Карбоксиметилцеллюлоза, или натрийкарбоксиметилцеллюлоза – это пищевая добавка, которая имеет свойства загущать, эмульгировать, формировать, сохранять свежесть продуктов, и может использоваться вместо пищевых добавок, таких как желатин, 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.
Название продукта
Карбоксиметилцеллюлоза — наименование продукта, закрепленное национальным стандартом 33310–2015. Международное название — Carboxymethyl cellulose.
В качестве пищевой добавки обычно применяют натриевую соль, отсюда второе наименование продукта — карбоксиметилцеллюлоза натриевая соль (Sodium Carboxy Methyl Cellulose). Его можно встретить в СанПиН, справочных изданиях Министерства здравоохранения.
Синонимы:
- Е 466 (Е–466), индекс в европейской кодификации пищевых добавок;
- натрийкарбоксиметилцеллюлоза;
- КМЦ (международный вариантCMC);
- carboxymethylcellulose de sodium, французский.
Основные производители
Единственным предприятием в России, выпускающим пищевую карбоксиметилцеллюлозу является «Нитол–Эфиры целлюлозы», дочерняя . Завод находится в городе Усолье-Сибирское (Иркутская область).
Техническую карбоксиметилцеллюлозу производит ЗАО «Полицелл» (город Санкт-Петербург).
На отечественный рынок добавку Е 466 поставляют компании:
- Hercules Ins. (совместное предприятие США и Франции);
- Noviant Oy (Финляндия);
- Daicel Chemical Jndustries Ltd (Япония);
- Wolff Walsrode AG (Германия).
Можно было бы не обращать внимания на безопасный в целом индекс E 466 в составе продуктов, если бы с экранов телевизоров потребителя не пугали генно-модифицированной карбоксиметилцеллюлозой.
К сожалению, журналисты нередко путают два понятия: организм с искусственно измененным генотипом (ГМО) и модифицированное вещество.
Карбоксиметилцеллюлоза натриевая соль относится ко второй группе. Молекулу (не ген!) вещества изменили для улучшения физико-химических качеств продукта (вязкости, растворимости). К достижениям генной инженерии добавка отношения не имеет.
Источник
Тип вещества
Добавка E 466 входит в категорию загустителей пищевых продуктов.
Водный раствор вещества представляет собой тягучую клейкую жидкость, степень вязкости которой напрямую зависит от количества замещенных гидроксильных групп в молекуле целлюлозы. Показатель замещения для пищевой КМЦ должен быть в пределах 0,65–0,95 единиц. Это позволяет получать растворы средней и высокой вязкости, обеспечивающих нужную консистенцию продуктов питания, повышающих их органолептические и вкусовые свойства.
По химическому строению карбоксиметилцеллюлоза — это полиэлектролит, простой ионогенный эфир целлюлозы и галогенкарбоновой кислоты.
Путь получения добавки Е 466 основан на химической реакции взаимодействия монохлоруксусной кислоты со специально подготовленной алкилцеллюлозой.
Что за добавка Е466
Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ, пищевая добавка Е466, Carboxymethyl cellulose) – это порошок без включений, постороннего вкуса или запаха белого или кремового цвета. Представляет собой стабилизатор, эмульгатор, загуститель универсального действия.
Главные химико-физические свойства пищевой добавки:
- не имеет цвета, вкуса и запаха;
- устойчива к воздействию света и тепла;
- хорошо растворяется в воде, щелочи;
- устойчива к воздействию кислот;
- имеет хорошую химическую совместимость со многими веществами;
- не ядовита;
- не теряет своих свойств после разморозки.
Водный раствор добавки Е466 – это клейкая, желеобразная жидкость. Ее добавление при производстве продуктов питания, косметических средств, лекарственных препаратов позволяет получить субстанцию любой вязкости и пластичности.
Свойства
Показатель | Стандартные значения |
Цвет | от белого до светло-бежевого |
Состав | этерифицированная целлюлоза, примеси (соль натрия и гликолевой кислоты, хлористый натрий); эмпирическая формула (C6H10O5)n • (-CH2-COOH/Na)m |
Внешний вид | волокнистый порошок или гранулы |
Запах | отсутствует |
Растворимость | хорошо в холодной и горячей воде, щелочи; средне в глицерине, кислотах; не растворяется в минеральных маслах, органических жидкостях |
Содержание основного вещества | 99,5% |
Вкус | отсутствует |
Плотность | 1,59 г/см³ |
Другие | высокая светоустойчивость |
Опасна или нет пищевая добавка Е466
Карбоксиметилцеллюлоза относится к категории умеренно опасных для человека веществ. Она разрешена к применению в пищевой промышленности, фармацевтике, косметологии.
Важно! Пищевая добавка Е466 разрешена к использованию в производстве продуктов питания в Европе, России, на постсоветском пространстве.
КМЦ – это безвредный «загуститель», благодаря которому продукты дольше сохраняют свою структуру, эластичность, однородную консистенцию. Без него невозможно промышленное производство мороженого, желе, кондитерской и творожной продукции.
Безопасность также подтверждена широким использованием пищевой добавки в фармакологии в качестве капсульного стабилизатора. Она не растворяется в воде, не реагирует на свет и кислотную среду желудка.
Научно обоснованных доказательств опасности Е466 на организм человека не существует
Применение
Популярность добавки E 466 в самых различных областях человеческой деятельности объясняется возможностью решать широкий ряд технологических задач путем искусственного регулирования вязкости:
- модификация молекулы вещества позволяет создавать растворы различной степени густоты;
- с повышением температуры вязкость уменьшается без образования геля;
- вязкость возрастает при pH меньше 3 единиц, уменьшается при показателе выше 10;
- в зависимости от вида растворы могут обладать тиксотропными либо псевдопластичными свойствами.
В пищевой промышленности добавку используют в качестве загустителя и стабилизатора консистенции в продуктах быстрого приготовления, соусах, мороженом, плавленом сыре. Часто карбоксиметилцеллюлозув составе кондитерских начинок, мармелада, желе применяют вместе с гидроксипропилцеллюлозой (Е 463) для усиления действия друг друга.
В сливках и молочных десертах на растительной основе загуститель Е 466 может играть роль наполнителя, придающего продукту сливочный вкус.
Карбоксиметилцеллюлоза входит в состав защитных оболочек для рыбных и мясных изделий, орехов, продуктов глубокой заморозки. Добавка удерживает влагу, защищает от высыхания и потери полезных активных веществ, продлевает срок хранения, препятствует разрушению волокон при размораживании.
В Кодексе Алиментариус добавка E 466 имеет допуск в 8 стандартах: маргарины, консервированные сардины и скумбрия, ароматизированный йогурт, маргарин.
В составе продуктов питания концентрация натрийкарбоксиметилцеллюлозы не превышает 8 г/кг (для обработки поверхности — 20 г/кг). Это безопасная доза, не способная нанести вред здоровью.
Добавка Е 466 — популярный компонент косметических средств и товаров бытовой химии. Производители частично заменяют карбоксиметилцеллюлозой поверхностно-активные вещества, негативно влияющие на человеческие клетки. Эфир целлюлозы не является аллергеном, нейтрален в плане экологической безопасности. Добавку включают в состав зубных паст, шампуней, кремов для бритья, гелей для душа, кремов по уходу за кожей.
Загуститель E 466 не оказывает биологически полезного воздействия. Применяют его исключительно для облегчения технологического процесса и улучшения текстуры продукта.
Карбоксиметилцеллюлозу использует фармацевтическая отрасль для изготовления защитных оболочек. Пленки на основе добавки устойчивы к воздействию кислой среды, но растворяются в щелочной. Это очень важно для защиты желудка от негативного воздействия некоторых лекарств: пленка высвобождает активное вещество только в слабощелочной среде кишечника.
Загуститель Е 466 применяют для изготовления глазных капель. Он увеличивает время высвобождения активного вещества, тем самым продлевает его действие.
Техническую карбоксиметилцеллюлозу вводят в состав строительных смесей, отделочных материалов для улучшения адгезии, предупреждения образования трещин.
Карбоксиметилцеллюлоза
КМЦ ([С6Н7О2(ОН)3-x(ОСН2СООН)x]n, где х = 0,08-1,5) — это производное целлюлозы, где карбоксилметильная группа соединяется с гидроксильными группами глюкозных мономеров. Вещество является кислотой, поэтому имеет другое название – целлюлозогликолевая кислота. На практике чаще используется натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ). Синтезировал и запатентовал ее впервые в 1918 году немецкий химик Янсен.
Свойства
Carboxymethyl cellulose – международное название карбоксиметилцеллюлозы. Физико-химическое свойства КМЦ описаны в таблице:
Внешний вид | Светло-бежевый кристаллический порошок |
Масса молекулы | 240.208 г/моль |
Химическая формула | C₈H₁₆O₈ |
Вязкость (1% водный раствор) | 1000-4000 |
Потери после сушки | 5,0-7,0% |
PH (1% водный раствор) | 6,0-8,5 |
Соответствие | 99,0-99.5% |
Содержание других химических элементов | |
Натрий (Na) | 7,5-8,5% |
Железо (Fe) | |
Свинец (Pb) | |
Мышьяк (As) | 0,0002% |
Другие физические свойства, позволяющие использовать КМЦ в промышленности:
- вещество хорошо растворяется в воде;
- с ним водные растворы хорошо загустевают;
- вязкость вещества не меняется долгое время;
- удерживает воду;
- способно образовывать прозрачную, прочную пленку;
- не растворимо в масле и жиру;
- безвредно для организма человека;
- без вкуса, запаха;
- высокополимерное вещество, устойчивое к солнечному свету;
- оказывает стабилизирующий и связывающий эффект.
Производство
Процесс изготовления проходит за несколько стадий и занимает длительное время. Сырье, используемое при производстве, дешевое. В промышленности натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы получают соединением щелочной целлюлозы и монохлоруксусной кислоты. Существует несколько схем процесса производства:
- классическая (периодическая);
- моноаппаратная.
Производство включает несколько важных стадий. На первой обрабатывают древесную или хлопковую целлюлозу раствором каустика в присутствии низших спиртов (они играют роль органических растворителей). Затем проводят обработку щелочной целлюлозы монохлоруксусной кислотой при очень высокой температуре – до 100 °С, если использовали растворитель, до 80 °С – без него. Полученный продукт:
- сушат;
- измельчают;
- упаковывают.
Для получения карбоксиметилцеллюлозы используют хлопковую целлюлозу, которую доставляют из-за рубежа, и техническую целлюлозу, которую производят в России сульфатным способом. Хлопковая более предпочтительная для производства за счет:
- высокого содержания α-целлюлозы (98%);
- большой длины волокна (10 мм и более);
- высокой степени полимеризации.
К произведенной российской технической целлюлозе существуют высокие требования. В ней не должно быть примесей тяжелых металлов, хлора, нужно соответствие стандартам качества. Вместе с известными видами может использоваться другое растительное сырье для производства карбоксиметилцеллюлозы. Известны случаи использования древесной коры, сахарного тростника, шелухи риса. Выбор определяется ценовой доступностью сырья.
В настоящее время Российская федерация для производства КМЦ использует древесную целлюлозу, а Казахстан и Узбекистан – хлопковую. Основными поставщиками на российский рынок древесной целлюлозы производителям карбоксиметилцеллюлозы являются ОАО «Группа «Илим» Братск и Усть-Илимск, ОАО «Сясьский ЦБК», ЗАО «Полицелл» Санкт-Петербург. Поставки за 2021 год составили около 5,5 тыс. тонн.
Преимущество перед другими добавками заключается в более вязких свойствах получаемых растворов. Влияет отсутствие вкуса и запаха, после добавления вещества получается прозрачный раствор. Карбоксиметилцеллюлоза улучшает качество конечного продукта за счет влияния на процессы кристаллизации, удержания влаги и усвоения жиров. Средняя стоимость на рынке за 100 грамм готовой пищевой добавки составляет от 100 до 150 рублей.
Польза и вред
Добавка E 466, попадая с продуктами в ЖКТ, не участвует в обменном процессе. Выводится из организма в неизменном виде естественным путем.
Вещество можно воспринимать как источник пищевых волокон, но количество поступающей клетчатки слишком мало, чтобы говорить о какой-то пользе.
Натрийкарбоксиметилцеллюлоза относится к умеренно опасным веществам (3 класс опасности).
Влияние добавки на организм мало изучено. Доказано, что разовое употребление более 5 г продукта может вызвать нарушение перистальтики кишечника.
Некоторые эксперты (например, группа «Кедр») говорят о канцерогенных свойствах добавки, но научные материалы по этому вопросу не опубликованы.
Загуститель Е411 широко используется в изготовлении шоколадного молока и прочих ароматизированных какао-напитков.
Что такое винная кислота и где она используется? Об этом вы можете узнать в нашей статье.
Какими свойствами обладает краситель криптоксантин? Полезный материал по данному вопросу есть здесь.
Е 1422
Сшитый полисахарид Е 1422 – дикрахмаладипат ацетилированный – получают при реакции с безводными уксусной и адипиновой кислотами. Он стабилен при высокой кислотности и механических влияниях. Е 1422 применяют как стабилизатор, загуститель и эмульгатор в производстве соусов, кетчупов, майонеза.
В качестве связующего лишней воды, выделяющейся при нагревании, он используется в мясной и колбасной промышленности, приготовлении кисломолочных напитков. Свойство устойчивости к высоким температурам нашло применение при изготовлении детского питания и растительных и мясных консервов.
Добавка считается безвредной, однако при избыточном употреблении может причинить вред поджелудочной железе.