神秘的MCC

       微晶纖維素(Microcrystalline cellulose，MCC)是由纖維素原料經(jīng)無機(jī)稀酸水解后達(dá)到極限聚合度的結(jié)晶粉末。MCC粉末通常為白色或近白色的短棒狀或無定型。MCC無臭、無味，顆粒大小一般在20-80μm，流動(dòng)性極強(qiáng)。MCC的基本特征是聚合度達(dá)到極限聚合度，通常在15-375之間。MCC不能溶解在水溶液、油脂及有機(jī)溶劑中，有較強(qiáng)的吸水性，在水溶液中經(jīng)劇烈攪拌后可生成較穩(wěn)定的凝膠體。因此微晶纖維素具有粘合、賦型以及吸水膨脹等作用。

       MCC是多孔性微細(xì)粉末，比表面積較大，且比表面積隨著非結(jié)晶區(qū)的增大而增大，且具有一定的吸附性，因此它可以作吸附劑使用。作為吸附劑時(shí)，不會(huì)造成二次污染。

       MCC，從微米到納米的跨越

       微晶纖維素是一種極細(xì)微的白色短棒狀多孔狀顆粒，按照晶體顆粒大小可分為: 

       粒徑為2~200 微米的粉狀級(jí)別，主要用作吸附劑或填料劑，常用于醫(yī)藥行業(yè)，沒有穩(wěn)定的功能；

       粒徑為 0.1~2微米的膠狀級(jí)別，此膠體體系由不溶性膠體顆粒(來源于纖維素，如微晶纖維素或小麥纖維)和水溶性成分(如羧甲基纖維素或麥芽糊精)組成，具有膠態(tài)體和吸濕性，易分散于水中并形成白色、不透明的觸變膠體，穩(wěn)定性較好，與其他的食品增稠劑復(fù)配后可應(yīng)用于中性調(diào)味滅菌乳或滅菌乳飲料中。

       不是黑科技的MCC，來源其實(shí)很廣泛

       國(guó)外對(duì)微晶纖維素的研究和應(yīng)用最早主要是用低成本的生物質(zhì)原料來制備MCC，例如：

       豆殼和稻殼、甘蔗渣、油棕果殼、廢棄棉、露兜樹葉、稻掣、麻桿和松針、花生殼、玉米棒、橘皮、椰子葉等生物質(zhì)或生物質(zhì)廢棄物來制備 MCC。

       雖然他們所采用的原料有所不同，制備得到的MCC性質(zhì)有所差異，但是他們的制備原理和過程基本是一樣的。

       國(guó)內(nèi)對(duì)微晶纖維素的研究和開發(fā)雖然比國(guó)外晚，但是關(guān)于微晶纖維素制備原料方面的研究和應(yīng)用進(jìn)展還是比較快的。

       主要研究了用甘胡蘿卜渣、稻草、蔗渣、劍麻、麥草、蘋果渣、大豆皮、棉短絨、穿龍薯蕷殘?jiān)?、苧麻骨等制備微晶纖維素。

       通常所稱的水解纖維素是指各類降解纖維素混合產(chǎn)物的總稱，而微晶纖維素是具有上述三個(gè)特點(diǎn)的水解纖維素。這三個(gè)特征是衡量和檢驗(yàn)微晶纖維素的唯一標(biāo)準(zhǔn)，也是最主要的用于區(qū)分其 與一般水解纖維素的標(biāo)準(zhǔn)。

       1）平均的聚合度可達(dá)其聚合度的極限；

       2）其擁有纖維素I的大部分晶格特性，且結(jié)晶度比原來的纖維素要高；

       3）其吸水性很強(qiáng)，在水介質(zhì)中經(jīng)剪切應(yīng)力作用后，能生成凝膠。

       MCC的三大絕招

       可壓性：

       由于微晶纖維素在結(jié)構(gòu)上多孔，有很強(qiáng)的可壓性，在一定的壓力下可壓制成型?？蓧盒灾傅氖欠勰钗矬w在一定壓力下被壓制成形的可能性，一般以壓制成片劑的硬度來衡量其可壓性。有研究表明，對(duì)于同一種原料的MCC，其片劑的強(qiáng)度會(huì)隨著壓力的升高而提高；對(duì)同一種原料，在同樣的壓力下，其粒度越小，相應(yīng)的接觸面積越大， 片劑的強(qiáng)度也就越高。

       吸附性：

       MCC由于具有多孑L性結(jié)構(gòu)，因此具備較大的比表面積，無定形區(qū)的含量越高，比表面積也隨之增大。通常來說，MCC具有較強(qiáng)的吸附性能，1份MCC能吸2-3份的的水，1.2-1.4份的油。而當(dāng)MCC吸收水份后，MCC體積發(fā)生膨脹，促使片劑發(fā)生崩解，可作為崩解劑使用。此外，MCC還有一定的潮解性，當(dāng)放置于相對(duì)濕度為60%的環(huán)境中時(shí)，其平衡吸濕量可達(dá)到本身重量的6%。

       分散性：

       MCC置于水中時(shí)，經(jīng)均質(zhì)作用或強(qiáng)力攪拌之后可生成較為穩(wěn)定的凝膠體。當(dāng)MCC/Water混合物中固體含量為7%時(shí)可形成類似奶油狀的固體；當(dāng)固體含量達(dá)15%時(shí)可形成穩(wěn)定的膠體，具有觸變性，能夠長(zhǎng)期放置，在高溫殺菌以及冷凍處理的情況下也能維持性狀。

       這些食品配料表中可能"偷偷"藏著MCC

       微晶纖維素是一種非常健康和常用的食品添加劑，常作為一種膳食纖維來源使用，經(jīng)過了聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(即糧農(nóng)組織)和世界衛(wèi)生組織的食品添加劑聯(lián)合鑒定委員會(huì)的認(rèn)證和批準(zhǔn)，可以廣泛使用于奶制品、冷凍食品、肉制品、保健類產(chǎn)品等食品行業(yè)中。

       在乳制品中的應(yīng)用：微晶纖維素在乳飲料中可以作為乳化穩(wěn)定劑，主要起到穩(wěn)定顆粒體系的作用，可以改善乳飲料中常出現(xiàn)的乳液分離狀況，起到增稠并膠凝化體系中油水乳化液中的水相，阻止水相中的油滴相互靠近甚至聚合。

       在冰淇淋中的應(yīng)用：微晶纖維素具有很好的穩(wěn)定劑、改性劑和營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑等作用，可以提高冰淇淋的分散性，改善冰淇淋料液的粘度，起到穩(wěn)定氣泡體系的作用，賦予產(chǎn)品清爽的香味釋放進(jìn)而改善感官品質(zhì)。此外，在冰淇淋中加入0.4%~0.6%微晶纖維素足以防止冰晶的增大，確保冰淇淋的質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味不改變。

       在肉制品中的中的應(yīng)用： 微晶纖維素可以作為脂肪替代品和模擬物。在肉丸、香腸、魚丸、午餐肉及烤腸等肉制品的加工過程中，微晶纖維素可以部分甚至完全替代其中的肥肉，會(huì)很大程度地減少了肉類制品的熱量。將MCC應(yīng)用于類肉罐頭中，可使肉在高溫條件下保持較好的組織狀態(tài)，降低加工過程中的損耗以及儲(chǔ)藏過程中的水油流失，從而延長(zhǎng)貨架期。

       在焙烤食品中的應(yīng)用：MCC是一種良好的膳食纖維來源，具有非轉(zhuǎn)基因并源于可持續(xù)資源的特點(diǎn)，可以用于制作高膳食纖維的焙烤類產(chǎn)品，不僅可以增加膳食纖維含量，增加一定的營(yíng)養(yǎng)保健功能，而且能增加酥脆性和咀嚼性。

       在速溶飲料中的應(yīng)用：膠態(tài)微晶纖維素可作為飲料的穩(wěn)定劑、抗結(jié)劑和懸浮劑，因?yàn)槠湫纬傻乃z具有空間阻礙效應(yīng)，膠凝強(qiáng)度較低，能解決各種各樣的飲料經(jīng)常出現(xiàn)的分散不均勻或不穩(wěn)定等現(xiàn)象，提高飲料的穩(wěn)定性。

       作者：Martin Yu

       Martin Yu，食品科技工作者、營(yíng)養(yǎng)師，長(zhǎng)期負(fù)責(zé)特殊食品研發(fā)工作，主要方向?yàn)椋篎SMP、益生菌、特膳食品。