Файл: Выделение и определение пектиновых веществ в плодах и корнеплодах для проектирования школьного исследования.docx
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 32
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Пектовая кислота получается из пектиновой кислоты в результате ее полного деметоксилирования. Растворимость пектовой кислоты меньше, чем пектиновой. Соли пектовой кислоты называются пектатами (Мухидинов, 2009).
Отдельные представители пектиновых веществ в растительных тканях располагаются неравномерно. Протопектин вместе с другими полисахаридами входит в состав клеточных стенок и срединных пластинок молодых тканей. Растворимый пектин содержится во всех частях клетки, но главным образом в клеточном соке. Жесткость незрелых плодов определяется наличием в них значительного количества протопектина. Во время созревания плодов под влиянием органических кислот и фермента протопектиназы протопектин расщепляется, при этом плод становится менее жестким (Хрундин, 2009).
Пектины, полученные из различных растительных источников, представляют собой порошки без запаха от светлокремового до коричневого цвета. Цитрусовые пектины обычно светлее яблочных. Выделенный и очищенный пектин представляет собой белый порошок. Молекулярная масса пектина изменяется в широких пределах и колеблется от 15 000 до 360 000. Например, яблочный пектин имеет молекулярную массу от 17 000 до 200 000, цитрусовый от 23 000 до 360 000 (Сокол, 2008).
Пектин плохо растворяется в холодной воде, лучше в горячей с образованием коллоидного раствора – золя. Растворимость пектина возрастает с уменьшением молекулярной массы и увеличением степени этерификации. Пектиновые кислоты нерастворимы в воде. Пектины из водных растворов осаждаются спиртом и другими органическими растворителями.
Во влажной атмосфере пектины могут сорбировать до 20 % воды. В избытке воды они растворяются. Пектины не растворяются в растворах с cодержанием сухих веществ более 30 %. В отличие от сахарного песка, который сразу же после попадания в воду начинает растворяться, частица пектинового порошка, попав в воду, всасывает ее, словно губка, сама при этом увеличиваясь в размерах в несколько раз, и только после достижения определенного размера начинает растворяться. Если частицы пектинового порошка при соприкосновении с водой находятся близко друг к другу, то, всасывая воду и разбухая, они слипаются, образуя один большой липкий ком, чрезвычайно медленно растворяющийся в воде (Шамкова, 2005).
В водных растворах макромолекула пектина имеет спиралевидно скрученную цепь, карбоксильные группы которой расположены одна под другой. При электролитической диссоциации этих групп возникают отталкивающие силы
, вследствие чего спиральная молекула выпрямляется, увеличиваются ее линейный размер и вязкость. Пектин при катафорезе осаждается на аноде, что указывает на отрицательный электрический заряд его частиц.
В присутствии cахаров и кислот пектин образует студни. Желирующая способность пектинов увеличивается с увеличением молекулярной массы и степени этерификации. Богаты метоксильными группами пектины яблок, смородины, крыжовника, цитрусовых (7-12 %). Кислоты уменьшают диссоциацию карбоксильных групп пектинов, уменьшаются и силы отталкивания. Кроме того, сахар отнимает у пектинов часть гидратной воды. В результате устойчивость пектинового золя снижается. Определенную роль при образовании желе играют и водородные связи, возникающие между карбоксильными и гидроксильными группами. Желе может образоваться в присутствии и поливалентных катионов, например кальция, связывающего карбоксильные группы двух макромолекул пектиновой кислоты. Пектиновые вещества содержатся во всех плодах и ягодах. Особенно их много в сливах, черной смородине, черешне, яблоках, свёкле, цитрусовых и т.д (Лазарева, 1999).
Пектины довольно стойки к действию кислот, под действием щелочей они разрушаются, легко подвергаются окислительному расщеплению. Ферменты, действующие на пектины, делятся на пектинэстеразы, гидролизующие сложноэфирные группировки, отщепляя метильные группы, и полигалактуроназы, расщепляющие полигалактуронидную цепь до олигоуронидов и далее до D-галактуроновой кислоты. Эти пектиновые ферменты встречаются в микроорганизмах и растениях, используют для расщепления пектиновых веществ при осветлении фруктовых соков (Келлер, 2016).
1.3. Свойства и функции пектиновых веществ
В растительной клетке пектин выполняет функцию структурирующего агента в центральном слое клеточной стенке. Благодаря своей высокой способности к набуханию и своему коллоидному характеру пектин регулирует водный обмен растений.
Пектин, являясь не усваиваемым полисахаридом, образует группу пищевых волокон, которые выполняют весьма важные функции в организме, такие как:
– стимулируют моторную функцию кишечника;
– препятствуют всасыванию холестерина;
– играют положительную роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в ингибировании гнилостных процессов;
– оказывают влияние на липидный обмен, нарушение которого приводит к ожирению;
– адсорбирует желчные кислоты (Зайко, 1997).
Кроме того, пектин обладает детоксицирующими свойствами, т.к. способен связывать токсичные элементы и радионуклиды и выводить их из человеческого организма. Это делает пектин и пектинсодержащие продукты ценной добавкой при производстве пищевых продуктов лечебно-профилактического назначения. Комплексообразующая способность пектина основана на его способности образовывать нерастворимые комплексные соединения с тяжелыми металлами и радионуклидами. Именно это свойство определяет пектин по рекомендации Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) как профилактическое средство в экологически загрязненных территориях. Профилактическая суточная доза пектина составляет 4-5 г, в условиях радиоактивного загрязнения – 15-16 г.
Важным свойством пектина, обуславливающим его применение в пищевых продуктах, является гелеобразование. Благодаря прекрасным желирующим свойствам пектин широко используется при производстве пищевых продуктов – кондитерских изделий, фруктовых желе, джемов.
Образование гелей обусловлено ассоциацией пектиновых связей с образованием трехмерной структуры, где два или более участка цепи сближаются друг с другом с регулярной частотой. Имеются различные виды ассоциаций, определяемые степенью этерификации (Ильина, 2000).
Нормальные пектины (степень этерификации 0%), как правило, лучше образуют гели, хотя концентрация может рьировать в зависимости от вида пектина (Ильина, 2000).Желирование выоэтерифицированных пектинов вызывается двумя факторами:
1) добавлением сахара, который вызывает дегидратацию пектиновых молекул, способствуя тем самым их сближению;
2) снижением рН среды, которое подавляет диссоциацию свободных карбоксильных групп, снижая тем самым электростатическое отталкивание цепей (Ильина, 2000).
Данный механизм описан в литературе, как «сахарно-кислотное» желирование. Он протекает при содержании сухих веществ в среде не менее 55 % и рН равной 3,0. Гели из высокоэтерифицированных пектинов могут стабилизироваться в результате возникновения водородных связей и гидрофобных взаимодействий.
Низкоэтерифицированные пектины могут образовывать гели в отсутствии сахаров, но требуют присутствия двухвалентных катионов (наприме, Са
2+). Добавка кальция вызывает образование кальциевых мостиков, соединяющих молекулы пектина. Однако при передозировке кальция может иметь место выпадения в осадок петината кальция. Низкоэтерифицированный пектин менее чувствителен к рН, чем стандартные пектиновые гели, для нормальных пектинов область рН 2,7-3,5, оптимум – 3,2 (Ильина и др., 2003, Михеева, 2001).