कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज

कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोज़ (सीएमसी) या सेल्युलोज़ गम कार्बोक्सिमिथाइल समूह (-CH2-COOH) के साथ सेल्यूलोज व्युत्पन्न है शर्करा मोनोमर के कुछ हाइड्रॉकसिल समूहों से बंधे हैं जो सेल्युलोज बहुलक बनाते हैं। इसका उपयोग प्रायः इसके सोडियम लवण, सोडियम कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज के रूप में किया जाता है। इसका विपणन एसई टायलोज के पंजीकृत ट्रेडमार्क टायलोज के नाम से किया जाता था।

तैयारी
कार्बोक्सिमिथाइल सेल्युलोज क्लोरोएसेटिक एसिड के साथ सेल्युलोज की क्षार - उत्प्रेरक रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा रासायनिक संश्लेषण है। ध्रुवीय अणु (कार्बनिक अम्ल ) कार्बोक्सिल समूह सेल्यूलोज को घुलनशील और रासायनिक रूप से प्रतिक्रियाशील बनाते हैं। सेल्युलोज से बने कपड़े—उदा. कपास या विस्कोस रेयॉन को भी सीएमसी में बदला जा सकता है।

प्रारंभिक प्रतिक्रिया के बाद, परिणामी मिश्रण लगभग 60% सीएमसी और 40% लवण ( सोडियम क्लोराइड और सोडियम ग्लाइकोलेट ) का उत्पादन करता है; यह उत्पाद तथाकथित तकनीकी सीएमसी है, जिसका उपयोग डिटर्जेंट में किया जाता है। शुद्ध सीएमसी का उत्पादन करने के लिए लवण को हटाने के लिए अतिरिक्त शुद्धिकरण प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, जिसका उपयोग आहार और दवा अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। मध्यवर्ती अर्ध-शुद्ध ग्रेड का भी उत्पादन किया जाता है, सामान्यतः अभिलेखीय दस्तावेजों की बहाली जैसे पेपर अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है।

संरचना-गतिविधि
सीएमसी के कार्यात्मक गुण सेल्युलोज संरचना के प्रतिस्थापन (रसायन विज्ञान) की डिग्री पर निर्भर करते हैं [अर्थात, कितने हाइड्रॉक्सिल समूहों को प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया में कार्बोक्सिमेथिलीन (ऑक्सी) समूहों में परिवर्तित किया गया है], साथ ही श्रृंखला की लंबाई सेल्युलोज रीढ़ की संरचना और कार्बोक्सिमिथाइल प्रतिस्थापन के क्लस्टरिंग की डिग्री।

परिचय
सीएमसी का उपयोग श्यानता संशोधक या रोगन के रूप में और विभिन्न उत्पादों, खाद्य और गैर-खाद्य दोनों में स्टेबलाइज़र (रसायन विज्ञान) पायसन के रूप में किया जाता है। इसका मुख्य रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि इसमें उच्च चिपचिपापन होता है, यह गैर-विषैले होता है, और सामान्यतः इसे हाइपोएलर्जेनिक माना जाता है, क्योंकि प्रमुख स्रोत फाइबर या तो सॉफ्टवुड पल्प या कपास लिंटर है। गैर-खाद्य उत्पादों में टूथपेस्ट, जुलाब, आहार (पोषण) की गोलियाँ, पानी आधारित रँगना , डिटर्जेंट , कपड़ा आकार या कपड़ा ताना आकार, पुन: प्रयोज्य आइस पैक , विभिन्न कागज उत्पाद, और चमड़े की क्राफ्टिंग में भी किनारों को चमकाने में सहायता करने वाले उत्पाद सम्मलित हैं।

विनियमित चिकित्सीय उपयोग
नेत्र विज्ञान में, शुष्क आंखों के उपचार में कृत्रिम आँसू के रूप में सीएमसी का उपयोग किया जाता है।

एंजाइमोलॉजी
प्रोटीन के शुद्धिकरण के लिए आयन एक्सचेंज क्रोमैटोग्राफी में अघुलनशील माइक्रो ग्रेन्युलर सीएमसी का उपयोग कटियन-एक्सचेंज राल के रूप में किया जाता है। व्युत्पत्तिकरण का स्तर बहुत कम है, इसलिए सकारात्मक रूप से आवेशित प्रोटीनों को बाँधने के लिए पर्याप्त नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए कार्बोक्सिलेट समूहों को जोड़ते हुए, सूक्ष्म दानेदार सेलुलोज के घुलनशीलता गुणों को बनाए रखा जाता है।

इसके अतिरिक्त, सीएमसी का उपयोग एंडोग्लुकेनेस ( सेल्यूलस कॉम्प्लेक्स का भाग) से एंजाइम गतिविधि को चिह्नित करने के लिए बड़े पैमाने पर किया गया है; यह एंडो-एक्टिंग सेल्यूलस के लिए अत्यधिक विशिष्ट सब्सट्रेट है, क्योंकि इसकी संरचना को सेल्युलोज को डिक्रिस्टलाइज़ करने और अनाकार साइटों को बनाने के लिए इंजीनियर किया गया है जो एंडोग्लुकेनेस क्रिया के लिए आदर्श हैं। सीएमसी वांछनीय है क्योंकि कटैलिसीस उत्पाद (ग्लूकोज) को आसानी से कम करने वाली चीनी परख, जैसे कि 3,5-डाइनिट्रोसैलिसिलिक एसिड का उपयोग करके मापा जाता है। एंजाइम परख में सीएमसी का उपयोग विशेष रूप से सेल्यूलस एंजाइमों के लिए स्क्रीनिंग में महत्वपूर्ण है जो अधिक कुशल सेल्युलोसिक इथेनॉल रूपांतरण के लिए आवश्यक हैं। सेल्यूलस एंजाइमों के साथ प्रारंभिक काम में सीएमसी का दुरुपयोग किया गया था, क्योंकि कई ने सीएमसी हाइड्रोलिसिस के साथ पूरे सेल्यूलस गतिविधि को जोड़ा था। जैसे-जैसे सेल्युलोज विबहुलीकरण के तंत्र को श्रेष्ठ ढंग से समझा गया, यह स्पष्ट हो गया कि क्रिस्टलीय (जैसे एविसेल) के क्षरण में एक्सो-सेल्यूलस प्रमुख हैं और घुलनशील (जैसे सीएमसी) सेल्यूलोज नहीं हैं।

खाद्य विज्ञान
सीएमसी का उपयोग खाद्य विज्ञान में E संख्या E466 या E469 (जब यह एंजाइमैटिक हाइड्रोलिसिस होता है) के अनुसार किया जाता है, चिपचिपापन संशोधक या थिकनर के रूप में, और आइसक्रीम सहित विभिन्न उत्पादों में स्टेबलाइज़र (रसायन विज्ञान) इमल्शन के लिए। सीएमसी का उपयोग लस मुक्त और कम वसा वाले खाद्य उत्पादों में भी बड़े पैमाने पर किया जाता है।

सीएमसी का उपयोग शराब में टारट्रेट या ठंड स्थिरता प्राप्त करने के लिए किया जाता है, नवीनीकरण जो गर्म मौसम में शराब को ठंडा करने के लिए उपयोग होने वाली मेगावाट बिजली बचा सकता है। यह मेटाटार्टरिक एसिड की तुलना में अधिक स्थिर है और टार्ट्रेट अवक्षेपण को रोकने में बहुत प्रभावी है। यह बताया गया है कि सीएमसी की उपस्थिति में पोटेशियम बिटार्ट्रेट क्रिस्टल धीमी गति से बढ़ते हैं और उनकी आकृति विज्ञान बदलते हैं। उनका आकार फलेट्टर हो जाता है क्योंकि वे 7 में से 2 चेहरों को खो देते हैं, जिससे उनके आयाम बदल जाते हैं। सीएमसी अणु, शराब पीएच पर नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, क्रिस्टल की इलेक्ट्रोपोसिटिव सतह के साथ वार्तालाप करता है, जहां पोटेशियम आयन जमा होते हैं। क्रिस्टल की धीमी वृद्धि और उनके आकार का संशोधन सीएमसी अणुओं और बिटार्ट्रेट आयनों के बीच केएचटी क्रिस्टल को बांधने के लिए प्रतिस्पर्धा के कारण होता है।

विशिष्ट पाक उपयोग
आइसक्रीम उद्योग में सीएमसी पाउडर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, बिना मंथन या अति कम तापमान के आइसक्रीम बनाने के लिए, जिससे पारंपरिक मंथन या नमक बर्फ के मिश्रण की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। सीएमसी का उपयोग ब्रेड और केक बेक करने में किया जाता है। सीएमसी का उपयोग वसा की आवश्यकता को कम करके पाव रोटी को कम मूल्य पर श्रेष्ठ गुणवत्ता प्रदान करता है। सीएमसी का उपयोग बिस्कुट में इमल्सीफायर के रूप में भी किया जाता है। आटे में वसा को समान रूप से फैलाने से, यह मोल्ड और कटर से आटा के बचाव में सुधार करता है, बिना किसी विकृत किनारों के अच्छी तरह से आकार वाले बिस्कुट प्राप्त करता है। यह बिस्कुट बनाने में उपयोग होने वाली अंडे की जर्दी या वसा की मात्रा को कम करने में भी सहायता कर सकता है। कैंडी तैयार करने में सीएमसी का उपयोग स्वाद के तेलों में चिकनी फैलाव सुनिश्चित करता है, और बनावट और गुणवत्ता में सुधार करता है। सीएमसी का उपयोग च्युइंग गम, मार्जरीन और पीनट बटर में इमल्सीफायर के रूप में किया जाता है।

चिकित्सा अनुप्रयोग
सीएमसी का उपयोग विभिन्न चिकित्सा अनुप्रयोगों में किया गया है। पशु चिकित्सा दवा में, सीएमसी का उपयोग बड़े जानवरों, विशेष रूप से घोड़ों में पेट की सर्जरी में किया जाता है, जिससे आंत्र आसंजनों के गठन को रोका जा सके।
 * 1)  नाक से खून आना (नाक से खून बहना) के लिए डिवाइस। पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) गुब्बारा नायलॉन द्वारा प्रबलित सीएमसी बुने हुए कपड़े से ढका होता है। जेल बनाने के लिए डिवाइस को पानी में भिगोया जाता है, जिसे गुब्बारे की नाक में डाला जाता है और फुलाया जाता है। फूले हुए गुब्बारे और सीएमसी के उपचारात्मक प्रभाव के संयोजन से रक्तस्राव बंद हो जाता है।
 * 2) कान, नाक और गले की सर्जिकल प्रक्रियाओं के बाद कपड़े को ड्रेसिंग के रूप में उपयोग किया जाता है।
 * 3)  जेल बनाने के लिए पानी मिलाया जाता है, और इस जेल को सर्जरी के बाद साइनस कैविटी में डाला जाता है।

अन्य उपयोग
कपड़े धोने के डिटर्जेंट में, इसका उपयोग मिट्टी के निलंबन बहुलक के रूप में किया जाता है जिसे कपास और अन्य सेल्युलोसिक कपड़ों पर जमा करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो धोने के घोल में मिट्टी के लिए नकारात्मक चार्ज अवरोध उत्पन्न करता है। सीएमसी का उपयोग मोटाई एजेंट के रूप में भी किया जाता है, उदाहरण के लिए, तेल-ड्रिलिंग उद्योग में खोदने वाला द्रव पदार्थ के घटक के रूप में, जहां यह चिपचिपापन संशोधक और जल प्रतिधारण एजेंट के रूप में कार्य करता है।

सीएमसी को कभी-कभी उन्नत बैटरी अनुप्रयोगों (अर्थात लिथियम आयन बैटरी ) में इलेक्ट्रोड बाइंडर के रूप में प्रयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए ग्रेफाइट या बैटरी एनोड्स के साथ। सीएमसी की पानी में घुलनशीलता गैर-पानी में घुलनशील बाइंडर्स की तुलना में कम विषैले और बहुमूल्य प्रसंस्करण की अनुमति देती है, जैसे कि पारंपरिक पोलीविनीलीडेंस फ्लोराइड (पीवीडीएफ), जिसके प्रसंस्करण के लिए जहरीले एन मिथाइलपाइरोलिडोन (एनएमपी) की आवश्यकता होती है। सीएमसी का उपयोग प्रायः स्टाइरीन-ब्यूटाडाइन रबर (एसबीआर) के संयोजन में इलेक्ट्रोड के लिए किया जाता है, जिसमें अतिरिक्त लचीलेपन की आवश्यकता होती है, उदा। सिलिकॉन युक्त एनोड्स के साथ उपयोग के लिए।

सीएमसी का उपयोग आइस पैक में यूटेक्टिक प्रणाली बनाने के लिए भी किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप हिमांक बिंदु अवसाद होता है, और इसलिए बर्फ की तुलना में अधिक शीतलन क्षमता होती है।

सीएमसी के जलीय घोल का उपयोग कार्बन नैनोट्यूब को फैलाने के लिए भी किया जाता है, जहाँ लंबे सीएमसी अणुओं को नैनोट्यूब के चारों ओर लपेटने के लिए सोचा जाता है, जिससे उन्हें पानी में फैलाया जा सके।

संरक्षण-बहाली में, यह चिपकने वाला या लगानेवाला (वाणिज्यिक नाम वैलोसेल, क्लूसेल) के रूप में प्रयोग किया जाता है।

प्रतिकूल प्रतिक्रिया
सूजन, माइक्रोबायोटा से संबंधित चयापचय सिंड्रोम और सूजन और जलन पर प्रभाव शोध का विषय है। मानव जठरांत्र माइक्रोबायोटा के परिवर्तन के माध्यम से कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज को आंत की सूजन के संभावित कारण के रूप में सुझाया गया है, और अल्सरेटिव कोलाइटिस और क्रोहन रोग जैसे सूजन आंत्र रोगों में ट्रिगरिंग कारक के रूप में सुझाया गया है।

जबकि असामान्य माना जाता है, कार्बोक्सिमिथाइल सेलुलोज के लिए गंभीर प्रतिक्रियाओं की केस रिपोर्ट सम्मलित है। इस उद्देश्य के लिए त्वचा परीक्षण को उपयोगी निदान उपकरण माना जाता है।

यह भी देखें

 * क्रोस्कॉर्मेलोसे सोडियम
 * हाइड्रॉक्सीप्रोपाइल सेल्युलोज
 * मिथाइल सेल्यूलोज

बाहरी कड़ियाँ

 * CMC chemical structure and properties
 * MC and CMC: commercial preparations and various uses, including paper conservation; bibliography