Tổng quan về phụ gia làm dày CMC

Trường Đại Học Cơng Nghệ Sài Gòn Khoa: Cơng nghệ thực phẩm Môn: Phụ Gia Thực Phẩm Đề tài: Carboxymethyl Cellulose ( CMC ) GVHD: TS Giang Thúy Minh Họ tên Phạm Thị Hồng Phúc Nguyễn Thị Minh Thư Nguyễn Thị Hồng Thương Vũ Thị Tuyết Mai MSSV DH61602222 DH61603350 DH61601828 DH61602390 MỤC LỤC I TỔNG QUAN VỀ CMC (CARBOXYMETHYL CELLULOSE) Cellulose polymer tự nhiên phổ biến Do nguồn polymer dồi tự nhiên, sản phẩm cellulose biến tính ngày phát triển ( nguồn từ gỗ chí đến chất thải nơng nghiệp) Cellulose chất tuyến tính, trọng lượng phân tử cao Tuy nhiên, liên kết hydro liên phân tử nội phân tử mạnh, cellulose khơng tan chảy hay hòa tan dễ dàng nước nóng lạnh hầu hết dung môi hữu phổ biến Để sử dụng cellulose công nghiệp thực phẩm, cellulose phải chuyển đổi thành dẫn xuất Một dẫn xuất phổ biến carboxymethyl cellulose (CMC) [1] CMC cellulose biến đổi nhân tạo, polysacarit tuyến tính, chuỗi dài, hòa tan nước,là mộtcopolyme hai đơn vị: β-D-glucose β-Dglucopyranose 2-O- (carboxymethyl) -monosodium, không phân phối ngẫu nhiên dọc theo đại phân tử mà liên kết thông qua liên kết β-1,4-glycosid Sự thay nhóm hydroxyl nhóm carboxymethyl tiền chất C-2 glucose [2] Ngày nay, sinh khối lignocellulose lignocellulose cấu thành chủ yếu từ cellulose, nguồn sinh học dồi chuỗi liên kết (1,4) liên kết phân tử glucose [3] Carboxymethyl cellulose (CMC) polymer quan trọng với nhiều ứng dụng keo tụ, giảm lực cản, chất tẩy rửa, dệt, giấy, thực phẩm, thuốc hoạt động khoan giếng dầu, hình thành phản ứng cellulose, dung mơi, chất kiềm tác nhân este hóa[3], [4], [5] Nó có số nhóm natri carboxymethyl (CH 2COONa), đưa vào phân tử cellulose, giúp thúc đẩy khả hòa tan nước Các tính chất khác CMC phụ thuộc vào ba yếu tố: trọng lượng phân tử polymer, số lượng carboxyl trung bình đơn vị anhydro glucose phân phối nhóm carboxyl dọc theo chuỗi polymer Người ta thường dùng CMC dạng muối natri carboxymethyl cellulose (còn gọi tắt Na-CMC ứng dụng nhiều) [4], [5] Một số tác giả báo cáo tổng hợp CMC từ nhiều nguồn xenlulo cellulose thô , bùn giấy , gỗ dư lượng , xơ , sợi , v.v Có mối quan tâm đáng kể việc tìm kiếm phương pháp thay rẻ để sản xuất CMC Gần việc trồng ngô tăng lên nhiều Bangladesh lượng lớn vỏ ngô bị ném chất thải bị đốt[4] Tuy nhiên, chúng có giá trị ứng dụng thấp, gây vấn đề ô nhiễm môi trường [4] Công thức phân tử muối natri carboxymethyl cellulose là: [C6H7O2(OH)x(OCH2COONa)y]n II TÍNH CHẤT, ĐẶC ĐIỂM Các tính chất quan trọng CMC tạo độ nhớt keo tụ [3], [4] Trong số tất polysacarit, CMC dễ dàng tìn thấy có sẵn Nó rẻ ,có độ ổn định cắt cao Tính chất, đặc điểm Carboxymethylcellulose (CMC): chế phẩm dạng bột trắng thu, có phân tử lượng từ 40.000 đến 200.000 CMC dễ phân tán nước lạnh, nước nóng rượu, muối natri CMC chất tạo đơng, có khả tạo đơng thành khối vững với độ ẩm cao (tới 98%) [6] − − − Ngưỡng sử dụng: ADI 0-25 mg/kg Liều lượng: 25 mg/kg thể trọng Các chế phẩm có tính chất CMC là: methylcellulose, hydromethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose CMC dung dịch nước không đặc biệt chất làm đặc, chất kết dính,chất nhũ hóa chất ổn định, mà giải pháp tạo màng Màng CMC có độ bền vừa phải, độ suốt, độ hòa tan nước tốt, khả chống dầu chất béo, độ ẩm [3] CMC thường pha trộn với cellulose Polyme, polysacarit, protein, lipid chất tan nước khác Polyme, trọng lượng phân tử cao khả tương thích tốt với cấu trúc polyme khác cho phim tuyệt vời hình thành [3] Hơn nữa, thuộc tính màng CMC phụ thuộc vào trình tổng hợp đặc biệt, phản ứng carboxymethyl hóa dung dịch kiềm Tiền xử lý kiềm ảnh hưởng đến suy giảm chất xơ định hướng phân tử tinh thể cellulose Nó làm tăng độ nhám bề mặt sợi, dẫn đến tiếp xúc với nhiều cellulose bề mặt sợi [3] Tính chất 1.1 Độ chắc, tạo đơng Độ tốc độ tạo đông phụ thuộc vào nồng độ CMC, độ nhớt dung dịch lượng nhóm axetat thêm vào để tạo đông Nồng độ tối thiểu để CMC tạo đơng 0,2% nhóm axetat 7% so với CMC [6] 1.2 Độ hòa tan Độ hòa tan khác với trọng lượng phân tử carboxymethylation Nói chung, carboxy methyl cellulose hòa tan nước, sucrose chlorua natri ethanol; hòa tan dầu thực vật glycol propylene Độ hòa tan giảm trọng lượng phân thử nồng độ ngày tăng, độ methyl hóa giảm [6] Carboxy methyl cellulose hòa tan nước nóng làm lạnh để hydrate hóa polysaccharide, giúp cắt polymer trọng lượng phân tử thấp để làm giảm độ nhớt 1.3 Độ nhớt Độ nhớt carboxy methyl cellulose tương đối pH4 10 Dung dịch 1% thông thường pH = 7-8.5, pH = 5-9 dung dịch thay đổi, pH < độ nhớt tăng, chí kết tủa Do đó, khơng sử dụng CMC cho sản phẩm có pH > độ nhớt giảm [6] Dung dịch CMC bị phá hủy vi sinh vật enzyme khử Gia nhiệt 80 0C 30 phút 1000C phút khử tác nhân vi sinh vật mà không ảnh hưởng đến chất lượng CMC Độ nhớt CMC giảm nhiệt độ tăng, tác dụng có tính thuận nghịch [6] Độ nhớt CMC chịu ảnh hưởng ion kim loại [6]:  Cation hóa trị I: tác dụng điều kiện bình thường (trừ Agar +)  Cation hóa trị II: Ca2+, Mg2+, làm giảm độ nhớt  Cation hóa trị III: Al3+, Cr3+, Fe3+ tạo gel III QUY TRÌNH SẢN XUẤT Cách điều chế CMC từ sầu riêng [7] 1.1 Quá trình tách cellulose từ sầu riêng Vỏ sầu riêng phơi nắng sau nghiền thành bột Sử dụng máy nghiền búa, bột nấu chín 10g/100ml NaOH Ở 100oC Ta thu bột màu đen sau lọc rửa nước Sau sấy khơ 55oC 24 ta thu xơ cellulose Sau tách tẩy trắng hydrogen peroxide nghiền lại để có bột qua lỗ sàn có kích thước