Een van de mooie nieuwe materialen met onverwachte eigenschappen die de wereld gaan veranderen is microkristallijn cellulose. Ik kreeg er een nieuw perspectief op door de lezing van Stéphane Laurent op de Siñal tentoonstelling in Châlons-en-Champagne, eind mei. Microkristallijn cellulose (MCC) is een tamelijk kort geleden ontwikkeld materiaal met vele toepassingen.
Productie uit cellulose
MCC is een polysacharide dat bestaat uit een paar honderd tot meer dan tienduizend gekoppelde glucosemoleculen (β(1→4) verbonden, dit voor de fijnproevers). Het wordt gemaakt door alfacellulose, verkregen als pulp uit plantaardig materiaal, te behandelen eerst met minerale zuren en daarna met zoutzuur. Natuurlijk cellulose heeft zowel amorfe als kristallijne gebieden, en de zuren ontleden de amorfe stukken zodat de kristallijne rest verder kan worden gezuiverd. MCC is een wit poeder zonder smaak of geur; het is hygroscopisch en onoplosbaar in water, maar met water zwelt het op en vormt een gel. Een van de bedrijven die MCC op de markt brengen is J. Rettenmaier & Söhne GmbH (JRS), een Duits familiebedrijf met vestigingen over de hele wereld, de werkgever van Stéphane Laurent.
Microkristallijn cellulose is verkrijgbaar in verschillende groottes (25-250 µm) met verschillende eigenschappen. Het is niet giftig, bestaat voor 99+% uit voedingsvezels en wat zouten, en is biologisch afbreekbaar. Een van de grootste toepassingen is in de farmacie, het is het meest gebruikte middel om tabletten te maken. Door eigenschappen als chemische zuiverheid en kristallijn karakter beginnen zich veel meer toepassingen te ontwikkelen als in sprays, pasta’s en lotions. Hierin is de stof een alternatief voor synthetische gels of polymeren.
Microkristallijn cellulose in voedingsproducten
Een tweede belangrijk toepassingsgebied ligt in voedsel en dranken. Hier wordt MCC gebruikt tegen klontvorming, en als volumineus materiaal, eigenschappen die voortkomen uit zijn onoplosbaarheid in water. Toepassingen hangen sterk af van de deeltjesgrootte. De kleinste deeltjes (20 µm) worden gebruikt in instant sauzen, soepen en dranken. Grotere deeltjes worden gebruikt als antiklontmiddel en voor homogenisering. Hier is het een alternatief voor colloïdaal silicium of TiO2. MCC kan ook gebruikt worden in plaats van vet, bijvoorbeeld in light mayonaise. Het geeft structuur aan het product, stabiliseert het mengsel van componenten, maar heeft geen voedingswaarde. Andere producten waar deze eigenschappen van pas komen zijn slagroom, mousse au chocolat en consumptie-ijs. Als gel word de stof gebruikt als verdikkingsmiddel en stabilisator. MCC is goedgekeurd in de EU als verdikkingsmiddel, stabilisator of emulgator onder het E-nummer E460(i), waar cellulose zelf nummer E460 draagt.
Een derde groot toepassingsgebied is cosmetica. In babypoeder is microkristallijn cellulose een alternatief voor talk. Het absorbeert goed, het is licht en voelt uitstekend aan op de huid. Daarom wordt MCC veel gebruikt in producten als shampoos, maskers, emulsies en gels. Hier is deze een alternatief voor synthetische gels of polymeren. Verder zijn er toepassingen in wasmiddelen (tabletten voor in de vaatwasser) en coatings (afsluiting). MCC maakt textiel dikker en verbetert tegelijkertijd de doorlaatbaarheid voor vocht. In vernissen is de stof een alternatief voor synthetische bindmiddelen, terwijl deze de weerstand tegen krassen verhoogt. Microkristallijn cellulose is een veelzijdige stof die in de komende jaren nog veel nieuwe toepassingen zal vinden.
Interessant? Lees dan ook:
Speciale koolhydraten: een zeer gespecialiseerde groene industrie
Cellulose nanofibrillen maken biobased 3D printen mogelijk
Vezels van de toekomst: cellulosevezels uit hout