الخصائص الفيزيائية والكيميائية وتطبيق السليلوز الجريزوفولفين

يستخدم السليلوز الجريزوفولفين (MCC) حاليًا على نطاق واسع في الطب والأغذية ومستحضرات التجميل والصناعات الكيماوية الخفيفة، ويعتمد بشكل أساسي على الخاصيتين الأساسيتين التاليتين:

1. الاستقرار الكيميائي

MCC مستقر بطبيعته ويمكنه تحمل درجات الحرارة العالية والرطوبة العالية والضوء القوي.

2. السلامة البيولوجية

مشتق من النباتات الطبيعية، وله نفس تركيبة السليلوز التي يتناولها الإنسان يوميًا، وهو غير سام وغير مهيج نسبيًا؛ وهو غير قابل للذوبان في الماء والأحماض المخففة، ولا يمكن امتصاصه عن طريق الفم، وليس له أي نشاط بيولوجي.

وفي الوقت نفسه، تعد الخصائص الخاصة مثل درجة البلمرة المنخفضة ومساحة السطح المحددة الكبيرة أيضًا من العوامل الرئيسية التي لا غنى عنها!

3. البلمرة 

تشير درجة البلمرة إلى عدد الوحدات الهيكلية المتكررة للجلوكوز في السليلوز. أثناء عملية التحلل الحمضي للمواد الخام السليلوزية، يتم كسر الروابط الجليكوسيدية ¦Â-1,4 في جزيئات السليلوز، ويكون السليلوز الجريزوفولفين هو المنتج الذي يتم الحصول عليه عندما تنخفض درجة البلمرة لتميل إلى التوازن. في هذا الوقت، تسمى درجة البلمرة بدرجة توازن البلمرة (L0DP). إنه يعكس طول سلاسل جزيئات السليلوز المطوية داخل جزيئات السليلوز الدقيقة. طرق التحديد شائعة الاستخدام: يعد مقياس اللزوجة الشعري ومقياس اللزوجة الكروي المتساقط من طرق اللزوجة الرئيسية، وعادةً ما تستخدم محاليل الأمونيا النحاسية وإيثيلين ثنائي أمين النحاس ومحاليل إيثيلين ثنائي أمين الكادميوم كمذيبات.

مساحة سطحية محددة

تشير المساحة السطحية المحددة إلى المساحة الإجمالية لكل وحدة كتلة من المادة الحبيبية، وهي إحدى المعلمات المهمة لتقييم أداء المواد المسامية. تتضمن طرق القياس الخاصة بها بشكل أساسي طريقة BET لامتصاص N2 وامتزاز بخار الماء. بسبب قوة الرابطة الهيدروجينية الضعيفة، عند استخدام امتصاص بخار الماء، يتم تدمير رابطة الهيدروجين بسهولة عندما يتم غمر السليلوز الجريزوفولفين في الماء، وبالتالي فإن المساحات السطحية المحددة التي تم الحصول عليها بطرق مختلفة وطرق معالجة مختلفة ليست متساوية. تحصل طريقة امتزاز بخار الماء مباشرة على مساحة السطح الداخلية، وتحصل طريقة الامتزاز N2 مباشرة على المساحة الفعالة.

الخواص الفيزيائية والكيميائية الأخرى

1. التبلور

تشير التبلور إلى نسبة المساحة المتبلورة في السليلوز بأكمله، وهو مؤشر مهم للسليلوز دقيق التبلور، ويشير إلى حالة التركيب البلوري، ويحدد جودة المنتج واستخدامه. وتؤثر درجة التبلور على ثبات الأبعاد وكثافة ألياف السليلوز، وطرق قياسها التقليدية هي حيود الأشعة السينية والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء.

2. قيمة امتصاص الماء

قيمة امتصاص الماء هي مؤشر على درجة تورم السليلوز الجريزوفولفين في الماء. فيما يتعلق بأداء امتصاص الماء، يُظهر السليلوز الجريزوفولفين قيمة كبيرة لامتصاص الماء. إن حجم الجسيمات الكبيرة له التأثير الأكبر على قيمة امتصاص الماء. كلما زاد حجم المسام الكبيرة، زادت قيمة امتصاص الماء، بغض النظر عن حجم الجسيمات. ويرجع ذلك أساسًا إلى بقاء كمية كبيرة من الماء المرتبط بالجسيمات الكبيرة في المسام الكبيرة. تلعب قيمة الماء المرتبط جزئيًا دورًا حاسمًا. الأنواع المختلفة والتركيزات المختلفة من السليلوز الجريزوفولفين لها قيم مختلفة لامتصاص الماء، ولكن هناك تركيز يتوافق مع القيمة الحدية، والتي تكون بشكل عام أعلى من 200٪.

3. أداء التفاعل الكيميائي

يُظهر السليلوز الجريزوفولفين والسليلوز بعض الخصائص المتشابهة من حيث خصائص التفاعل الكيميائي، والسطح مسامي والهيكل فضفاض، ومن السهل اختراق الكواشف أثناء التفاعل الكيميائي، مما يؤدي إلى تحسين كبير في توحيد التفاعل والحصول على منتجات ذات خصائص ممتازة. بالمقارنة مع اللب المذاب العام، على الرغم من أن السليلوز الجريزوفولفين لديه بلورة أعلى، إلا أنه يتمتع بأداء تفاعل أعلى في عملية كربوكسي ميثيل، والأستلة والأسترة، وله خصائص ميكانيكية أعلى وقابلية للاشتعال، وخاصة التغير في الذوبان، مما يزيد بشكل كبير من أداء تطبيقه.

4. البنية المورفولوجية

يتم تحديد التركيب المورفولوجي للسليلوز الجريزوفولفين بشكل رئيسي من خلال مؤشري حجم الجسيمات وعدم التجانس. بينما يتم استخدام العلاقة الوثيقة بين الكثافة الظاهرية وحجم الجسيمات كمؤشر غير مباشر للإشارة إلى البنية المورفولوجية للسليلوز الجريزوفولفين، وهو زوج من المؤشرات التي تؤثر وتقييد بعضها البعض. وهي مدمجة بشكل أساسي في نوع المادة الخام وظروف التحلل المائي ودرجة العمل الميكانيكي. بعد أن يخضع السليلوز الطبيعي لتفاعل التحلل المائي والعمل الميكانيكي، خضع شكل الألياف لتغيير أساسي، من الألياف الممدودة التي كانت في الأصل متشابكة في كتلة شبكية إلى مادة حبيبية على شكل مغزل. يتراوح متوسط الطول (Ln) ومتوسط الطول (Le) للسليلوز الجريزوفولفين بشكل عام من عشرات إلى أكثر من 100 ميكرون، ويمكن أن يتراوح التفاوت بين 0.2-0.5 بسبب اختلاف أنواع.~!phoenix_var54_1!~

تطبيقات السليلوز الجريزوفولفين في منتجات الألبان:

1. التطبيق في مشروبات الحليب

يمكن استخدام MCC كمثبت مستحلب في مشروبات الحليب. بشكل عام، تكون مشروبات الحليب عرضة لفصل المستحلب أثناء الإنتاج وتخزين المبيعات، بينما يمكن لـ MCC تكثيف وتنعيم مرحلة الماء في مستحلبات الماء الزيتي لمنع قطرات الزيت من الاقتراب من بعضها البعض أو حتى حدوثها. رد فعل البلمرة. يتم توزيع MCC بالتساوي في الماء، ويمكن أن يشكل بنية شبكة ثلاثية الأبعاد عن طريق ربط الهيدروجين بجزيئات الماء، مما يمنع ترسيب الجزيئات غير القابلة للذوبان في الحليب وإعادة تجميع جزيئات الدهون؛ بالإضافة إلى ذلك، فإن ترقق القص لـ MCC يمكن أن يقلل من إنتاج المنتجات ذات الملمس اللزج.

2. التطبيق في الجبن

إن إضافة MCC إلى الجبن قليل الدسم لا يمكن أن يعوض فقط نقص الطعم الناتج عن تقليل محتوى الدهون، بل يشكل أيضًا إطارًا داعمًا لجعل المنتج طريًا، وبالتالي تحسين التأثير العام للمنتج. عندما تتم إضافة MCC والكاراجينان إلى الجبن قليل الدسم، فإن محتوى الرطوبة والبروتين في منتج الجبن يزداد بشكل ملحوظ، وتصبح حالة الأنسجة أكثر ليونة وسلاسة وأكثر مرونة، وتصبح النكهة أكثر عطرة. الهيكل الداخلي مسامي تحت المجهر الإلكتروني الماسح، على غرار الجبن كامل الدسم، التأثير العام أفضل من الجبن العادي قليل الدسم بدون MCC والكاراجينان.

3. التطبيق في الآيس كريم

كمثبت، يمكن لـ MCC تحسين استحلاب الكريم وثبات الرغوة بشكل كبير، وبالتالي تحسين الملمس وجعل الكريم أكثر تشحيمًا وانتعاشًا.

تطبيق السليلوز الجريزوفولفين في الأغذية المجمدة

يتمتع MCC بثبات حراري جيد ومناسب لصناعة الأغذية الباردة والمنتجات التي تتطلب معالجة بدرجة حرارة عالية. في الأطعمة المجمدة، لا يمكنها فقط تحسين تشتت واستقرار المكونات، ولكن أيضًا تحسين طعم المنتج بسبب الجزيئات الدقيقة للغاية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام MCC كمثبط بلوري ثلجي للأغذية المجمدة، والذي يمكن أن يحافظ على الشكل الأصلي وجودة الأطعمة المجمدة لفترة طويلة، ويزيد من إطالة مقاومة تخزين الأطعمة المجمدة، ويعزز بشكل كبير تطوير التبريد وصناعة الأغذية المجمدة.

1. التطبيق في الآيس كريم

كمثبت ومحسن، يمكن لـ MCC زيادة لزوجة ملاط الآيس كريم، وتحسين تأثير الاستحلاب الشامل للآيس كريم، وتحسين ثبات التشتت، ومقاومة الذوبان وقدرة إطلاق النكهة لنظام الآيس كريم. يمكن استخدامه في الآيس كريم منع أو منع نمو بلورات الثلج وتأخير ظهور زبد الجليد، وتحسين الطعم والبنية الداخلية ومظهر الآيس كريم الناعم، وتحسين تشتت الدهون والجسيمات الصلبة المحتوية على الدهون. يعمل MCC كعامل فيزيائي عائق في عملية التجميد والذوبان المتكررة للآيس كريم، مما يمنع الحبوب من التجمع لتكوين بلورات ثلج كبيرة. إن إضافة 0.4% ~ 0.6% MCC إلى الآيس كريم يكفي لمنع بلورات الثلج من الزيادة وضمان نسيج وبنية الآيس كريم. بإضافة 0.30%، 0.55%، و0.80% MCC إلى الآيس كريم المحضر بالصيغة البريطانية النموذجية، تزداد لزوجة الآيس كريم قليلاً مقارنة بتلك بدون MCC، لكن ليس لها أي تأثير على فيضان الآيس كريم.

تتم إضافة MCC إلى الآيس كريم بشكل أساسي من خلال قياس لزوجة الملاط ومعدل التمدد ومقاومة ذوبان الآيس كريم. إن الاستخدام الفردي لـ MCC أو الجمع بين الاثنين يمكن أن يحسن بشكل كبير مقاومة ذوبان الآيس كريم ويحسن جودة الآيس كريم.

2 التطبيق في المعكرونة سريعة التجميد

يستخدم MCC كمحسن للمعكرونة سريعة التجميد (بما في ذلك الزلابية سريعة التجميد وكرات الأرز الدبق والوانتون وما إلى ذلك). مزايا النعومة والمرونة الجيدة وعدم خلط الحساء. يتميز هذا النوع من الطعام بأداء عالي التكلفة وله ميزة تنافسية جيدة

تطبيق السليلوز الجريزوفولفين في منتجات اللحوم

1. التطبيق في اللحوم المعلبة

اللحوم المعلبة عبارة عن طعام معقم بدرجة حرارة عالية. تحت المعالجة بدرجة حرارة عالية، سيتم تحلل النشا الموجود فيها، مما سيؤثر على جودة وطعم المنتجات المعلبة. نظرًا لأن MCC تتميز بخصائص مقاومة الملح ومقاومة الأحماض ومقاومة درجات الحرارة العالية، فإن إضافة MCC إلى اللحوم المعلبة يمكن أن يجعل منتجات اللحوم تحافظ على ثبات أفضل في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة على المدى الطويل، وإطالة العمر الافتراضي مع ضمان جودة اللحوم المعلبة المتوقعة.

2. التطبيق في منتجات اللحوم قليلة الدسم

كمنتج سليلوز طبيعي نقي وغير سام وغير ضار، يتميز MCC بخصائص لا يمكن هضمها وامتصاصها من قبل جسم الإنسان على غرار الألياف الغذائية والسليلوز البكتيري. لذلك، يمكن استخدامه كبديل للدهون ومحفز. أثناء معالجة منتجات اللحوم مثل النقانق وكرات اللحم وفطائر اللحم، يمكن لـ MCC استبدال الدهون الموجودة فيها جزئيًا أو حتى كليًا، مما يقلل بشكل كبير من السعرات الحرارية في منتجات اللحوم. في الوقت الحاضر، يتردد الناس في تناول الأطعمة الغنية بالدهون والسعرات الحرارية العالية، وأصبح تطوير الأطعمة قليلة الدسم هو المحتوى الرئيسي لأبحاث الأغذية الوظيفية، وتلبي الأبحاث التطبيقية لـ MCC احتياجات التطوير هذه بالكامل.

تطبيق السليلوز الجريزوفولفين في الأطعمة المخبوزة

يعد MCC مصدرًا جيدًا للألياف الغذائية ويمكن استخدامه لصنع المخبوزات الغنية بالألياف. إن إضافة MCC إلى الطعام المخبوز لا يمكن أن يؤدي فقط إلى زيادة محتوى السليلوز، بحيث يكون له وظائف غذائية وصحية معينة، ولكن يمكن أيضًا أن يقلل حرارة الطعام المخبوز، ويحسن احتباس الماء للمنتج، ويطيل العمر الافتراضي. على سبيل المثال، عندما تكون كمية MCC المضافة صغيرة، فإن حجم جسيمات MCC ليس له تأثير واضح على جودة الخبز؛ عندما تكون كمية MCC المضافة هي نفسها، كلما زاد حجم الجسيمات، زاد التأثير على جودة الخبز، وكلما كان أسوأ؛ عندما يكون حجم جسيمات MCC هو أكبر عدد من الساعات، فإنه يمكن أن يحسن جودة الخبز بشكل كبير، ويظل الخبز يحتفظ بجودة جيدة عند إضافة الكمية بنسبة 10%. في العصر الذي تظل فيه معدلات الإصابة بالوجبات السريعة والدهون في الوجبات السريعة مرتفعة، يعد هذا الخبز عالي الألياف الغذائية نوعًا جديدًا من الأطعمة الغذائية والصحية، وهو أمر يسهل قبوله من قبل المستهلكين.