Vite Recherche
CMC (E466) ou gomme de cellulose est un dérivé de cellulose avec des groupes carboxyméthyle (-CH2-COOH) liés à certains des groupes hydroxyle des monomères de glucopyranose qui constituent le squelette de la cellulose. Il est souvent utilisé sous forme de sel de sodium, CMC (E466). Le CMC (E466) était commercialisé sous le nom de Tylose, une marque déposée de SE Tylose.
N° CAS : 9000-11-7
Numéro CE : 618-378-6
Nom IUPAC : sodium ; 2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal ; acétate
Formule moléculaire : C8H15NaO8
Autres noms:
Carboxyméthylcellulose; CMC ; carmellose; E466 ; cmc; CARBOXYL MÉTHYLCELLULOSE ; Croscarmellose sodique ; Hydroxypropylcellulose; Méthylcellulose; Tylose; Sel de sodium de carboxyméthylcellulose ; CMC (E466); Carboxyméthylcellulose sodique ; Aquaplast; Carméthèse; Cellofas; Cellpro ; Cellufresh; Cellugel; Celluvisc; Collowel; Éthoxose; Lovosa ; Gomme carmellose; gomme de camélie; La gomme de cellulose; Sarcell tél.; Cellofas B; Cellofas C; Cellogel C; Cellogène PR ; Glikocel TA; Sel de sodium CMC ; Edifas B; Nymcel S; Tylose C; Blanose BWM ; Lovosa TN ; Nymcel slc-T; Série Tylose CB ; Tylose CR; Unisol RH; Cellophane B5 ; Cellophane B6 ; Cellogène 3H ; CMC sodique ; Tylose DKL; Glucides 1M ; Cellogène WS-C ; Majol PLX; Glycolate de cellulose sodique ; Cellophane B50 ; Courlose F 4; Courlose F 8; Polyfibron 120 ; Série Tylose CBR ; Avicel RC/CL; Gomme fine HES ; Sel de NaCm-cellulose ; Courlose F 20; Sodium CM-cellulose ; Carboxyméthylcellulose de sodium; Copagel PB 25 ; Sanlose SN 20A ; Cellufix 100 FF; Courlose A 590 ; Courlose A 610; Courlose A 650; Courlose F 370; Modocoll 1200 ; Nymcel ZSB10 ; Nymcel ZSB16 ; Tylose CBS 30; Tylose CBS 70; Tylose CR 50; Tylose 666; Tylose C 30; Blanose BS 190 ; SODIUM CMC (E466); AC-Di-sol. NF ; Carmellose sodique ; Lucel (polysaccharide); Tylose CBR 400 ; Courlose F 1000G; Tylose C 300; Tylose C 600; Tylose CB 200 ; Daicel 1150 ; Daicel 1180 ; Orabase ; Tylose C 1000P; B10 (Polysaccharide); Sel de sodium de carboxyméthylcellulose ; Sel de sodium CM-cellulose ; Glycolate de cellulose sodique ; Glycolate de sodium cellulose ; CMC 7MT ; Carboxméthylcellulose de sodium ; CMC (E466), sel de sodium ; CMC 3M5T ; 7H3SF; CMC 2 ; CCRIS 3653 ; Sel de sodium de l'éther carboxyméthylique de cellulose ; S75M ; Acide glycolique de cellulose, sel de sodium ; Sel de sodium de carboxyméthylcellulose ; B10 ; Carmellose sodique, faiblement substituée ; Cellulose, éther carboxyméthylique ; Aquacel; Éther carboxyméthylique de cellulose, sel de sodium ; Carboxyméthylcellulose sodique [USP] ; Croscarmellose sodique ; Cellulose, éther carboxyméthylique, sel de sodium, faiblement substitué ; CMC ; Lovosa 20alc.; Carboxyméthylcellulose sodique [USAN] ; CARBOXYMÉTHYLCELLULOSE SODIQUE, FAIBLEMENT SUBSTITUÉE
CMC (E466)
Préparation de CMC (E466)
La CMC (E466) est synthétisée par la réaction catalysée par un alcali de la cellulose avec l'acide chloroacétique. Les groupes carboxyles polaires (acide organique) rendent la cellulose soluble et chimiquement réactive.
Suite à la réaction initiale, le mélange résultant produit environ 60 % de CMC (E466) plus 40 % de sels (chlorure de sodium et glycolate de sodium). Ce produit est le CMC dit technique (E466) qui est utilisé dans les détergents.
Un processus de purification supplémentaire est utilisé pour éliminer ces sels afin de produire la CMC pure (E466) utilisée pour les applications alimentaires, pharmaceutiques et de dentifrice (dentifrice). Une qualité intermédiaire « semi-purifiée » est également produite, généralement utilisée dans les applications papier telles que la restauration de documents d'archives.
Les propriétés fonctionnelles de la CMC (E466) dépendent du degré de substitution de la structure cellulosique (c'est-à-dire du nombre de groupes hydroxyles ayant participé à la réaction de substitution), ainsi que de la longueur de la chaîne de la structure du squelette cellulosique et du degré. de regroupement des substituants carboxyméthyle.
Utilisations de la CMC (E466)
La CMC (E466) est utilisée dans les aliments comme modificateur de viscosité ou épaississant, et pour stabiliser les émulsions dans divers produits, notamment la crème glacée.
La CMC (E466) entre également dans la composition de nombreux produits non alimentaires, tels que le dentifrice, les laxatifs, les pilules amaigrissantes, les peintures à base d'eau, les détergents, les encollages textiles, les compresses chauffantes réutilisables et divers produits en papier.
La CMC (E466) est utilisée principalement parce qu'elle a une viscosité élevée, qu'elle est non toxique et qu'elle est généralement considérée comme hypoallergénique, car la principale source de fibre est soit la pâte de bois résineux, soit le linter de coton. La CMC (E466) est largement utilisée dans les produits alimentaires sans gluten et à teneur réduite en matières grasses.
Dans les détergents à lessive, la CMC (E466) est utilisée comme polymère en suspension contre les salissures conçu pour se déposer sur le coton et d'autres tissus cellulosiques, créant ainsi une barrière chargée négativement contre les salissures dans la solution de lavage. La CMC (E466) est utilisée comme lubrifiant dans les larmes artificielles.
La CMC (E466) est également utilisée comme agent épaississant, par exemple dans l'industrie du forage pétrolier, comme ingrédient de la boue de forage, où elle agit comme modificateur de viscosité et agent de rétention d'eau. La CMC (E466), par exemple, est utilisée comme agent de contrôle négatif de l'alopécie chez le lapin.
Les tissus tricotés à base de cellulose (par exemple coton ou rayonne viscose) peuvent être convertis en CMC (E466) et utilisés dans diverses applications médicales.
Dispositif pour épistaxis (saignement de nez). Un ballon en polychlorure de vinyle (PVC) est recouvert d'un tricot CMC (E466) renforcé de nylon. L'appareil est trempé dans l'eau pour former un gel, celui-ci est inséré dans le nez et le ballon est gonflé. La combinaison du ballon gonflé et de l'effet thérapeutique du CMC (E466) arrête le saignement.
Tissu utilisé comme pansement après une intervention chirurgicale sur les oreilles, le nez et la gorge.
De l'eau est ajoutée pour former un gel, et ce gel est inséré dans la cavité des sinus après l'intervention chirurgicale.
La CMC microgranulaire insoluble (E466) est utilisée comme résine échangeuse de cations dans la chromatographie échangeuse d'ions pour la purification des protéines.
Vraisemblablement, le niveau de dérivatisation est beaucoup plus faible, de sorte que les propriétés de solubilité de la cellulose microgranulaire sont conservées, tout en ajoutant suffisamment de groupes carboxylates chargés négativement pour se lier aux protéines chargées positivement.
Le CMC (E466) est également utilisé dans les blocs de glace pour former un mélange eutectique résultant en un point de congélation plus bas, et donc une plus grande capacité de refroidissement que la glace.
Des solutions aqueuses de CMC (E466) ont également été utilisées pour disperser des nanotubes de carbone. On pense que les longues molécules CMC (E466) s’enroulent autour des nanotubes, leur permettant ainsi d’être dispersées dans l’eau. En conservation-restauration, il est utilisé comme adhésif ou fixateur (nom commercial Walocel, Klucel).
La CMC (E466) est utilisée pour obtenir une stabilité tartrique ou à froid du vin. Cette innovation pourrait permettre d'économiser des mégawatts d'électricité utilisés pour refroidir le vin dans les climats chauds. La CMC (E466) est plus stable que l'acide métatartrique et est très efficace pour inhiber la précipitation du tartrate.
Il est rapporté que la CMC (E466) indique que les cristaux de KHT, en présence de CMC (E466), se développent plus lentement et changent de morphologie. Leur forme devient plus plate car ils perdent 2 des 7 faces, modifiant ainsi leurs dimensions. Les molécules CMC (E466), chargées négativement au pH du vin, interagissent avec la surface électropositive des cristaux, où s'accumulent les ions potassium.
La croissance plus lente des cristaux et la modification de leur forme sont provoquées par la compétition entre les molécules CMC (E466) et les ions bitartrate pour la liaison aux cristaux KHT (Cracherau et al. 2001).
En médecine vétérinaire, la CMC (E466) est utilisée dans les chirurgies abdominales chez les grands animaux, notamment les chevaux, pour prévenir la formation d'adhérences intestinales.
Le CMC (E466) est parfois utilisé comme liant d'électrode dans les applications de batteries avancées (c'est-à-dire les batteries lithium-ion), en particulier avec les anodes en graphite. La solubilité dans l'eau du CMC (E466) permet un traitement moins toxique et coûteux qu'avec des liants non solubles dans l'eau, comme le fluorure de polyvinylidène (PVDF) traditionnel, qui nécessite du n-méthylpyrrolidone (NMP) toxique pour le traitement. Le CMC (E466) est souvent utilisé en conjonction avec le caoutchouc styrène-butadiène (SBR) pour les électrodes nécessitant une flexibilité supplémentaire, par exemple pour une utilisation avec des anodes contenant du silicium.
Utilisations culinaires de la CMC (E466)
La poudre CMC (E466) est largement utilisée dans l'industrie de la crème glacée, pour fabriquer des glaces sans barattage ni températures extrêmement basses, éliminant ainsi le besoin de barattes conventionnelles ou de mélanges de glace au sel. La CMC (E466) est utilisée dans la préparation de produits de boulangerie tels que le pain et les gâteaux. L'utilisation de CMC (E466) confère au pain une qualité nettement améliorée à un coût réduit pour le boulanger, en économisant la composante grasse.
La CMC (E466) est également utilisée comme émulsifiant dans les biscuits de haute qualité. En dispersant uniformément la graisse dans la pâte, il améliore le démoulage de la pâte des moules et des emporte-pièces, obtenant des biscuits bien formés sans bords déformés. Cela peut également aider à réduire la quantité de jaune d’œuf ou de graisse utilisée dans la fabrication des biscuits, réalisant ainsi des économies.
L'utilisation de CMC (E466) dans la préparation de bonbons garantit une dispersion douce dans les huiles aromatiques et améliore la texture et la qualité. La CMC (E466) est utilisée comme émulsifiant dans les chewing-gums, les margarines et le beurre de cacahuète. Il est également utilisé dans la maroquinerie pour polir les bords.
Enzymologie de la CMC (E466)
La CMC (E466) a également été largement utilisée pour caractériser l'activité enzymatique des endoglucanases (qui font partie du complexe cellulase). La CMC (E466) est un substrat hautement spécifique pour les cellulases à action endo, car sa structure a été conçue pour décristalliser la cellulose et créer des sites amorphes idéaux pour l'action de l'endoglucanase. La CMC (E466) est souhaitable car le produit de catalyse (glucose) est facilement mesuré à l'aide d'un dosage de sucre réducteur, tel que l'acide 3,5-dinitrosalicylique.
L’utilisation de la CMC (E466) dans les analyses enzymatiques est particulièrement importante en ce qui concerne le criblage des enzymes cellulases nécessaires à une conversion plus efficace de l’éthanol cellulosique. Cependant, la CMC (E466) a également été utilisée à mauvais escient dans des travaux antérieurs sur les enzymes cellulases, car beaucoup avaient associé l'activité de la cellulase entière à l'hydrolyse de la CMC (E466).
À mesure que le mécanisme de dépolymérisation de la cellulose est mieux compris, les exo-cellulases sont dominantes dans la dégradation de la cellulose cristalline (par exemple Avicel) et non soluble (par exemple CMC (E466)).
Effets indésirables du CMC (E466)
Bien que cela semble rare, il existe des rapports de cas de réactions graves à la CMC (E466). Dans un de ces cas, on sait qu’une femme a souffert d’une anaphylaxie après une exposition. Les tests cutanés sont considérés comme un outil de diagnostic utile à cette fin.
Les effets sur l’inflammation, le syndrome métabolique lié au microbiote et la colite font l’objet de recherches. Il a été démontré que la CMC (E466) provoque une inflammation de l'intestin, altérant le microbiote, et s'avère être un facteur déclenchant de maladies inflammatoires de l'intestin telles que la colite ulcéreuse et la maladie de Crohn.
La CMC (E466) est une carboxyméthylcellulose de sodium réticulée en interne destinée à être utilisée comme superdésintégrant dans les formulations pharmaceutiques.
E468 est le numéro E de la CMC réticulée (E466), utilisée dans les aliments comme émulsifiant.
Arrière-plan
La réticulation réduit la solubilité dans l’eau tout en permettant au matériau de gonfler (comme une éponge) et d’absorber plusieurs fois son poids en eau. En conséquence, il offre des caractéristiques supérieures de dissolution et de désintégration des médicaments, améliorant ainsi la biodisponibilité ultérieure des formules en mettant les ingrédients actifs en meilleur contact avec les fluides corporels.
CMC (E466) résout également les préoccupations des formulateurs concernant la stabilité fonctionnelle à long terme, l'efficacité réduite à des niveaux de dureté élevés des comprimés et des problèmes similaires associés à d'autres produits développés pour améliorer la dissolution des médicaments. Il s'agit d'un additif pharmaceutique très couramment utilisé et approuvé par la Food and Drug Administration des États-Unis.
Son objectif dans la plupart des comprimés – y compris les compléments alimentaires – est d’aider le comprimé à se désintégrer rapidement dans le tractus gastro-intestinal. Si un agent de désintégration du comprimé n'est pas inclus, le comprimé pourrait se désintégrer trop lentement, dans la mauvaise partie de l'intestin ou pas du tout, réduisant ainsi l'efficacité et la biodisponibilité des principes actifs.
La croscarmellose est préparée en trempant d'abord de la cellulose brute dans de l'hydroxyde de sodium, puis en faisant réagir la cellulose avec du monochloroacétate de sodium pour former de la carboxyméthylcellulose de sodium. L'excès de monochloroacétate de sodium s'hydrolyse lentement en acide glycolique et l'acide glycolique catalyse la réticulation pour former de la CMC (E466). Chimiquement, il s'agit du sel de sodium d'une cellulose réticulée, en partie O-(carboxyméthylée).
La CMC (E466) a été utilisée pour la première fois comme stabilisant dans les suppléments pour chevaux.
Chimie
La CMC (E466) est un éther de cellulose dans lequel certains des groupes hydroxyles dans les unités de glucose répétitives ont été hydroxypropylés pour former des groupes -OCH2CH(OH)CH3 à l'aide d'oxyde de propylène. Le nombre moyen de groupes hydroxyle substitués par unité de glucose est appelé degré de substitution (DS).
Une substitution complète fournirait un DS de 3. Étant donné que le groupe hydroxypropyle ajouté contient un groupe hydroxyle, celui-ci peut également être éthérifié lors de la préparation de la CMC (E466). Lorsque cela se produit, le nombre de moles de groupes hydroxypropyles par cycle glucose, moles de substitution (MS), peut être supérieur à 3.
La cellulose étant très cristalline, la CMC (E466) doit avoir un MS d'environ 4 pour atteindre une bonne solubilité dans l'eau. La CMC (E466) possède une combinaison de groupes hydrophobes et hydrophiles, elle a donc une température de solution critique (LCST) inférieure à 45 °C. À des températures inférieures à la LCST, la CMC (E466) est facilement soluble dans l'eau ; au dessus de la LCST, la CMC (E466) n'est pas soluble.
La CMC (E466) forme des cristaux liquides et de nombreuses mésophases selon sa concentration dans l'eau. Ces mésophases comprennent les isotropes, les anisotropes, les nématiques et les cholestériques. Cette dernière donne de nombreuses couleurs comme le violet, le vert et le rouge.
Les usages
Lacrisert, fabriqué par Aton Pharma, est une formulation de CMC (E466) utilisée pour les larmes artificielles. Il est utilisé pour traiter des affections médicales caractérisées par une production insuffisante de larmes, telles que la kératoconjonctivite sèche), des érosions cornéennes récurrentes, une diminution de la sensibilité cornéenne, une exposition et une kératite neuroparalytique. Le CMC (E466) est également utilisé comme lubrifiant pour les yeux artificiels. En pharmacie, il est utilisé comme liant dans les comprimés.
La CMC (E466) est utilisée comme matrice de tamisage pour les séparations d'ADN par électrophorèse capillaire et sur micropuce.
La CMC (E466) est l'ingrédient principal du Cellugel, utilisé dans la conservation des livres. Cellugel est décrit comme « un consolidant sûr et pénétrant pour les couvertures de livres en cuir affectées par la pourriture rouge » et est produit par Preservation Solutions.
Utilisations de la CMC (E466)
Le CMC (E466) a un large éventail d'utilisations.
Médical
Constipation
La CMC (E466) est utilisée pour traiter la constipation. Les effets surviennent généralement dans les trois jours. Il se prend par voie orale et est recommandé avec suffisamment d'eau. Les effets secondaires peuvent inclure des douleurs abdominales. Le CMC (E466) est classé comme laxatif formant une masse. Il agit en augmentant la quantité de selles présentes, ce qui améliore les contractions intestinales.
CMC (E466) est disponible en vente libre. Il est vendu entre autres sous la marque Citrucel.
Larmes et salive artificielles
La propriété lubrifiante de la CMC (E466) est particulièrement bénéfique dans le traitement des yeux secs. Les solutions contenant de la CMC (E466) ou des dérivés cellulosiques similaires sont utilisées comme substitut aux larmes ou à la salive si la production naturelle de ces fluides est perturbée.
Fabrication de médicaments
La CMC (E466) est utilisée dans la fabrication de capsules de médicaments ; ses propriétés comestibles et non toxiques offrent une alternative végétarienne à l'utilisation de la gélatine.
Produits de consommation de CMC (E466)
Épaississant et émulsifiant
La CMC (E466) est très occasionnellement ajoutée aux shampoings capillaires, aux dentifrices et aux savons liquides, pour générer leur consistance épaisse caractéristique. Cela se fait également pour les aliments, par exemple les glaces ou les croquettes.
La CMC (E466) est également un émulsifiant important, empêchant la séparation de deux liquides mélangés car c'est un stabilisant d'émulsion.
La CMC (E466) est également utilisée comme modificateur rhéologique de la peinture pour empêcher l'affaissement de la peinture.
Lubrifiant
Le CMC (E466) peut être utilisé dans les lubrifiants personnels.
Matériaux de construction de CMC (E466)
Le CMC (E466) trouve une application majeure comme additif de performance dans les matériaux de construction. Il est ajouté aux mélanges secs de mortiers pour améliorer les propriétés du mortier telles que l'ouvrabilité, le temps d'ouverture et de prise, la rétention d'eau, la viscosité, l'adhérence aux surfaces, etc.
La CMC de qualité construction (E466) ne doit pas être identifiée avec la CMC de qualité alimentaire et pharmaceutique (E466) et la CMC hydroxypropylique (E466), car elle peut être réticulée avec du glyoxal pour une dispersion facile dans l'eau.
Les matériaux de construction peuvent être à base de ciment ou de gypse. Des exemples notables de mortiers à mélange sec qui utilisent du CMC (E466) comprennent les adhésifs pour carrelage, les EIFS, les enduits isolants, le plâtre pulvérisé à la main et à la machine, le stuc, les revêtements de sol autonivelants, les panneaux de ciment extrudé, les couches de finition, les bouche-joints et les fissures, et coulis de carrelage. L'utilisation typique est d'environ 0,2 % à 0,5 % du poids total de poudre sèche pour les mélanges secs.
Les dérivés de la CMC (E466) qui améliorent les caractéristiques de performance comprennent l'hydroxypropyle CMC (E466) (HPMC) et l'hydroxyéthyle CMC (E466) (HEMC). Ces dérivés améliorent généralement les caractéristiques telles que la rétention d'eau, la résistance au glissement vertical des surfaces, le temps ouvert, etc.
Colle et liant
La CMC (E466) peut être utilisée comme colle douce qui peut être lavée à l'eau. Cela peut être utilisé dans la fixation d'œuvres d'art délicates ainsi que dans la conservation de livres pour détacher et nettoyer la vieille colle des dos et des cartons.
La CMC (E466) est l'ingrédient principal de nombreuses colles à papier peint. Il est également utilisé comme liant dans les crayons pastel et également comme liant dans les médicaments.
Encollage du papier et du textile
La CMC (E466) est utilisée comme encollage dans la production de papiers et de textiles car elle protège les fibres de l'absorption d'eau ou d'huile.
Culture de cellules
La CMC (E466) est également utilisée en culture cellulaire pour étudier la réplication virale. Il est dissous dans le même milieu nutritif dans lequel les cellules sont normalement cultivées. Une seule couche de cellules est cultivée sur une surface plane, puis infectée par un virus pendant une courte période. La force de l’échantillon viral utilisé déterminera le nombre de cellules infectées pendant cette période.
Le milieu épais CMC (E466) est ensuite ajouté sur les cellules à la place du milieu liquide normal. Au fur et à mesure que les virus se répliquent dans les cellules infectées, ils sont capables de se propager entre les cellules dont les membranes se touchent, mais sont piégés lorsqu'ils pénètrent dans la CMC (E466).
Seules les cellules proches d’une cellule infectée seront infectées et mourront. Cela laisse de petites régions de cellules mortes appelées plaques dans un fond plus vaste de cellules vivantes non infectées. Le nombre de plaques formées est déterminé par la résistance de l’échantillon original.
Inhibiteur de la motilité bactérienne et protozoaire
Des solutions aqueuses de CMC (E466) ont été utilisées pour ralentir la motilité des cellules bactériennes et protozoaires en vue d’une inspection plus approfondie. Changer la quantité de CMC (E466) dans la solution permet d'ajuster la viscosité de la solution.
Différenciation des cellules souches
La CMC (E466) est utilisée dans les approches les plus courantes pour quantifier des progéniteurs hématopoïétiques multiples ou uniques, appelés cellules formant colonies (CFC) ou unités formant colonies (UFC), en combinaison avec des suppléments de culture qui favorisent leur prolifération et leur différenciation. , et permettent à la descendance clonale d'une seule cellule progénitrice de rester ensemble et de former ainsi une colonie de cellules plus matures.
Chimie
Il s'agit d'une poudre blanche hydrophile sous forme pure qui se dissout dans l'eau froide (mais pas chaude), formant une solution ou un gel visqueux clair.
La CMC (E466) est utilisée comme additif tampon dans l'électrophorèse capillaire pour contrôler le flux électroosmotique afin d'améliorer les séparations.
Effets spéciaux
L'aspect visqueux et gluant d'une préparation appropriée de CMC (E466) avec de l'eau, en plus de ses propriétés non toxiques, non allergènes et comestibles, la rend populaire pour une utilisation dans les effets spéciaux pour les films et la télévision partout où il faut simuler d'ignobles slimes. Dans le film Ghostbusters, la substance gluante utilisée par les entités surnaturelles pour « baver » les Ghostbusters était principalement une solution aqueuse épaisse de CMC (E466). Les extraterrestres suintent et dégoulinent beaucoup de CMC (E466), en particulier la reine.
Le CMC (E466) a également été utilisé pour simuler en toute sécurité des matériaux en fusion. Dans plusieurs films de Terminator, il était rétro-éclairé avec des gels et des films colorés pour reproduire la lueur chauffée du fer dans les grandes poches de coulée utilisées pour transporter le métal des fours de fusion aux différents moules et formes. CMC (E466) remplaçait également les coulées de lave à Los Angeles dans Volcano et sur la surface volcanique de Mustafar, dans Star Wars : Épisode III – La Revanche des Sith.
Chimie
La CMC (E466) n'est pas présente naturellement et est produite synthétiquement en chauffant la cellulose avec une solution caustique (par exemple une solution d'hydroxyde de sodium) et en la traitant avec du chlorure de méthyle. Dans la réaction de substitution qui s'ensuit, les résidus hydroxyles (groupes fonctionnels -OH) sont remplacés par du méthoxyde (groupes -OCH3).
Différents types de CMC (E466) peuvent être préparés en fonction du nombre de groupes hydroxyles substitués. La cellulose est un polymère constitué de nombreuses molécules de glucose liées, chacune exposant trois groupes hydroxyle. Le degré de substitution (DS) d'une forme donnée de CMC (E466) est défini comme le nombre moyen de groupes hydroxyle substitués par glucose. Le maximum théorique est donc un DS de 3,0, mais les valeurs plus typiques sont de 1,3 à 2,6.
Différentes préparations de CMC (E466) peuvent également différer par la longueur moyenne de leur squelette polymère.
Solubilité et température
Le CMC (E466) a une température de solution critique inférieure (LCST) comprise entre 40 °C et 50 °C. À des températures inférieures à la LCST, il est facilement soluble dans l'eau ; au-dessus du LCST, il n'est pas soluble, ce qui a pour effet paradoxal que le chauffage d'une solution saturée de CMC (E466) la rendra solide, car la CMC (E466) précipitera. La température à laquelle cela se produit dépend de la valeur DS, des valeurs DS plus élevées donnant une solubilité plus faible et des températures de précipitation plus faibles car les groupes hydroxyles polaires sont masqués.
Préparer une solution de CMC (E466) avec de l'eau froide est cependant difficile : lorsque la poudre entre en contact avec l'eau, une couche de gel se forme autour d'elle, ralentissant considérablement la diffusion de l'eau dans la poudre, l'intérieur reste donc sec. Une meilleure méthode consiste d'abord à mélanger la poudre avec de l'eau chaude, afin que les particules de CMC (E466) soient bien dispersées (et aient ainsi une surface efficace beaucoup plus élevée) dans l'eau, et à refroidir cette dispersion tout en remuant, ce qui conduit à la dissolution beaucoup plus rapide de ces particules.
Carboxyméthylcellulose
La carboxyméthylcellulose (CMC) est un dérivé cellulosique anionique soluble dans l'eau. La solubilité de la CMC (E466) dépend du DP ainsi que du degré de substitution et de l'uniformité de la distribution de substitution. La solubilité dans l’eau de la CMC (E466) augmenterait avec une diminution du DP et une augmentation de la substitution carboxyméthylique et de l’uniformité de la substitution. La viscosité de la solution augmente avec l'augmentation du DP et de la concentration.
La CMC (E466) est soluble dans l'eau à n'importe quelle température. En raison de sa nature hautement hygroscopique, la CMC (E466) s'hydrate rapidement. Une hydratation rapide peut provoquer une agglomération et la formation de grumeaux lorsque la poudre de CMC (E466) est introduite dans l'eau. La création de grumeaux peut être éliminée en appliquant une forte agitation pendant que la poudre est ajoutée à l'eau ou en prémélangant la poudre de CMC (E466) avec d'autres ingrédients secs tels que le sucre avant de l'ajouter à l'eau.
En raison de sa grande solubilité et de la clarté de ses solutions, la CMC (E466) est couramment utilisée dans les boissons et les mélanges secs pour boissons pour offrir une sensation en bouche riche. Il est également utilisé dans les boissons protéinées acidifiées pour stabiliser les protéines et empêcher leur précipitation. La CMC (E466) est également ajoutée aux formulations de sirops et de sauces pour augmenter la viscosité.
La boulangerie est une autre application dans laquelle le CMC (E466) est couramment utilisé pour améliorer la qualité et la cohérence du produit final. Dans les pains tortillas, par exemple, il est utilisé pour améliorer la capacité de transformation de la pâte et les propriétés texturales du produit final, notamment la pliabilité et la roulabilité.
La CMC (E466) est un dérivé de la cellulose, contenant des groupes carboxyméthyles générés par la réaction de la cellulose avec du chloroacétate dans un alcali pour produire des substitutions en positions C2, C3 ou C6 des unités glucose (Gelman, 1982). En conséquence, la CMC (E466) est soluble dans l’eau et se prête mieux à l’activité hydrolytique des cellulases.
La CMC (E466) est donc un additif utile dans les milieux liquides et solides pour la détection de l'activité cellulase, et son hydrolyse peut être ensuite déterminée par l'utilisation du colorant rouge Congo, qui se lie aux β-d-glucanes intacts. Les zones de clairière autour des colonies poussant sur un milieu solide contenant de la CMC (E466), ensuite colorées au rouge Congo, constituent un test utile pour détecter l'hydrolyse de la CMC (E466) et donc l'activité de la β-d-glucanase (Teather et Wood, 1982).
L'inoculation d'isolats sur des filtres à membrane placés à la surface des plaques de gélose CMC (E466) est une modification utile de cette technique, car le filtre peut ensuite être retiré, permettant ainsi la visualisation de zones claires dans la gélose sous les colonies cellulolytiques.
CMC (E466)
La CMC (E466) est le sel de sodium de la CMC (E466), un dérivé anionique. Il est largement utilisé dans les formulations pharmaceutiques orales, ophtalmiques, injectables et topiques. Pour les formes posologiques solides, il est principalement utilisé comme liant ou comme formateur de matrice.
Les qualités pharmaceutiques de CMC (E466) sont disponibles dans le commerce avec des valeurs de degré de substitution (DS) de 0,7, 0,9 et 1,2, avec une teneur en sodium correspondante de 6,5 % à 12 % en poids. Il est également disponible en plusieurs grades de viscosité différents. La CMC (E466) est hautement soluble dans l'eau à toutes températures, formant des solutions claires. Sa solubilité dépend de son degré de substitution.
La CMC (E466), lorsqu'elle est utilisée comme liant, produit des granulés plus mous qui ont une bonne compressibilité, formant des comprimés résistants de résistance modérée. Le CMC (E466), étant hautement hygroscopique, peut absorber une grande quantité d'eau (> 50 %) dans des conditions d'humidité relative élevées. Les comprimés ont donc tendance à durcir avec le temps.
Éthers de cellulose
La CMC (E466) est le principal éther de cellulose. En activant les régions non cristallines de la cellulose, des régions sélectives de réactifs alkylants peuvent attaquer la cellulose. C'est ce qu'on appelle le concept de fractions de structure réactive et est largement utilisé pour la production de CMC (E466).
Une autre voie pour réaliser la même réaction consiste à dérivatiser la cellulose en microstructures réactives, formées par séparation de phases induite. Ce processus implique l'utilisation de NaOH à l'état anhydre en combinaison avec des solvants comme le DMA/LiCl. Ces produits CMC (E466) ont une distribution de substituants qui s'écarte considérablement de la prédiction statistique théorique du produit.
La CMC (E466) est utilisée à plusieurs fins d’administration de médicaments et d’ingénierie tissulaire. La libération d'apomorphine, un médicament utilisé pour réguler les réponses motrices dans la maladie de Parkinson, a été incorporée avec succès dans la formulation de poudre de CMC (E466) et a présenté une libération nasale soutenue, et a donné de meilleurs résultats que le véhicule d'administration à base d'amidon. La CMC (E466) a été utilisée avec succès dans l’administration de médicaments gastro-intestinaux. Par conséquent, la CMC (E466) est considérée comme un système efficace d’administration de médicaments pour les tissus muqueux. Outre l’administration de médicaments, la CMC (E466) est utile comme échafaudage en ingénierie tissulaire.
Les hydrogels CMC (E466) ayant des caractéristiques de gonflement dépendant du pH étaient capables de libérer un médicament piégé au bon pH présent dans le tissu d'intérêt et ont montré un grand potentiel en tant que matériau de pansement. Les hydrogels CMC (E466) pourraient être utilisés pour encapsuler des cellules de pulpose nucléaire et constituent donc un remplacement potentiel pour la dégénérescence du disque intervertébral. La CMC (E466) a également été associée au chitosane et à l'hydroxyapatite à des fins de régénération osseuse et dentaire.
Films CMC (E466)/fibroïne de soie/oxyde de graphène
La CMC (E466), un dérivé de la cellulose, est un polymère moins cher, non toxique, biodégradable et renouvelable. L'inconvénient du film CMC (E466) réside dans ses mauvaises propriétés mécaniques. En raison de ses propriétés mécaniques supérieures, de sa faible inflammabilité, de sa biocompatibilité impressionnante et de sa plus grande biodégradabilité, la fibroïne de soie a été identifiée comme un biomatériau potentiellement pratique.
En fonction des exigences des diverses applications, il peut être modifié en hydrogel, film, échafaudage ou tapis non tissé. GO est une charge appropriée dans les composites qui améliore les propriétés mécaniques. Abdulkhani et coll. films nanocomposites biopolymères synthétisés en mélangeant de l'oxyde de graphène réduit (RGO) à une matrice CMC (E466) / fibroïne de soie. Le résultat a montré que le RGO est utile pour les composites en raison de ses hautes performances et de son faible coût. Ces nanocomposites sont utilisés dans les emballages alimentaires.
La CMC (E466) et l'hydroxyéthylcellulose réticulée avec de la divinylsulfone ont été utilisées pour éliminer les fluides corporels pendant une intervention chirurgicale et pour collecter les fluides corporels lors du traitement de l'œdème. La biocompatibilité des polymères est également prometteuse en thérapie diurétique. La CMC (E466) et l'hydroxyéthylcellulose ainsi que les polyéthylèneglycols de différents poids moléculaires ont été utilisés dans le développement d'hydrogels administrables par voie orale pour l'absorption de l'eau.98 Des super absorbants d'eau de grande capacité ont été injectés par voie intracérébrale pour étudier les zones hypothalamiques afin de contrôler le cycle de production féminine. .
La CMC (E466) est utilisée pour ses propriétés épaississantes et gonflantes dans une large gamme de produits formulés complexes pour les applications pharmaceutiques, alimentaires, domestiques et de soins personnels, ainsi que dans les industries du papier, du traitement de l'eau et de la transformation des minéraux. Pour concevoir des solutions Na CMC (E466) pour des applications, une compréhension détaillée de la rhéologie et de la réponse de relaxation dépendantes de la concentration est nécessaire. Nous abordons ce problème ici en étudiant des solutions aqueuses de Na CMC (E466) sur une large gamme de concentrations en utilisant la rhéologie ainsi que la diffusion statique et dynamique de la lumière.
La dépendance à la concentration des viscosités spécifiques de la solution ηsp pourrait être décrite à l'aide d'un ensemble de trois lois de puissance, comme le prédit la théorie de la mise à l'échelle des polyélectrolytes. Alternativement, une approche plus simple pourrait être utilisée, qui interpole entre deux régimes de lois de puissance et n’introduit qu’une seule concentration croisée caractéristique. Nous interprétons le comportement observé comme une transition du régime de concentration semi-dilué non intriqué au régime de concentration intriqué ; ce comportement de transition n'a pas été observé dans la structure de la solution, tel que déterminé par diffusion statique de la lumière. La diffusion dynamique de la lumière a révélé trois modes de relaxation.
Les deux relaxations les plus rapides ont été attribuées aux modes de relaxation « rapide » et « lent » généralement observés dans les solutions de polyélectrolytes sans sel ou non entièrement filtrées dans la plage de concentrations semi-diluées. Le troisième mode, généralement faible, a été attribué à la présence d’une petite quantité de résidus de cellulose mal dissous. Étant donné que la filtration modifiait le comportement de la solution, sans éliminer suffisamment les résidus, la collecte et le traitement des données ont été adaptés pour en tenir compte, ce qui a facilité une étude détaillée de la diffusion de la lumière des solutions originales, pertinente pour les applications industrielles.
Le temps de relaxation caractérisant le mode rapide, τf, était indépendant de la concentration ; alors que le temps de relaxation du mode lent, τs, a démontré un comportement de croisement similaire à celui observé pour la viscosité spécifique, démontrant ainsi la nature dynamique du croisement.
La CMC (E466) est un polymère anionique soluble dans l'eau à base de matière première cellulosique renouvelable. Il fonctionne comme modificateur de rhéologie, retient l’eau et constitue un excellent filmogène. Ces attributs en font un choix privilégié en tant qu’hydrocolloïde d’origine biologique dans de multiples applications.
Propriétés et applications
La CMC (E466), également connue sous le nom de gomme de cellulose ou Tylose, et son sel de sodium sont d'importants dérivés de la cellulose. Les groupes carboxyméthyles liés (-CH2-COOH) le long de la chaîne polymère rendent la cellulose hydrosoluble.
Lorsqu'il est dissous, il augmente la viscosité des solutions aqueuses, des suspensions et des émulsions, et à une concentration plus élevée, il confère une pseudo-plasticité ou thixotropie. En tant que polyélectrolyte naturel, la CMC (E466) confère une charge de surface aux particules neutres et peut donc être utilisée pour améliorer la stabilité des colloïdes et des gels aqueux ou pour induire une agglomération.
La CMC (E466) est utilisée dans de nombreux produits, notamment les adhésifs, les produits d'étanchéité, les revêtements, les textiles, la céramique, les produits miniers, les matériaux de construction, les détergents à lessive, la pâte à papier, le papier et le tabac. Il fonctionne comme agent dispersant, émulsifiant, stabilisant, rétenteur d’eau, épaississant et agent clarifiant. Ou encore, il est utilisé comme agent filmogène et liant, par exemple pour agglomérer et lier le minerai de fer en pellets.
La CMC (E466) étant physiologiquement inoffensive2, elle est également largement utilisée dans les industries alimentaire, cosmétique et pharmaceutique. Dans les produits alimentaires, il agit comme épaississant, stabilisant et liant et aide à contrôler la cristallisation, la rétention d’humidité et l’absorption des graisses. Dans les produits cosmétiques comme les crèmes et lotions, il épaissit et stabilise le produit et améliore son effet hydratant. Et dans les dentifrices, il est ajouté pour ajuster le profil de viscosité.
