89364

Пектины. Инулин

Реферат

Химия и фармакология

Пектин – это натуральное желирующее и структурообразующее вещество, которое содержится в клеточных стенках и межклеточном пространстве всех растений. Особенно им богаты фрукты, ягоды и многие овощи. Пектин – в переводе с греческого «pektos» - свернувшийся, замерший.

Русский

2015-05-12

105.21 KB

8 чел.

Реферат

Пектины. Инулин


1. Пектины. Химическое строение.

Пектин – это натуральное желирующее и структурообразующее вещество, которое содержится в клеточных стенках и межклеточном пространстве всех растений. Особенно им богаты фрукты, ягоды и многие овощи. Пектин – в переводе с греческого «pektos» - свернувшийся, замерший. Пектиновые вещества в природе существуют в нескольких формах. Они выполняют в растительных тканях различные физиологические функции структурных и связывающих компонентов и регулируют водный обмен растений.

Промышленные пектины, используемые в качестве пищевых добавок, являются гетерополисахаридами, содержащими не менее 65% (по массе) остатков галактуроновой кислоты, которые могут быть представлены в виде, свободной кислоты, ее метилового эфира или амида кислоты.

Традиционным сырьём для производства гелеобразующего пектина считаются цитрусовые и яблочные отжимки. В качестве сырья также используется сахарная свекла, которая для России является более доступным и дешёвым сырьём. Свекла подвергается предварительному извлечению сахара в мягких условиях. Подготовленное таким образом сырьё содержит идеально сохраненный нерастворимый пектин (рис.1.).

                                                           

Рис. 1. Этикетка на свекольный пектин

Промышленные пектины обычно содержат сахар, который добавляют  для стандартизации их свойств.

2. Степень этерификации, высоко- и низкоэтерифицированные пектины.

При получении часть карбоксильных групп галактуроновой кислоты оказывается этерифицированной метанолом. Последние исследования показали, что пектины содержат отдельные блоки из полигалактуроновой кислоты и сильно разветвленные блоки (ворсистые участки), содержащие несколько типов структур моносахаридов (рис. 2.).

Рис. 2. Строение молекулярной цепи пектина

Участки молекулы пектина, которые состоят преимущественно из звеньев галактуроновой кислоты, представляют собой смесь метилового эфира кислоты, свободной кислоты и ее солевых форм (K, Na, Ca).  Свойства пектинов зависят от степени этерификации (т.е. от процентного содержания этерифицированной карбоксильной группы).

3. Способы получения.

Сегодня основным источником получения пектинов является цитрусовая выжимка, которая образуется при извлечении цитрусового сока и масла, и яблочная выжимка – высушенный остаток, образуемый при извлечении яблочного сока. Большую часть пектина получают путем экстракции из сырья горячим водным раствором минеральной кислоты. Полученный водный раствор фильтруют от клетчатки (нерастворимой в воде), смешивают с метанолом, этанолом или изопропанолом, в котором пектин не растворим, и выпадает в осадок, отфильтровывают его.

Пектины извлекают из естественного растительного сырья практически в неизмененном виде, при этом сохраняются все физиологически ценные свойства. Пектины, как растворимые пищевые волокна, благотворно влияют на здоровье человека. Пектин очень важен для стабилизации обмена веществ, он снижает содержание холестерина в организме, улучшает периферическое кровообращение, а также перистальтику кишечника. Но, самое ценное его свойство в том, что он обладает способностью очищать живые организмы от вредных веществ.

Кроме лечебных характеристик пектин имеет  многочисленные технологические достоинства, такие, как стандартизуемая желирующая сила, хорошая растворимость и температурная устойчивость.

 Применение пектинов

С помощью пектина получается продукт с необходимыми текстурными и органолептическими показателями. Поэтому пектин и пектиносодержащие продукты являются ценной добавкой при производстве пищевых продуктов.

В пищевой промышленности производят пектин 2-х форм: жидкий и порошок. В рецептах эти формы не взаимозаменяемы. От формы используемого пектина зависят правила смешивания продуктов: порошковый пектин смешивается со свежими холодными фруктами или соком, а жидкий пектин добавляется в сваренный горячий продукт. Пакетированный порошковый пектин имеет более широкую сферу применения.

Пектин используют в качестве студне- и структурообразователя при производстве кондитерских изделий, мармеладов, пастилы, джемов, конфитюров, желе, фруктовых напитков, соков, майонезов, йогуртов и других масложировых и молочных продуктов. Чистый пектин при употреблении с пищей не создает энергетического запаса в организме, он нейтрален, чем функционально отличается от других полисахаридов.

Высокоэтерифицированный пектин (0,3 - 0,5 %-ный раствор) в кислых растворах при определенном содержании сухих веществ (табл. 1) и охлаждении медленно (20 - 20 мин) образует прозрачный неплавкий гель с блестящим изломом. Высокоэтерифицированный пектин применяется в производстве кондитерских желейных и пастильных изделий, для стабилизации кисломолочных напитков. Растворимость высокоэтерифицированного пектина возрастает с увеличением степени этерификации и уменьшением длины цепи. Прочность пектинового геля , независимо от вида пектина, возрастает с увеличением концентрации пектина и степени полимеризации.

В зависимости от скорости и температуры начала желирования высокоэтерифицированные пектины делятся на две группы – быстро и медленно желирующие. Быстро желирующие пектины имеют более высокую степень этерификации и желируют при более высоких значениях рН.

Наиболее благоприятная область рН для быстро желирующих пектинов от 3,0 до 3,4, для медленно желирующих – от 2,8 до 3,2.

Полностью этерифицированный пектин может желировать без добавления кислоты, только с сахаром.

Поведение пектинов в водных системах показано в таблице 1.

Быстро желирующие пектины применяются в производстве варенья, особенно при температуре разлива выше 85С. Они гарантируют равномерное распределение фруктов по всему объему варенья.

Табл. 1 Поведение пектинов в водных системах

код

пектин

Раствори-мость в воде

Условия гелеобразования

Стабильность гелей

Е 440

Высокоме-токсилиро-ванный

При комнатной температу-ре

При рН<4 и содержании сухих веществ в системе 55- 80%, при температуре ниже 60 - 900С

Термонеобра-тимы

Е 440

Низкоме-токсилиро-ванный

При комнатной температу-ре

В присутствии ионов Са (>200 мг/л), при температуре ниже 60-900С

Термообрати-мы

Медленно желирующие пектины преимущественно используются в производстве фруктовых желе и мармеладов. Пектины рекомендуется вносить в продукт в смеси с сахаром (на 1 часть пектина 7 - 10 частей сахара-песка). Эту смесь вносят в кипящую воду при перемешивании и кипятят примерно 2 мин. Затем вносят оставшееся рецептурное количество сахара-песка и далее ведут процесс в соответствии с действующей технологической инструкцией.

Изменением количества сахара и величины рН можно добиться ускорения процесса желирования. Наоборот, замедлить желирование позволяет использование буферных солей-ретардаторов. Ретардаторами являются, как правило, соли одновалентных катионов (например, ионов К) и молочной, винной, лимонной или фосфорной кислот. Катионы мешают пектиновым цепочкам сблизиться для образования геля. Результатом является увеличение времени желирования и понижение его температуры. Кроме того, буферные соли повышают рН перед дозировкой кислоты, что помогает предотвратить преждевременное желирование. Степень этих изменений можно регулировать концентрацией буферных солей, хотя слишком высокая дозировка солей может отрицательно сказаться на вкусе и прочности геля.

Низко этерифицированный, т.е. сильно ионогенный, пектин (0,5 - 1,5 % раствор) в Са содержащих растворах при охлаждении образует почти прозрачный плавящийся гель. Скорость желирования и прочность геля зависят от ионов, образующих комплексы с кальцием (цитраты, фосфаты), от значения рН и концентрации сахара. Низко этерифицированные и амидированные пектины применяются обычно в качестве загустителя и стабилизатора консистенции в производстве кисломолочных продуктов, фруктовых консервов, йогуртов, молочных десертов, напитков, кетчупов. Пектин позволяет получать термостабильные фруктовые начинки, не растекающиеся при выпечке, а также наппаж (глянец для выпечных изделий).

Пектин — одна из самых незаменимых пищевых добавок. Его используют в производстве конфет, производстве фруктовых начинок, кондитерских желейных и пастильных изделий, молочных продуктов, десертов, мороженного, комбинированного масла, майонеза, кетчупа.

Чистый пектин при употреблении с пищей не создаёт энергетического запаса в организме, он нейтрален, чем функционально отличается от других полисахаридов. Но особую значимость пектин приобрел в последние три десятилетия, когда появились сведения о способности пектина, образовывая комплексы, выводить из организма человека тяжелые металлы (свинец, ртуть, цинк, кобальт, молибден и пр.) и долгоживущие (с периодом полураспада в несколько десятков лет) изотопы цезия, стронция, иттрия и т.д., а также способность сорбировать и выводить из организма биогенные токсины, анаболики, ксенобиотики, продукты метаболизма и биологически вредные вещества, способные накапливаться в организме: холестерин, желчные кислоты, мочевину, продукты тучных клеток. Над изучением свойств пектина работают ученые всего мира, открывая все новые и новые его целебные достоинства.

Пектины извлекают из естественного растительного сырья практически в неизмененном виде, при этом сохраняются все физиологически ценные свойства. Пектины, как растворимые пищевые волокна, благотворно влияют на здоровье человека. Пектин очень важен для стабилизации обмена веществ, он снижает содержание холестерина в организме, улучшает периферическое кровообращение, а также перистальтику кишечника. Но, самое ценное его свойство в том, что он обладает способностью очищать живые организмы от вредных веществ.

Кроме лечебных характеристик пектин имеет многочисленные технологические достоинства, такие, как стандартизуемая желирующая сила, хорошая растворимость и температурная устойчивость. С помощью пектина получается продукт с необходимыми текстурными и органолептическими показателями. Поэтому пектин и пектинсодержащие продукты являются ценной добавкой при производстве пищевых продуктов.

Пектин обеспечивает мягкое воздействие на стенки желудочно-кишечного тракта, вызывает усиление перистальтики. Продвигаясь по кишечнику пектин устраняет бродильно-гнилостные процессы, очищает ворсинки тонкой кишки, "вытягивает" не переваренные остатки пищи и захватывая ядовитые продукты обмена, токсины выводит их из организма. Пектин активизирует моторику и перистальтику кишечника, нормализует микрофлору кишечника, способствует снижению содержания сахара в крови. Недостаток в рационе питания пектина может быть причиной развития рака кишечника, заболеваний желудочно-кишечного тракта, сердечно - сосудистой системы, ожирения. 

Пектин способен выводить из организма человека тяжелые металлы (Pb, Hg, Zn, Co, Mo и пр.), а также сорбировать и выводить из организма токсины, анаболики, продукты метаболизма и биологически вредные вещества, способные накапливаться в организме: холестерин, желчные кислоты, мочевину. Исследования показали, что препараты, применявшиеся ранее для выведения из организма тяжелых металлов и радионуклидов, недостаточно эффективны и вызывают обеднение организма микроэлементами. Более эффективно использовать вещества, содержащиеся в натуральных пищевых продуктах: они не вызывают побочного действия и дают защитный эффект.    К таким веществам относится пектин. Наибольшей способностью выводить из организма ядовитые вещества и радионуклиды, обладает яблочный пектин. При постоянном употреблении пектина накопления вредных веществ в организме не происходит.

5. Инулин и фруктоолигосахариды.

Инулин – резервный полисахарид растений, гидролизуется во фруктозу.

Добывают из корней цикория или клубней топинамбура. Является пищевым волокном, не пищевой добавкой. Поэтому может применяться без ограничений.

5.1. Химическое строение.

Молекула инулина состоит из около 60 звеньев фруктозы и одного конечного звена глюкозы (рис. 3.).

           

Рис. 3. Строение молекулы инулина

5.2. Способы получения.

5.3. Физико-химические свойства и технологические функции  инулина и фруктоолигосахаридов.

При увеличении концентрации свыше 15 % инулин проявляет способность образовывать гель или крем с великолепной жироподобной текстурой. Инулин является заменителем жиров.

5. Применение в пищевых продуктах.

Инулин применяют для получения низкожирных майонезов, соусов, йогуртов, тортов (заменяют маргарин), начинок сливочного вкуса, хрустящих вафель.

Инулин легко усваивается организмом человека, в связи с чем применяется в медицине как заменитель крахмала и сахара при сахарном диабете. Служит исходным материалом для промышленного получения фруктозы.

Инулин радикальным образом влияет на обмен веществ. Соляная кислота желудка и ферменты кишечника расщепляют инулин на отдельные молекулы фруктозы и другие мелкие фрагменты

Нерасщепленная часть инулина выводится из организма, увлекая за собой массу ненужных организму веществ – от тяжелых металлов и холестерина до различных токсинов.

Инулин способствует усвоению витаминов и минералов в организме (особенно Са, Mg, Zn, Сu, Fe и Р ).

Инулин улучшает обмен липидов – холестерина, триглицеридов и фосфолипидов в крови. Поэтому снижает риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, смягчает их последствия, укрепляет иммунную систему организма.

Способствует развитию бактерий Бифидус, содержащихся в микрофлоре желудка, содействуя, нормальному функционированию ЖКТ.

Инулин стимулирует сократительную способность кишечной стенки, что ускоряет очищение организма от шлаков и непереваренной пищи. Это устраняет запоры и диарею.

Инулин оказывает иммуномодулирующее и гепатопротекторное действие, противодействуя возникновению онкологических заболеваний.

Прием препаратов, содержащих инулин, позволяет снизить уровень сахара у диабетиков, предотвращает возникновение осложнений сахарного диабета

Уместно применять инулин при ожирении, атеросклерозе, ишемической болезни сердца, инфаркте миокарда, желчно-каменной и почечно-каменной болезнях, артритах и остеохондрозе.

Для усиления действия инулина в биодобавках его сочетают с соками других природных целителей, таких как сельдерей, петрушка, облепиха, шиповник, калина, женьшень, солодка, элеутерококк.

Литература

Белобородов В. Л., Зурабян С. Э., Лузин А. П., Тюкавкина Н. А. Органическая химия. В 2 книгах. Книга 1. Основной курс; Дрофа - Москва, 2008. - 640 c.

Боровлев И. В. Органическая химия. Термины и основные реакции; Бином. Лаборатория знаний - Москва, 2010. - 360 c.

Габриелян О. С., Остроумов И. Г., Дорофеева Н. М. Практикум по общей, неорганической и органической химии; Академия - Москва, 2011. - 256 c.

Зурабян С. Э., Лузин А. П. Органическая химия; ГЭОТАР-Медиа - Москва, 2011. - 384 c.

Иванов В. Г., Горленко В. А., Гева О. Н. Органическая химия; Академия - Москва, 2010. - 624 c.

Илиел Э. Основы стереохимии; Бином. Лаборатория знаний - Москва, 2005. - 120 c.

Имашев У. Б. Основы органической химии; КолосС - Москва, 2011. - 464 c.

Кабачник М. И., Мастрюкова Т. А. Межфазный катализ в фосфорорганической химии; Едиториал УРСС - Москва, 2002. - 320 c.

Оганесян Э. Т. Органическая химия; Академия - Москва, 2011. - 432 c.

Петров А. А., Бальян Х. В., Трощенко А. Т. Органическая химия; Альянс - Москва, 2012. - 624 c.

Под редакцией Тюкавкиной Н. А. Биоорганическая химия. Руководство к практическим занятиям; ГЭОТАР-Медиа - Москва, 2010. - 168 c.

Преч Э., Бюльманн Ф., Аффольтер К. Определение строения органических соединений; Мир, Бином. Лаборатория знаний - Москва, 2009. - 440 c.

Разин В. В., Костиков Р. Р. Задачи и упражнения по органической химии; Химиздат - Москва, 2009. - 336 c.

Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П. Органическая химия. В 4 частях. Часть 3; Бином. Лаборатория знаний - Москва, 2010. - 544 c.

Реутов О. А., Курц А. Л., Бутин К. П. Органическая химия. В 4 частях. Часть 4; Бином. Лаборатория знаний - Москва, 2011. - 728 c.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36189. Естественное освещение помещений 36 KB
  По действующим сейчас правилам все помещения предназначенные для длительного пребывания людей должны иметь естественное освещение. Клеффнера увеличение размеров окон свыше 1 10 1 8 площади пола помещения не дает соответствующего повышения средней освещенности горизонтальной поверхности в помещении. Равномерность освещения при северной ориентации помещений достигается при высоко поднятых окнах с перемычками небольшой высоты при светлых стенах и потолках большой площади окон небольшой глубине помещения а также применением занавесей....
36190. Входные узлы, тамбур, двери. Материалы и основные конструкции 19.19 KB
  Двери как створ различаются по материалу изготовления. Это железные деревянные стеклянные пластиковые алюминиевые двери и др. дция двери: Двери делятся на: внутренние или межкомнатные разделяющие комнаты и входные в квартиры для санитарнотехнических узлов наружные входные в здания тамбурные и специальные например запасные выходы звукоизоляционные двери.
36191. Огнестойкость строительных конструкций и классификация степени сгораемости материалов 43.5 KB
  Продолжительность в часах сопротивления строительной конструкции воздействию высокой температуры при пожаре до исчерпания ею несущей и ограждающей способности принято называть пределом огнестойкости. Предел огнестойкости конструкции определяется опытным или расчетным путем.Он измеряется в см и представляет собой размер повреждения конструкции в контрольной зоне в течение 15 мин. В соответствии со СНиП 11280 Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений по сгораемости строительные конструкции делятся на: несгораемые...
36192. Виды систем канализации. Устройство наружных и внутренних канализационных систем 20.42 KB
  Канализация представляет собой комплекс инженерных сооружений и мероприятий предназначенных для следующих целей: приема сточных вод в местах образования и транспортирования их к очистным сооружениям; очистки и обеззараживания сточных вод; утилизации полезных веществ содержащихся в сточных водах и в их осадке; выпуска очищенных вод в водоем. Системы канализации: Под системой канализации принято понимать совместное или разделительное отведение сточных вод. Общесплавными называют системы канализации при которых все сточные воды ...
36193. Двухтрубная система отопления с естественной циркуляцией и нижней разводкой 217.5 KB
  Удаление воздуха осуществляется либо через воздушные краны краны Маевского установленные на радиаторах отопления верхнего этажа либо через воздушную трубу соединяющую подающие стояки с расширительным баком. Преимущества нижней разводки отопления перед верхней разводкой: Меньшие потери теплоты так как магистральные трубопроводы не прокладываются на чердаке. При строительстве можно запускать систему отопления при недостроенных верхних этажах.
36194. Системы вентиляции 73.54 KB
  Результатом плохой вентиляции в помещении может стать: несвежий воздух неприятные запахи из кухни и туалетных комнат повышенная влажность конденсация влаги ощущение недостатка свежего воздуха. Существует два основных типа вентиляции: естественная вентиляция и принудительная вентиляция. Для создания усиления естественной вентиляции в стенах зданий прокладывают специальные вытяжные вентиляционные каналы ведущие в кухню в ванную и туалет.
36195. Сфера деятельности дизайнера пространственной среды и вопросы которые он должен решать в проектировании различных объектов 28 KB
  Суть дизайнерской деятельности: с одной стороны это комплекс знаний и навыков преобразованные в метод проектирования который в дальнейшем используется для создания дизайнпроекта; с другой это мировоззрение проектировщика его взгляд на объект проектирования и окружающий мир а также умение обобщать синтезировать вычленять существенные взаимосвязи и закономерности Дизайн и архитектура вместе образуют основу предметнопространственного окружения второй природы которую создает вокруг себя человек. Архитектура формирует ее стабильный...
36196. Методика подхода к проектированию объектов дизайна среды 37 KB
  Основными методами являются анализ синтез оценка Методы проектирования можно разделить на критерии: Обследование знакомство с ситуацией контекстом размещения будущего объекта перечнем свойств которыми он должен обладать. столкновения противоречий между обстоятельствами будущей жизни объекта и эксплуатационными характеристиками его структур. Так сделала многие свои открытия современная бионика почти копирующая в технических объектах принципы и конструкции подсмотренные у природы; субъективные когда автор воображает себя неким...
36197. Коммуникации как одна из фундаментальных тем архитектуры. Градостроительные идеи ХХ века 4.14 MB
  Городасады В 1898 г. вышла книга Городасады будущего где Э. Схема городасада Размышления Говарда стали основой будущих городовспутников широко распространенных и в России с середины XX в. Планировочная схема городасада представлена в виде круга опоясанного сельскохозяйственной зеленой зоной рис.