7803159800

Ćwiczenie 3

Warunki powstawania żelu pektynowego

WSTĘP

Substancje pektynowe są szeroko rozpowszechnione w świecie roślinnym. Tworzą one lepiszcze ścian komórek roślinnych i występują, w postaci tzw. protopektyny. Protopektyna jest nierozpuszczalna w wodzie. Przechodzi w formę rozpuszczalną zwaną pektyną pod wpływem działania słabych kwasów, meta i pirofosforanów oraz enzymów. Pektyna składa się głównie z reszt kwasu galakturonowego połączonych wiązaniami 1-4-glikozydowymi, w których większość grup karboksylowych jest zestryfikowana alkoholem metylowym i częściowo zneutralizowana zasadami. Dalsza degradacja związków pektynowych w wyniku reakcji biochemicznych (np. nasilających się bardzo w owocach w czasie dojrzewania), jaki reakcji chemicznych prowadzi do powstania kwasów pektynowych (kwasy poligalakturonowe) i kwasu galakturonowego.

W procesach żełifikacji, w technologii wykorzystuje się związki pektynowe zwane pektyną. W krajowym przemyśle preparaty produkowane są z wytłoków jabłecznych. Ponadto wykorzystuje się do tego celu albedo owoców cytrusowych, łuski i kwiatostany słonecznika. Proces otrzymywania preparatów polega na uwolnieniu pektyn z protopektyny poprzez łagodną hydrolizę, a następnie rozpuszczone w wodzie pektyny są ekstrahowane, oczyszczane, zagęszczane i suszone.

PEKTYNA JEST ESTREM METYLOWYM KWASU POLIGALAKTU RONOWEGO Preparaty pektynowe są zaliczane do liofilnych koloidów, które łatwa pęcznieją i rozpuszczają się w zimnej i gorącej wodzie. Wodne roztwory pektyn odznaczają się wysoką trwałością, którą zawdzięczają zdolności wiązania przez micełe pektynowe wielkiej liczby cząsteczek wody na swej powierzchni, częściowo zaś również jednolitemu ładunkowi elektrycznemu.

Na temat mechanizmu tworzenia się żelów, a ściśle powstawania wiązań pektynowych, istnieją różne hipotezy, jednakże żadna z nich nie wyjaśnia w pełni tego zjawiska. Twierdzi się, że w przypadku pektyn o wysokim stopniu zestrvfikowania w reakcji biorą udział grupy —COOH i — OH i tworzą się tzw. wiązania poboczne. W przypadku pektyn o niskim stopniu zestryfikowania w wiązaniu cząsteczek uczestniczą tylko grupy karboksylowe łączone jonami wapniowymi lub innymi metalami dwu- i mniej wartościowymi; są to tzw. wiązania główne. Przyjmuje się, że siatka powstała w przestrzeni w wyniku połączenia łańcuchów pektynowych obudowuje decz, którą najczęściej jest roztwór cukru i innych składników.

Pektyna rozpuszczona w wadzie lub roztworze cukru tworzy układ koloidalny, w którym cząsteczki kwasów pektynowych są zdysocjowane i przybierają ujemny ładunek elektryczny, a to powoduje, że są one dałami odpychającymi się wzajemnie. Dodatkowym zjawiskiem jest, że grupy karboksylowe i wodorotlenowe są zhydratowane, czyli otoczone osłonkami wodnymi. Cząsteczki kwasów pektynowych wykonują w roztworze ruchy drgające i ruchy Browną a energia kinetyczna tych cząsteczek wzrasta w miarę wzrostu temperatury (podgrzewania roztworu). Wszystkie wymienione i opisane zjawiska nie sprzyjają łączeniu się łańcuchów pektynowych i wytworzeniu galarety o prawidłowej strukturze. Chcąc zatem doprowadzić do wzajemnego powiązania poszczególnych cząsteczek pektyny, należy stworzyć takie warunki technologiczne, podczas których cząsteczki mogłyby się do siebie zbliżyć i trwale połączyć. Czynnikami warunkującymi powstanie tych połączeń są:

■    dodatek kwasu w celu osiągnięda optymalnego pH,

■    odpowiedni dodatek cukru,

■    obniżenie temperatury. 11