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

7 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

6238. Рынок: спрос, предложение и цена 295.5 KB
  Рынок: спрос, предложение и цена Совокупность отношений товарного обмена, устанавливающих непосредственные связи между производителями и потребителями, называется рынком. Основными параметрами рынка являются: спрос, предложение и цена. Теория спроса...
6239. Характеристика немецкой классической философии, гносеология, этика и эстетика И. Канта 108 KB
  Характеристика немецкой классической философии, гносеология, этика и эстетика И. Канта. Вопрос 1 Характеристика немецкой классической философии, теории И. Канта эволюции вселенной, суждений и категорий науки. Рассудок не черпает свои з...
6240. Общая характеристика методов прогнозирования 204.5 KB
  Характеристика методов и подходов к построению прогнозов Существуют два подхода к построению прогнозов: первый количественный анализ, второй - качественный анализ. Количественный подход основан на различных математических моделях, испол...
6241. Подшипники скольжения открытого типа 229.91 KB
  Подшипники скольжения открытого типа Подшипники прокатных валков являются ответственными узлами рабочей клети, от их конструкции и правильной эксплуатации зависит бесперебойная работа прокатного стана. Подшипники работают в очень тяжелых условиях...
6242. Фармакопейный анализ кислоты хлористоводородной и галогенидов щелочных металлов 89 KB
  Фармакопейный анализ кислоты хлористоводородной и галогенидов щелочных металлов Описание. Бесцветные прозрачные жидкости со своеобразным запахом, кислой реакции. Кислота хлористоводородная - летучая жидкость. Свойства препаратов кислоты соляной...
6243. Генетика как научный фундамент биотехнологии 93.5 KB
  Генетика как научный фундамент биотехнологии Основы биотехнологии. Задачи биотехнологии. Структура современной биотехнологии Клеточная инженерия: достижения и перспективы Генная инженерия: достижения и перспективы Генетические основы выс...
6244. Рынок капитала, рынок земли 80.5 KB
  Рынок капитала, рынок земли. 1. Понятие капитала и процента. 2. Долгосрочные инвестиции. Анализ эффективности инвестиций. 3. Рынок земельных ресурсов и земельная рента. 4. Прибыль как факторный доход. 1. Капитал - это определенная сумма благ в ...
6245. Язык программирования Паскаль 73.5 KB
  Язык программирования Паскаль План Основные сведения Основные элементы Паскаля Структура программы Организация и описание данных Основные сведения Язык Паскаль является одним из самых распространенных в настоящее время алгори...
6246. Абсолютизация идеализма у Г.В.Ф. Гегеля 102.5 KB
  Абсолютизация идеализма у Г.В.Ф. Гегеля. Вопрос 1 Истоки и основные параметры философской системы Гегеля. Всё действительное разумно, всё разумное действительно (Гегель). Жизнь и труды Гегеля. Немецкий философ Георг Вильгельм Фридрих Гегель (1770-18...