Химические свойства пектинов

1. Химическая деструкция. Гидролиз в кислой среде. Пектины устойчивы к гидролитическому расщеплению в кислых средах при рН4. При рН4 наблюдается гидролиз сложноэфирных групп и гликозидных связей. Полный гидролиз пектина приводит к-D-галактуроновой кислоте,-L-рамнопиранозе и метиловому спирту:

При гидролизе очищенной поли--D-галактуроновой кислоты образуется-D-галактуроновая кислота и метиловой спирт:

Кроме того, при полном гидролизе пектина могут образовываться небольшие количества галактозы, арабинозы, а так же уксусной кислоты. Арабиноза и галактоза образуются из присутствующих примесей (полисахаридов-спутников арабана и галактана). Уксусная кислота образуется в результате омыления ацетильных групп, часто присутствующих в небольших количествах в макромолекуле пектина.

Гидролиз в щелочной среде. В щелочной среде происходит омыление сложноэфирных групп и расщепление главной цепи в результате-элиминирования. При действии NH₃или аминов сложноэфирные группы превращаются в амидные.

2. Ферментативная деструкция. Ферменты, действующие на пектины, делятся на:пектинэстеразы(пектазы), гидролизующие сложноэфирные группировки, отщепляя метильные группы;лиазы(трансэлиминазы), деполимеризующие главную цепь, катализируя-элиминирование с образованием концевых остатков 4,5-ненасыщенной-D-галактуроновой кислоты; иполигалактуроназы(пектиназы), расщепляющие цепь до олигоуронидов и далее до-D-галактуроновой кислоты. Ферменты пектинэстеразы распространены в высших растениях, полигалактуроназы найдены только в бактериях, грибах и улитках. Эти ферменты используются в пищевой промышленности для расщепления пектиновых веществ при осветлении фруктовых соков, а также в структурном анализе пектинов.

Применение пектинов

Пектиновые вещества широко применяют в пищевой и косметической промышленности, при производстве фармацевтических препаратов, в медицине. Среди множества различных вариантов применения пектина основную долю потребления данного продукта составляет его использование в качестве гелеобразующего средства.

В пищевой промышленностипектин используют:

- в кондитерской промышленности как гелеобразователя при изготовлении желейных изделий (зефир, пастила, мармелад, начинки для конфет, тортов и т.п.);

- в молочной промышленности для изготовления йогуртов, молочных десертов, мороженного;

- в консервной промышленности для производства конфитюров, джемов, повидл, желе и т.п.;

- в масложировой промышленности как эмульгатора при изготовлении майонезов и жидких маргаринов;

- при получении соусов и кетчупа;

- как стабилизатора безалкогольных напитков и соков с мякотью;

- в производстве диетического и лечебно-профилактического питания для детей и взрослых;

- в хлебопекарной промышленности как добавки к лечебным сортам хлеба, а также с целью получения медленно черствеющих сортов хлеба.

Для производства кондитерских изделий используется, в основном, яблочный пектин, для изготовления консервированных и молочных продуктов – цитрусовый.

В косметической промышленностипектин используют для загущения и стабилизации масок, кремов, гелей самого разнообразного назначения.

Применение пектина в фармацевтической промышленностиследующее:

- в качестве составной структурирующей части лекарственных препаратов;

- для обеспечения пролонгированного действия лекарства (например, совместное применение пектина с некоторыми антибиотиками пролонгирует их действие и оказывает детоксикационное влияние);

- для снижения вредного воздействия лекарственного препарата на организм (например, например добавка пектина к ацетилсалициловой кислоте смягчает ее побочное действие на желудочно-кишечный тракт человека);

- для усиления терапевтического действия фармацевтических препаратов;

- цитрусовый пектин рекомендуется также в качестве источника витамина С при гиповитаминозе.

Медицинский аспектприменения пектина основан, в основном, на егоэнтеросорбирующих(связывающих и очищающих организм от вредных веществ) свойствах. По мнению медиков, именно недостаток в организме натуральных энтеросорбентов приводит к повышению риска возникновения заболеваний желудочно-кишечного тракта и сердечно-сосудистой системы, а также к нарушениею обмена веществ. Препараты на основе пектина применяют в медицине в следующих целях:

- лечение отравления тяжелыми металлами (пектин обладает свойством образовывать комплексы с ионами тяжелых металлов (свинец, ртуть, цинк, кобальт, молибден и др.);

- лечение лучевой болезни (пектин связывает и выводит из организма долгоживущие (с периодом полураспада в несколько десятков лет) радионуклиды – изотопы цезия, стронция, иттрия и др.);

- лечение заболеваний органов пищеварения (в том числе дисбактериозов) и желудочно-кишечного тракта. Считается, что пектин активизирует моторику и перистальтику кишечника, одновременно замедляя скорость всасывания пищи, обеспечивает химическую и физическую очистку ворсинок тонкой кишки, улучшая усвоение биологически активных веществ. Сорбционные свойства пектина способствуют нормализации показателей Т-лимфоцитов, особенно в Пейеровых бляшках кишечника, и профилактике воспалительных процессов;

- снижение содержания холестерина в организме, профилактика атеросклероза сосудов. Например, цитрусовый пектин способен обезвреживать и выводить из организма так называемый «плохой» холестерин. В среднем, лечение пектинсодержащим препаратом снижает уровень холестерина на 7,6% за 8 недель приема;

- лечение и профилактика гипогликемических состояний и заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ (ожирение, сахарный диабет);

- лечение заболеваний печени, поджелудочной железы и др.;

- очищение организма от биогенных токсинов, пестицидов, анаболиков, ксенобиотиков, продуктов метаболизма и биологически вредных веществ (желчных кислот, мочевины, продуктов тучных клеток);

- профилактические и протекторные цели при работе с отравляющими веществами (при постоянном употреблении пектина накопления вредных веществ в организме не происходит).

Протекторные свойства используются на свинцовых и цинковых производствах, где работникам в качестве лечебно-профилактического питания выдаются продукты, обогащенные пектином. Наиболее активным в этом плане считается свекловичный пектин.

Пектин применяют также в технических целях:

- при производстве D-галактуроновой кислоты;

- в геологии для производства пектинового клея для бурения скважин;

- в текстильной промышленности при отделке тканей;

- в полиграфии для закрепления печатных материалов.