Łódź, 30.03.2015

LABORATORIUM |
OGÓLNEJ TECHNOLOGII ŻYWNOŚCI

PEKTYNY

Justyna Januszkiewicz

Małgorzata Kołacz

Aleksandra Rakowska

Cel ćwiczenia

Zapoznanie z głównymi surowcami, budową chemiczną i zastosowaniem pektyn: praktyczne zapoznanie z warunkami wyodrębniania z surowca i oznaczaniem niektórych ocen użytkowych.

Wstęp teoretyczny

Związki pektynowe zawarte w owocach odgrywają bardzo duża rolę w przetwórstwie z uwagi na ich charakter galaretujący przy odpowiednim stężeniu cukru oraz kwasów.

Zawartość pektyn w warzywach i owocach nie jest zbyt wysoka, z wyjątkiem kapusty. Pektyny kapusty nie wykazują zdolności do tworzenia żelu. Najwięcej związków pektynowych zawierają owoce.

Postać galaretowatą można zaobserwować w równych przetworach owocowych oraz warzywnych, jak np. w dżemach, marmoladach oraz niektórych galaretkach owocowych. Żelifikacja (galaretowacenie) zachodzi w przy stężeniu 0,5-06% pektyn, 65-70% cukru i 0,5-1% kwasów organicznych (pH=3) w produkcie naturalnym.

Zawartość związków pektynowych w owocach wynosi 0,3-2,5% .Do owoców zasobnych w pektyny (powyżej 1%) zalicza się:

• czarną porzeczkę

Do owoców stosunkowo bogatych w pektyny zalicza się:

• agrest

• śliwki

• jabłka

• jeżyny

• czerwone porzeczki

Ubogie pektyny natomiast są:

• maliny

• wiśnie

• czereśnie

• winogrona

• części jadalne pomarańczy

• części jadalne cytryn

Pektyna występująca w burakach oraz wysłodkach buraczanych nie żelifikuje z uwagi na zbyt niski ciężar drobinowy.

Związki pektynowe pełnią rolę lepiszcza nie zdrewniałych ścian komórek roślinnych stanowiąc tzw. blaszkę środkową. W wyniku działalności enzymów  lub w wyniku hydrolizy pektyny rozkładają się na kwas galakturonowy. Do stopniowego rozkładu pektyn dochodzi na skutek dojrzewania owoców, czego efektem jest miękniecie dojrzałych owoców.

Najłatwiej dostępnym i bogatym źródłem pektyn są jabłka. Pektyny razem z włóknem wywierają korzystny wpływ na funkcjonowanie przewodu pokarmowego. W organizmie człowieka pektyny pełnią funkcję jakby „szczotki” wymiatającej z przewodu pokarmowego resztki niestrawionych pokarmów, regulują działanie mikroflory bakteryjnej.

Badania naukowe dowodzą ze pektyny w przewodzie pokarmowym mają zdolność do obniżania nadmiaru cholesterolu spożywanego wraz z pokarmem. Dzięki temu zapobiegają występowaniu arteriosklerozy (miażdżycy), grac pośrednio przed zawałem serca. Przy diecie umiarkowanie bogate w cholesterol, należy spożywać 2 jabłka dziennie, aby nie dopuścić do kumulacji nadmiaru tego sterolu w organizmie. Pektyny w przewodzie pokarmowym mają również zdolność do wiązania niektórych metali ciężkich, np. radioaktywnego kobaltu oraz strątu, ale warto pamiętać, że pektyna działa tylko stanie surowym.

Zakres ćwiczenia

Otrzymanie koncentratu pektynowego pektynowego z wytłoków jabłecznych – ekstrakcja, zagęszczanie; analiza koncentratu.

Sprzęt

• Refraktometr

• Zestaw do filtracji pod próżnią

• Zestaw do zagęszczania pod próżnią

• Mieszadło mechaniczne

• Sito do oddzielania wytłoków

• Prasa ręczna

• Chusta do zawijania wytłoków

• Typowe wyposażenie laboratoryjne

• Odczynniki

Wykonanie ćwiczenia

5.1 Otrzymywanie preparatu płynnego pektyny jabłecznej.

25g suszonych wytłoków jabłecznych umieściłyśmy w zlewce i zalałyśmy 0,25dm3 wody wodociągowej o temperaturze 50oC. Zawartość naczynia zamieszałyśmy w ciągu 10 minut celem napęcznienia wytłoków oraz wyekstrahowania części rozpuszczalnych w wodzie. Zalewanie świeżymi porcjami wody o tej samej temperaturze i objętości oraz mieszanie powtarzałyśmy dwukrotnie.

Po każdej operacji oddzielałyśmy wytłoki od roztworu za pomocą sita, a na zakończenie dodatkowo przy użyciu prasy ręcznej.

Następną czynnością, jaką wykonałyśmy było wyekstrahowanie pektyny z wytłoków działaniem kwasu organicznego w następujący sposób. Wytłoki w zalewce zalałyśmy 0,5dm3 wody destylowanej. Podczas mechanicznego mieszania zawartości zlewki dodawałyśmy 2 ml nasyconego roztworu kwasu cytrynowego. Wytłoki z kwasem ogrzewałyśmy na łaźni wodnej w temperaturze 85oC w ciągu 2 godzin (mieszanie mieszadłem). Ekstrakt wytłoczyłyśmy przy użyciu prasy ręcznej w sposób jak poprzednio.

Oznaczyłyśmy refraktometrycznie zawartość suchej substancji w roztworze. Roztwór odbarwiłyśmy węglem aktywnym przez dodanie 10% węgla, licząc na suchą substancję roztworu. Roztwór z węglem pozostawiłyśmy na tydzień w lodówce.

Wyniki:

OBJĘTOŚĆ PRZESĄCZU : 440 cm³

OZNACZENIE REFRAKTOMETRYCZNE : 1,5%

Z powyższych danych wyniki, że jest 6,6 g suchej substancji, w związku z tym dodajemy 0,66g węgla aktywnego.

____________

Po tygodniu wyjęłyśmy roztwór z lodówki, po czym go przefiltrowałyśmy. Filtrat zagęściłyśmy pod próżnią ≤ 50’C do zawartości ok. 1,5 – 2,0% suchej substancji w roztworze (kontrola refraktometrem).

OBJĘTOŚĆ FILTRATU: 400 cm³

OZNACZENIE REFRAKTOMETRYCZNE: 2,0 ’Bx

2. Oznaczenie zdolności żelowania.

Do 7 probówek o pojemności 20cm3 odmierzyłyśmy kolejno 2; 2,5; 3; 3,5; 4; 4,5; 5 cm³ powyższego roztworu. Zawartość każdej probówki dopełniłyśmy wodą do 10cm3 i dodałyśmy po 3,3cm³ alkoholowego roztworu kwasu cytrynowego. Po ostrożnym lecz dokładnym wymieszaniu zawartości probówek, pozostawiłyśmy je w spokoju przez 15 minut w łaźni o temperaturze 0oC, zawierającej wodę z lodem. Następnie probówki kolejno odwracałyśmy dnem do góry, sprawdzając, z której galaretka nie wylewa się w ciągu co najmniej 5 sekund.

Przy sprawdzeniu okazało się, że zawartość probówek z zawartością od 2,5cm³ badanego roztworu wzwyż nie wypływa w określonych warunkach.

Wyniki:

Dzieląc przez 100 przez najniższe procentowe stężenie roztworu, przy którym galaretka jeszcze nie wypływa, otrzymujemy zdolność żelowania preparatu w stopniach. Stopnie te informują o maksymalnym rozcieńczeniu wodą, przy którym jeszcze obserwowałyśmy tworzenie galaretki.

PARAMETRY ZATĘŻANIA:

TEMPERATURA ŁAŹNI: 60oC

OBROTY: 75 obr/ min

CISNIENIE: 72mbar

OZNACZENIE REFRAKTOMETRYCZNE PO ZATĘŻENIU: 3,7 ‘Bx

$$zdolnosc\ zelowania:\ \ \frac{100}{3,7 \times \frac{2,5}{10}} = 108,11\ \text{stopni}$$

Wnioski

Zżelowanie już drugiej próby trzymanej w łaźni wodnej o temperaturze 0^oC w czasie 15 minut świadczy o dokładnym przeprowadzeniu procesu wyekstrahowania oraz o dobrej jakości pektyn uzyskanych z wytłoków jabłecznych. Wynik zdolności żelowania wynoszący 108,11 stopni jest zadowalający biorąc pod uwagę to, że pektyny otrzymywałyśmy z wytłoków jabłecznych, gdzie jabłko nie jest szczególnie zasobne w pektyny a najlepsze preparaty posiadają zdolność żelowania wynoszącą ponad 800 stopni.