Пектины — природные полисахариды¶

Пектины — это группа природных полисахаридов, содержащихся в тканях высших растений и образующих основу межклеточного вещества. Молекулы пектинов состоят преимущественно из остатков галактуроновой кислоты, соединённых α-1,4-гликозидными связями. В промышленности и пищевой технологии пектины используются как загустители, стабилизаторы и желеобразователи.

¶Химический состав и строение

Основной структурной единицей пектинов является α-D-галактуроновая кислота. В зависимости от степени метоксилирования карбоксильных групп различают два основных класса:

• Галактуронан — полимер галактуроновой кислоты без метоксигрупп;
• Полигалактуроновая кислота — кислотная форма;
• Пектиновая кислота — соли полигалактуроновой кислоты.

По степени этерификации карбоксильных групп (степени этерификации, DE) различают:

Помимо галактуроновой кислоты, в молекулах пектинов присутствуют нейтральные сахарные остатки — арабиноза, галактоза, рамноза, ксилоза, — образующие боковые цепи. Их набор и длина определяют растворимость и функциональные свойства конкретного пектина.

¶Распространение в природе

Пектины входят в состав клеточных стенок и межклеточного вещества практически всех высших растений. Их содержание особенно велико в плодах и корнеплодах. Наиболее богатые источники пектинов:

• яблоки (1–1,5 % сырой массы);
• айва (до 2 %);
• цитрусовые — апельсины, лимоны, грейпфруты (особенно в кожуре и белой части — альбедо, до 30 % сухой массы корки);
• свёкла сахарная (до 2,5 %);
• подсолнечник (в корзинках — до 25 % сухой массы);
• льняное семя (слизь из семян богата пектинами).

В растительной ткани пектины выполняют роль «клейкого цемента», связывающего соседние клетки. При созревании плодов активность фермента полигалактуроназы приводит к распаду пектинов, что и вызывает размягчение плодовой мякоти.

¶Получение в промышленности

Основным сырьём для промышленного производства пектина служат цитрусовые выжимки (жом) и яблочная мезга — отходы сокового производства. Технология включает кислотную экстракцию при температуре 60–90 °C, последующее осаждение спиртами, сушку и измельчение. Крупнейшими производителями пектина являются компании DuPont (США), Cargill (США), CP Kelco (Дания/США), Herbstreith & Fox (Германия). В России производство пектина развито слабо; основная часть продукта импортируется.

¶Применение

¶Пищевая промышленность

Пектин (Е 440) применяется как загуститель и стабилизатор в мармеладе, джемах, конфитюрах, йогуртах, сокосодержащих напитках, кондитерских изделиях. В России и странах ЕАЭС пектин разрешён к применению в пищевой промышленности в соответствии с техническими регламентами.

¶Фармацевтика и медицина

Пектин используется как сорбент (препараты на основе пектина применяются при интоксикациях), а также как источник пищевых волокон. Исследования показывают, что пектин способен связывать некоторые тяжёлые металлы и радионуклиды в кишечнике. В клинической практике применяется натриевая соль пектина.

¶Другие отрасли

• Косметология — как загуститель и увлажнитель;
• Микробиология — пектин используется в качестве субстрата для получения биополимеров;
• Сельское хозяйство — пектиновые оболочки применяются для покрытия семян.

¶Физико-химические свойства

Пектины растворимы в воде, образуя коллоидные растворы (гидроколлоиды). Вязкость растворов зависит от молекулярной массы, концентрации, pH и ионной силы среды. Гелеобразование ВЭП происходит при pH 2,5–3,5 и сахаристости > 55 %; НЭП образуют гель в присутствии ионов кальция даже в разбавленных растворах (так называемый «egg-box»-механизм — ионы Ca²⁺ встраиваются между цепями полигалактуроната, образуя устойчивую трёхмерную сеть).

¶Пектин и здоровье

Пектин относится к растворимым пищевым волокнам. В толстом кишечнике он ферментируется микрофлорой с образованием короткоцепочечных жирных кислот (прежде всего бутират), которые служат источником энергии для эпителия кишки. Регулярное употребление пектинсодержащих продуктов ассоциируется со снижением уровня холестерина в крови и поддержанием гликемического контроля, хотя механизмы этих эффектов продолжают изучаться.

¶История

Термин «пектин» происходит от греч. πηκτός — «сгущённый, свёрнутый». Первое научное описание пектиновых веществ дал французский химик Анри Браконно в 1825 году, выделив их из моркови. В 1920-х годах пектин впервые был запатентован как желеобразователь в США, а промышленное производство началось в 1930-е годы.

¶Источники

• Филиппович Ю. Б. «Пектиновые вещества» — М.: Наука, 1982.
• May C. D. «Pectins» // Food Polysaccharides and Their Applications. — N.Y.: Marcel Dekker, 1995.
• Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 022/2011 «Пищевая продукция в части маркировки».
• ГОСТ 34239-2017 «Пектины пищевые. Общие технические условия».