Pektiner

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 28. marts 2022; checks kræver 13 redigeringer .

Pektinstoffer , eller pektiner (fra andre græske πηκτός  - koagulerede, frosne) - polysaccharider dannet af rester hovedsageligt galacturonsyre . De er til stede i alle højere planter , især i frugter , og i nogle vandplanter - et eksempel er ålegræs . Pektiner, der er et strukturelt element i plantevæv, bidrager til opretholdelsen af ​​turgor i dem , øger planters tørkeresistens , stabiliteten af ​​grøntsager og frugter under opbevaring. Planteceller indeholder to hovedformer af pektin: opløseligt pektin (hydropektin) og uopløseligt pektin (protopektin) [1] . De bruges i fødevareindustrien  - som struktureringsmidler (geleringsmidler), fortykningsmidler, såvel som i den medicinske og farmaceutiske industri  - som fysiologisk aktive stoffer, også i form af modificeret pektin , med egenskaber til gavn for den menneskelige krop. I industriel skala opnås pektinstoffer hovedsageligt fra æble- og citruspresser, sukkerroemasse , solsikkekurve , græskar .

Pektiner absorberes praktisk talt ikke af det menneskelige fordøjelsessystem, de er enterosorbenter . Pektin har en gavnlig rolle, for eksempel i tilfælde af forgiftning med giftige metaller, ved at undertrykke aktiviteten af ​​forrådnende mikroorganismer. Produkter rige på pektin fjerner radionuklider fra kroppen. Pektin er mere effektivt end fiber til at sænke kolesterol i blodet og fjerne galdesyrer [1] .

Biologi

I plantebiologien består pektin af et komplekst sæt af polysaccharider, der er til stede i de fleste primære cellevægge og er særligt rigeligt i de ikke-vedagtige dele af landplanter [2] . Pektin er en vigtig bestanddel af median lamina , hvor det hjælper med at binde celler sammen, men findes også i primære cellevægge. Pektin aflejres ved exocytose i cellevæggen gennem vesikler dannet i Golgi-cellerne [3] .

Mængden, strukturen og den kemiske sammensætning af pektin varierer både i forskellige planter og inden for forskellige dele af den samme plante. Pektin er et vigtigt cellevægspolysaccharid, der giver primær cellevægsudvidelse og plantevækst [4] . Under frugtmodning nedbrydes pektin af enzymerne pectinase og pectinesterase , hvilket får frugten til at blive blødere, efterhånden som median laminae nedbrydes og cellerne adskilles fra hinanden [5] . En lignende proces med celledeling, forårsaget af nedbrydning af pektin, forekommer i zonen med bladstilk-abscission i løvfældende planter.

Pektin er en naturlig del af den menneskelige kost, men bidrager ikke væsentligt til ernæringen. Det daglige indtag af pektin fra frugt og grønt kan estimeres til omkring 5 g med et indtag på cirka 500 g frugt og grønt pr. dag.

I menneskelig fordøjelse binder pektin sig til kolesterol i mave-tarmkanalen og sænker glukoseabsorptionen ved at tilbageholde kulhydrater. Pektin er således en opløselig kostfiber. Hos non-obese diabetic (NOD) mus har pektin vist sig at øge forekomsten af ​​diabetes [6] .

En undersøgelse viste, at efter at have spist frugt, stiger koncentrationen af ​​methanol i menneskekroppen med en størrelsesorden på grund af nedbrydningen af ​​naturligt pektin (som er esterificeret med methylalkohol) i tyktarmen [7] .

Pektin har vist sig at have en funktion til at reparere DNA fra visse plantefrøarter, normalt ørkenplanter [8] . Overfladefilmene på frøene, der er rige på pektin, skaber et slimet lag, der holder på fugten, hvilket hjælper cellen med at reparere dens DNA [9] .

Det har vist sig, at forbruget af pektin en smule (3-7%) reducerer niveauet af LDL-kolesterol i blodet. Effekten afhænger af pektinkilden; æble- og citruspektiner var mere effektive end appelsinpulppektin [10] . Mekanismen synes at være en stigning i viskositeten i tarmkanalen, hvilket resulterer i nedsat absorption af kolesterol fra galde eller mad [11] . I tyktarmen og tyktarmen nedbryder mikroorganismer pektin og udskiller kortkædede fedtsyrer, der har en positiv effekt på helbredet (præbiotisk effekt) [12] .

Kemisk struktur og egenskaber

Pektinklassen af ​​stoffer forekommer i en række forskellige strukturer. Fælles for dem alle er, at de er polysaccharider, hvis hovedingrediens (mindst en af ​​dem) er et polysaccharid. 65 vægt-%), hvilket er α -D -galacturonsyre ( pK -værdi a 2,9) som monomer. Disse galacturonsyremonomerer er bundet til hinanden via α-1,4-, hovedsagelig også i lille udstrækning, via β-1,4-glykosidbindinger og danner således rygraden i pektinmolekylet.

Strukturelle egenskaber af forskellige pektiner
Fragment af kulstofskelettet af pektiner:

Poly-a-(1→4)-galacturonsyre.

Delvist esterificeret del af kulstofskelettet
Rhamnogalacturonan: et kulstofskelet med en "kink" på grund af indlejret rhamnose

Denne lineære rygrad er periodisk afbrudt af 1,2-bindinger til α - L -rhamnose. Derfor er det systematiske navn på pektin rhamno-galacturonsyre . Inklusionen af ​​rhamnoseenheder forårsager en forstyrrelse i den formelt lige polygalacturonsyrekæde: kæderne bliver "buede". Til gengæld bærer byggestenene af rhamnose i naturlige pektiner oligomere sidekæder bestående af arabinose, galactose eller xylosesukker. Disse neutrale sukkersidekæder kan til gengæld opdeles i arabinaner, galactaner og arabinogalactan-I samt arabinogalactan-II, som er forbundet med proteiner, men ofte også refererer til hemicelluloser. Sidekæder er normalt mellem en og 50 sukkerenheder. Ved industriel udvinding af pektiner går de fleste af disse sidekæder, men især den svagt sure arabinofuranose, tabt. Forgrening i kæden gennem L -rhamnose og dens sidekæder forekommer ikke regelmæssigt, men akkumuleres i de såkaldte " fluffy områder" . I modsætning hertil kaldes de lineære dele af kæden " glatte områder" .

Ud over grenene af hovedkæden findes andre funktioner i pektinmakromolekylet. Hydroxylgrupperne på C2- eller C3-atomerne i galacturonsyreenhederne acetyleres eller substitueres i små mængder med andre neutrale sukkerarter såsom D- galactose, D- xylose, L -arabinose eller L -rhamnose - igen, overvejende i "fluffy". områder" . Carboxygrupperne i polygalacturonsyre esterificeres ofte med methanol. Graden af ​​esterificering og acetylering afhænger af pektins oprindelse, men har en afgørende indflydelse på dets kemiske egenskaber. Dette er grunden til, at pektiner klassificeres baseret på deres gennemsnitlige esterificering VE.

Ansøgning

Pektin til brug i fødevare- og medicinalindustrien - et renset polysaccharid  - opnås ved syreekstraktion fra citrusfrugter ( lime , citron , appelsin , grapefrugt ), æblepresserester, sukkerroemasse , søgræs eller fra solsikkekurve. Den teknologiske ordning til fremstilling af pektin sørger for dets ekstraktion fra råvaren, oprensning, udfældning med organiske opløsningsmidler, tørring, formaling osv. standardisering. Standardisering er en proces til at modificere egenskaberne af pektin, opnået ved fysiske og/eller kemiske midler, for at bringe dem i overensstemmelse med de teknologiske krav og receptkrav til produktion af forskellige grupper af fødevarer og non-food produkter. Pektin er et geleringsmiddel, stabilisator , fortykningsmiddel, vandtilbageholdende middel, klaringsmiddel, filterhjælpemiddel og indkapslingsmiddel, registreret som fødevareadditiv E440 .

I fødevareindustrien anvendes pektin til fremstilling af fyld til slik, fremstilling af frugtfyld, konfekturegele og pastilleprodukter (f.eks. skumfiduser, skumfiduser, marmelade), mejeriprodukter, desserter, is , smørepålæg, mayonnaise, ketchup, juicedrikke. I den farmaceutiske og medicinske industri bruges pektin for eksempel til at indkapsle lægemidler.

Opløselighed

Pektiner til industriel brug, opnået fra forskellige vegetabilske kilder, er lugtfri pulvere fra lys creme til brun. Citruspektiner er normalt lettere end æblepektiner. I en fugtig atmosfære kan pektin absorbere op til 20 % af vandet. De opløses i overskydende vand. Pektiner opløses ikke i opløsninger med et tørstofindhold på mere end 30 %.

I modsætning til granuleret sukker, som straks begynder at opløses efter at være kommet i vandet, suger en partikel af pektinpulver, når den kommer ind i vandet, det op som en svamp, øges i størrelse flere gange, og først efter at have nået en vis størrelse begynder det at opløses. Hvis partiklerne af pektinpulver, når de er i kontakt med vand, er tæt på hinanden, så klæber de sammen, når de absorberer vand og hæver, og danner en stor klæbrig klump, som opløses ekstremt langsomt i vand.

Gelling

I produktionen af ​​fødevarer såsom marmelade , marmelade , konfitur , marmelade , bruges pektin som geleringsmiddel. Pektin kan bruges som en del af en blanding med såkaldt sukker. "geleringssukker" , bruges til at lave geléprodukter derhjemme. Afhængig af de kemiske egenskaber skelnes der mellem to hovedgrupper af pektiner - 1) højesterificerede pektiner og 2) lavesterificerede pektiner. Mekanismerne for gelering i disse grupper af pektiner adskiller sig fra hinanden.

Højesterificerede pektiner geler ved højt tørstofindhold i mediet (f.eks. højt sukkerindhold) og høj surhedsgrad, lavesterificerede pektiner er i stand til at danne geler ved lavt tørstofindhold og lav surhed. Gelering af højt esterificerede pektiner er en proces, hvor polymermolekyler interagerer med hinanden under forhold med høj surhed og højt tørstofindhold gennem dannelse af kemiske bindinger - hydrogenbroer, danner en tæt rumlig struktur kaldet gel eller gelé. Pektinmolekyler danner et jævnt fordelt tredimensionelt netværk, mens de binder en stor mængde vand. Gelering af lavesterificerede pektiner forekommer både ved mekanismen for gelering af højesterificerede pectiner og som et resultat af interaktion med polyvalente metalioner, for eksempel med calciumioner. I dette tilfælde er calciumioner de forbindende forbindelser mellem polymermolekylerne af pektin, som danner den rumlige struktur af gelen (geléen). Det er pektins geleringsevne, der er den afgørende faktor for dets brede anvendelse i fødevareindustrien.

Kompleksering

Den kompleksdannende evne er baseret på pektinmolekylets interaktion med ioner af tungmetaller og radionuklider. På grund af tilstedeværelsen af ​​et stort antal frie carboxylgrupper i molekylerne er det lavesterificerede pektiner, der er mest effektive. Særlige præparater indeholdende komplekser af høj- og lavesterificerede pektiner er inkluderet i kosten for mennesker, der er i et miljø forurenet med radionuklider, og som har kontakt med tungmetaller. Særlige højtrensede pektiner kan klassificeres som et uundværligt stof til brug i produktionen af ​​funktionelle fødevareprodukter samt sunde og specielle (forebyggende og terapeutiske) ernæringsprodukter. Den optimale forebyggende dosis af speciel pektin er 5-8 g om dagen, og under forhold med radioaktiv forurening - mindst 15-16 g [13] [14] .

Produktion

Pektinproduktion er en forretning i dynamisk udvikling med en årlig stigning i produktionen på 3-4%. Verdensproduktionen og markedet for pektin er koncentreret i Europa (Tyskland, Schweiz osv.), Sydamerika (Argentina, Brasilien), Sydafrika, Kina, Iran osv. Produktionsvolumen er cirka 28-30 tusinde tons om året. Andelen af ​​pektin fra citrusafgrøder udgør op til 70% af det producerede pektin, og andelen af ​​æblepektiner - op til 30%. Verdens førende producenter af dette produkt er Herbstreith & Fox, Cargill, Danisco, CP Kelco, Yantai Andre Pectin. Sidstnævnte brød ifølge Center for Investering og Industriel Analyse og Forecast i spidsen i 2012 og besatte 22% af det russiske marked. Samtidig produceres pektiner af forskellige typer råvarer på samme teknologiske linje. Således kan vi tale om muligheden for at skabe en universel pektinproduktion. I Den Russiske Føderation bruges pektin hovedsageligt til fremstilling af konfekturegeléprodukter (marmelade, skumfidus), frugtgelékonserves (konfitur, marmelade, marmelade, fyld), fermenterede mælkeprodukter (yoghurt, yoghurtfyld), bageriprodukter (varmestabilt fyld). ), etc.

Indhold i mad

Såkaldt opløseligt pektin findes oftest i fødevarer. Men i nogle grøntsager og frugter, især rå, findes mærkbare mængder af tungtopløseligt pektin. Da pektinstoffer er naturlige organiske forbindelser - polysaccharider, er de indeholdt i forskellige mængder i frugter, grøntsager og rodafgrøder. De mest pektinrige grøntsager er rødbeder, gulerødder, peberfrugter, græskar, auberginer samt frugter - æbler, kvæde, kirsebær, blommer, pærer, citrusfrugter. Frugt- og grøntsagsjuice med frugtkød (æble, gulerod, æble-gulerod, æble-tranebær, kvæde, fersken, tomat), frugtmos med sukker og dets erstatning (æbler, jordbær, stikkelsbær, blommer, ribs osv.). Færdiglavede dåsefrugter og grøntsager beriget med pektin anbefales også (hakket peberfrugt med grøntsager, auberginekaviar ), frugtpuréer, drinks, gelé, sirupper, marmelade, dragéer, gelé [15] . Den største mængde pektin findes i frugter og rodafgrøder.

Indholdet af pektiner i frugt og grøntsager (udtrykt i frisk vægt) [16] :

Når pektiner udvindes fra plantevæv, gennemgår de kemiske ændringer. Dette er grunden til, at native plantepektiner kaldes protopectiner , for at skelne dem fra modificerede pektiner.

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 Lakiza N.V., Loser L.K. Fødevareanalyse . - 2015. - S. 73. - ISBN 978-5-7996-1568-0 . Arkiveret 21. maj 2022 på Wayback Machine
  2. ↑ AJ Bidhendi, Y. Chebli, A. Geitmann. Fluorescensvisualisering af cellulose og pektin i den primære plantecellevæg  (engelsk)  // Journal of Microscopy. – 2020-06. — Bd. 278 , udg. 3 . — S. 164–181 . — ISSN 1365-2818 0022-2720, 1365-2818 . - doi : 10.1111/jmi.12895 .
  3. ↑ Luke Braidwood, Christian Breuer, Keiko Sugimoto. Min krop er et bur: mekanismer og modulering af plantecellevækst  (engelsk)  // New Phytologist. — 2014-01. — Bd. 201 , udg. 2 . - S. 388-402 . — ISSN 1469-8137 0028-646X, 1469-8137 . - doi : 10.1111/nph.12473 .
  4. ↑ Amir J. Bidhendi, Anja Geitmann. Relaterer mekanikken i den primære plantecellevæg til morfogenese  //  Journal of Experimental Botany. — 2016-01. — Bd. 67 , udg. 2 . — S. 449–461 . — ISSN 1460-2431 0022-0957, 1460-2431 . doi : 10.1093 / jxb/erv535 .
  5. ↑ Genekspression under tomatmodning  //  Philosophical Transactions of the Royal Society of London. B, Biologiske Videnskaber. — 17-11-1986. — Bd. 314 , udg. 1166 . - S. 399-410 . - ISSN 2054-0280 0080-4622, 2054-0280 . - doi : 10.1098/rstb.1986.0061 .
  6. ↑ Raine K. Toivonen, Rohini Emani, Eveliina Munukka, Anniina Rintala, Asta Laiho. Fermenterbare fibre betinger kolonmikrobiota og fremmer diabetogenese hos NOD-mus   // Diabetologia . — 2014-10. — Bd. 57 , udg. 10 . — S. 2183–2192 . — ISSN 1432-0428 0012-186X, 1432-0428 . - doi : 10.1007/s00125-014-3325-6 .
  7. ↑ W. Lindinger, J. Taucher, A. Jordan, A. Hansel, W. Vogel. Endogen produktion af methanol efter indtagelse af frugt  //  Alkoholisme: klinisk og eksperimentel forskning. — 1997-08. — Bd. 21 , udg. 5 . — S. 939–943 . — ISSN 1530-0277 0145-6008, 1530-0277 . - doi : 10.1111/j.1530-0277.1997.tb03862.x .
  8. ↑ Zhenying Huang, Yitzchak Gutterman, Daphne J. Osborne. Værdien af ​​slimhinden til frø af den sandstabiliserende ørken træagtige busk Artemisia sphaerocephala (Asteraceae)  (engelsk)  // Træer. - 2004-11. — Bd. 18 , iss. 6 . — S. 669–676 . - ISSN 1432-2285 0931-1890, 1432-2285 . - doi : 10.1007/s00468-004-0349-4 .
  9. ↑ Z. Huang, I. Boubriak, DJ Osborne, M. Dong, Y. Gutterman. Mucilage og dug indeholdende pektin i reparation af embryo-DNA fra frø tilpasset til ørkenforhold  //  Botanikkens annaler. — 2007-09-19. — Bd. 101 , udg. 2 . — S. 277–283 . — ISSN 1095-8290 0305-7364, 1095-8290 . - doi : 10.1093/aob/mcm089 .
  10. ↑ F Brouns, E Theuwissen, A Adam, M Bell, A Berger. Kolesterolsænkende egenskaber af forskellige pektintyper hos mildt hyperkolesterolæmiske mænd og kvinder  //  European Journal of Clinical Nutrition. – 2012-05. — Bd. 66 , udg. 5 . — S. 591–599 . - ISSN 1476-5640 0954-3007, 1476-5640 . - doi : 10.1038/ejcn.2011.208 .
  11. ↑ Sriamornsak, Pornsak (2003). "Kemi af pektin og dets farmaceutiske anvendelser: En gennemgang" . Silpakorn University International Journal . 3 (1-2): 206. Arkiveret fra originalen 2012-06-03 . Hentet 2007-08-23 . Forældet parameter brugt |url-status=( hjælp )
  12. ↑ Belén Gómez, Beatriz Gullón, Connie Remoroza, Henk A. Schols, Juan C. Parajó. Oprensning, karakterisering og præbiotiske egenskaber af pektiske oligosaccharider fra appelsinskalsaffald  //  Journal of Agricultural and Food Chemistry. — 2014-10-08. — Bd. 62 , udg. 40 . — S. 9769–9782 . - ISSN 1520-5118 0021-8561, 1520-5118 . - doi : 10.1021/jf503475b .
  13. ↑ Nesterenko V. B. Indvirkningen af ​​stråling på børns sundhed i Hviderusland 12 år efter Tjernobyl (utilgængeligt link) . Arkiveret fra originalen den 15. marts 2012. 
  14. ↑ Strålingsovervågning af beboere og deres fødevarer i Tjernobyl-zonen i Belarus, 2002 , International ekspertise fra Belrad Institute-projektet om strålingsbeskyttelse af befolkningen, s. 80.
  15. ↑ Strålingsovervågning af beboere og deres fødevarer i Tjernobyl-zonen i Hviderusland, 2002 , Kemiske egenskaber og virkningsmekanisme af pektiner i rensningen af ​​den menneskelige krop fra radionuklider og tungmetaller, s. 82.
  16. ↑ Eintrag zu Pektine  (tysk) . I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, abgerufen am {{{Datum}}}.
  17. ↑ Max Wichtl (Hrsg.): Naturlægemidler og fytofarmaceutiske midler. CRC Press, London, New York, und weitere 2004, Seite 520 ( Rosae pseudofructus cum fructibus ).

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 plantecelle
Organeller plantecelle
cellevæg
Stoffer
strukturer
Plantecelledeling
_
Særlige stadier
strukturer