Sodium Carboxymethyl Cellulose (โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส)

Propylene Glycol Alginate(PGA)

Type | Thickeners
Brand | Foodchem
E No. | E466
CAS No. | 9000-11-7
Qty in 20' FCL | 18MT
Min. Order | 500KG
Packaging | 25kg/bags

Description

Carboxy methyl cellulose (CMC) or cellulose gum is a cellulose derivative with carboxymethyl groups (-CH2-COOH) bound to some of the hydroxyl groups of the glucopyranose monomers that make up the cellulose backbone. It is often used as its sodium salt, sodium carboxymethyl cellulose.
It is synthesized by the alkali-catalyzed reaction of cellulose with chloroacetic acid. The polar (organic acid) carboxyl groups render the cellulose soluble and chemically reactive. The functional properties of CMC depend on the degree of substitution of the cellulose structure (i.e., how many of the hydroxyl groups have taken part in the substitution reaction), as well as the chain length of the cellulose backbone structure and the degree of clustering of the carboxymethyl substituents.
UsesCMC is used in food science as a viscosity modifier or thickener, and to stabilize emulsions in various products including ice cream. As a food additive, it has E number E466. It is also a constituent of many non-food products, such as K-Y Jelly, toothpaste, laxatives, diet pills, water-based paints, detergents, textile sizing and various paper products. It is used primarily because it has high viscosity, is non-toxic, and is hypoallergenic. In laundry detergents it is used as a soil suspension polymer designed to deposit onto cotton and other cellulosic fabrics creating a negatively charged barrier to soils in the wash solution. CMC is used as a lubricant in non-volatile eye drops (artificial tears). Sometimes it is methyl cellulose (MC) which is used, but its non-polar methyl groups (-CH3) do not add any solubility or chemical reactivity to the base cellulose.
Following the initial reaction the resultant mixture produces approximately 60% CMC plus 40% salts (sodium chloride and sodium glycolate). This product is the so-called Technical CMC which is used in detergents. A further purification process is used to remove these salts to produce pure CMC which is used for food, pharmaceutical and dentifrice (toothpaste) applications. An intermediate "semi-purified" grade is also produced, typically used in paper applications.
CMC is also used in pharmaceuticals as a thickening agent. CMC is also used in the oil drilling industry as an ingredient of drilling mud, where it acts as a viscosity modifier and water retention agent. Poly-anionic cellulose or PAC is derived from cellulose and is also used in oilfield practice. CMC is definitely a Carboxylic Acid, where PAC is Ether. CMC and PAC, although they are manufactured from same raw materials (cellulose, amount and type of materials used leads different final products. The first and the leading difference between CMC and PAC exist in radicalization step. CarboxyMethyl Cellulose (CMC) is both chemically and physically distinguished from Polyanionic Cellulose.
Insoluble microgranular carboxymethyl cellulose is used as a cation-exchange resin in ion-exchange chromatography for purification of Proteins.Presumably the level of derivatization is much lower so that the solubility properties of microgranular cellulose are retained while adding sufficient negative charged carboxylate groups to bind positively charged proteins.
CMC is also used in ice packs to form a eutectic mixture resulting in a lower freezing point and therefore more cooling capacity than ice.
Aqueous solutions CMC have also been used to disperse carbon nanotubes. It is thought that the long CMC molecules wrap around the nanotubes, allowing them to be dispersed in water.
EnzymologyCMC has also been used extensively to characterize enzyme activity from endoglucanases (part of cellulase complex). CMC is a highly specific substrate for endo-acting cellulases as its structure has been engineered to decrystallize cellulose and create amorphous sites that are ideal for endglucanase action. CMC is desirable because the catalysis product (glucose) is easily measured using a reducing sugar assay such as 3,5-Dinitrosalicylic acid. Using CMC in enzyme assays is especially important in regard to screening for cellulase enzymes that are needed for more efficient cellulosic ethanol conversion. However, CMC has also been misused in earlier work with cellulase enzymes as many had associated whole cellulase activity with CMC hydrolysis. As the mechanism of cellulose depolymerization has become more understood, it should be noted that exo-cellulases are dominant in the degradation of crystalline (e.g. Avicel) and not soluble (e.g. CMC) cellulose.

      คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส (Carboxy methyl cellulose - CMC) หรือ เซลลูโลสกัม คืออนุพันธ์ของเซลลูโลสที่มีหมู่คาร์บอกซีเมทิล (-CH2-COOH) จับกับหมู่ไฮดรอกซิลบางหมู่ของมอนอเมอร์กลูโคไพราโนสที่ประกอบเป็นโครงสร้างหลักของเซลลูโลส โดยมักใช้ในรูปของเกลือโซเดียม คือ โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส
      สารนี้สังเคราะห์โดยปฏิกิริยาของเซลลูโลสกับกรดคลอโรอะซิติกโดยมีด่างเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา หมู่คาร์บอกซิลที่มีขั้ว (กรดอินทรีย์) ทำให้เซลลูโลสสามารถละลายน้ำได้และเกิดปฏิกิริยาทางเคมีได้ คุณสมบัติทางหน้าที่ของ CMC ขึ้นอยู่กับระดับการแทนที่ (degree of substitution) ของโครงสร้างเซลลูโลส (กล่าวคือ มีหมู่ไฮดรอกซิลจำนวนเท่าใดที่เข้าร่วมในปฏิกิริยาการแทนที่) รวมถึงความยาวของสายโซ่โครงสร้างหลักของเซลลูโลส และระดับการกระจุกตัวของหมู่แทนที่คาร์บอกซีเมทิล
      การใช้งาน CMC ถูกใช้ในด้านวิทยาศาสตร์การอาหารเป็นสารปรับปรุงความหนืดหรือสารเพิ่มความหนืด และใช้เพื่อให้สารแขวนลอยคงตัวในผลิตภัณฑ์ต่างๆ รวมถึงไอศกรีม ในฐานะวัตถุเจือปนอาหารมีรหัสหมายเลข E466 นอกจากนี้ยังเป็นส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่อาหารหลายชนิด เช่น เจลหล่อลื่น K-Y, ยาสีฟัน, ยาระบาย, ยาลดน้ำหนัก, สีสูตรน้ำ, สารซักฟอก, สารเคลือบสิ่งทอ และผลิตภัณฑ์กระดาษต่างๆ สาเหตุหลักที่นำมาใช้เนื่องจากมีความหนืดสูง ไม่เป็นพิษ และไม่ก่อให้เกิดการแพ้ ในผลิตภัณฑ์ซักผ้าจะใช้เป็นพอลิเมอร์ช่วยแขวนลอยสิ่งสกปรกที่ออกแบบมาเพื่อเกาะบนผ้าฝ้ายและผ้าใยเซลลูโลสอื่นๆ เพื่อสร้างเกราะป้องกันที่มีประจุลบต่อสิ่งสกปรกในสารละลายซักฟอก นอกจากนี้ CMC ยังใช้เป็นสารหล่อลื่นในยาหยอดตาแบบไม่ระเหย (น้ำตาเทียม) ในบางครั้งอาจมีการใช้เมทิลเซลลูโลส (MC) แทน แต่หมู่เมทิลที่ไม่มีขั้ว (-CH3) ของมันไม่ได้ช่วยเพิ่มการละลายหรือการทำปฏิกิริยาทางเคมีให้กับเซลลูโลสพื้นฐาน
      หลังปฏิกิริยาเริ่มต้น ส่วนผสมที่ได้จะประกอบด้วย CMC ประมาณ 60% และเกลืออีก 40% (โซเดียมคลอไรด์และโซเดียมไกลโคเลต) ผลิตภัณฑ์นี้เรียกว่า Technical CMC ซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมสารซักฟอก ส่วนกระบวนการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมจะใช้เพื่อกำจัดเกลือเหล่านี้ออกเพื่อผลิตเป็น CMC บริสุทธิ์ สำหรับใช้ในอาหาร ยา และยาสีฟัน นอกจากนี้ยังมีเกรด "กึ่งบริสุทธิ์" (semi-purified) ที่ผลิตขึ้นเพื่อใช้ในงานด้านกระดาษโดยเฉพาะ
      CMC ยังใช้ในเภสัชภัณฑ์เป็นสารเพิ่มความหนืด และใช้ในอุตสาหกรรมการเจาะน้ำมันเพื่อเป็นส่วนผสมของโคลนเจาะ (drilling mud) โดยทำหน้าที่เป็นสารปรับความหนืดและสารรักษาความชุ่มชื้น พอลิอะนิโอนิกเซลลูโลส (Poly-anionic cellulose หรือ PAC) ก็เป็นอนุพันธ์จากเซลลูโลสที่ใช้ในงานสนามน้ำมันเช่นกัน ทั้งนี้ CMC จัดว่าเป็นกรดคาร์บอกซิลิก ในขณะที่ PAC จัดเป็นอีเทอร์ แม้ว่า CMC และ PAC จะผลิตจากวัตถุดิบเดียวกัน (เซลลูโลส) แต่ปริมาณและประเภทของสารที่ใช้จะนำไปสู่ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่ต่างกัน โดยความแตกต่างหลักและสำคัญที่สุดระหว่าง CMC และ PAC อยู่ที่ขั้นตอนการเกิดอนุมูลอิสระ (radicalization) ซึ่งทำให้ CMC มีความแตกต่างจาก PAC ทั้งทางเคมีและกายภาพ
      คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลสชนิดผลึกเล็กที่ไม่ละลายน้ำ (Insoluble microgranular CMC) ถูกใช้เป็นเรซินแลกเปลี่ยนแคตไอออนในกระบวนการไอออนเอ็กซ์เชนจ์โครมาโทกราฟีเพื่อการทำให้โปรตีนบริสุทธิ์ คาดว่าระดับการเกิดอนุพันธ์จะต่ำกว่ามากเพื่อให้ยังคงคุณสมบัติการไม่ละลายน้ำของเซลลูโลสเอาไว้ ในขณะที่ยังเพิ่มหมู่คาร์บอกซิเลตที่มีประจุลบเพียงพอที่จะจับกับโปรตีนที่มีประจุบวกได้
      นอกจากนี้ CMC ยังใช้ในถุงน้ำแข็งเพื่อสร้างส่วนผสมยูเทคติก (eutectic mixture) ส่งผลให้มีจุดเยือกแข็งต่ำลงและมีความสามารถในการทำความเย็นได้มากกว่าน้ำแข็งปกติ สารละลาย CMC ในน้ำยังถูกใช้เพื่อช่วยกระจายท่อคาร์บอนนาโน (carbon nanotubes) โดยเชื่อว่าโมเลกุลที่ยาวของ CMC จะพันรอบท่อนาโน ทำให้พวกมันสามารถกระจายตัวในน้ำได้
      ด้านเอนไซม์วิทยา CMC ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางเพื่อศึกษาการทำงานของเอนไซม์เอนโดกลูคาเนส (endoglucanases) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชุดเอนไซม์เซลลูเลส โดย CMC เป็นสารตั้งต้นที่มีความเฉพาะเจาะจงสูงสำหรับเอนไซม์เซลลูเลสที่ออกฤทธิ์ภายใน (endo-acting) เนื่องจากโครงสร้างของมันถูกออกแบบมาเพื่อลดความเป็นผลึกของเซลลูโลสและสร้างบริเวณอสัณฐานที่เหมาะแก่การทำงานของเอนโดกลูคาเนส CMC เป็นที่ต้องการเนื่องจากผลิตภัณฑ์จากการเร่งปฏิกิริยา (กลูโคส) สามารถวัดได้ง่ายโดยใช้การทดสอบน้ำตาลรีดิวซิง เช่น กรด 3,5-ไดไนโตรซาลิไซลิก การใช้ CMC ในการทดสอบเอนไซม์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการคัดกรองเอนไซม์เซลลูเลสที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนเซลลูโลสเป็นเอทานอลอย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ในงานยุคก่อนๆ มีการนำ CMC ไปใช้ผิดวัตถุประสงค์กับเอนไซม์เซลลูเลส เนื่องจากหลายคนเชื่อมโยงการทำงานของเซลลูเลสทั้งหมดเข้ากับการย่อยสลาย CMC แต่เมื่อความเข้าใจในกลไกการสลายพันธะของเซลลูโลสมีมากขึ้น จึงควรระบุว่าเอกโซเซลลูเลส (exo-cellulases) มีบทบาทหลักในการย่อยสลายเซลลูโลสแบบผลึก (เช่น Avicel) และไม่ใช่ชนิดละลายน้ำได้ (เช่น CMC)

Specification

Click