چهارشنبه بیست و هشتم مهر ۱۴۰۰ | 14:25 | اسید فسفریک -
پکتین
پودر پکتین تجاری که از مرکبات استخراج می شود.
پکتین (از یونانی باستان: πηκτικός pēktikós ، "متراکم ، سفت شده" ) یک هتروپلی ساکارید اسیدی ساختاری است که در لایه اولیه و میانی و دیواره های سلولی گیاهان زمینی موجود است. جزء اصلی آن گالاکتورونیک اسید است ، اسید قندی که از گالاکتوز گرفته شده است. اولین بار در سال 1825 توسط هنری براکونوت جدا شد و توصیف شد. این محصول به صورت پودر سفید تا قهوه ای روشن ، عمدتا از مرکبات استخراج می شود و در غذا به عنوان عامل ژل ، به ویژه در مربا و ژله استفاده می شود. همچنین در پرکننده های دسر ، داروها ، شیرینی ها ، به عنوان تثبیت کننده در آب میوه ها و نوشیدنی های شیر و به عنوان منبع فیبر غذایی استفاده می شود.
زیست شناسی
در زیست شناسی گیاهان ، پکتین شامل مجموعه ای پیچیده از پلی ساکاریدها است (در زیر مشاهده کنید) که در اکثر دیواره های اولیه سلولی وجود دارد و به ویژه در قسمتهای غیر چوبی گیاهان زمینی فراوان است. پکتین جزء اصلی لایه میانی است ، جایی که به پیوند سلول ها به یکدیگر کمک می کند ، اما در دیواره های اولیه سلولی نیز یافت می شود. پکتین توسط اگزوسیتوز به دیواره سلولی از طریق وزیکول های تولید شده در گلژی رسوب می کند.
مقدار ، ساختار و ترکیب شیمیایی پکتین در بین گیاهان ، در طول گیاه و در قسمتهای مختلف گیاه متفاوت است. پکتین یک پلی ساکارید دیواره سلولی مهم است که امکان گسترش دیواره سلولی اولیه و رشد گیاه را فراهم می کند. در طول رسیدن میوه ، پکتین توسط آنزیم های پکتیناز و پکتین استراز تجزیه می شود ، در این فرآیند با شکستن لایه های میانی و جدا شدن سلول ها از یکدیگر ، میوه نرم تر می شود. فرآیند مشابه جداسازی سلولی ناشی از تجزیه پکتین در ناحیه جدا شدن دمبرگهای گیاهان برگریز در هنگام ریزش برگ اتفاق می افتد.
پکتین بخشی طبیعی از رژیم غذایی انسان است ، اما به تغذیه کمک قابل توجهی نمی کند. اگر روزانه 500 گرم میوه و سبزیجات مصرف شود ، میزان مصرف روزانه پکتین از میوه ها و سبزیجات حدود 5 گرم برآورد می شود.
در هضم انسان ، پکتین به کلسترول در دستگاه گوارش متصل می شود و با به دام انداختن کربوهیدراتها جذب گلوکز را کند می کند. بنابراین پکتین یک فیبر محلول در رژیم غذایی است. در موش های دیابتی غیر چاق (NOD) نشان داده شده است که پکتین باعث افزایش بروز دیابت می شود.
یک مطالعه نشان داد که پس از مصرف میوه ، غلظت متانول در بدن انسان به دلیل تجزیه پکتین طبیعی (که با متیل الکل استریل شده است) در روده بزرگ به میزان یک مرتبه افزایش می یابد.
مشاهده شده است که پکتین در ترمیم DNA برخی از انواع دانه های گیاهی ، معمولاً گیاهان بیابانی ، عملکردی دارد. پلک های سطحی از نظر پکتین ، که سرشار از پکتین هستند ، یک لایه مخاطی ایجاد می کنند که شبنم را در خود نگه می دارد و به سلول کمک می کند تا DNA آن ترمیم شود.
نشان داده شده است که مصرف پکتین کمی (3-7٪) سطح کلسترول LDL خون را کاهش می دهد. تأثیر آن بستگی به منبع پکتین دارد. پکتین سیب و مرکبات م peثرتر از پکتین فیبر خمیر نارنج بودند. به نظر می رسد مکانیسم افزایش ویسکوزیته در دستگاه گوارش است که منجر به کاهش جذب کلسترول از صفرا یا غذا می شود. در روده بزرگ و روده بزرگ ، میکروارگانیسم ها پکتین را تجزیه کرده و اسیدهای چرب زنجیره کوتاه را آزاد می کنند که تأثیر مثبتی بر سلامتی دارند (اثر پری بیوتیک).
علم شیمی
اسید گالاکتورونیک
پکتین ها ، که به عنوان پلی ساکاریدهای پکتیک نیز شناخته می شوند ، سرشار از گالاکتورونیک اسید هستند. چندین پلی ساکارید مجزا در گروه پکتیک شناسایی و مشخص شده اند. Homogalacturonans زنجیره های خطی اسید D- گالاکتورونیک با α- (1-4) هستند. گالاکتورونان جایگزین با وجود بقایای ضمیمه ساکارید (مانند D-xylose یا D-apiose در موارد مربوط به xylogalacturonan و apiogalacturonan) که از ستون فقرات بقایای اسید D-galacturonic منشعب می شوند مشخص می شود. پکتین های Rhamnogalacturonan I (RG-I) حاوی ستون فقرات دی ساکارید تکرار شونده: 4) -α-D-galacturonic acid- (1،2) -α-L-rhamnose- (1. از بسیاری از باقی مانده های رامنوز ، زنجیره های جانبی انواع قندهای خنثی منشعب می شوند. قندهای خنثی عمدتاً D-galactose ، L-arabinose و D-xylose هستند که انواع و نسبت قندهای خنثی با منشأ پکتین متفاوت است.
یکی دیگر از انواع ساختاری پکتین ، rhamnogalacturonan II (RG-II) است که یک پلی ساکارید کمتر متداول ، پیچیده و بسیار شاخه دار است. Rhamnogalacturonan II توسط برخی از نویسندگان در گروه گالاکتورونان جایگزین طبقه بندی می شود زیرا ستون فقرات rhamnogalacturonan II منحصراً از واحدهای اسید D-galacturonic ساخته شده است.
پکتین جدا شده دارای وزن مولکولی معمولاً 60،000-130،000 g/mol است
شرایط استخراج.
در طبیعت ، حدود 80 درصد گروههای کربوکسیل گالاکتورونیک با متانول استری می شوند. این نسبت به میزان متفاوتی در طول استخراج پکتین کاهش می یابد. پکتینها به عنوان پکتینهای با متوکسی پایین (HM- پکتینهای کوتاه در مقابل LM- پکتینها) طبقه بندی می شوند ، که بیشتر یا کمتر از نیمی از اسید گالاکتورونیک آن استری شده است. نسبت استری شده به گالاکتورونیک غیر استری شده رفتار پکتین را در کاربردهای غذایی تعیین می کند-HM- پکتین ها می توانند در شرایط اسیدی در حضور غلظت بالای قند یک ژل تشکیل دهند ، در حالی که LM- پکتین ها در اثر تعامل با کاتیون های دو ظرفیتی ، به ویژه ژل ها را تشکیل می دهند. با توجه به مدل ایده آل «جعبه تخم مرغ» ، Ca2+که در آن پلهای یونی بین یونهای کلسیم و گروههای کربوکسیل یونیزه شده اسید گالاکتورونیک ایجاد می شود.
در پکتینهای استر بالا/متوکسی بالا در محتویات محلول بالای 60٪ و pH-pH بین 2.8 تا 3.6 ، پیوندهای هیدروژنی و برهم کنشهای آبگریز زنجیره های پکتین را به هم متصل می کنند. این پیوندها به عنوان آب متصل به قند شکل می گیرند و رشته های پکتین را مجبور می کند به هم بچسبند. اینها یک شبکه مولکولی سه بعدی ایجاد می کنند که ژل ماکرومولکولی را ایجاد می کند. مکانیسم ژل شدن ژل کم آب یا ژل قند اسید-پکتین نامیده می شود.
در حالی که پکتین های کم استر/کم متوکسی برای تشکیل ژل به کلسیم نیاز دارند ، می توانند این کار را در جامدات محلول کمتر و مقادیر pH بالاتر از پکتین های استر بالا انجام دهند. به طور معمول ، پکتین های کم استر ژل هایی با محدوده pH از 2.6 تا 7.0 و محتوای جامدات محلول بین 10 تا 70 form تشکیل می دهند.
شرکت آسمان تجارت پکتین را ارائه می کند.
واحدهای اسید گالاکتورونیک غیر استری شده می توانند اسیدهای آزاد (گروه های کربوکسیل) یا نمک های حاوی سدیم ، پتاسیم یا کلسیم باشند. نمک های پکتین های تا حدی استری شده را پکتینات می گویند ، اگر درجه استری شدن زیر 5 درصد باشد ، نمک ها را پکتات می نامند ، اسید نامحلول ، اسید پکتیک.
برخی از گیاهان مانند چغندر قند ، سیب زمینی و گلابی علاوه بر متیل استرها حاوی پکتین با اسید گالاکتورون استیل شده نیز هستند. استیل شدن از تشکیل ژل جلوگیری می کند اما اثرات تثبیت کننده و امولسیون کننده پکتین را افزایش می دهد.
پکتین آمید شده یک شکل اصلاح شده از پکتین است. در اینجا ، مقداری از اسید گالاکتورونیک با آمونیاک به آمید کربوکسیلیک اسید تبدیل می شود. این پکتین ها نسبت به غلظت های مختلف کلسیم که در حال استفاده است ، تحمل بیشتری دارند.
برای تهیه ژل پکتین ، مواد گرم می شوند و پکتین حل می شود. با سرد شدن زیر دمای ژل ، یک ژل شروع به تشکیل می کند. اگر تشکیل ژل بیش از حد قوی باشد ، نتیجه عمل سینرسیس یا بافت دانه ای است ، در حالی که ژل ضعیف منجر به ژلهای بیش از حد نرم می شود.
پکتین های آمید شده مانند پکتین های کم استر رفتار می کنند اما به کلسیم کمتری نیاز دارند و نسبت به کلسیم اضافی تحمل بیشتری دارند. همچنین ، ژل های پکتین آمید شده حرارتی برگشت پذیر هستند. می توان آنها را گرم کرد و پس از سرد شدن دوباره سفت شد ، در حالی که ژل های پکتین معمولی بعداً مایع باقی می مانند.
پکتین های استر بالا در دماهای بالاتر از پکتین های کم استر تنظیم می شوند. با این حال ، واکنشهای ژل با کلسیم با کاهش درجه استری شدن افزایش می یابد. به طور مشابه ، مقادیر pH پایین تر یا مواد جامد محلول بیشتر (معمولاً قندها) سرعت ژل شدن را افزایش می دهد. بنابراین می توان پکتین های مناسب را برای مربا و ژله ها یا ژله های قنادی با قند بالاتر انتخاب کرد.
منبع
https://en.wikipedia.org/wiki/Pectin
