Пектиновые вещества, свойства пектина, Функции моносахаридов

Пектиновые вещества

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. Название «пектин» происходит от греческого слова «пектос», что означает «желированный», «застывший».

Благодаря прекрасным желирующим свойствам пектин широко применяется при производстве пищевых продуктов – кондитерских изделий, желе, джемов. Пектин обладает детоксицирующими свойствами, т. к. способен связывать токсические элементы и радионуклиды и выводить их из человеческого организма.

ЭлементПектин яблочного порошкаНизкометоксилированный яблочный пектин
Свинец5080
Медь1545
Цезий4575
Лантан4575
Цирконий3060
Никель5080

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. Имеются различные виды ассоциаций, которые определяются степенью этерификации.

Нормальные пектины (степень этерификации 50%), как правило, лучше всего образуют гели при концентрации 1%, хотя концентрация может варьироваться в зависимости от вида пектина.

Желирование высокоэтерифицированных пектинов вызывается двумя факторами:

а) добавлением сахара, который вызывает дегидратацию пектиновых молекул, способствуя тем самым их сближению;

б)    снижением рН среды, которое подавляет диссоциацию свободных карбоксильных групп, снижая тем самым электростатическое отталкивание цепей.

Данный механизм описан в литературе, как «сахарно-кислотное» желирование. Он протекает при содержании сухих веществ в среде не менее 55% и рН 3,0. Результаты последних исследований показывают, что гели из высокоэтерифицированных пектинов могут стабилизироваться в результате возникновения водородных связей и гидрофобных взаимодействий.

Низкоэтерифицированные пектины могут образовывать гели в отсутствие сахаров, но требуют присутствия бивалентных катионов (например Са2+). Добавка ионов кальция вызывает образование кальциевых мостиков, соединяющих молекулы пектина. Низкоэтерифицированный пектин менее чувствителен к рН, чем стандартные пектиновые гели – для нормальных пектинов область рН 2,7 – 3,5, оптимум – 3,2. Гели этого типа используют в бессахарных или низкосахарных диетических кремах и желе. Хотя гелеобразование низкоэтерифицированного пектина и не требует сахара, добавление 10 – 20% сахарозы дает возможность улучшить структуру геля, так как без сахара (или других пластификаторов) эти гели имеют тенденцию быть хрупкими и менее эластичными, чем из обычного пектина. Кроме отмеченных выше факторов на желирующие свойства пектина влияют также молекулярная масса – с ее увеличением возрастает сила геля.

Функции моносахаридов и олигосахаридов. Гидрофильность

Гидрофильность – одно из важнейших свойств углеводов, используемых при получении пищевых продуктов. Гидрофильность обусловлена наличием многочисленных ОН-групп. Они взаимодействуют с молекулой воды посредством водородной связи, приводя таким образом к сольватации и (или) к растворению сахаров и многих их полимеров. Эффект связывания воды в значительной степени зависит от структуры сахара. Например, фруктоза значительно более гигроскопична, чем D-глюкоза, хотя они имеют и одинаковое число гидроксильных групп. При 100%-й равновесной относительной влажности воздуха сахароза и мальтоза связывают одинаковое количество воды, в то же время лактоза гораздо менее гигроскопична. Гидратные формы, имеющие прочную кристаллическую структуру, в меньшей степени способны абсорбировать влагу.

Следует отметить, что неочищенные сахара или сахарные сиропы в большей степени способны абсорбировать воду, чем очищенные сахара. Причина этого заключается в том, что примеси препятствуют образованию водородных связей между молекулами сахара, и ОН-группы сахаров становятся более доступными для связывания воды посредством водородных связей. Способность связывать воду и контролировать активность воды (аw) в пищевых продуктах – одно из наиболее важных свойств углеводов.

 

 

Ссылка на основную публикацию