ペクチン (ギリシャ語から:πηκτός pektós =固体、凝固) は、植物性多糖類、より正確にはポリウロニドであり、本質的にα-1,4-グリコシド結合 D で構成されています -ガラクツロン酸ユニット。栄養の観点から、ペクチンは人間にとって食物繊維です。一方、多くの微生物はペクチンを代謝できます。
オカレンス
ペクチンはすべての高等陸上植物に見られます。ここでは、茎、花、葉など、すべての固体成分にペクチンを見つけることができます。ペクチンは中間ラメラと一次細胞壁に含まれており、安定化と水分調節機能を担っています。ペクチンの組成は植物ごとに異なるだけでなく、植物組織の種類と年齢によっても異なります。比較的堅い/硬い成分を含む植物の部分。 B. 柑橘類またはヒマワリの花序。一方、ペクチンが少ないのは、柔らかい果物です。 B.いちご。
果物のペクチン含有量 (生重量に基づく):
- りんご 1-1.5%
- アプリコット 1%
- チェリー 0.4%
- オレンジ 0.5-3.5%
- ニンジン 1.4%
- リンゴ搾りかす 15%
- シトラスピール 30%
ペクチンが植物組織から抽出されると、化学的に修飾されます。そのため、植物本来のペクチン プロトペクチン このように化学的に修飾されたペクチンと区別するために命名されました.
抽出
世界中で 40,000 トンものペクチンが生産されています。ペクチンは、リンゴ、柑橘類、ビート搾りかすなどのペクチン含有量の高い植物原料から、多大な技術的努力によって得られます。さまざまな特性を持つさまざまな種類のペクチンは、さまざまな出発原料、製造方法、およびメーカーによって異なる変更から生じます。この幅広いバリエーションにもかかわらず、抽出と変更の基本的なスキームを定式化することができます:
<オール>化学構造と特性
ペクチンの物質クラスは、さまざまな構造で発生します。それらすべてに共通しているのは、主成分 (少なくとも 65 重量%) が α-D-ガラクツロン酸 (pK
| さまざまなペクチンの構造的特徴 | ||
|---|---|---|
| バックボーンのセクション ペクチン:ポリ-α-1,4-ガラクツロン酸。 | ラムノガラクツロナン:バックボーン 内蔵ラムノースによる「キンク」付き | 主鎖の完全にエステル化された部分 |
この直線的なバックボーン α-L-ラムノースとの1,2-結合によって定期的に中断されます。したがって、ラムノガラクツロン酸という用語は、実際にはペクチンと同義です.これらのデオキシ糖単位の組み込みは、正式には直鎖状のポリガラクツロン酸鎖の乱れにつながります。鎖は「よじれ」ます。天然ペクチンのラムノース構成要素は、アラビノース、ガラクトース、またはキシロースの糖から作られたオリゴマー側鎖を持っています。これらの側鎖はホモポリマーです。つまり、それぞれがこれらのタイプの糖の 1 つだけで構成され、最大 20 のビルディング ブロックの長さです。これらの側鎖のほとんどは、ペクチンの工業生産中に失われます。 L-ラムノースとその側鎖によって引き起こされる鎖の分岐は規則的に発生するのではなく、いわゆる毛状領域に蓄積します .対照的に、鎖の直線部分は滑らかな領域と呼ばれます .
主鎖の枝に加えて、ペクチン高分子の他の機能があります。ガラクツロン酸ユニットの C2 または C3 原子のヒドロキシル基は、少量アセチル化されるか、または D-ガラクトース、D-キシロース、L-アラビノース、L-ラムノースなどの他の中性糖によって置換されます。>毛むくじゃらの領域 .ポリガラクツロン酸のカルボキシル基は、メタノールで部分的にエステル化されています。エステル化とアセチル化の程度はペクチンの起源によって異なりますが、化学的性質に決定的な影響を与えます。したがって、ペクチンは平均エステル化度 VE に基づいて分類されます。
歴史
ペクチンは、1790 年に科学者 Vauquelin によってフルーツ ジュースで初めて発見されました。しかし、ブラコノットという名前の別の科学者が研究を続け、ゼラチン状の物質ペクチン酸と名付けた1824年まで、その名前は付けられませんでした. 100 年後、スモレンスキーは、ペクチンが高分子ガラクツロン酸で構成されている可能性があることを最初に示唆しました。 1930 年にマイヤーとマークはペクチン分子の鎖状の形を認識し、1937 年にシュナイダーとボックはペクチンの式を作成しました。ペクチンの優れたゲル化力から食品の製造に使用できるペクチンの実用化が認められたのは、今世紀の初めになってからです。
ペクチンの分類
高度にメチル化または高度にエステル化されたペクチン
- 定義上、
- エステル化度が 50% を超える
- 糖度が重量で 55% 以上のゲル
- これには 1 ～ 3.5 の pH が必要です。 したがって、
- は糖度の高い酸性製品にのみ使用できます。ジャムやフルーツのフィリング
低メチル化、低エステル化ペクチン
- エステル化度が 50% から 5% の間であると定義されている
- 多価陽イオンの存在下では、砂糖がなくてもゼリーを形成できます
- これには 1 から 7 の pH 値が必要です。
- は、特に乳製品用の、搾り出し可能な果物の調製品を製造するために使用されます。
- 低カロリーのフルーツ スプレッドの製造に使用されます。
ペクチン酸
- 定義上、
- エステル化度が 5% 未満
- 低メチル化ペクチンのようなゲル (上記参照)、
- 高い pH 値と高レベルの多価カチオンで ペクテート として落下 、エステル化されていないペクチン酸の塩。
アミドペクチン (アミド化ペクチン、E 440ii)
- 低メチル化ペクチンのグループに分類され、アンモニアとの反応の結果、特定の割合のカルボン酸基がアミドとして存在します。
- 低メチル化ペクチンのように、糖と多価陽イオンの両方を含むゲル
- ただし、ゲルの特性は、多価陽イオン、特にカルシウムの含有量の影響を受けません。そのため、より堅牢に使用できます。
変更間の適用技術の主な違いは、水溶液からゲルを形成する傾向と、形成されたゲルの特性にあります。エステル化度と添加剤により、ゲル形成の速度、ゲル強度、香りの放出、および拡散性を具体的に制御できます。
アプリケーション
ペクチンはゲルを形成する能力があるため、食品業界、製薬業界、または化粧品の多くの製品に不可欠な成分であり、さまざまな理由でゲル化剤、増粘剤、および/または安定剤が使用されています。食品業界や一部家庭でも、ペクチンはゼリー、ジャム、マーマレード、菓子、焼き菓子、飲料の安定化、乳製品の製造に使用されています。寒天、カラギーナン、アルギン酸などのペクチンは、ゼラチンの純粋な植物ベースの代替品として使用できます.
低メチル化ペクチンは、ヨーグルトの製造や、ペクチンの存在によってカゼインの凝固が妨げられるサワー ミルク製品の低温殺菌に使用されます。
EU では食品添加物として番号 E 440 を持っています 上限なし (満足度 ) 一般的に食品用に承認されています。
増粘剤、保護コロイド、安定剤としてのその特性は、製薬業界や化粧品業界でも使用され、エマルジョンや懸濁液の粘度と安定性を高め、さまざまなゲル、クリーム、ペーストを作成しています。
ペクチンの他の医学的用途は、重金属中毒の場合の解毒で錯化剤として作用する能力と、血中のコレステロールレベルを下げる特性によって与えられます.また、下痢を治療するためのいくつかの薬にも使用されています.
ゲル化メカニズム
ペクチン分子は非常に大きく (高分子)、その重量と表面積が大きいため、解決するのは難しいはずです。しかし実際には、比較的多量のペクチンがほんの少しのお湯で溶けます。この現象は、ガラクツロン酸ビルディング ブロックの遊離カルボン酸基によって引き起こされます。酸基は水溶液中で解離します。これにより、高分子全体に多かれ少なかれ均等に分布するアニオン酸残基が作成されます。負電荷により、ペクチン分子は静電気的に互いに反発します。さらに、これらの電荷キャリアの周りに大きな水和シェルが形成され、分子が互いに接近するのも防ぎます。これにより、親水コロイドとも呼ばれるペクチンが溶解状態に保たれます。
ゲル化のためには、静電反発と水和シェルのバリアを克服する必要があります。これには 2 つのメカニズムがあります:
多価カチオンによるゲル化
多価陽イオンは、キレート複合体の 2 つ以上の陰イオン性カルボン酸基によって結合され、多価陽イオンがペクチン鎖を 3 次元ネットワークで保持するゲルを形成します。
糖と酸によるゲル化
酸は陰イオン酸残基の多くを酸基に変換し、それによってペクチン鎖間の静電反発力を減少させます。大量の砂糖には脱水効果があります。 H.それらはまた、ペクチンの大きな水和シェルから水を結合します.その結果、ペクチン鎖、例えばT. は糖も含めて互いに接近し、水素結合によって連結された三次元ネットワークを形成します。
