготовления густых, медленно выливающихся гелей, глазных каплей с эффектом искусственной слезы, также в нефтедобывающей промышленности в качестве ингредиента бурового раствора, где он действует как модификатор вязкости и удерживающий воду агент.
Карбоксиметилцеллюлоза обычно считается довольно безопасной пищевой добавкой. Известно о аллергической реакции данную пищевую добавку, которая наблюдалась у одной женщины в форме анафилактического шока, но это исключение. Она не имеет никакой питательной ценности или пользы для организма, поскольку не всасывается в пищеварительной системе, является балластным веществом, но может быть очень полезной пищевой добавкой для всех видов продуктов.
Добавление карбоксиметилцеллюлозы натриевой соли в пищу может снизить стоимость производства продуктов питания, улучшить вкус пищевого продукта и увеличить его срок годности, так что это идеальная добавка в пищевой промышленности, которая может широко использоваться в производстве различных видов твердых и жидких напитков, консерв, конфет, тортов, лапши быстрого приготовления, полуфабрикатов, соевого молока и фруктового сока. Поэтому нет повода избегать карбоксиметилцеллюлозу, или ограничивать ее потребление.
