ビュー: 9 著者: サイト編集者 公開時間: 2022-12-15 起源: サイト
微結晶セルロース (MCC) は現在、主に次の 2 つの基本特性に基づいて、医薬品、食品、化粧品、軽化学産業で広く使用されています。
1.化学的安定性
MCC は性質的に安定しており、高温、高湿度、強い光に耐えることができます。
2.生物学的安全性
天然植物由来で、人間が毎日摂取するセルロースと同じ組成を持ち、比較的毒性や刺激性がありません。水や希酸には不溶性で、経口吸収できず、生物活性もありません。
同時に、低重合度、大きな比表面積などの特殊な特性も欠かせない重要な要素です！
3.重合 
重合度とは、セルロース中のグルコース構造単位の繰り返しの数を指します。セルロース原料の酸分解過程で、セルロース分子内の｜-1,4グリコシド結合が切断され、平衡に近づき重合度が低下したときに得られる生成物が微結晶セルロースです。このときの重合度を平衡重合度（L0DP）といいます。これは、セルロースミクロフィブリル粒子の内部で折りたたまれているセルロース分子鎖の長さを反映します。一般的に使用される測定方法: 毛細管粘度計と落球粘度計が主な粘度方法であり、溶媒としては銅アンモニア、銅エチレンジアミン、カドミウムエチレンジアミン溶液が通常使用されます。
比表面積とは粒状材料の単位質量あたりの総面積を指し、多孔質材料の性能を評価する重要なパラメータの一つです。測定方法には主にN2吸着と水蒸気吸着のBET法があります。水素結合力が弱いため、水蒸気吸着を使用する場合、微結晶セルロースを水に浸漬すると水素結合が容易に破壊されるため、異なる方法および異なる処理方法で得られる比表面積は等しくありません。水蒸気吸着法は内部表面積を直接取得し、N2 吸着法は有効断面積を直接取得します。
その他の物理的および化学的特性
1.結晶性
結晶化度はセルロース全体に占める結晶化している面積の割合を指し、結晶構造の状態を示す微結晶セルロースの重要な指標であり、製品の品質や用途を決定します。結晶化度はセルロース繊維の寸法安定性や密度に影響を与え、従来の測定方法はX線回折や赤外分光法です。
2.吸水率
吸水率は、結晶セルロースの水中での膨潤度合いを示す指標である。吸水性能に関して、微結晶セルロースは大きな吸水値を示します。吸水値に最も大きな影響を与えるのは粒子のマクロ細孔容積です。マクロ細孔容積が大きいほど粒子径に関わらず吸水値が大きくなります。これは主にマクロ細孔内に多量の粒子間結合水が残存するためです。部分結合水の値が決定的な役割を果たします。微結晶セルロースの種類と濃度が異なると吸水率も異なりますが、限界値に対応する濃度があり、通常は 200% を超えます。
3.化学反応性能
微結晶セルロースとセルロースは化学反応特性において類似した性質を示し、表面が多孔質で構造が緩く、化学反応時に試薬が浸透しやすいため、反応の均一性が大幅に向上し、優れた特性の製品が得られます。微結晶セルロースは、一般的な溶解パルプに比べて結晶性が高いにもかかわらず、カルボキシメチル化、アセチル化、エステル化の過程での反応性能が高く、より高い機械的特性と可燃性、特に溶解度の変化により、塗布性能が大幅に向上します。
4.形態構造
微結晶セルロースの形態的構造は、主に粒子サイズと不均一性の 2 つの指標によって決定されます。一方、嵩密度と粒子サイズの密接な関係は、微結晶セルロースの形態構造を示す間接的な指標として使用されます。これは、相互に影響し、制限し合う一対の指標です。主に、原料の種類、加水分解条件、機械的作用の程度に組み込まれています。天然セルロースが加水分解反応や機械的作用を受けると、繊維形態は根本的に変化し、もともと網状の綿状に絡み合った細長い繊維から紡錘状の粒状物質へと変化します。微結晶セルロースの数平均長さ（Ln）と長さ平均長さ（Le）は一般に数十ミクロンから100ミクロン以上の範囲にあり、不均一さは種類によって0.2〜0.5の間で変化します。
1.乳飲料への応用
MCC は乳飲料の乳化安定剤として使用できます。一般に乳飲料は製造・販売時の保管中に乳化分離が起こりやすいのですが、MCCは油水乳化物の水相を増粘・ゲル化させることで、油滴同士の接近や油滴の発生を防ぎます。重合反応; MCCは水中に均一に分散し、水分子との水素結合により三次元網目構造を形成し、乳中の不溶性粒子の沈降や脂質粒子の再凝集を防ぎます。さらに、MCC のせん断減粘により、製品のベタつき感の発生を軽減できます。
2.チーズへの応用
低脂肪チーズにMCCを添加すると、脂肪含有量の減少による味の不足を補うだけでなく、製品を柔らかくするための支持骨格を形成し、それによって製品の全体的な効果を向上させることができます。 MCCとカラギーナンを低脂肪チーズに添加すると、チーズ製品中の水分とタンパク質含有量が大幅に増加し、組織の状態がより柔らかく、より滑らかで弾力性があり、風味がより香り豊かになります。内部構造は走査型電子顕微鏡下で多孔質であり、全脂肪チーズの場合と同様で、全体的な効果はMCCとカラギーナンを含まない通常の低脂肪チーズよりも優れています。
3.アイスクリームへの応用
安定剤としての MCC は、クリームの乳化と泡の安定性を大幅に改善し、それによってテクスチャーを改善し、クリームをより滑らかでさわやかなものにします。
MCCは熱安定性に優れており、低温食品業界や高温処理が必要な製品に適しています。冷凍食品においては、食材の分散性や安定性が向上するだけでなく、非常に細かい粒子により製品の風味も向上します。さらに、MCCは冷凍食品の氷結晶抑制剤として使用でき、冷凍食品の元の形状と品質を長期間維持し、冷凍食品の保存耐性をさらに延長し、冷蔵および冷凍食品産業の発展を大きく促進します。
1.アイスクリームへの応用
安定剤および改良剤として、MCCはアイスクリームスラリーの粘度を高め、アイスクリームの全体的な乳化効果を改善し、アイスクリームシステムの分散安定性、溶融抵抗およびフレーバー放出能力を改善することができます。アイスクリームに使用すると、氷結晶の成長を防止または抑制し、氷カスの出現を遅らせ、味、内部構造およびソフトクリームの外観を改善し、脂肪および脂肪を含む固体粒子の分散を改善することができます。MCCは、物理的障害として機能します。アイスクリームの凍結と解凍を繰り返すプロセスで、粒子が凝集して大きな氷の結晶が形成されるのを防ぎます。アイスクリームに0.4%〜0.6%のMCCを添加すると、氷の結晶の増加を防ぎ、アイスクリームの質感と構造を確実に変えるのに十分です。典型的なイギリスの配合で製造されたアイスクリームに0.30%、0.55%、0.80%のMCCを添加すると、MCCを含まないものと比較してアイスクリームの粘度はわずかに増加しますが、アイスクリームのオーバーフローには影響しません。
アイスクリームへの MCC の添加は、主にアイスクリームのスラリー粘度、膨張率、および溶融抵抗を測定することによって行われます。MCC を単独で使用するか、両方を組み合わせて使用することで、アイスクリームの溶融抵抗を大幅に改善し、アイスクリームの品質を向上させることができます。
2 急速冷凍パスタへの応用
MCCは急速冷凍パスタ（急速冷凍餃子、もちむすび、ワンタンなど）の改良剤として使用されており、滑らかさ、弾力性の良さ、汁が混ざらないなどのメリットがあり、コストパフォーマンスが高く競争力のある食品です。
微結晶セルロースの肉製品への応用
1.肉缶詰への応用
肉缶詰は高温殺菌された食品です。高温処理下では、中のでんぷんが加水分解され、缶詰製品の品質や味に影響を及ぼします。MCCには耐塩性、耐酸性、耐高温性の特性があるため、肉缶詰にMCCを添加すると、肉缶詰の品質を確保しながら肉製品の安定性を長期高温条件下でより良好に維持し、保存期間を延長することが期待されます。
2.低脂肪肉製品への応用
純粋な天然の無毒無害なセルロース製品であるMCCは、食物繊維やバクテリアセルロースと同様に人体に消化吸収されないという特徴を持っています。そのため、脂肪の代替品や模倣物として使用できます。ソーセージ、ミートボール、ミートパイなどの肉製品の加工中に、MCCはそれらの脂肪を部分的または完全に置き換えることができ、肉製品のカロリーを大幅に削減できます。現在、人々は高脂肪、高カロリーの食品を食べることに抵抗を感じており、低脂肪食品の開発が機能性食品研究の主要な内容となっており、MCCの応用研究はこうした開発ニーズに十分応えます。
微結晶セルロースの焼き食品への応用
MCCは食物繊維の優れた供給源であり、繊維の多い焼き菓子を作るのに使用できます。焼き食品にMCCを添加すると、セルロースの含有量が増加し、特定の栄養機能と健康機能が得られるだけでなく、焼き食品の熱を下げ、製品の保水性を向上させ、保存期間を長くすることができます。たとえば、MCCの添加量が少ない場合、MCCの粒径はパンの品質に明らかな影響を与えません。 MCCの添加量が同じ場合、粒子径が大きいほどパンの品質への影響が大きくなり、品質も悪くなります。 MCCの粒子径が最大時間の場合、パンの品質が大幅に向上し、10％の量で添加してもパンの品質は良好に維持されます。ファストフード罹患率やファストフード脂肪率が依然として高い時代において、このような高食物繊維パンは消費者に受け入れられやすい新しいタイプの栄養健康食品である。
