羧甲基纤维素

羼甲基纤维素 (CMC) 或纤维素胶是一种纤维素衍生物，其羧甲基 (-CH2-COOH) 与构成纤维素主链的吡喃葡萄糖单体的部分羟基结合。 常用作它的钠盐，即羧甲基纤维素钠。

羼甲基纤维素是由纤维素与氯乙酸在碱催化下反应合成的。 极性（有机酸）羧基使纤维素可溶并具有化学反应性。 由纤维素制成的织物——例如 棉或粘胶人造丝——也可以转化为 CMC。

初始反应后，所得混合物产生约 60% 的 CMC 和 40% 的盐（氯化钠和乙醇酸钠）； 该产品是所谓的工业级 CMC，用于洗涤剂。 额外的纯化过程用于去除盐分以生产纯 CMC，用于食品和制药应用。 还生产中间半纯化级，通常用于纸张应用，例如档案文件的修复。

CMC 的功能特性取决于纤维素结构的取代度 [即，在取代反应中有多少羟基已转化为羧亚甲基（氧基）]，以及纤维素主链结构的链长 和羧甲基取代基的聚集度。

CMC 用作粘度调节剂或增稠剂，并稳定各种食品和非食品产品中的乳液。 使用它主要是因为它具有高粘度、无毒并且通常被认为是低过敏性的，因为主要来源纤维是针叶木浆或棉绒。 非食品产品包括牙膏、泻药、减肥药、水性涂料、洗涤剂、纺织品上浆剂、可重复使用的热敷袋、各种纸制品，以及有助于打磨边缘的皮革工艺品。

在眼科学中，CMC被用作人工泪液，用于治疗干眼症。

不溶性微粒 CMC 在离子交换层析中用作阳离子交换树脂以纯化蛋白质。 衍生化水平低得多，因此保留了微颗粒纤维素的溶解特性，同时添加了足够的带负电荷的羧酸盐基团以结合带正电荷的蛋白质。

此外，CMC 还被广泛用于表征内切葡聚糖酶（纤维素酶复合物的一部分）的酶活性； 它是内切作用纤维素酶的高度特异性底物，因为它的结构经过设计可以使纤维素去结晶并产生非常适合内切葡聚糖酶作用的无定形位点。 CMC 是理想的，因为催化产物（葡萄糖）很容易使用还原糖测定法测量，例如 3,5-二硝基水杨酸。 在酶测定中使用 CMC 对于筛选更有效的纤维素乙醇转化所需的纤维素酶尤为重要。 CMC 在早期的纤维素酶研究中被误用，因为许多人将全纤维素酶活性与 CMC 水解联系起来。 随着对纤维素解聚机制的了解越来越深入，外切纤维素酶在结晶（例如 Avicel）和不可溶性（例如 CMC）纤维素的降解中起主导作用变得很明显。

CMC 用于食品中，E 编号为 E466 或 E469（当它被酶水解时），作为粘度调节剂或增稠剂，并稳定各种产品（包括冰淇淋）中的乳液。 CMC 还广泛用于无麸质和低脂食品。

CMC 用于实现葡萄酒中的酒石酸盐或低温稳定性，这项创新可以节省用于在温暖气候下冷藏葡萄酒的兆瓦电力。 它比偏酒石酸更稳定，对抑制酒石酸盐沉淀非常有效。 据报道，在存在 CMC 的情况下，KHT 晶体生长缓慢并改变了它们的形态。 它们的形状变得更扁平，因为它们失去了 7 个面中的 2 个，改变了它们的尺寸。

在葡萄酒 pH 值下带负电荷的 CMC 分子与晶体的正电表面相互作用，钾离子在该表面积累。 晶体的缓慢生长和形状的改变是由 CMC 分子和酒石酸氢根离子竞争结合 KHT 晶体引起的。

CMC 粉末广泛用于冰淇淋行业，无需搅拌或极低温度即可制作冰淇淋，从而无需使用传统的搅拌器或盐冰混合物。 CMC用于烘焙面包和蛋糕。