Cellulose và dẫn xuất

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 5/2019 Tên chuyên đề: Cellulose dẫn xuất Nhóm: Thành viên: Đánh giá GV Nội dung: Tổng quan cellulose 1.1 Giới thiệu 1.2 Tính chất vật lý 1.3 Tính chất hoá học Một số dẫn xuất cellulose 2.1 Cellulose nitrate 2.2 Cellulose acetate 2.3 Carboxylmethyl Cellulose (CMC) Ứng dụng công nghệ thực phẩm (chủ yếu CMC) Tài liệu tham khảo … MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH Hình 1.1a Thành tế bào thực vật………………………………………………………….1 Hình 1.1b Cấu trúc hố học phân tử Cellulose……………………………………….2 Hình 1.1c Cấu trúc dạng sợi cellulose dùng phương pháp phân tích Rontgen Hình 1.1d Cấu trúc sợi Cellulose liên kết nhớ liên kết hidro tạo thành Mixen Cellulose…………………………………………………………………………… Hình 1.1e Cấu trúc chi tiết bó sợi đại phân tử Cellulose…………………………………3 Hình 2.1 Phụ gia làm đặc, làm dày CMC – Carboxylmethyl Cellulose (E446)………….7 Hình 2.2.1 Cấu trúc phân tử Cellulose nitrate……………………… …………….11 Hình 2.3.1 Cấu trúc phân tử Cellulose acetate…………………………………… 13 Hình 2.3.3 Điều chế CMC………………………………………………………………14 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.3 Thống kê độ nhớt dung dịch mẫu CMC với mẫu khác bổ sung ion Ca2+…………………………………………………………………………10 ĐẶT VẤN ĐỀ Cellulose hợp chất phổ biến đời sống, chúng có nhiều ứng dụng lĩnh vực xây dựng, y tế, khoa học kỹ thuật, phim ảnh, riêng lĩnh vực thực phẩm, dẫn xuất cellulose xem chất đóng vai trò quan trọng nhiều loại thực phẩm (bánh kẹo, loại kem, nước giải khát, mì ăn liền,…), chúng xem chất phụ gia có vai trò làm đặc, tạo độ nhớt, ổn định pha dung dịch, làm mịn, cải thiện độ bóng nhiều loại sản phẩm Việc tìm hiểu nghiên cứu cấu trúc Cellulose dẫn xuất điều vơ quan trọng cần thiết Vì chúng em chọn đề tài này, qua chúng em làm rõ tầm quan trọng đời sống, lúc tìm kiếm xây dựng nội dung nhóm số sai sót, mong thầy bạn đóng góp ý kiến để góp phần hồn thiện cho chúng em Tổng quang Cellulose 1.1 Giới thiệu Cellulose polysaccharide cấu trúc phổ biến rộng rãi thực vật, thành phần cấu tạo chủ yếu thành tế bào xanh, cấu thành mắc xích β-D-Glucose liên kết với liên kết 1-4 Glucosidic, tạo từ trình quang hợp Các vi sợi cellulose xếp dạng lớp xen phủ, thể tạo nên cấu trúc dại chắn Bơng vật liệu tự nhiên có hàm lượng cellulose cao (xơ bơng thơ chứa 95% cellulose, phần lại gồm protein, sáp, pectin chất vô cơ) [1] Hình 1.1a Thành tế bào thực vật Cellulose hợp chất hữu nhiều sinh quyển, hàng năm thực vật tổng hợp khoảng 1011 Cellulose chứa khoảng nửa toàn cacbon hữu sinh Cellose Glucan khơng phân nhánh Cenllulose có cấu trúc bền, khó bị thủy phân Người động vật khơng có enzyme phân giải Cellulose (Cellulase) khơng tiêu hóa Cellolose có vai trò điều hòa hoạt động hệ thống tiêu hóa Ở động vật nhai lại, ống tiêu hóa chúng có chứa vi phân vi khuẩn enzyme phân giải Cellulose Vì chúng sử dụng Cellulose làm thức ăn Hình 1.1b Cấu trúc hố học phân tử Cellulose Cơng thức hố học tổng qt Cellulose (C 6H10O5)n Mỗi phân tử chứa đến 8000 gốc Monosaccharide Các chuỗi Cellulose xếp đôi song song tạo thành sợ có đường kính khoảng 3,5nm Mỗi chuỗi có nhiều nhóm OH tự do, sợ cạnh kết hợp với nhờ liên kết hidro tạo thành nhóm OH chúng Các sợi lại kết hợp với tạo thành bó gọi Mixen có đường kính 20nm, sợi Mixen có khoảng trống lớn Khi tế bào non, khoảng chứa đầy nước, tế bào già linhin hemicellulose chứa đầy khoang Cellulose có dạng hình sợi dài, nhiều sợi kết hợp song song với thành chùm nhờ liên kết hydro, sợi liên kết với tạo thành bó sợi, bó sợi liên kết tiếp tạo liên kết tạo thành đại phân tử Cellulose, chùm (micelle) chứa khoảng 60 phân tử Cellulose Giữa chùm có khoảng trống, hóa gỗ khoảng trống chứa đầy Lignin ta xem lớp Lignin lớp Cement Lignin chất trùng hợp Coniferylic Alcohol [2] Hình 1.1c Cấu trúc dạng sợi cellulose dùng phương pháp phân tích Rontgen Hình 1.1d Cấu trúc sợi Cellulose liên kết nhớ liên kết hidro tạo thành Mixen Cellulose Hình 1.1e Cấu trúc chi tiết bó sợi đại phân tử Cellulose 1.2 Tính chất vật lí Cellulose chất rắn, màu trắng, không mùi vị, không tan nước đem đun nóng, khơng tan dung mơi hữu thông thường (rượu, ether, benzen), tan nước Svayde (dung dịch thu hòa tan Cu(OH) amoniac)[3] 1.3 Tính chất hố học Cellulose polysaccaride khơng có tính khử Khi thủy phân hồn toàn Cellulose acid tạo D (+) glucose Còn thủy phân Cellulose metyl hóa hồn tồn cho 2,3,6 – tri – O – metyl – D – glucose, chứng tỏ Cellulose có cấu trúc mạch hở gốc D – glucose kết hợp với liên kết β - glycoside với – OH C 4, khối lượng phân tử 250.000 đến 1.000.000 lớn Mỗi phân tử có khoảng 1.500 đến 3.000 gốc glucose Trong xanh Cellulose tạo thành nhờ trình quang hợp: 6nCO2+5nH2O-Clorophin,as->(C6H10O5)n +6nO2 1.3.1 Phản ứng thuỷ phân Xảy cho đun nóng cellulose với dung dịch acid sunfuric, liên kết βglicoside bị đứt tạo thành sản phẩm cuối glucose: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 (xúc tác H+, to) Phản ứng áp dụng sản xuất ancol etylic công nghiệp, xuất phát từ nguyên liệu chứa cellulose (vỏ bào, mùn cưa, tre, nứa, v.v ) Phản ứng thủy phân xenlulozơ xảy nhờ tác dụng xúc tác enzim cellulase có thể động vật nhai lại (trâu, bò ) Cơ thể người khơng có enzim nên khơng thể tiêu hóa cellulose 1.3.2 Phản ứng với ancol đa chức a) Phản ứng este hố Đun nóng Cellulose với hỗn hợp HNO3 H2SO4 đậm đặc, tùy theo điều kiện phản ứng mà một, hai hay ba nhóm -OH mắt xích C 6H10O5 thay nhóm -ONO2 tạo thành este cellulose nitrate, tính chất cellulose nitrate phụ thuộc vào số lượng nhóm nitro thay Nếu nitro hóa đến thu trinitrocellulose, thường thu cellulose nitro với 2.5 – 2.7 nhóm OH gốc glucose bị nitro hóa [C6H7O2(OH)3]n + nHNO3 → [C6H7O2(OH)2ONO2]n (Cellulose mononitrate)+ nH2O [C6H7O2(OH)3]n + 2nHNO3 → [C6H7O2(OH)(ONO2)2]n (Cellulose đinitrate) + 2nH2O [C6H7O2(OH)3]n + 3nHNO3 → [C6H7O2(ONO2)3]n (Cellulose trinitrate) + 3nH2O Hỗn hợp Cellulose mononitrate Cellulose đinitrate (gọi coloxilin) dùng để tạo màng mỏng chỗ da nhằm bảo vệ vết thương, dùng công nghệ cao phân tử (chế tạo nhựa Cellulose, sơn, phim ảnh ) Cellulose trinitrate thu (có tên gọi piroxilin) sản phẩm dễ cháy nổ mạnh, dùng làm chất nổ cho mìn, lựu đạn chế tạo thuốc súng khơng khói, loại tan ete dung dịch collodion b) Phản ứng với anhydride sulfuric acid (có H2SO4 đậm đặc) Cellulose phản ứng với acid acetic hay anhydride acetic thu acetate cellulose Nếu acetyl hóa đến thu triacetate cellulose, song thường người ta cắt mạch đến 200 – 300 đơn vị monosaccaride phần nhóm acetate để sử dụng Acetate cellulose cháy nitrate cellulose, tan acetone, [C6H7O2(OH)3]n + 3n(CH3CO)2O → [C6H7O2(OCOCH3)3]n + 3nCH3COOH Cellulose khơng hòa tan kiềm tan CS tương tự ancol, tạo nên dung dịch nhớt gọi dung dịch visco, dạng dung dịch khuếch tán keo Khi cho dung dịch chảy qua khe hở nhỏ tạo nên sợi vào dung dịch acid tái tạo sợi cellulose Trong công nghiệp cellulose triacetate cellulose điacetate dùng hỗn hợp riêng rẽ để sản xuất phim ảnh tơ acetate Chẳng hạn hòa tan hai este hỗn hợp acetone etanol bơm dung dịch thu qua lỗ nhỏ thành chùm tia đồng thời thổi khơng khí nóng (55 - 70 oC) qua chùm tia để làm bay acetone thu sợi mảnh gọi la tơ acetate (kéo sợi chứa khoảng 250 đơn vị monosaccaride) Tơ acetate có tính đàn hồi, bền đẹp c) Phản ứng với số Base (NaOH CS2) Cho cellulose tác dụng với NaOH người ta thu sản phẩm gọi " cellulose kiềm", đem chế hóa tiếp với cacbon dissunfua thu dung dịch cellulose xantogenate: [C6H7O2(OH)3]n (Xenlulozo) → [C6H7O2(OH)2ONa]n (Xenlulozo kiềm) → [C6H7O2(OH)2O-CS2Na]n (cellulose xantogenate) 10 Cellulose xantogenate tan kiềm thành dung dịch nhớt gọi visco Khi bơm dung dịch nhớt qua ống có lỗ nhỏ (φ < 0,1mm) ngâm dung dịch H2SO4, cellulose xantogenate bị thủy phân cho ta cellulose hidrate dạng óng nuột gọi tơ visco: [C6H7O2(OH)2O-CS2Na]n (cellulose xantogenate) + n/2H2SO4 → [C6H7O2(OH)3]n (cellulose hidrate) + nCS2 + Na2SO4 Cellulose hidrate có cơng thức hóa học tương tự cellulose, q trình chế biến hóa học trên, mạch polyme trở nên ngắn hơn, độ bền hóa học háo nước d) Cellulose không phản ứng với Cu(OH)2, tan dung dịch [Cu(NH3)4](OH)2 (nước Svayde) Khi tan dung dịch có tên "nước Svayde", Cu 2+ tồn chủ yếu dạng phức chất Cu(NH3)n(OH)2 Khi sinh phức chất Cellulose với ion đồng dạng dung dịch nhớt Nếu ta bơm dung dịch nhớt qua ống có lỗ nhỏ ngâm nước, phức chất bị thủy phân thành Cellulose hidrate dạng sợi, gọi tơ đồng - amoniac [3] Các dẫn xuất cellulose 2.1 Cellulose nitrate 2.1.1 Khái niệm Nitrocellulose hay gọi cellulose nitrate, hỗn hợp este nitric cellulose số hợp chất dễ cháy thành phần thuốc súng đại sử dụng số loại sơn Vào cuối kỷ 19 đầu kỷ 20, tảng loại sợi nhân tạo vật liệu nhựa Cấu trúc phân tử sau: Hình 2.2.1 Cấu trúc phân tử Cellulose nitrate 11 Trong cellulose, X công thức phân tử đại diện cho hydro (H), cho thấy diện phân tử cellulose ba nhóm hydroxyl (OH) Các nhóm OH tạo thành liên kết hydro mạnh phân tử cellulose, với kết cellulose khơng thể làm mềm nhiệt hòa tan dung môi mà không gây phân hủy hóa học Khi xử lý axit nitric với có mặt chất xúc tác axit sunfuric nước, nhóm OH thay nhóm nitro (NO 2) Về lý thuyết, ba nhóm OH thay thế, dẫn đến cellulose trinitrate, chứa 14% nitơ Trên thực tế, hầu hết hợp chất nitrocellulose dinitrat, trung bình 1,8 đến 2,8 nhóm nitro phân tử chứa từ 10,5 đến 13,5% nitơ Mức độ nitrat xác định độ hòa tan tính dễ cháy sản phẩm cuối 2.1.2 Tính chất ứng dụng *Tính chất Tính chất cellulose nitrate phụ thuộc vào độ trùng hợp DP độ đa phân tán Để hồ tan cellulose nitrate, ta dùng dung môi cấu tử hệ dung môi gồm hai, ba cấu tử (cả chất phân cực chất khơng phân cực) để dể điều chỉnh tính chất hệ sợi hệ dung dịch Cellulose nitrate tương đối bền tác dụng acid loãng Nhưng môi trường acid đậm đặc, cellulose nitrate bị depolyme hoá denitrate hoá Cellulose nitrate bền mơi trường kiểm, đó, xảy q trình denitrate hoá, oxy hoá, tạo nitơ oxide, acid formic,… Cellulose nitrate vừa phải (chứa khoảng 10,5 đến 12,5 phần trăm nitơ) dễ cháy hòa tan rượu ete Cellulose nitrate gọi nhiều tên khác pyroxylin, xyloidin collodion, sử dụng làm chất tạo màng sơn gốc dung môi, sơn bảo vệ sơn móng tay *Ứng dụng Tuỳ theo mức độ mà cellulose nitrate ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Chủ yếu dùng chất dẻo, sơn chất nổ Trong sản xuất thương mại nitrocellulose, bột gỗ nguồn cellulose Tấm Cellulose acid nitrate đưa vào bình phản ứng, q trình nitrate hóa diễn 12 acid ly tâm từ sản phẩm nitrate Acid lại loại bỏ cách rửa bùn nitrocellulose nước đun sôi dung dịch xút Sản phẩm thường xử lý chất ổn định khác để giảm xuống cấp tiếp xúc với ánh sáng nhiệt Để giảm khả đốt cháy, nitrocellulose thường lưu trữ vận chuyển nước rượu [7] 2.2 Cellulose acetate 2.2.1 Khái niệm Cellulose acetate acetylcellulose este cellulose với acid acetic, tạo thành từ đơn vị glucose có cấu trúc phân tử sau: Hình 2.3.1 Cấu trúc phân tử Cellulose acetate Trong đó, X phân tử đại diện cho hydro (H), cho thấy diện phân tử ba nhóm hydroxyl (OH) Các nhóm OH tạo thành liên kết hydro mạnh phân tử cellulose, với kết cấu trúc cellulose nới lỏng nhiệt dung môi mà không gây phân hủy hóa học Tuy nhiên, acetyl hóa, hydro nhóm hydroxyl thay nhóm acetyl (CH 3-CO) Kết hợp chất cellulose hòa tan số dung mơi định làm mềm tan chảy nhiệt, cho phép vật liệu quay thành sợi, đúc thành vật thể rắn đúc dạng màng 2.2.2 Tính chất ứng dụng 13 *Tính chất Triacetate chất nóng chảy cao (300°C [570°F]), chất kết tinh cao, hòa tan số dung môi (thường metylen clorua) Từ dung dịch, triacetate sấy khơ thành sợi hoặc, với trợ giúp chất hóa dẻo, đúc phim Nếu acetate xử lý nước, phản ứng thủy phân xảy phản ứng acetyl hóa bị đảo ngược phần, tạo cellulose acetate thứ cấp, cellulose diacetate Diacetate hòa tan dung môi rẻ acetone để kéo sợi khô thành sợi Với nhiệt độ nóng chảy thấp (230°C [445°F]) so với triacetate, diacetate dạng vảy trộn với chất hóa dẻo thích hợp thành bột để đúc vật thể rắn, đúc thành phim *Ứng dụng Cellulose acetate ứng dụng lĩnh vực thực phẩm, tính chất bền học, bền ánh sáng, không bị cháy nên áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác tơ nhân tạo, phim ảnh, chất dẻo, sơn, màng lọc, sợi lọc… Việc sử dụng cellulose diacetate dạng nhựa phim gọi phim an toàn, lần đề xuất thay cho celluloid nhiếp ảnh sau đầu kỷ 20 Vật liệu tiếp tục thúc đẩy vào năm 1920 cách giới thiệu phương pháp ép phun, kỹ thuật tạo hình nhanh chóng hiệu mà acetate đặc biệt chấp nhận khơng thể chịu celluloid nhiệt độ cao Cellulose acetate sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp tơ độ bền học, độ dẻo dai, khả chống mòn, độ suốt dễ bị mốc Khả chống va đập cao làm cho trở thành vật liệu mong muốn cho kính bảo vệ, tay cầm cơng cụ, đồng hồ đo dầu thứ tương tự Vào năm 1930, cellulose triacetate thay diacetate phim ảnh, trở thành sở ưu việt cho hình ảnh chuyển động, chụp ảnh tĩnh tia X Tuy nhiên, với đời polymer bắt đầu vào năm 1930 1940, nhựa cellulose acetate bị suy giảm Triacetate, chẳng hạn, cuối thay chụp ảnh chuyển động polyetylen terephthalate (C10H8O4)n, loại 14 polyester rẻ tiền chế tạo thành phim mạnh mẽ, ổn định chiều Triacetate ép đùn đúc thành màng sử dụng bao bì, màng lọc phim ảnh, diacetate đúc thành phần nhỏ bàn chải đánh gọng kính.[8][9][10][11] 2.3 Carboxylmethyl cellulose 2.3.1 Khái niệm cấu trúc Carboxymethyl cellulose (CMC) polymer, dẫn xuất cellulose với nhóm carboxymethyl (-CH2COOH) liên kết với số nhóm hydroxyl glucopyranose monomer tạo nên khung sườn cellulose thường sử dụng dạng muối Natri carboxymethyl cellulose Ngồi CMC gọi với số tên gọi khác Carboxymethylcellulose, carmellose, Sodium cellulose glycolat, Na CMC, cellulose gum, mã phụ gia thực phẩm INS E466 Cellulose sản phẩm tạo thành từ vi khuẩn, Gluconacetobacter hansenii (còn gọi Acetobacter xylunus), Carboxymethylcellulose (CMC) chế phẩm dạng bột trắng thu tác dụng Cacboxymethylnatri (CH 2-COONa) với nhóm hydroxyl cellulose, có phân tử lương từ 40.000 đến 200.000 CMC dễ phân tán nước lạnh, nước nóng rượu, muối CMC chất tạo đơng, có khả tạo đơng thành khối vững với độ ẩm cao(tới 98%) [4] 15 Hình 2.1 Phụ gia làm đặc, làm dày CMC – Carboxylmethyl Cellulose (E446) CMC dẫn xuất cellulose với chloroacetic acid Tinh chất CMC phụ thuộc vào mức độ thay (degree of substitution DS, thông thường 0.3-0.9) mức độ polymer hóa ( DP từ 500-2000) CMC có mức độ thay (DS0.4) lại tan nước Độ hòa tan độ nhớt CMC phụ thuộc nhiều vào pH [5] 2.3.2 Tính chất CMC CMC chế phẩm dạng bột trắng, vàng, không mùi hút ẩm CMC có khả tạo đơng thành khối vững với độ ẩm cao (98%) Độ tốc độ tạo đông phụ thuộc vào nồng độ CMC, độ nhớt dung dịch lượng nhóm acetat thêm vào để tạo đông Nồng độ tối thiểu để CMC tạo đơng 0.2% nhóm acetat 7% so với CMC CMC có khả tạo đơng thành khối vững với độ ẩm cao (98%) Độ tốc độ tạo đông phụ thuộc vào nồng độ CMC, độ nhớt dung dịch lượng nhóm acetat thêm vào để tạo đơng Nồng độ tối thiểu để CMC tạo đơng 0.2% nhóm acetat 7% so với CMC CMC không tan dung môi hữu ethanol, glycerol,… công thức có thành phần phải tăng cường phân tán CMC trước cách bổ sung đường, fructose syrup syrup đường nghịch đảo Dầu ăn sử dụng, khả hòa tan chậm dầu ăn tạo lớp vỏ bọc bao phủ hạt CMC CMC chất kết dính trơ chất làm đầy sử dụng để điều chỉnh cải thiện cấu trúc nhiều loại thực phẩm mứt trái thạch, nhân bánh dạng paste, phomai, salad giúp giảm tượng tạo tinh thể đá kem, giúp giữ cấu trúc mềm trơn mịn CMC ngăn cản tượng kết tinh đường sản xuất kẹo, ngăn ngừa tượng thối hóa tinh bột vỡ (bể) loại bánh tráng nướng Cuối giống dẫn xuất alkyn, CMC có khả cải thiện tính chất tái hydrat hóa nhiều sản phẩm sấy [5] Ngưỡng sử dụng: ADI 0-25mg/kg 16 Liều dùng: 25 mg/kg thể trọng Các chế phẩm có tính chất CMC : methylcellulose, hydromethylcellulose, hydroxypropymethylcellulose [4] a) Phương pháp sử dụng : Độ tốc độ tạo đông phụ thuộc vào nồng độ CMC, độ nhớt dung dịch lượng nhóm acetat thêm vào để tạo đơng Nồng độ tối thiểu để CMC tạo đông 0.2% nhóm acetat 7% so với CMC Người ta sử dụng CMC tác nhân tạo gel, làm dày, làm phồng, làm ổn định, làm chậm kết tinh đường sản xuất sản phẩm bishc quy, sữa, thịt, đồ hộp, mì ăn liền b) Độ hòa tan: Độ hòa tan khác với trọng lượng phân tử CMC khác Nói CMC hòa tan nước, sucrose chlorua natri ethanol hòa tan dầu thực vật alycol propylene Độ hòa tan giảm trọng lượng phân tử nồng độ ngày tăng, độ methyl hóa giảm Độ tan pH = CMC hòa tan nước nóng làm lạnh để hydrat hóa polysaccharide, giúp cắt polymer trọng lượng phân tử cao thành polymer trọng lượng phân tử thấp để làm giảm độ nhớt Độ nhớt CMC tương đối pH 10 Dung dịch CMC bị phá hủy vi sinh vật enzyme khử Gia nhiệt 80 độ C 30 phút 100 độ C phút khử tác nhân sinh vật mà không ảnh hưởng đến chất lượng CMC c) Độ nhớt: Với CMC dẫn xuất 0,95 nồng độ tối thiểu 2% cho độ nhớt 25Mpa 25oC CMC anion polymer mạch thẳng cho chất lỏng gọi dung dịch giả Dung dịch 1% thơng thường có pH= – 8.5, pH < độ nhớt tăng, chí kết tủa Do khơng sử dụng CMC cho sản phẩm có pH thấp, pH > độ nhớt giảm Độ nhớt CMC giảm nhiệt độ tăng, tác dụng có tính thuận nghịch Độ nhớt chịu ảnh hưởng bới ion kim lọai: 17 + Cation hóa trị I : tác dụng điều kiện thường ( trừ Agar+) + Cation hóa trị II: Ca2+, Mg2+ làm giảm độ nhớt + Cation hóa trị III: Al3+, Cr3+, Fe3+ tạo gel.[4] Bảng 3.3 Thống kê độ nhớt dung dịch mẫu CMC với mẫu khác bổ sung ion Ca2+ Độ nhớt tương đối giảm Khi nồng độ Ca 2+ Al3+ cao, liên kết ion dây chuyền điện phân phát quang dẫn đến tạo gel Bảng 3.3 cho thấy độ nhớt mẫu CMC tổng hợp đồng 2a-c, CMC có độ nhớt bắt đầu cao đáng kể So với CMC 1g-h nói trên, Ca 2+ thêm vào dẫn đến giảm độ nhớt so với tổng DS Người ta cho hàm lượng glucose 2,3,6 tri-O-carboxymethyl cao chuỗi polyme tạo ổn định tương đối cao trạng thái giống hình que dẫn đến độ nhớt cao dung dịch polyelectrolyte Ngồi ra, hàm lượng glucose dư thừa nhiều mà khơng có nhóm ion bị ảnh hưởng việc bổ sung ion mức độ nhỏ Phát CMC tổng hợp điều kiện phản ứng khởi đầu đồng DMAc / LiCl có khả chịu mặn cao độc lập với nồng độ 18 CMC (0,1 - 1wt.%) Phương pháp sử dụng chất diện phân quan tâm sử dụng đặc biệt lĩnh vực khoang giếng dầu [6] Nói chung, tác dụng độ nhớt loại CMC tùy thuộc vào phương pháp thêm vào Riêng lĩnh vực cơng nghệ thực phẩm, CMC dễ dàng kết hợp với thành phần hóa học thực phẩm như: đường, protein, tinh bột hầu hết polyme trung tính [4] 2.3.3 Điều chế CMC Hình 2.3.3 Điều chế CMC *Nguyên liệu - Xenlulozo phế thải công ty dệt NaOH kỹ thuật MCA kỹ thuật Iso-propanol 87% kỹ thuật Etanol cồn 95% kỹ thuật 19 *Quy trình - Sau nhiều lần thí nghiệm kiểm tra ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ độ ẩm họ tìm quy trình tổng hợp sau: Dùng NaOH để kiềm hoá 150 phút Tỷ lệ số mol MCA( monocloacetic) xenlulozo 2,2/1 75o Nhiệt độ q trình ete hố C thời gian 3,5 Trong trình phản ứng phải ngiền trộn kỹ Xenlulozo phải cắt vụn đánh tơi Ứng dụng công nghệ thực phẩm Cellulose dẫn xuất từ sử dụng nhiều chế biến thực phẩm 10 năm Hiện việc sử dụng khơng ngừng khơng cải thiện tính chất sản phẩm mà góp phần vào việc sáng tao sản phẩm Tính chất tan dẫn xuất cellulose nước nguyên nhân làm đổi tính chất lưu biến học thực phẩm, kết cải thiện cấu trúc, tạo dáng cho sản phẩm,… Tùy thuộc vào điều kiện sử dụng, dẫn suất cellulose có chức sau: giữ nước, tạo đặc, ổn định sản phẩm, trơ phân tán,…Vì vật dùng dẫn xuất cellulose cho sản phẩm có cơng dụng nhiều cơng dụng phát huy lúc Liều lượng thường sử dụng nhiều công nghiệp sản xuất nước uống, bánh, sản phẩm sữa, mì sợi…[4] Một số dẫn xuất Cellulose Carboxymethyl cellulose (CMC) có phạm vi ứng dụng rộng rãi lĩnh vực công nghệ thực phẩm Trong chất tẩy rửa xà phòng, hoạt động tác nhân đình đất Riêng sản phẩm thực phẩm, chẳng hạn thực phẩm ăn kiêng kem, hoạt động chất kết dính, chất làm đặc, nhũ tương CMC sử dụng ngành công nghiệp dệt may chất phủ Trong ngành công nghiệp giấy bột giấy, CMC sử dụng màu sơn cải thiện tính chất bề mặt giấy bìa giấy Trong số nhiều ứng dụng khác, CMC thêm vào bùn khoan, sơn nhũ tương nhựa, quảng cáo dự mực in, CMC áp dụng vào công thức nhiều sản phẩm dược phẩm 20 mỹ phẩm tác nhân đình chỉ, tá dược viên, tác nhân giúp tăng độ nhớt [12] Dưới số ứng dụng quan trọng CMC lĩnh vực thực phẩm 3.1 Ứng dụng sản xuất kem vả sản phẩm loại Kem chứa 10% chất béo, 11% sữa không béo, 15% đường; 0,2=0,3% chất ổn định; 0,25-0,5% chất nhũ hóa Các thành phần thay đổi tùy theo Quốc gia yêu cầu sản phẩm chất ổn định không vượt 0,5% Hiện dùng chất làm đặc CMC, hòa tan tạo dung dịch có độ nhớt cao, CMC có khả làm chậm q trình kết tinh, làm mịn tinh thể, cải thiện độ bóng, ngăn cản kem chảy CMC sử dụng việc sản xuất kem, hạt lớn làm giảm số lượng tinh thể nước đá kem, kem tăng cường tính chống nóng chảy bơi trơn hương vị tinh tế, làm trắng màu kem, tăng khối lượng kem Đồng thời, việc sử dụng CMC kem làm giảm việc sử dụng nguyên liệu thô giảm chi phí sản xuất kem Các cơng ty thực phẩm sử dụng việc sản xuất kem CMC, thường có hai cách: mua trực tiếp từ nhà sản xuất phụ gia thực phẩm nhũ tương ổn định phức tạp để sử dụng, nhũ tương ổn định tổng hợp thường chứa CMC Nhiều nhà sản xuất kem cỡ nhỏ vừa Trung Quốc thường sử dụng CMC theo cách khả nghiên cứu phát triển công nghệ yếu Một cách khác nhà sản xuất kem mua lại chất ổn định dày đặc, chất nhũ hóa, đệm từ bên ngồi, sau sử dụng sức mạnh kỹ thuật riêng để thực lãi kép Một số doanh nghiệp sản xuất kem quy mô lớn Trung Quốc, số lượng lớn nhân viên kỹ thuật chất lượng cao, khả nghiên cứu phát triển mạnh mẽ riêng họ, phương pháp ổn định nhũ tương phức tạp riêng họ để sản xuất kem Thường dày ổn định có CMC, guar gum, carrageenan, keo cao su, xanthan gum, kẹo cao su đậu châu chấu, pectin tương đương; chất nhũ hoá thường sử dụng monoglycerides chưng cất phân tử, este sucrose, Tween, Span Tấm, este polyglycerol, vv Việc sử dụng CMC sản xuất kem, số lượng hiệu số tính tốn theo 0,5% tổng số lượng vật liệu, chọn loại FH6 (ngồi cao) CMC 21 3.2 Ứng dụng sản xuất nước giải khát Việc sử dụng riêng rẽ kết hợp với chất keo khác dùng để giữ ổn định pha rắn dung dịch Ngồi có khả ngăn cản phân ly tinh dầu/nước sản phẩm nước Nồng độ thường sử dụng 1% 3.3 Ứng dụng sản xuất bánh kẹo sản phầm từ tinh bột CMC giúp cải thiện tính chất bột nhào sản phẩm từ bột, sử dụng nồng độ 0,1% - 0,5% trọng lượng chất khơ Hợp chất CMC có tác dụng làm mềm khối bột nhào, giữ ẩm, kéo dài thời gian bảo quản, làm sản phẩm dễ trở lại trạng thái ban đầu, chống dính… Trong sản xuất bánh quy CMC sử dụng chất nhũ hóa Nhờ CMC, chất béo phân tán đồng hỗn hợp giúp cho chất lượng sản phẩm đạt độ ổn định Nó giúp giảm mức tiêu thụ lòng đỏ trứng chất béo sử dụng làm bánh quy, đạt lợi ích kinh tế 3.4 Ứng dụng sản xuất dạng nước sốt: Do CMC tạo sệt tốt nên CMC dùng để sản xuất sản phẩm nước sốt salad, sốt cà Chất CMC thích hợp cho sản phẩm tính hòa tan tốt nước lạnh lẫn nước nóng, có khả liên kết với nước tốt chịu pH thấp  Nước sốt salad : CMC thường dùng 7OHF nồng độ 1% thành phần dầu 30% hay 0,75% thành phần dầu khoảng 50%  Nước sốt cà chua: tùy theo loại CMC sử dụng mà ta có sản phâm cấu trúc khác Loại 7HOF cho sản phẩm có cấu trúc dài, loại 7HXFMA cho sản phẩm có cấu trúc ngắn mềm 3.5 Trong sản xuất mì ăn liền 22 CMC có chức dày lên, phân tán mạnh, giữ nước liên kết, dung dịch nước cấu trúc mạng keo, dính chặt, qua rút ngắn thời gian trộn, dễ vận hành, tăng độ dẻo mì [4] TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) Th.S Đỗ Q Hai 2004 Giáo trình Hóa sinh đại cương Tài liệu lưu hành nội Trường ĐHKH Huế 25-29 2) TS Phạm Thị Trân Châu 2012 Giáo trình Hố Sinh học sở Tái lần thứ 10 NXB Hà Nội 76-81 3) GS Lê Ngọc Tú (chủ biên), Bùi Đức hợi, Lưu Duần, Ngô Hữu Hợp, Đặng Thị Thu, Nguyễn Trọng Cần 2001 Hoá Học thực phẩm NXB Khoa học kĩ thuật, Hà Nội 152 4) Đàm Sao Mai 2012 Phụ Gia thực phẩm NXB đại học quốc gia TPHCM 384411 5) TS Đỗ Văn Chương 2010 Phụ gia bao bì thực phẩm NXB lao động HN 76- 78 6) Th Heinze, D Klemm, F Loth, B Philipp, Acta Polym 1990 Institute of Organic Chemistry and Macromolecular Chemistry 259 7) Benton, E.V: A study of Charged Particles Tracks in Cellulose Nitrats USNRDL – TR -68-14 Report at U.S Naval Radiological Defence ab (1977) 8) Sheppard, S E & Newsome, P T J Phys Chem., 34 (1930) 1160 9) Roussis, P P., Polymer, 22 (1981) 1058 10) Lonsdale, H K., Merten, U & Riley, R L., J Appl Polym Sci., (1965) 1341 11) Wellons, J D., Williams, J L & Stannett, V., J Polym Sci., A1, (1967) 1341 12) MAMDOUH T GHANNAM, M NABIL ESMAIL 1996 Rheological Properties of Carboxymethyl Cellulose NXB: Department of Chemical Engineering 111 23 ... phẩm Cellulose dẫn xuất từ sử dụng nhiều chế biến thực phẩm 10 năm Hiện việc sử dụng không ngừng cải thiện tính chất sản phẩm mà góp phần vào việc sáng tao sản phẩm Tính chất tan dẫn xuất cellulose. .. độ mà cellulose nitrate ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Chủ yếu dùng chất dẻo, sơn chất nổ Trong sản xuất thương mại nitrocellulose, bột gỗ nguồn cellulose Tấm Cellulose acid nitrate đưa vào bình... xuất cellulose 2.1 Cellulose nitrate 2.1.1 Khái niệm Nitrocellulose hay gọi cellulose nitrate, hỗn hợp este nitric cellulose số hợp chất dễ cháy thành phần thuốc súng đại sử dụng số loại sơn Vào