استخدام مسحوق CMC في الآيس كريم والحليب الحمضي

13 أغسطس 2025
6:48 صباحاً

كربوكسي ميثيل السليلوز الكربوكسي ميثيل السليلوز (CMC)وهي مادة مضافة عالية الأداء مشتقة من السليلوز الطبيعي، وتكتسب أهمية متزايدة في صناعة الألبان كأداة رئيسية لتحسين جودة المنتج، وذلك بفضل وظائفه الأساسية الثلاثية المتمثلة في التكثيف والاستحلاب والتثبيت. تقدم هذه المقالة تحليلًا متعمقًا لحلول الاستخدام المبتكرة لمسحوق CMC في الآيس كريم والحليب الحمضي.

I. نظرة عامة على مسحوق السليلوز الكربوكسي ميثيل السليلوز

كاربوكسي ميثيل السليلوز الكربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) هو مركب عالي الوزن الجزيئي إيثر السليلوز السليلوز يتم الحصول عليها من خلال التعديل الكيميائي للسليلوز الطبيعي. يتراوح الوزن الجزيئي للمركب من عدة آلاف إلى ملايين. وترتبط كل وحدة هيكلية عن طريق روابط جليكوسيدية β-1,4،1,4، مما يشكل مسحوقًا عديم الرائحة وغير سام مع خصائص تكثيف واستحلاب وتعليق. ونتيجة لذلك، يستخدم الآن على نطاق واسع في معالجة الألبان.

ثانيًا: تطبيقات مسحوق الكانابيديوم في الآيس كريم

1. عندما يكون الرقم الهيدروجيني أكبر من النقطة الكهرومغناطيسية المتساوية الكهرومغناطيسية للبروتينات، يمكن أن تشكل CMC بنية مركبة مع البروتينات. لا يعزز هذا التركيب ثبات المستحلب فحسب، بل يساعد أيضًا في الحفاظ على شكل هيكل الآيس كريم.

2. يمكن استخدام CMC مع العديد من المثبتات الأخرى (صمغ الزانثان وصمغ الغوار والكاراجينان والنشا والمالتوديكسترين وغيرها) وتظهر تأثيرات تآزرية.

التأثيرات التآزرية للمالتوديكسترين والنشا مع المالتوديكسترين والنشا مع CMC

العينة	لزوجة الماء	السرعة من النوع B	B	اللزوجة NDJ79 اللزوجة (cP)
CMC	1%	0.6	720	210
CMC	1%	60	452	210
مالتوديكسترين	20%	60	6.9
CMC مالتوديكسترين مالتوديكسترين （1 ：20）	21%	60	1234	430
CMC مالتوديكسترين مالتوديكسترين （1 ：20）	21%	0.6	2400	430
النشا	10%	60	68.2	78
النشا	10%	0.6	150	78
نشا CMC （1 ：10)	11%	6	74300	2700
نشا CMC （1 ：10)	11%	0.6	253000	2700

3. مزج CMC مع مثبتات أخرى

(1) لتعزيز احتباس الماء ومنع تبلوره، استخدم ألجينات الصوديوم أو الجيلاتين.

(2) للحصول على قوام كريمي ناعم وقشدي ومقاومة جيدة للذوبان ومذاق أفضل، اخلطه مع صمغ الكاراجينان أو صمغ الغوار.

4. خواص الاستحلاب ل CMC

تسمح خصائص الاستحلاب التي يتميز بها CMC بتقليل استخدام المستحلب في تركيبات الآيس كريم مع تعزيز معدل تمدد منتجات الآيس كريم. درجات CMC ذات خصائص استحلاب جيدة تشمل FH6 وFVH6.

5. مزايا المايكروسلين المكلور في معالجة الآيس كريم

تُظهر لزوجة CMC قابلية الانعكاس عند درجات حرارة مختلفة: كلما زادت درجة الحرارة، تنخفض لزوجة المحلول، مما يقلل من استهلاك الطاقة أثناء بسترة الآيس كريم؛ وكلما انخفضت درجة الحرارة، تزداد اللزوجة، مما يعزز معدل تمدد الآيس كريم أثناء التجميد.

ومع ذلك، في درجات الحرارة المرتفعة، خاصةً عند التعرض لدرجات حرارة أعلى من 50 درجة مئوية لفترات طويلة، قد تنخفض لزوجة CMC منخفضة الجودة بشكل لا رجعة فيه. تستخدم عملية بسترة الآيس كريم عادةً عملية بسترة تتراوح بين 70 و80 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة. في ظل هذه الظروف، تنخفض لزوجة CMC من معظم الشركات المصنعة بشكل ملحوظ بعد 30 دقيقة عند 80 درجة مئوية.

6. اللدونة الزائفة لمحاليل CMC

تنخفض لزوجة CMC في وجود قوة القص، وتنخفض قيمة اللزوجة مع زيادة قوة القص. تُعد هذه الخاصية مفيدة لتقليل استهلاك الطاقة وتحسين كفاءة التجانس أثناء التجانس والخلط والنقل عبر الأنابيب لمنتجات الآيس كريم. من ناحية أخرى، عند استهلاك الآيس كريم، فإن قوة القص الناتجة عن حركة المضغ باللسان تجعل المنتج سلسًا ومنعشًا، وهو أمر مفيد لإطلاق النكهة.

7. التركيب الجزيئي ل CMC

من التركيب الداخلي لجزيئات CMC: تحتوي جزيئات CMC على عدد كبير من المجموعات المحبة للماء -COO- وOH- وهو أمر مفيد للغاية لتحسين مقاومة ذوبان منتجات الآيس كريم.

ثالثًا: استخدام مسحوق الكانوميكالسيوم متعدد الكلور في الحليب الحمضي

1. تتراوح قيمة الأس الهيدروجيني للحليب الحمضي العام بين 3.8 و4.2. عندما يكون الرقم الهيدروجيني أقل من النقطة المتساوية الكهرومغناطيسية للبروتينات، يمكن أن تشكل مادة CMC بنية مركبة مستقرة مع البروتينات، مما يساعد على تحسين استقرار الحليب السائل ومقاومة البروتينات.

2. مقاومة الأحماض من CMC

مع زيادة درجة إحلال CMC، تزداد أيضًا مقاومته للأحماض. عندما تكون درجة الاستبدال ≥0.8، تتحسن مقاومة الأحماض بشكل ملحوظ، وعندما تكون ≥0.9، تكون مقاومة الأحماض ممتازة، مما يجعلها مناسبة للمشروبات الحمضية. غالبًا ما يتم التعبير عن المقاومة الحمضية لـ CMC على أنها نسبة اللزوجة الحمضية. عندما تكون نسبة اللزوجة الحمضية لمحلول CMC 2% ≥0.8، فهذا يشير إلى مقاومة جيدة للأحماض.

3. استخدام المايكروميترو في الحليب المخمر

لا يؤثر CMC على نشاط عامل التخمير. أُجريت تجربة تخمير مقارنة بين الحليب الذي يحتوي على 0.3% CMC والحليب بدون CMC. بعد 4 ساعات، كانت درجة الحموضة 87 درجة مئوية، مع عدم وجود اختلافات كبيرة في القوام وعدم ملاحظة انفصال مصل اللبن.

4. العوامل التي غالبًا ما يتم التغاضي عنها والتي تؤثر على استقرار الحليب

(1) الحليب الخام

المحتوى: عادةً ما بين 30-50%. إذا كان محتوى الحليب يتجاوز 50%، فإن محلول الحليب الحمضي الناتج سيكون له ثبات ضعيف.

الجودة: يجب عدم استخدام الحليب الذي تكون نتيجة اختباره إيجابية للكحول 75%، لأن هذا الحليب يتميز بضعف ثبات البروتين وضعف مقاومة الأحماض.

(2) صلاحية السلالة البكتيرية ونوعها ووجود ملوثات في السلالة البكتيرية (لصنع مشروبات العصيات اللبنية)

يؤدي ضعف صلاحية السلالة البكتيرية وارتفاع مستويات الملوثات بشكل مباشر إلى إنتاج مفرط لمصل اللبن أثناء التخمير، وقوام رخو، وضعف ثبات المشروب النهائي.

(3) اعتبارات المكونات

A. يجب التحكم في قيمة HLB لمزيج المستحلب في حدود 9.

B. يجب أن تكون الحموضة النهائية لمحلول الحليب عند 60 درجة مئوية، مع وجود مواد صلبة قابلة للذوبان عند 8%.

C. يجب أن تكون المواد الخام مذابة بالكامل.

D. عند ضبط الحموضة، يجب أن تكون درجة حرارة محلول الحليب والمحلول الحمضي حوالي 20 درجة مئوية، مع إضافة المحلول الحمضي باستمرار خلال 1.5 إلى دقيقتين. يكون تركيز المحلول الحمضي بشكل عام 2-10%، ويفضل أن تكون التركيزات الأقل.

رابعا. الخاتمة

تينيسي يقدم كربوكسي ميثيل السليلوز الكربوكسي ميثيل السليلوز (CMC) حلاً شاملاً لمنتجات الألبان من خلال الابتكار الهيكلي الجزيئي (-COO-، ومجموعات OH) وخصائص الاستجابة الذكية (قابل للانعكاس في درجة الحرارة/البلاستيك الزائف). يمكن أن يساعد إتقان تكنولوجيا المزج ونقاط تكييف العمليات الخاصة بـ CMC الشركات على تحسين استقرار جودة المنتج وتقليل تكاليف الإنتاج وإطالة مدة الصلاحية.