Пектиновые вещества

Пектиновые вещества– высокомолекулярные углеводы (гетерополисахариды) растительного происхождения. Пектиновые вещества относятся к классу полиуроновых кислот, поскольку главным структурным компонентом их макромолекул является-D-галактуроновая кислота. Пектиновые вещества содержат также некоторое (иногда значительное) количество остатков 2-О-замещеннойL-рамнопиранозы.

Историческая справка. В 1790 году французский химик Луи Никола Воклен, активно исследовавший объекты растительного происхождения, выделил из фруктового сока вещество, хорошо растворимое в воде и способное к гелеобразованию. Спустя 40 лет родилось современное название выделенного вещества – пектин (от греческого слова «pektos» – застывший). Структура пектина была выяснена лишь в 20-х годах XX века.

Распространение в природе

Пектиновые вещества широко распространены в природе: встречаются в тканях практически всех высших наземных растений и некоторых водорослей. Пектины присутствуют в стеблях и листьях растений, а также в корнеплодах и фруктах. Например, богатым источником пектина является лимон и апельсиновая корка (содержание пектина может достигать 20 - 40% от веса сухого вещества). Пектин содержится также в яблоках (10 - 20% от веса сухого вещества), турнепсе, свекловичной массе и других углевод-запасающих органах растений. Цветущий хлопок содержит ~5% пектина. Когда хлопок созревает, количество пектина уменьшается до ~0.8 - 1%. Получается, что содержание пектина во фруктах меняется (уменьшается или (чаще всего) увеличивается) в процессе созревания плодов. Следовательно, пектины (наряду со структурной функцией) играют важную роль и в метаболизме резервных веществ.

Классификация пектиновых веществ приведена на рис.1.

Рис.1.Классификация пектиновых веществ.

В растительных тканях пектиновые вещества присутствуют преимущественно в виде протопектина, который содержится главным образом в стенках растительной клетки (иногда в комплексе с гемицеллюлозами и целлюлозой), в межклеточном цементирующем материале, играя роль опорных элементов тканей. Если прямые (линейные) целлюлозные волокна, подобно стальному каркасу здания, составляют основную структурную решетку растительной клетки, то фибриллярные протопектины служат материалом структурных деталей. В клеточном соке содержатся пектины и пектинаты. Они играют важную роль в делении и росте клеток, в поддержании водного и солевого баланса нелигнифицированных тканей.

Получение

Сырьем для промышленного получения пектина служат кожура цитрусовых, жом яблок, сахарной свеклы и кормового арбуза, корзинки подсолнечника (т.е. из отходов пищевых производств). Схема промышленного получения пектина представлена на рис.2.

Рис.2.Обобщенная схема промышленного получения пектина.

Пектин получают экстракцией из пектинсодержащей биомассы. Экстракцию проводят разбавленными горячими кислотами (соляной, щавелевой и др.) или горячей водой в присутствии комплексообразователей, связывающих двухвалентные катионы (оксалат аммония, гекса-метафосфат Na, этилендиаминтетрауксусная кислота). При экстрагировании разлагается протопектин. Образующийся пектин осаждают спиртом. Экстрагированные пектины очищают переосаждением (растворитель – вода, осадитель – этиловый спирт). Чем более жесткие условия экстракции, тем выше выход продукта, но в больше степени разрушаются макромолекулы пектинов.