Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Загальна характеристика пектинових речовин



Пектинові речовини складаються із залишків галактуронової кислоти й метоксилірованої галактуронової кислоти, з'єднаних α-(1,4)-глікозидними зв'язками. Існує три різновиди пектинових речовин:

- протопектин або нерозчинний пектин, перебуває у зв'язаному стані з геміцелюлозою, целюлозою або білком;

- розчинний пектин має високий ступінь етерифікації із залишками метилового спирту. Розчинний пектин у кислому середовищі в присутності цукру утворює драглі;

- пектові кислоти не мають залишків метилового спирту, при цьому пектова кислота втрачає здатність утворювати желе й гелі.

На рис. 1.3 надано схемуполігалактуронової кислоти

 

Рисунок 2.5 –Структурна одиниця метоксилованої полігалактуронової кислоти в макромолекулі пектину

Пектин – натуральна структуроутворююча речовина, яка міститься в клітинних стінках і міжклітинному просторі всіх рослин. Особливо їм багаті фрукти та ягоди. Пектин у перекладі із грецького «pektos» –завмерлий. Пектинові речовини в природі існують у декількох формах. Вони виконують у рослинних тканинах різні фізіологічні функції структурних і єднальних компонентів і регулюють водний обмін рослин. Виконуючи завдяки своїм специфічним властивостям ряд важливих функцій (регулювання водного режиму тканин, транспорт водного струму й інші), беруть участь у процесах розтягання клітинних стінок. Пектин не засвоюється організмом людини і відноситься до баластових вуглеводів – харчових волокон.

По хімічній природі пектини – це високомолекулярні сполуки, що відносять до групи гетерополісахаридов, основу яких являють похідні полігалактуронової (пектинової) кислоти. Частина карбоксильних груп полігалактуронової кислоти звичайно етерифікована метанолом. Ступінь етерифікації пектину визначається співвідношенням етерифікованих ланок галактуронової кислоти до загальної кількості ланок галактуронової кислоти в молекулі. Залежно від ступеня етерифікації пектини підрозділяють на високо- та низькоетерифіковані. Ступінь етерифікації пектинів визначає швидкість і температуру їх драглення, в'язкість іх розчинів.

Згідно сучасним уявленням пектин має лінійну структуру. Основою всіх пектинових речовин є молекулярний ланцюг, що складається із залишків D-галактуроновой кислоти, які мають піранозну конфігурацію і з'єднані 1,4-L-гликозидним зв'язком. Пектин, виділений з рослинної сировини, залежно від джерела одержання й ступеню очищення, являють собою порошок від білого до світло-коричневого кольору. Усі пектини з вмістом метоксильних груп нижче 40 % є низькоетерифікованими, а пектини з вмістом метоксильних груп більше 40 % – відносять до високоетерифікованих.

Молекулярна маса пектинових речовин залежить, насамперед, від природи і якості джерела сировини, способу виділення й способу його підготовки до виробництва. Середня молекулярна маса пектинових речовин від 10000 до 400000, що відповідає ступеню полімеризації від 50 до 2000. Пектинові препарати, що випускаються промисловістю мають середню молекулярну масу від 30000 до 120000 залежно від типу препарату.

Розчинність пектинових речовин у воді зменшується зі збільшенням довжини ланцюги й кількості карбоксильних груп. Збільшення кількості цих груп приводить до збільшення молярної енергії (когезії) між цими групами.

Значення рН 1 %-них водних розчинів різних видів пектину знаходиться в інтервалі 2,9…3,2. Як типові поліелектроліти пектини мають константу дисоціації 1-10×10–5, а мономер (галактуронова кислота) – 3,25×10–4.

Пектин, як і інші ВМС дає в'язкі розчини, причому в'язкість залежить від ступеня етерифікації, рН і концентрації електроліту.

Пектини крім води розчинні у формаміді і гарячому гліцерині, і нерозчинні в більшості органічних розчинників. Тому пектинові речовини можуть бути виділені з водних розчинів шляхом додання розчинників, що змішуються з водою: метанолу, етанолу, ацетону.

Характеристики різних зразків пектинових речовин, які на цей час одержують в промисловості – бурякового, яблучного, цитрусового представлені в табл. 2.1. Дані препарати є поліуронідами досить високого ступеня чистоти.

Таблиця 2.1 –Фізико-хімічні характеристики зразків пектинових речовин

Зразки пектину Вміст, мас.% Характе-ристична в'язкість Молярна маса
груп –ОСН3 Груп –СООН Полі-уронід Ступінь етери-фікації
Буряковий 6,1 11,84 80,2 34,0 2,48
Яблучний 9,80 4,89 51,2 66,71 4,46
Цитрусовий 11,78 4,40 67,0 72,80 5,01

Пектиновые вещества –гликаногалактуронаны - входят в число основных компонентов растений и водорослей. Общим признаком пектиновых веществ является основная цепь полигалактуроновой кислоты. Одним из важнейших свойств пектиновых веществ является комплексообразующая способность, основанная на взаимодействии молекулы пектина с ионами тяжелых металлов и радионуклидов. Это дает основание рекомендовать пектин для включения в рацион питания лиц, находящихся в среде, загрязненной радионуклидами, и имеющих контакт с тяжелыми металлами. Профилактическая норма пектина, утвержденная ВОЗ, составляет 2-4 г в сутки; для лиц, работающих в неблагоприятных условиях, составляет 8-10 г в сутки.

Пектин обладает лечебными свойствами и применяется при расстройствах пищеварительного тракта (гастроэнтериты, диарея), уменьшает потерю воды организмом, сокращает свертывание крови, связывает многие яды, замедляет выделение из организма аскорбиновой кислоты, инсулина, антибиотиков, снижает содержание холестерина в крови, влияет на обмен желчных кислот, обладает анафилактическим действием, обуславливает пролонгированное действие многих лекарственных веществ. Пектин связывает стронций, кобальт, радиоактивные изотопы. Большая часть пектинов не переваривается и не всасывается организмом, а выводится из него вместе с вредными веществами. Пектины улучшают пищеварение, снижают процессы гниения в кишечнике и выводят ядовитые продукты обмена, образующиеся в самом организме; способствуют выработке в кишечнике витаминов группы В, особенно В12, жизнедеятельности и росту полезных микроорганизмов в кишечнике, выведению излишнего количества холестерина.

Пектин яблок задерживает размножение гриппозного вируса «А», уменьшает по­следствия ртутного и свинцового отравления, способствует выведению свинца из костной ткани. Пектин в относительно больших количествах содержится в овощах (0,4 — 0,6%), фруктах (от 0,4% в вишнях до 1% в яблоках, но особенно много в кожице - от 1,5% в яблочной до 30% в цитрусовой) и ягодах (от 0,6% в винограде до 1 ,2% в черной смороди­не), а также в землянике, клюкве, апельсинах, калине и др.

В промышленных масштабах пектин получают из свеклы, отжатых лимонов, яблок и других продуктов. Он широко используется в пищевой промышленности для производства джемов, зефира, мармелада, повидла.

В растительной клетке пектин выполняет функцию структурирующего агента в центральном слое клеточной стенки. Кроме того, благодаря своей сильной способности к набуханию и своему коллоидному характеру пектин регулирует водный обмен растений. Название «пектин» происходит от греческого слова «пектос», что означает «желированный», «застывший».

Благодаря прекрасным желирующим свойствам пектин широко применяется при производстве пищевых продуктов – кондитерских изделий, желе, джемов. Пектин обладает детоксицирующими свойствами, т. к. способен связывать токсические элементы и радионуклиды и выводить их из человеческого организма (табл. 2.7).

Таблица 2.7. Связывание различных элементов (в % от добавленного компонента)

Элемент Пектин яблочного порошка Низкометоксилированный яблочный пектин
Свинец
Медь
Цезий
Лантан
Цирконий
Никель

Важным свойством пектина, обусловливающим его применение в пищевых продуктах, является гелеобразование. Образование гелей обусловлено ассоциацией пектиновых цепей с образованием трехмерной пространственной структуры, где два или более участка цепи сближаются друг с другом с регулярной частотой. Имеются различные виды ассоциаций, которые определяются степенью этерификации.

Нормальные пектины (степень этерификации 50%), как правило, лучше всего образуют гели при концентрации 1%, хотя концентрация может варьироваться в зависимости от вида пектина.

Желирование высокоэтерифицированных пектинов вызывается двумя факторами:

а) добавлением сахара, который вызывает дегидратацию пектиновых молекул, способствуя тем самым их сближению;

б) снижением рН среды, которое подавляет диссоциацию свободных карбоксильных групп, снижая тем самым электростатическое отталкивание цепей.

Данный механизм описан в литературе, как «сахарно-кислотное» желирование. Он протекает при содержании сухих веществ в среде не менее 55% и рН 3,0. Результаты последних исследований показывают, что гели из высокоэтерифицированных пектинов могут стабилизироваться в результате возникновения водородных связей и гидрофобных взаимодействий.

Низкоэтерифицированные пектины могут образовывать гели в отсутствие сахаров, но требуют присутствия бивалентных катионов (например Са2+). Добавка ионов кальция вызывает образование кальциевых мостиков, соединяющих молекулы пектина. Низкоэтерифицированный пектин менее чувствителен к рН, чем стандартные пектиновые гели – для нормальных пектинов область рН 2,7 – 3,5, оптимум – 3,2. Гели этого типа используют в бессахарных или низкосахарных диетических кремах и желе. Хотя гелеобразование низкоэтерифицированного пектина и не требует сахара, добавление 10 – 20% сахарозы дает возможность улучшить структуру геля, так как без сахара (или других пластификаторов) эти гели имеют тенденцию быть хрупкими и менее эластичными, чем из обычного пектина. Кроме отмеченных выше факторов на желирующие свойства пектина влияют также молекулярная масса – с ее увеличением возрастает сила геля.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.