Химический состав, детоксицирующие свойства, структура, характерными показатели и применение пектина

Пектины это природные полисахариды, которые содержатся почти во всех растениях. Как вещество, пектин был открыт более 200 лет назад и впервые получен из корнеплода топинамбура (земляной груши) [13].

Наиболее распространенным в нашей стране пектинсодержащим сырьем являются яблоки, сахарная свекла, цитрусовые, подсолнечник, клубни топинамбура и др [5,17].

Пектин способен сорбировать и выводить из организма микроорганизмы и выделяемые ими токсины, биогенные токсины, анаболики, ксенобиотики, продукты метаболизма, а также биологически вредные вещества, способные накапливаться в организме: холестерин, желчные кислоты, мочевину, билирубин, серотонин, гистамин, продукты тучных клеток [8]. В процессе усвоения пищи деметоксилизация пектина способствует превращению его в полигалактуроновую кислоту, которая соединяется с определенными тяжелыми металлами и радионуклидами, в результате чего образуются нерастворимые соли, не всасывающиеся через слизистую желудочно-кишечного тракта и выделяющиеся из организма вместе с калом [16].

Для оценки детоксицирующих свойств пектина имеют значение такие показатели как: молярная масса, уронидная составляющая, степень этерификации, содержание свободных карбоксильных групп, связывающая способность, сорбционная способность, полная статистическая обменная емкость и др [1,8].

Пектины представляют собой полисахариды клеточных стенок. Основным компонентом пектиновых полисахаридов являются полиуроновые кислоты. У высших растений они состоят из остатков D-галактуроновой кислоты, связанных С-1®С-4-связями, на долю которой в зависимости от источника происхождения пектиновых веществ приходится от 83 до 90 % [14].

Карбоксильная группа каждого остатка D-галактуроновой кислоты может существовать в разных состояниях: образовывать соли с ионами определенных металлов, чаще всего кальция (пектат), причем атомы двух- и трехвалентных металлов могут связывать несколько цепей полигалактуроновой кислоты; соль может быть одновременно и метоксилирована (пектинат), или оставаться немодифицированной (пектовая кислота - основа всех видов пектиновых веществ), или быть частично метоксилированной (эту форму обычно называют пектином) , что изображено на рисунке 1.1.1: [1]

Рисунок 1.1.1

Незначительную часть в составе пектиновых веществ составляют нейтральные полисахариды - арабинаны и галактаны, что и обусловливает гетерополисахаридный характер пектина [14]. Арабинаны представляют собой разветвленные полимеры, состоящие из остатков L-арабофуранозы, соединенные между собой α-С-1®С-5-связями. Галактаны - неразветвленные цепи, образованные из остатков D-галактопиранозы, соединенных b-С-1®С-4-связями. При этом возможно, что часть карбоксильных групп галактуроновой кислоты этерифицирована указанными нейтральными полисахаридами. Молекулярная масса пектиновых веществ достигает 200000.

Согласно современным представлениям пектин имеет линейную структуру, в которой остатки D-галактуроновой кислоты имеют пиранозную конфигурацию. Используют и другой способ изображения молекулы пектина, в котором отдельные кольца повернуты относительно друг друга и лежат в различных плоскостях. Структурная формула пектина предствлена на рисунке 1.1.2: [6].

Рисунок 1.1.2

Пектин (pectin) – водорастворимое вещество, свободное от целлюлозы и состоящее из частично или полностью метоксилированных остатков полигалактуроновой кислоты. В зависимости от количества метоксильных групп и степени полимеризации существуют различные пектины. Н-пектин (H-pectin) – высокоэтерифицированный пектин. Имеет степень этерификации, т. е. отношение числа этерифицированных карбоксильных групп на каждые 100 карбоксильных групп пектиновой кислоты, более 50 %; L-пектин (L-pectin) – низкоэтерифицированный пектин. Имеет степень этерификации менее 50 %;

Структура и химический состав пектиновых веществ определяют пространственную форму их молекул и характер взаимодействия с другими соединениями. Установлено, что пектиновые вещества обладают структурой с ограниченной гибкостью, стабилизируемой водородными и гидрофобными связями [9].

Пектиновые растворы оптически активные, правовращающие, удельное вращение постоянно при значении рН около от 3,0 до 6,5 [5].

Характерными показателями пектина являются:

Молекулярный вес, метоксильное число, ацетильное число, растворимость в воде, вязкость золя, желеобразующая способность [4].