Пектиновые вещества

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пектиновые вещества -- это высокомолекулярные углеводы растительного происхождения, главным структурным компонентом которых является D-галактуроновая кислота; встречаются в тканях наземных растений и в некоторых водорослях. В растениях, например, в соке и в мякоти плодов, в мякоти корнеплодов и в других частях растений, эти вещества, частью растворимые в воде, частью легко переходящие в нерастворимые студенистые вещества. В тканях некоторых растений содержание пектиновых веществ достигает 30% сухого веса (например, в белой части кожуры цитрусов), в других -- их содержание не превышает долей процента.

К пектиновым веществам относятся:

-пектовая кислота, которая построена из остатков D-галактуроновой кислоты, связанных б-1,4-гликозидными связями в длинные цепи (является основой всех пектиновых веществ);

- пектаты -- соли пектовой кислоты;

- пектины -- продукты различной степени метилирования пектовой кислоты по карбоксильным группам, растворяются в воде с образованием плотных гелей;

- пектинаты -- соли пектинов;

- протопектины -- нерастворимые в воде вещества высокого молярного веса, в которых линейные молекулы пектинов связаны поперечными мостиками, и другие производные пектина.

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.

К более изученным П. веществам принадлежат следующие.

Пектин. Содержится в соке зрелых яблок и груш, из которого при нагревании со спиртом и соляной кислотой осаждается в виде хлопьев. Для получения его сок совершенно зрелых груш обрабатывают щавелевой кислотой для осаждения извести и танином для удаления альбуминатов и затем осаждают пектин спиртом. Пектин представляет аморфное вещество, растворимое в воде. Состав его по Фреми С32Н48О32, по Ходневу С28Н42О24.

Пектиновая кислота. Образуется при действии едкого калия и углекислых щелочей на пектин, а также при нагревании свекловичной мякоти с раствором едкого калия. Состав: по Фреми C16H22O15, по Ходневу С14Н20О13, соли, по Ходневу C14H20O14M2, аморфны. Из растворов солей пектиновая кислота осаждается в виде студня, нерастворима в воде и в спирте. При нагревании с водой дает парапектиновую кислоту С24Н34О23 (Фреми). При нагревании пектиновой кислоты и пектина с избытком щелочей образуется метапектиновая кислота, по Шейблеру, тождественная с арабиновой кислотой или арабином С12Н12О11. Пектаз есть фермент, содержащийся в соке свеклы и моркови.

Пектоза, по Ходневу С14Н22О11, нерастворимое пектиновое вещество, содержащееся в незрелых плодах, также в свекле и моркови; переходит от действия пектаза в растворимый пектин или в пектиновые кислоты.

Известно также еще несколько других П. веществ, извлеченных из различных растений, а также некоторые продукты превращений вышеописанных П. веществ, но имеющиеся данные настолько неопределенны, что даже существование многих из этих веществ может быть подвержено сомнению, и вообще характеристика П. веществ, отвечающая современным научным требованиям, может быть дана только после новых, более точных исследований этих веществ. Произведенные в недавнее время исследования Тромп-де-Гааса и Толленса над пектином из незрелых яблок, ревеня, вишен, смородины, рейнклодов и репы показывают, что состав его близок к составу углеводов, т. е. отношение между содержащимися в нем количествами водорода и кислорода близко к отношению 1:8 (оно колеблется от 1:7,3 до 1:9), и таким образом подтверждают сделанные ранее аналогичные выводы Шейблера, Рейхардта и Бауера. Для пектина из репы, по Тромп-де-Гаасу и Толленсу, можно было бы дать формулу nC18Н30O17, но ввиду крайне трудной очистки вещества нельзя сказать положительно, обусловливается ли замечаемый здесь некоторый избыток кислорода относительно водорода действительным составом его или зависит лишь от его недостаточной чистоты. Отчасти углеводная натура П. веществ (пектина) явствует из их отношения к реакции гидролиза разведенной серной кислотой, причем теми же авторами констатировано образование пентоз (арабинозы) и гексоз (галактозы). Имея в виду сказанное, приближающее пектиновые вещества к растительным слизям , и в то же время указания, что при гидролизе арабиновой (метапектиновой) кислоты из гуммиарабика (O'Sullivan) или свекловицы (Scheibler) рядом с различными глюкозами образуется также еще и кислота (состав которой, по О'Сюлливану, отвечает формуле С23Н38О22, где H:О = 1:9,26), Толленс предполагает возможным рассматривать пектиновые вещества как продукты неполного, частичного окисления растительных слизей, как оксислизи, аналогичные оксицеллюлозам. углевод растительный пектиновый химический

В растениях пектиновые вещества присутствуют преимущественно в виде нерастворимого протопектина, который содержится главным образом в стенках растительной клетки, в межклеточном цементирующем материале, играя роль опорных элементов тканей; в клеточном соке содержатся пектины и их соли пектинаты. При извлечении пектинов из растительного материала протопектин разрушают горячей соляной кислотой, и образующийся пектин осаждают спиртом. Пектины различных растений характеризуются неодинаковой молярной массой, степенью этерификации карбоксильных групп, распределением метильных групп в молекуле. Полностью метилированная по карбоксилам пектовая кислота содержит около 14% метоксилов, однако природные пектины содержат и свободные карбоксильные группы. В зависимости от степени метилирования пектины делятся на n-пектины, в которых метилировано более 50% всех карбоксильных групп, и L-пектины, содержащие меньше 50% этерифицированных карбоксильных групп. Пектины растворимы в воде и способны в присутствии сахара и органических кислот образовывать плотные гели. К действию кислот пектины довольно стойки, под действием щелочей они разрушаются; легко подвергаются окислительному расщеплению.

Ферменты, действующие на пектины, делятся на пектинэстеразы, гидролизующие сложноэфирные группировки, отщепляя метальные группы, и полигалактуроназы, расщепляющие полигалактуронидную цепь до олигоуронидов и далее до D-галактуроновой кислоты. Эти пектиновые ферменты, различные представители которых встречаются в микроорганизмах и растениях, используют для расщепления пектиновых веществ при осветлении фруктовых соков.

Определение пектинов производят измерением количества CO2, образующегося при нагревании пектинов с горячей кислотой; спектрофотометрически -- по окрашенному комплексу, получаемому при их взаимодействии с карбазолом, и другими способами. Для характеристики промышленных препаратов большое значение имеет определение вязкости пектинов и их способности образовать гели.

Благодаря прекрасным желирующим свойствам пектин широко применяется при производстве пищевых продуктов - кондитерских изделий, желе, джемов. 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. Пектин обладает детоксицирующими свойствами, т. к. способен связывать токсические элементы и радионуклиды и выводить их из человеческого организма. Промышленные препараты пектинов получают из кожуры цитрусов, яблок и кормового арбуза. А также пектин используется в фармацевтической промышленности. В шелухе чеснока содержится большое количество пектинов, которые способствуют выведению из организма холестерина, тяжёлых металлов, радиоактивных веществ.

Размещено на Allbest.ru