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

Содержание метоксильных групп является важным показателем пектиновых веществ. Степень этерификации полигалактуроновой кислоты меняется в широких пределах в зависимости от источника получения и способа извлечения – от полностью лишенной метоксильных групп (пектовой кислоты) до полностью замещенных всех карбоксильных остатков полигалактуроновой кислоты [6]. Пектины, полученные из разных растений, значительно различаются по степени этерификации [1].

Метоксильное число имеет большое значение для желирующих свойств пектина. Для желеобразующего пектина установлена норма содержания метоксильных групп не ниже 7 %. Количество карбоксильных груп достигает до 3,7% (свекловичный пектин содержит наибольшее количество карбоксильных групп).

Значительно в меньшем количестве содержатся в пектине ацетильные группы. Ацетильное число колеблется в широких пределах: от сотых долей процента до 2,5 %. Ацетильные группы оказывают отрицательное влияние на желирование. Установлены допустимые пределы содержания ацетильных групп для студнеобразующего пектина – не более 1 %.

Наилучшим растворителем пектиновых веществ является вода. Растворяются они также в 84%-ной фосфорной кислоте и жидком аммиаке; в глицерине и формамиде – набухают. В остальных органических и неорганических растворителях они практически нерастворимы [7].

Растворимость пектина в воде возрастает с увеличением степени этерификации и с уменьшением степени полимеризации. Из двух пектинов с одинаковой длиной цепи легче растворим тот, у которого выше метоксильное число; из двух пектинов одинаковой степени этерификации легче растворим обладающий меньшим молекулярным весом [10].

Желирующая способность пектина растительного, широко используемая пищевой промышленностью, у разных растений далеко не одинакова и зависит от относительной молекулярной массы пектина, от степени метоксилирования остатков галактуроновой кислоты и количества сопутствующих балластных веществ, концентрации сахара в растворе, температуры и рН среды [5].

Между карбоксильными и гидроксильными группами цепей пектиновой кислоты возникают водородные связи. Возможно, что водородные связи образуются также между карбоксильными и гидроксильными группами пектиновых молекул и полярными группами сахара [12].

При повышении температуры пектины разрушаются [5]. Этот процесс сопровождается уменьшением вязкости и желирующей способности. Понижение вязкости и желирующей способности вызывается разрушением суперструктуры пектиновых веществ. Оптимальной для сушки пектиновых веществ является температура, приблизительно равная 80°С. При сушке выше этой температуры желеобразование пектина ухудшается в связи с происходящей деградацией.

Под действием кислот молекулы растворимых пектиновых веществ могут претерпевать одновременно два существенных изменения [2]:

а) омыление этерифицированных карбоксильных групп;

б) разрушение молекулы вследствие разрыва гликозидной связи между остатками D-галактуроновой кислоты.

При действии сильной минеральной кислоты на высокоэтерифицированную пектиновую даже при комнатной температуре через несколько недель происходит ее омыление до нерастворимой полигалактуроновой кислоты, выпадающей в осадок. Одновременно с метоксильными омыляются и ацетильные группы пектиновой молекулы. При повышении температуры кислотное омыление происходит быстрее. При дальнейшем же повышении температуры скорость этого процесса еще более возрастает, но вместе с тем начавшийся распад макромолекул по главным валентностям увеличивается настолько, что деградация начинает преобладать над омылением [6]. В присутствии сахарозы окислительный распад пектиновых веществ подавляется, т.е. сахароза является ингибитором окисления пектиновых веществ [5].

Карбоксильные и гидроксильные группы пектиновой или пектовой кислот могут вступать в химические реакции; полученные при этом соединения рассматриваются как соответствующие производные двух видов [16].

Карбоксильные группы пектина могут восстанавливаться до первичных спиртовых групп с помощью алюмогидрида лития или боргидрида натрия. Довольно легко происходит сшивка пектиновых веществ формальдегидом в присутствии соляной кислоты как катализатора, в результате чего образуется метилольный полуацеталь пектина [3].

При взаимодействии пектиновых веществ с полифункциональными соединениями образуются пространственные трехмерные структуры. В качестве связующих агентов используют диметилдихлорсилан, глиоксаль, дихлорэтилсульфамид и др [11].