2.1 Хімічний склад, цінність пектинових речовин

оздоровчий харчування пектиновий молочний

Пектинові речовини (Е-440), як полісахаридний компонент, рослинної сировини, відкриті італійським ученим Браконно в 1825 р. Свою назву вони отримали від грецького слова "pectos"- що згорнувся, застиглий. В XIX столітті і першій половині XX століття було виконані дослідження хімічного складу пектинових речовин, розроблені методи визначення їх кількісного вмісту в багатьох плодах, ягодах і коренеплодах, визначено вплив пектинів на структурні складові рослинної клітини.

Протягом тривалого часу не існувало чітко сформульованої номенклатури пектинових речовин. Тільки в 1994 р. Комітетом Американського хімічного товариства була розроблена і прийнята номенклатура пектинових речовин. В 1951 р. вченим Кертесом вона була уточнена і сьогодні має такий вигляд:

- пектинові речовини (pectin substances) - фізичні суміші пектинових речовин з супутніми речовинами (наприклад, пектозанами і гексозанами);

- пектин ( pectin ) - водорозчинна речовина, вільна від целюлози і складається із частково або повністю метоксильованих залишків полігалактуронової кислоти. В залежності від кількості метоксильованих груп і ступеня полімеризації існують різні пектини. H-пектин (H- pectin) - високоетерифікований пектин (ступінь етерифікації більше 50%; L-пектин - низькоетерифікований пектин, має ступінь етерифікацій менше 50%).

- протопектин (protopectin) - нерозчинний у воді природний пектин рослин, що складається з сітки пектинових ланцюгів, утворених в результаті сполучення іонів багатовалентних металів з неетерифікованими групами СOOH і, в незначній кількості, за допомогою ефірних містків з H₃PO₄ ;

- пектинові кислоти (pectic acid) - повністю деметоксильовані пектини. Солі пектинових кислот називаються нормальними або кислими пектатами (pectates);

- похідні пектину - пектини, звязані з різними групами, наприклад ацетилпектин.

Аналіз вітчизняної та зарубіжної літератури показує, що склад і структура багатьох пектинових речовин все ще неможливо вважати остаточно встановленими.

Згідно з сучасними уявленнями пектин має лінійну структуру. Основою пектинових речовин являється молекулярний ланцюг із залишків D-галактуронової кислоти, що мають піранозну конфігурацію і звязані 1>4- б - глікозидним звязком (рис.1).

Рис.1. Структурна формула пектину

Основний ланцюг полігалактуронової кислоти в розчині має вид спіралі, що містить три молекули галактуронової кислоти в одному витку.

Гетерополісахаридний характер пектину зумовлений присутністю структурних одиниць: пектової кислоти, галактана і арабінана. Пектова кислота, крім Д-галактуронової кислоти, включає нейтральні сахари: L-арабінозу, Д-галактозу,L-рамнозу.

Частина карбоксильних груп полігалактуронової кислоти етерифікована метанолом (пектинова кислота), а частина вторинних спиртових груп (С₂ і С₃) може бути ацетильована. Молекули пектинів можуть містити від декілька сотень до тисячі мономерних залишків, що відповідає середній молекулярній масі від 50 до 150 тис. Дослідження багатьох років показали, що пектинові речовини також містять рамногалактуронан-ІІ, що має дуже складну будову і складається з 11 різних глікозидних залишків, що включають задишки апіози, 2-0-метилфруктози, 2-0-метилксилози, і ін. Структура і хімічний склад пектинових речовин визначають просторову форму їх молекул і характер взаємодії з іншими сполуками. Установлено, що пектинові речовини володіють структурою з обмеженою гнучкістю, що стабілізується водневими і гідрофобними звязками.

Слід зазначити, що в теперішній час випускаються декілька видів пектинів, що виділяються із різної сировини і відрізняються за складом і функціональними властивостями: яблучний, цитрусовий, буряковий, пектин із корзинок соняху, а також комбіновані пектини із змішаної сировини. Склад молекул пектинів, що виділяються із різних рослинних обєктів, має свої відмінні властивості: за молекулярною масою, ступенем етерифікації, присутністю ацетильованих гідроксильних груп (табл.1).

Таблиця.1 Властивості різних пектинів

Приведені пектини відрізняються також характером розподілу карбоксильних груп по довжині пектинової молекули: в яблучних пектинах цей розподіл рівномірний, а, наприклад, в цитрусових - ні.

Особливості хімічного розподілу пектинових молекул, а саме, ступінь етерифікації, визначає різноманітність їх фізико-хімічних властивостей, основними серед яких є розчинність, драглетвірна та комплексоутворююча здатність.

Приведений аналіз свідчить, що структура бокових ланок молекул пектинових речовин до теперішнього часу неможливо остаточно вважати завершеною.