Pos
Pembuatan produk selai dan pastel

Klasifikasi sifat fisikokimia zat pektin

Menurut nomenklatur yang diadopsi pada tahun 1944, zat pektik berikut dibedakan: protopektin (lihat di atas), pektin, asam pektat dan asam pektat.

Pektin adalah istilah umum untuk zat pektin bebas selulosa yang larut dalam air yang terdiri dari residu asam galakturonat yang dimetoksilasi. Pektin adalah produk yang diperoleh sebagai hasil tahap pertama dari pemecahan alami protopektin. Tidak berubah, ia dapat membentuk jeli dengan gula, asam, dan air. Pada buah-buahan dewasa, sebagian besar pektin sudah dalam bentuk pektin. Dalam keadaan ini, buah-buahan yang dimaksudkan untuk pengolahan gula harus masuk ke produksi.

Rantai pektin polygalacturonic methoxylated dapat disederhanakan sebagai berikut15.1

Dalam proses hidrolisis pektin, gugus metoksi secara bertahap dihilangkan (demethoxylation). Pektin demethoxylated penuh (dengan rantai utuh) disebut asam pektik sesuai dengan nomenklatur baru.

Struktur asam pektik dapat direpresentasikan dengan formula berikut:15.2

Asam pektik adalah koloid yang memiliki molekul terpolimerisasi. Rumus umumnya (C5Н7О4COOH)n. Namun, itu hanya memiliki kemampuan pendidikan sarjana yang lemah.

Antara pektin dan asam pektat ada sejumlah produk penguraian antara berbagai tingkat demethoxylation. Mereka hadir dalam campuran alami zat pektin. Rantai polygalacturonic mereka terdiri dari unit, bagian yang lebih besar atau lebih kecil jenuh dengan metoksil. Senyawa ini disebut asam pektik. Sifat gelatin mereka bervariasi tergantung pada tingkat metoksilasi mereka.

Formula umum asam pektik15.3

Sebagai hasil dari dekomposisi yang dalam dari asam pektik (dan asam pektat), tidak hanya disertai dengan demethoxylation, tetapi juga dengan memecah rantai polygalacturonic menjadi unit yang terpisah, asam monogalacturonic yang larut secara molekul diperoleh:15.4

yang berperilaku seperti asam monobasa khas.

Pertimbangkan sifat fisikokimia terpenting dari zat pektin.

Pektin murni adalah zat putih yang membengkak dalam air dengan pembentukan bertahap larutan koloid - Zola.

Solusi pektin memiliki viskositas yang signifikan.

Viskositas sol pektin encer meningkat dalam proporsi langsung terhadap konsentrasi. Ketergantungan semacam itu hanya ada untuk larutan pektin dengan konsentrasi hingga 1%. Dalam solusi dengan konsentrasi yang lebih tinggi, penyimpangan signifikan dari ketergantungan ini diamati. Di daerah yang dekat dengan gelasi sol pektin, viskositas abnormal diamati, disertai dengan pembentukan struktur.

Ketika alkohol atau aseton (dengan konsentrasi di atas 50%), eter atau benzena ditambahkan ke larutan pektin berair, baik gelasi padat sol terjadi, atau pitch-111 gel endapan baru tergantung pada konsentrasi pektin dan endapan yang ditambahkan.

Protein dan tanin tidak mengendapkan pektin dari larutan berair.

Partikel kompleks pektin memiliki muatan negatif dengan kepadatan tinggi. Yang terakhir ini terutama disebabkan oleh gugus karboksil bebas asam pektik. Karena ini, zat pektik (terutama dengan adanya asam pektik dan pektik) diendapkan dalam kondisi tertentu dari larutan berair di bawah aksi garam logam polivalen dalam bentuk koagulasi garam-garam ini yang larut dalam asam mineral.

Pektin adalah zat aktif secara optik dengan rotasi tangan kanan, dan rotasi spesifiknya bervariasi tergantung pada buah dari mana ia berasal dan pada tingkat kemurniannya.

Asam pektik membentuk garam medium atau asam dari berbagai logam.

Untuk larutan asam pektat 0,5-1,0%, nilai pH berkisar antara 3,2-3,4.

Asam pektik kering adalah bubuk putih dengan sedikit kelarutan dalam air. Dengan alkali memberikan garam larut (pectate), dan dengan alkali tanah dan logam berat membentuk garam tidak larut. Berbeda dengan pektin, ia diendapkan dengan tanin.

Berat molekul (M) zat pektin bervariasi tergantung pada asal pektin dan tingkat depolimerisasi.

Zat pektin, pada umumnya, merupakan campuran polimolekul, yaitu campuran molekul berbagai ukuran. Karena itu, kita hanya dapat berbicara tentang nilai rata-rata M.

Kesulitan khusus dalam membangun pektin M terletak pada kenyataan bahwa pektin adalah campuran heterogen yang membutuhkan pemurnian awal.

Selain itu, ada berbagai macam metode untuk menentukan M, yang memberikan nilai berbeda untuk produk yang sama.

Schneider dan Bock (1937), yang menentukan M pektin dari apel dengan metode osmotik (berdasarkan pektin nitrat yang bebas dari keberadaan "satelit"), memperoleh nilai rata-rata dari 30000 ke

100; untuk jeruk pektin, berat molekul 000 ditemukan, untuk lemon pektin 150 dan bit 000-220.

Svedberg dan Graham (1938), menggunakan metode ultrasentrifugasi, menemukan bahwa nilai M untuk apel, pir dan plum pektin berkisar antara 40 hingga 000.

Nilai sedikit lebih tinggi diperoleh dalam penentuan M pektin dengan metode viocosimetric.

Seiring dengan nilai M, data pada bentuk dan ukuran molekulnya sangat menarik untuk mengkarakterisasi sifat fisikokimia dari polimer tinggi. Molekul asam pektik berbentuk silinder; ketebalan molekul sekitar 10 A.

Sifat fisik dan kimia yang dijelaskan menentukan kemampuan pektin untuk membentuk jeli dengan gula dan asam.

Mempelajari kemampuan pektin

Zat pektin membentuk jeli dari berbagai komposisi, berbeda dalam sifat fisik dan mekanisnya.

Yang paling khas untuk produksi produk marmalade-pastel adalah pembentukan jeli dengan asam dan air di hadapan jumlah gula yang relatif besar (60-80% dari berat jeli). Memperoleh ubur-ubur jenis ini mendasari produksi buah dan marmutade berry, permen buah, selai, permen.

Tanpa memikirkan mekanisme gelasi pektin dalam industri gula-gula (masalah ini akan diberikan perhatian khusus di masa depan), perlu dipertimbangkan sifat-sifat pembentuk gel pektin dan faktor-faktor yang menentukan sifat-sifat ini.

Kemampuan untuk membentuk jeli dimanifestasikan secara individu dalam berbagai pektin, tergantung pada asalnya, dan oleh karena itu mereka memiliki nilai yang bervariasi untuk industri gula.

Diketahui, misalnya, bahwa pektin apel, buah jeruk (dari kulit jeruk dan lemon), blackcurrant, gooseberry, keranjang bunga matahari, dan bit memiliki nilai terbesar dalam kemampuan pembentukan siswa mereka. Ketika dipelihara dengan baik, proses teknologi untuk produksi pektin ini memberikan jeli dengan kekuatan yang diperlukan dan sifat berharga lainnya.

Kurang lengkap dalam hal ini adalah pektin abu gunung, quince, aprikot, persik, prem, cranberry. Pektin dari buah-buahan ini, yang menghasilkan ubur-ubur dengan kekuatan lebih rendah, tidak memenuhi persyaratan untuk produksi produk gula-gula. Pektin pir, ceri, buah beri musim panas, anggur, dan sayuran bahkan lebih tidak berharga dari sudut pandang kemampuan mereka untuk jeli.

Dalam spesies dan varietas buah dan tanaman yang sama, kemampuan pektin terhadap perubahan gelasi selama pengembangan tanaman, pematangan buah, selama penyimpanan dan pemrosesan bahan baku ini.

Keadaan pengetahuan saat ini belum memungkinkan untuk secara pasti menetapkan penyebab yang menentukan kemampuan alami untuk pembentukan jeli pada pektin dari berbagai sumber.

Kandungan kuantitatif pektin dalam buah-buahan dan tanaman yang diteliti sangat bervariasi dari 1,8 hingga 28% berdasarkan berat kering bahan tanaman.

Isi pektin dalam bahan baku ini tidak memungkinkan untuk menilai kemampuan pembentukan siswanya. Ini disebabkan oleh fakta bahwa metode yang digunakan untuk penentuan kuantitatif pektin (metode kalsium-pektat yang terkenal, metode presipitasi dengan alkohol, dll.) Menunjukkan secara total dengan fraksi pembentuk gelnya dan fraksi yang tidak memiliki sifat ini.

Saat ini, dapat diterima bahwa sifat pembentuk gel dari zat pektin terutama ditentukan oleh faktor-faktor berikut:

  1. panjang rantai molekul pektin;
  2. tingkat metoksilasi residu asam galakturonat;
  3. kehadiran konstituen neuronide (organik dan mineral).

Dapat dibuktikan bahwa kemampuan pektin terhadap gelasi terutama tergantung pada ukuran molekulnya. Yang terakhir ditentukan oleh tingkat polimerisasi rantai valensi utama dan dicirikan oleh berat molekul pektin.

Selain fitur alami pektin ini, tingkat polimerisasi molekulnya tergantung pada kondisi perkembangan tanaman dan sifat dampaknya pada proses produksi.

Dalam proses pemecahan alami zat pektin dalam tanaman, tahap pertama hidrolisis protopektin sangat penting dari sudut pandang ini. Dalam buah-buahan, tahap ini bertepatan dengan apa yang disebut kematangan teknis, ini merupakan fase optimal dari keadaan zat pektin untuk gelasi. Dengan dekomposisi lebih lanjut dari zat pektin di bawah kondisi alami pematangan buah di pohon atau ketika pematangan dan overripening di tempat tidur, komponen pektin yang terikat lemah (kelompok metoksil dan zat terkait, seperti galaktosa, araban, dll.), Dan kadang-kadang yang lebih dalam hidrolitik, dipisahkan. proses.

Ketika pembusukan biokimia buah-buahan segar (fermentasi, pembusukan) di bawah pengaruh enzim mikroorganisme, terjadi dekomposisi molekul pektin secara paksa. Beberapa enzim membelah protopektin, yang lain (pectase, atau pectin esterases) demethylate pectin, dan yang lain (pectinases, atau polygalacturonases) menyebabkan depolimerisasi, yaitu, pembelahan rantai molekul pektin, memecahnya menjadi lebih atau kurang segmen pendek.

Pektin peka terhadap pengaruh termal dan kimia. Karena itu, depolimerisasi molekul pektin sering terjadi dalam pemrosesan bahan baku yang mengandung pektin. Semakin banyak pektin mengalami berbagai perlakuan (pemanasan, aksi asam atau alkali), semakin besar risiko depolimerisasi pektin, yang memanifestasikan dirinya dalam penurunan berat molekulnya.

Penelitian dan data praktis menunjukkan bahwa semua efek yang menyebabkan depolimerisasi molekul pektin mau tidak mau memerlukan penurunan kemampuan pembentukan gelnya.

Diasumsikan bahwa dari bagian konstituen kompleks pektin, fraksi pektin dengan berat molekul setidaknya 10 memiliki kemampuan pembentuk gel, sedangkan fraksi pektin yang tersisa tidak berpartisipasi dalam gelasi, mereka adalah zat pemberat.

Sifat hidrofilik senyawa koloid dan kemampuannya mengikat air juga ditentukan oleh tingkat polimerisasi. Sifat-sifat pektin ini penting dalam produksi produk marmalade-pastille, karena melindungi mereka dari kekeringan atau dari kebasahan.

Baru-baru ini, sejumlah besar data telah terakumulasi menunjukkan bahwa demetilasi pektin, yang tidak disertai dengan depolimerisasi molekulnya, tidak menyebabkan hilangnya sifat-sifat agar-agar. Di sisi lain, depolimerisasi pektin sering diamati sebelum demetilasi, yaitu, pembelahan rantai pektin menjadi residu asam noligalacturonic yang termetoksilasi.

Juga ditetapkan bahwa pektin mempertahankan kemampuan pembentukan gelnya, seringkali dengan penurunan kandungan CH30 hingga 5% dan di bawah. Asam pektik yang dihasilkan menunjukkan kemampuan mereka untuk gelasi dalam bentuk yang sedikit berbeda dari pektin jenuh dengan metoksil.

Secara umum, data penelitian terbaru mengarah pada interpretasi baru dari peran HF30. Yang terakhir adalah isi CH30 dalam pektin hanya menentukan kondisi gelasi: jumlah gula, asam yang dibutuhkan untuk pembentukan jeli, dan laju proses gelasi.

Berdasarkan ini, sebuah teknologi untuk produksi pektin teretilasi rendah telah dibuat. Ciri khas dari gelasi pektin rendah-metilasi adalah bahwa mereka membentuk jeli dengan sedikit gula (sekitar 35% gula berdasarkan berat jeli), berbeda dengan pektin termetilasi tinggi biasa, yang memiliki kemampuan untuk mengental hanya dengan konsentrasi gula minimal 65%.

Selain itu, pektin mengandung tidak lebih dari 7,5% DV30, memiliki kemampuan untuk membentuk jeli yang kuat dengan ion logam polivalen.

Pektin teretilasi rendah diperoleh dari hidrolisis enzimatik, asam atau basa dari bahan baku yang mengandung pektin. Kondisi untuk memperoleh jeli dari mereka dengan garam kalsium tanpa gula dan asam telah dikembangkan. Yang terakhir ditambahkan hanya untuk rasa.

Jeli kalsium yang paling tahan lama diperoleh dari asam pektik dengan kelompok metil ester mulai dari 3,5 hingga 6,0%.

Peran kalsium atau ion logam lainnya dalam pembentukan jeli-jeli ini adalah molekul asam pektik saling mengikat oleh ion logam melalui gugus karboksil bebas. Oleh karena itu, jenis pektin jeli ini disebut gel "ion-terikat", karena jaringan gelatin terikat di dalamnya menggunakan ion logam polivalen (dalam hal ini, Ca ++), yang menggantikan hidrogen kelompok karboksi sesuai dengan15.5

Dalam ubur-ubur asam pektin biasa (dengan gula 65%) hubungan ini melalui kelompok COOH gratis, yang terhubung satu sama lain dengan pembentukan jembatan hidrogen. Oleh karena itu, jeli-jeli ini disebut sebagai gel yang “terikat hidrogen”.

Ada jeli pektin tipe menengah yang mengandung gula dan kalsium. Dalam praktiknya, ubur-ubur seperti itu dengan 35 ~% gula dan sejumlah kalsium yang sesuai (yang disebut jeli "gula rendah") telah menjadi sangat luas dalam beberapa tahun terakhir.

Ketentuan ini membentuk dasar ide-ide modern tentang peran kelompok metil eter dan signifikansi praktisnya dalam proses pationin pationin.

Adapun konstituen neuronide lainnya dari pektin (arabinosa, galaktosa), mereka tidak memainkan peran penting dalam gelasi pektin. Kandungannya yang rendah dalam pektin asli atau reduksi kandungannya secara artifisial dengan memurnikan sediaan pektin menyebabkan peningkatan jumlah zat galakturonat dalam pektin dan peningkatan kemampuan pembentukan gelnya. Oleh karena itu, persentase asam galakturonat dalam pektin (jumlah bagian uronoid) juga merupakan indikator yang menunjukkan kemampuan pembentukan gelnya.

Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa proses alami sangat penting untuk kemampuan pembentukan gel pektin. menghidrolisisnya di pabrik, mengekstraksinya dari bahan tanaman dan selanjutnya diproses dalam produksi. Mengingat hal ini, perlu untuk menghindari sejauh mungkin semua faktor yang menyebabkan depolimerisasi molekul pektin. Secara khusus, perawatan harus dilakukan untuk mencegah buah-buahan dari overripening sebelum panen dan pada periode pasca panen. Hal ini diperlukan untuk melindungi bahan baku buah dan beri dari kerusakan penyimpanan, dari pemanasan yang berkepanjangan (selama memasak dan pengeringan) dan dari pengaruh kuat agen kimia (asam, dll.) Dalam proses pengolahan.

Tambah komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Обязательные поля помечены *

Situs ini menggunakan Akismet untuk memerangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.