Пектиновые вещества

Строение пектина

Пекти́новые вещества́ или пектины (от др.-греч. πηκτός — свернувшийся, замёрзший) — полисахариды, образованные остатками главным образом галактуроновой кислоты. Присутствуют во всех высших растениях, особенно много во фруктах и в некоторых водорослях. Пектины, являясь структурным элементом растительных тканей, способствуют поддержанию в них тургора, повышают засухоустойчивость растений, устойчивость овощей и фруктов при хранении. Используются в пищевой промышленности — в качестве структурообразователей (гелеобразователей), загустителей, а также в медицинской и фармацевтической промышленности — в качестве физиологически активных веществ с полезными для организма человека свойствами. В промышленных масштабах получают пектиновые вещества в основном из яблочных и/или цитрусовых выжимок, жома сахарной свёклы, корзинок подсолнечника. Другие виды растительного сырья не имеют особого промышленного и прикладного значения.

Применение

Пектин для применения в пищевой и фармацевтической промышленности — очищенный полисахарид получают кислотной экстракцией из цитрусовых (лайм, лимон, апельсин, грейпфрут), яблочных выжимок, жома сахарной свеклы или из корзинок подсолнечника. Технологическая схема получения пектина предусматривает его очистку после экстракции, осаждение органическими растворителями, сушку, измельчение и т. н. стандартизацию. Стандартизация представляет собой процесс модификации свойств пектина, достигаемой физическими и/или химическими способами, с целью приведения их в соответствие с технологическими и рецептурными требованиями производства различных групп пищевых и непищевых продуктов. Пектин является гелеобразователем, стабилизатором, загустителем, влагоудерживающим агентом, осветлителем, веществом, облегчающим фильтрование и средством для капсулирования, зарегистрирован в качестве пищевой добавки E440. В пищевой промышленности пектин используют в производстве начинок для конфет, производстве фруктовых начинок, кондитерских желейных и пастильных изделий (например, зефир, пастила, мармелад), молочных продуктов, десертов, мороженого, спредов, майонеза, кетчупа, сокосодержащих напитков. В фармацевтической и медицинской промышленности пектин используют для капсулирования лекарств, а также для изготовления специальных лечебно-профилактических средств,например, из пектина изготавливают биологически активную добавку "Пепидол", которая применяется при дисбактериозе, кишечных инфекциях и отравлениях.

Растворимость

Пектины для промышленного применения, полученные из различных растительных источников, представляют собою порошки без запаха от светлокремового до коричневого цвета. Цитрусовые пектины обычно светлее яблочных. 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, 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.

Желирование

В производстве пищевых продуктов, таких как варенье, джем, конфитюр, мармелад, пектин применяют в качестве гелеобразователя. Пектин может быть использован в составе желирующего сахара для приготовления желейных продуктов в домашних условиях. В зависимости от химических свойств различают две основные группы пектинов — 1) высокоэтерифицированные пектины и 2) низкоэтерифицированные пектины. Механизмы желирования у названных групп пектинов отличаются друг от друга.

Высокоэтерифицированные пектины желируют при высоком содержании сухих веществ в среде (напр., при высоком содержании сахара) и высокой кислотности, низкоэтерифицированные пектины способны образовывать гели при низких содержаниях сухих веществ и невысокой кислотности. Желирование высокоэтерифицированных пектинов — это процесс, при котором полимерные молекулы в условиях высокой кислотности и высокого содержания сухих веществ, взаимодействуют друг с другом через образование химических связей — водородных мостиков, образуют плотную пространственную структуру, называемую гелем или желе. Молекулы пектина образуют равномерно распределенную трехмерную сеть, связывая при этом большое количество воды. Желирование низкоэтерифицированных пектинов происходит как по механизму желирования высокоэтерифицированных пектинов, так и в результате взаимодействия с ионами поливалентных металлов, например, с ионами кальция. При этом ионы кальция являются связующими звеньями между полимерными молекулами пектина, образующими пространственную структуру геля (желе). Именно гелеобразующая способность пектина является определяющим фактором его широкого применения в пищевой промышленности.

Комплексообразование

Комплексообразующая способность основана на взаимодействии молекулы пектина с ионами тяжелых и радиоактивных металлов. Благодаря наличию в молекулах большого количества свободных карбоксильных групп именно низкоэтерифицированные пектины проявляют наибольшую эффективность. Специальные препараты, содержащие комплексы высоко- и низкоэтерифицированных пектинов, включают в рацион питания лиц, находящихся в среде, загрязненной радионуклидами, и имеющих контакт с тяжелыми металлами. Специальные высокоочищенные пектины могут быть отнесены к незаменимому веществу для использования в производстве функциональных пищевых продуктов, а также продуктов здорового и специального (профилактического и лечебного) питания. Оптимальная профилактическая дозировка специального пектина составляет 5-8 г в сутки, а в условиях радиоактивного загрязнения — не менее 15-16 г.^[1][2]

Производство

Производство пектина — динамически развивающийся бизнес с ежегодным увеличением производства на 3-4 %. Мировое производство и рынок пектина сосредоточено в Европе (Германия, Швейцария и др.), Южной Америке (Аргентина, Бразилия), Южной Африке, Китае, Иране и др. Объем производства составляет приблизительно 28-30 тыс. т в год. На долю пектина из цитрусовых культур приходится до 70 % производимого пектина, и на долю яблочных пектинов — до 30 %. Ведущими мировыми производителями этого продукта являются компании Herbstreith & Fox, Cargill, Danisco, Unipectin. В Российской Федерации пектин в основном применяют для производства кондитерских желейных изделий (мармелад, зефир), фруктовых желейных консервов (конфитюр, джем, повидло, начинки), кисломолочных продуктов (йогурты, начинки для йогуртов), хлебобулочных изделиях (термостабильные начинки) и др. В 2011 году в городе Фролово планируется строительство первого в Российской Федерации завода по производству пектина.

Содержание в продуктах питания

Поскольку пектиновые вещества представляют собой природные органические соединения – полисахариды, то и содержатся они в различных количествах в плодах, овощах, корнеплодах. Наиболее богаты пектинами свёкла столовая, морковь, перец, тыква, баклажаны, яблоки, айва, вишня, слива, груши, цитрусовые, ягоды. Высоким содержанием пектинов характеризуются также фруктовые и овощные соки с мякотью (яблочный, морковный, яблочно-морковный, яблочно-клюквенный, айвовый, персиковый, томатный), фрукты и ягоды, протёртые с сахаром и его заменителем (яблоки, клубника, крыжовник, слива, смородина и др.). Рекомендуются и готовые плодоовощные консервы, обогащённые пектином (перец резаный с овощами, икра баклажанная), фруктовые пюре, напитки, кисели, сиропы, мармелад, драже, желе.^[3]

См. также

• Вещества
  • Пищевые добавки
  • Агар-агар
  • Желатин
  • Крахмал
• Продукты
  • Желе
  • Мармелад
  • Желирующий сахар

Примечания

1. ↑ "Воздействие радиации на здоровье детей в Беларуси спустя 12 лет после Чернобыля". В.Б.Нестеренко - член-коррекспондент НАН РБ, профессор, доктор технических наук, директор Белорусского института радиационной безопасности (http://members.fortunecity.com/asasas25/Nester/mains1.htm
2. ↑ В.Б.Нестеренко "Радиационный мониторинг жителей и их продуктов питания в Чернобыльской зоне Беларуси" Информационный бюллетень № 21 Минск, 2002 - стр. 80 http://belrad-institute.org/RU/lib/exe/fetch.php?media=%D0%BF%D1%83%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8:bul_21.pdf
3. ↑ В.Б.Нестеренко "Радиационный мониторинг жителей и их продуктов питания в Чернобыльской зоне Беларуси" Информационный бюллетень № 21 Минск, 2002 - стр. 82 http://belrad-institute.org/RU/lib/exe/fetch.php?media=%D0%BF%D1%83%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8:bul_21.pdf

Ссылки

• Интернет-сайт Международной ассоциации производителей пектина (International Pectin Producers Association). Дополнительная информация о свойствах, производстве и применении пектина.
• Интернет-страница о пектинах Лаборатории фундаментальных и прикладных исследований качества и технологий пищевых продуктов ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» (ФГБОУ ВПО "МГУПП").