1.4.2. Пектини як ентеросорбенти.

Створення нового асортименту хлібобулочних виробів профілактичного напряму, які збагачені активними інгредієнтами, мінеральними речовинами, харчовими волокнами неможливе без використання харчової добавки Е 440. Під цим номером зареєстровані рослинні пектини. Особливий інтерес до них пов’язаний з їх унікальними технологічними функціями речовин, які зв’язують важкі метали і радіонукліди.

Відомо, що пектинові речовини знижують калорійність їжі і негативні метаболічні ефекти, обумовлені надлишковим вмістом в продуктах харчування жирів і простих вуглеводів, ефективно сприяють зниженню концентрації глюкози в крові. Низькоетерифіковані пектини здатні утворювати комплексні сполуки з іонами полівалентних металів (Zn, Pb, Сa, Sr) і радіонуклідів. Цим визначається доцільність використання пектинів в якості профілактичних засобів для груп населення, які проживають в зонах екологічної небезпеки [88, 158, 179].

По своїй природі пектини і пектинові речовини входять в групу харчових волокон – високомолекулярних ланцюгових біополімерів рослинного походження. Наслідком полімерної структури є їх здатність до гелеутворення і комплексоутворення [197].

Пектини належать до складу нецелюлозних гетерополісахаридів. Полімерна молекула пектину складається з залишків D-галактуронової кислоти зв’язаних 1,4-α-глікозидним зв’язком.

Карбоксильні групи полігалактуронової кислоти можуть бути частково чи повністю етерифіковані метанолом, іноді частина вторинних спиртових груп ацетильована.

Молекули пектинів містять від 200 до 1000 кілець галактуронової кислоти і мають середню молекулярну масу від 50-150 тис.[30].

Фізико-хімічні властивості пектинових речовин включають розчинність, здатність утворювати гелі і вступати в реакцію з іонами металів.

Основними показниками, що характеризують фізико-хімічні властивості пектинів є молекулярна маса, ступінь етерифікації (відношення кількості неетерифікованих карбоксильних груп до загальної кількості карбоксильних груп вільних і етерифікованих), вміст метоксильних і ацетильних груп, а також зольність.

В залежності від вмісту метоксильних груп і ступені полімерізації розпізнають пектини: високоетерифіковані – Н – пектин (Н-pektin) і низькоетерифіковані – L – пектин (L-pektin).

Пектин вважається високоетерифікованим, якщо ступінь його етерифікації більше 50 %. Тобто на кожні 100 карбоксильних груп пектинової кислоти більше 50 % етерифіковані.

Низькоетерифікований пектин має ступінь етерифікації менше 50%.

Від вмісту метоксильних груп залежить розчинність і гелеутворювальна спроможність [110, 113, 193].

Чим більша ступінь етерифікації, тим пектин краще розчинний і має вищу гелеутворювальну здатність і тим нижча його комплексоутворювальна здатність [81].

При ступеню етерифікації нижче за 37 % пектин стає нерозчинним.

В рослинній клітині поряд з водорозчинним пектином міститься протопектин (protopectin) – нерозчинний у воді. Він складається в основному з сітки пектинових ланцюгів, які утворені шляхом з’єднання багатовалентних іонів металу з неетерифікованими групами COOH.

Під терміном пектинові речовини (pectic substans) розуміють структуровану суміш пектинів з пентозанами, гексозанами, тощо.

Пектини низькоі етерифікації мають підвищену комплексоутворювальну здатність, тобто здатні утворювати циклічні комплекси з полівалентними металами [77, 97].

Так, якщо в організм робітника за зміну надходить 1,0 мг.свинцю, то для виведення цієї кількості необхідно пектину зі ступенем етирифікації 58,6 % - 30 грам, а зі ступенем етирифікації 26,9 % - тільки 5 грам [43].

По відношенню до різних металів комплексоутворювальна здатність змінюється в ряду.

Mg<Mn<Cr<Hg<Fe<Ni<Co<Cu<Zn<Sr<Cd<Br<Pb [68].

Вміст пектинів у рослинах коливається у широких межах: від 0,1…0,5 до 50 % на СР. У групі плодів найбільша кількість пектинів міститься у яблуках, айві, горобині 3,3 - 19,9 %; грейфруктах, лимонах, мандаринах 9,0 - 14,0 %. У групі овочів: буряку, моркві 3,0 - 6,4 %, а у групі гарбузових – 3,3 - 19,9 % на СР.

Пектини находяться у рослинах в двох формах: розчинній у воді і нерозчинній – протопектин. Під дією пектолітичних ферментів і неферментних гідролітичних процесів нерозчинні форми пектинових речовин переходять у розчинні.

У промисловості як сировину для одержання пектину використовують яблучні вичавки, коробочки цитрусових, буряковий жом [55, 127, 177].

Яблучний і цитрусовий пектини високоетерифіковані.

Комплексоутворювальна здатність пектинів, основана на їх взаємодії з іонами важких металів, екзо- і ендотоксинами висуває пектини на одне з перших місць в числі ентеросорбентів, як компонентів функціонального харчування в екологічно несприятливих умовах [21, 37, 138].

Добова доза пектинів для дорослих 2 - 4 г, для дітей 1 - 2 г [62].

Виробництву і застосуванню пектину присвячена низка досліджень [98, 124, 125, 126]. Вони застосовуються у багатьох галузях харчової промисловості.

Особливої актуальності пектини набули в останні роки, як розчинні харчові волокна при створенні функціональних харчових продуктів, призначених для широкого кола споживачів, а також для продуктів лікувального і профілактичного харчування, яке рекомендується окремим групам населення [197].

Для хлібопекарської промисловості в свій час у ВЗІХП розроблено спосіб виробництва формового хліба з внесенням 1 – 2 % яблучного пектину до маси борошна. Пектин перед внесенням замочували в сольовому розчині. При цьому відмічається покращання об’єму і пористості хліба з пектином [3].

В Німеччині розроблено рецептуру хліба, в який вносять крохмаль і 6% яблучного пектину. Для підвищення сорбційної здатності пектин попередньо замочують [100].

У КТІХП досліджували вплив 1 – 3 % пектинів різного походження: яблучного, бурякового, цитрусового на технологічні показники і якість хліба. Рекомендовано пектин додавати в кількості 2,0 % до маси борошна.

З досліджуваних пектинів найбільше ефективно покращує властивості тіста і якість хліба буряковий, за ним яблучний і цитрусовий пектини [161].

В Польщі пектин входить до складу композицій, які використовуються у виробництві безклейковинних або низькоклейковинних хлібобулочних виробів профілактичного призначення. Це пов’язано з високою водопоглинальною здатністю пектину і спроможністю його виділяти воду в процесі випікання, що сприяє поглибленню клейстеризації крохмалю, затримує його ретроградацію [202].

Для покращання якості готової продукції в рецептуру хлібопекарських виробів з добавками пектину необхідно вводити цукор і жир. Перед внесенням в тісто, пектин доцільно замочити [132].

Введення пектину у рецептуру виробів дозволяє вирішити не тільки технологічні функції покращання їх якості і подовження термінів зберігання, але і надавати їм профілактичні і лікувальні властивості.

Білгородським науково-виробничим підприємством “Промавтоматика” разом з МДУХП розроблена технологія виробництва сухих сумішів на основі пектинів для виготовлення хлібобулочних виробів з лікувально-профілактичними властивостями [164].

Сухі суміші на основі пектинів розроблені також у Національному університеті ім. Т.Г.Шевченка. Це суміш “Пектосан”. До їх складу входить пектин, пектиновмісний порошок, сухий альгіновий екстракт, цукор, глюкоза, лимонна кислота. Продукт виробляється у вигляді гранул, порошків, таблеток. Вміст пектину залежно від виду суміші складає 2-15%. Суміш рекомендується застосовувати як добавку при виробництві профілактичних харчових продуктів [102].

Таким чином, зважаючи на високі гідрофільні властивості, комплексоутворювальну здатність бурякового, яблучного і цитрусового пектинів, їх доцільно використовувати для виготовлення хлібних виробів функціональної дії, здатних виводити з організму токсичні речовини, а також використовувати як поліпшувачі якості виробів [56].

Нажаль, на цей час в Україні пектин не виробляється.

Світовими монополістами виробництва пектину є компанії США “Gercules Inc.”, Німеччини “Herbstreith and Fox”, Великобританії “Citrus Colloid” та інші.

Зважаючи на високу ціну імпортного пектину для виготовлення виробів з профілактичними властивостями він на цей час майже не закуповується.

В.Л. Донченко показала можливість використання пектину з гарбузів і його екстракту в якості харчової добавки для підвищення комплексоутворювальної здатності хлібобулочних виробів. При застосуванні цього пектину укріплюється клейковина, покращуються структурно-механічні властивості тіста, збільшується об’єм хліба і тривалість збереження ним свіжості. Такий хліб набуває властивостей зв’язувати важкі метали.

Аналогічні результати одержані при дозуванні від 5 до 15 % до маси борошна гарбузового і кавунового екстрактів пектину [37].