Pos
Pembuatan produk selai dan pastel

Zat pektin tumbuhan berperan zat Zat pektin dalam tanaman

Peran utama dalam produksi produk selai dan pastel dimainkan oleh proses pembentukan jeli, di mana struktur khusus selai dan marshmallow tergantung.

Proses pendidikan sarjana ditentukan terutama oleh sifat-sifat zat pektin yang membentuk buah olahan dan bahan baku beri. Oleh karena itu, pengetahuan tentang sifat fisikokimia zat pektin, komposisi dan strukturnya adalah kunci untuk memahami teknologi kelompok industri ini.

Zat pektin adalah bagian integral dari jaringan tanaman. Substansi dinding sel yang terakhir terdiri dari selulosa dalam lapisan yang menghadap ke protoplasma. Menuju lapisan luar, selulosa masuk ke hemiselulosa. Di lapisan luar dinding sel, astringen diendapkan, yang sebagian terletak di ruang antar sel, membentuk pelat tengah jaringan tanaman. Zat ini disebut pektin (dari bahasa Yunani rektos - gelatin, melengkung), karena memiliki kemampuan untuk membentuk jeli.

Dengan demikian, jaringan buah terdiri dari sel-sel individu atau serat-serat sel yang saling terhubung oleh semen alami,

Peran semen ini dalam kasus ini dimainkan oleh pektin atau, lebih tepatnya, zat pektin, karena kita berurusan di sini dengan campuran zat.

Namun, akan keliru untuk membayangkan zat pektin buah hanya sebagai pengikat, karena, selain kehadirannya di dinding sel dan ruang antar sel, sejumlah zat pektin sering ditemukan dalam bentuk terlarut dan dalam jus seluler (terutama dalam buah-buahan dewasa).

Zat pektin ditemukan baik di hijau maupun di bagian tanaman bebas klorofil: di daun dan buah-buahan dari pohon dan semak-semak, di puncak dan di pengentalan berdaging tanaman akar. Ada indikasi kehadiran mereka di lapisan pohon muda cambial.

Zat pektin berperan dalam metabolisme jaringan tanaman. Mereka memiliki kemampuan mengikat air dan membengkak. Oleh karena itu, tujuan mereka pada tanaman terletak pada kenyataan bahwa mereka adalah salah satu pembawa pasokan air. Pengikatan air oleh zat pektin membatasi pengembangan proses enzimatik dan kimia dalam jaringan buah. Zat pektin berkontribusi terhadap retensi air di berbagai organ tanaman, melindunginya dari kekeringan. Sifat-sifat zat pektin ini, misalnya, menentukan sebagian besar “menjaga kualitas” buah-buahan dan beri, yaitu kemampuannya untuk penyimpanan jangka panjang setelah pengumpulan.

Dalam pengolahan bahan nabati, zat pektin memainkan peran penting: kadang-kadang positif - dalam proses produksi pengeringan daun teh, fermentasi tembakau; kadang-kadang negatif, misalnya, dalam produksi jus buah dan beri, dalam pemrosesan rami, difusi bit gula, dll., di mana zat pektin adalah sahabat selulosa yang tidak diinginkan dalam serat atau bertindak sebagai mutan atau sirup.

Sebagian besar peneliti mencirikan pektin sebagai produk pemecahan selulosa dan hemiselulosa.

Zat pektin pada tanaman berada dalam kondisi perubahan konstan. Mereka secara konstan mengubah komposisi kimia dan sifat fisiknya dalam proses pengembangan tanaman, pertumbuhan dan pematangan buah, bergerak dari satu bentuk ke bentuk lainnya.

Protopektin dan hidrolisisnya

Protopectin adalah prekursor pektin "sejati" pada tanaman. Dalam buah yang belum matang atau dalam masa pertumbuhan, zat pektin terkandung terutama dalam bentuk protopektin. Dengan nama ini, pektin tidak larut dalam air dingin, yang merupakan bagian dari bahan dinding sel dan pelat tengah, berbeda dengan pektin bebas yang disebut, yang merupakan bagian dari jus sel buah-buahan dewasa. Nama "protopectin" disebabkan oleh fakta bahwa zat ini dianggap sebagai bentuk awal, zat pektin awal.

Dalam bentuk murni, protopektin belum diisolasi, karena, menggunakan metode yang dikenal saat ini untuk isolasi zat pektin, kami selalu mendapatkan protopektin terhidrolisis sebagian bersama dengan produk hidrolisisnya.

Seperti halnya selulosa, protopektin tidak larut dalam air dingin, tetapi tidak seperti selulosa, protopektin mudah dihidrolisis dengan air panas dan tidak larut dalam pereaksi Schweizer (pelarut untuk serat). Ia tidak memiliki kemampuan pembentukan jeli, yang hanya merupakan karakteristik dari beberapa produk hidrolisisnya yang dangkal.

Hidrolisis protopektin dalam air dimulai pada suhu 80-85 °. Dalam hal ini, protopektin dipecah menjadi zat pektin yang dapat larut (zat ini sebenarnya adalah pektin) dan selulosa.

Ketika protopektin diobati dengan larutan asam dan alkali yang lemah, hidrolisis asam atau alkali protopektin terjadi. Sebagai hasil dari hidrolisis tersebut, campuran zat pektin terlarut juga diperoleh, komposisi yang tidak sesuai dengan komposisi pektin yang diperoleh hidrolisis dengan air panas.

Saat ini tidak ada konsensus mengenai komposisi dan struktur protopektin. Studi kimia dan mikroskopis dari sejumlah penulis menunjukkan bahwa protopektin adalah senyawa pektin dengan selulosa, seolah-olah merupakan bentuk peralihan antara zat-zat ini.

Studi ahli botani menggunakan sinar-x dan reaksi warna telah menetapkan bahwa protopektin jaringan tanaman, terutama varietas yang ditemukan di ruang antar sel, terdiri terutama dari kalsium poligaktaktonat atau garam kalsium dan magnesium yang tidak larut dari asam pektik dan pektik (pektinat dan Ca dan pektat) Mg).

Kekakuan buah mentah dijelaskan oleh adanya protopektin di dalamnya. Hidrolisis alami protopektin terjadi pada jaringan tanaman hidup terutama di bawah pengaruh enzim. Proses ini mirip dengan hidrolisis termal yang dijelaskan di atas. Diasumsikan bahwa enzim protopectinase bekerja dalam kasus ini.

Ada indikasi bahwa transformasi alami protopectin berkembang di bawah aksi hidrogen peroksida yang terbentuk di jaringan buah. Pembentukan peroksida dikatalisis oleh dehidrogenase yang ada dalam jaringan tanaman. Hipotesis ini belum sepenuhnya dikonfirmasi.

Sama pentingnya untuk terjadinya hidrolisis alami protopektin adalah aksi sinar matahari (termal dan kimia) dan aksi asam yang terkandung dalam komposisi buah. Semakin banyak buah yang terpapar sinar matahari dan semakin tinggi keasaman buah, semakin intensif adalah hidrolisis alami protopektin, serta semakin jauh kerusakan zat pektin.

Hidrolisis protopektin paling banyak dipelajari dalam buah. Proses ini, yang terjadi pada buah segar, menyebabkan perubahan eksternal yang menjadi ciri pematangan buah.

Ketika protopektin masuk ke dalam pektin terlarut, sel-sel pulpa yang sebelumnya dengan kuat direkatkan satu sama lain dikelilingi oleh massa pektin terlarut yang lebih halus. Buah berangsur-angsur menjadi lebih lunak, karena pemisahan sel-sel jaringan, pulpa melonggarkan, yang merupakan karakteristik untuk pematangan buah. Proses ini merupakan kebalikan dari proses pertumbuhan buah. Selama periode pertumbuhan, buah hijau, seperti bagian hijau tanaman lainnya, melakukan fungsi kreatif yang terkenal (fenomena fotosintesis, dll.). Proses pematangan pada dasarnya adalah proses penghancuran janin, di mana pembusukan zat asli (pemecahan karbohidrat, asam, dll) mendominasi. Hidrolisis zat pektin adalah salah satu manifestasi paling mencolok dari pembusukan ini.

Hal di atas berlaku terutama untuk buah-buahan atau bagian tanaman yang terpapar sinar matahari (buah-buahan dari pohon dan semak, keranjang bunga matahari). Zat pektin dari tanaman akar (bit, wortel, dll.) Tidak terpapar oleh asam dan sinar matahari langsung, oleh karena itu, hidrolisis mereka dalam jaringan tanaman berkembang jauh lebih lambat dan komposisinya didominasi oleh fraksi protopektin yang tidak larut.

Komposisi zat pektin. Struktur molekul pektin

Karena kesulitan mengisolasi zat pektin dalam bentuk murni, sampai saat ini ada sejumlah ambiguitas dan kontradiksi pada masalah komposisi kimianya.

Evolusi pandangan tentang masalah ini saat ini dapat disajikan secara singkat dalam bentuk berikut.

Penelitian awal mengungkapkan keberadaan araban dan galaktan di kompleks pektin.

Dalam studi abu zat pektin (protopectin), ditemukan bahwa abu dalam jumlah besar terdiri dari kalsium dan magnesium, dengan dominasi kalsium.

Juga ditunjukkan bahwa selama pemrosesan pektin dengan natrium hidroksida, gugus metoksil CH30 dibelah. Dalam larutan tersebut, diperoleh garam natrium asam pektin organik dan metil alkohol (terjadi saponifikasi pektin). Reaktan alkali dan alkali lainnya memiliki efek yang sama dengan natrium hidroksida pada pektin. Setelah saponifikasi lengkap pektin dengan alkali dan setelah menghilangkan ion logam dari garam yang dihasilkan, asam bebas tetap, yang awalnya disebut asam pektik.

Berdasarkan pengamatan ini, disimpulkan bahwa pektin adalah metil ester dari asam pektik.

Selanjutnya, sehubungan dengan penemuan araban, kalsium dan magnesium dalam komposisi pektin, disarankan bahwa mereka adalah campuran araban dengan garam kalsium-magnesium dari asam pektik.

Kedua komponen ini berbeda satu sama lain dalam sifat kimia dan fisiknya. Sebagai contoh, araban adalah levorotatory, sedangkan sisanya kompleks adalah dextrorotatory. Bahasa Arab larut dalam alkohol, dan garam kalsium-magnesium asam pektat tidak larut di dalamnya. Properti yang terakhir digunakan untuk membalas araban dari kompleks pektin utama. Araban diekstraksi dari pektin dengan pengobatan jangka panjang dengan 70% alkohol. Dalam hal ini, asam pektat kalsium-magnesium tetap dalam endapan. Dengan menambahkan HCl ke alkohol selama ekstraksi araban, penghapusan Ca dan Mg dari garam yang ditunjukkan tercapai. Residu yang tidak larut sehingga diperoleh dianggap sebagai asam pektik.

Selanjutnya, suatu zat kristal diisolasi dari bagian yang tidak larut dalam alkohol dari kompleks pektin, yang sifatnya dekat dengan galaktosa dan asam glukuronat. Zat ini, yang merupakan sebagian besar pektin, telah diidentifikasi sebagai asam galakturonat.16.1

Asam galakturonat adalah asam aldehida, yang diperoleh dengan oksidasi galaktosa dengan cara yang sama seperti oksidasi glukosa yang sama dengan yang terakhir, isomernya, asam glukuronat, diperoleh.

Asam galakturonat menghilangkan CO di bawah pengaruh asam ketika dipanaskan2 dan membentuk furfural.

Awalnya, diyakini bahwa asam galakturonat membentuk dasar kompleks pektin dalam bentuk molekul terpolimerisasi dari asam tragalakturonat.

Yang terakhir mengandung 4 molekul asam d-galakturonat, dari mana 4 molekul air diambil.16.2

Diasumsikan bahwa asam tetragalakturonat, yang membentuk inti molekul pektin, memiliki struktur cincin tertutup.

Hasil penelitian baru menunjukkan bahwa inti utama dari molekul pektin terdiri dari tidak kurang 8-10 residu asam galakturonat dan bahwa konstituen neuronide pektin, yaitu, galaktosa dan arabinosa, hanya zat bersamaan sehubungan dengan pektin. Mereka tidak dalam hubungan stoikiometrik dengan inti polygalacturonic dan lemah terhubung dengan yang terakhir.

Kemudian ditemukan bahwa kompleks pektin sebenarnya memiliki inti poligalakturonat, yang terdiri dari banyak residu asam galakturonat, tetapi yang terakhir saling berhubungan dalam rantai terbuka. Jadi, misalnya, menggunakan x-ray dan studi refraktometri ester pektin nitro dan asetil, terbukti bahwa molekul pektin memiliki struktur seperti rantai seperti molekul pati dan selulosa.

Dalam panjangnya, molekul ester pektin lebih kecil dari eter selulosa, dan lebih besar dari eter pati.

Kelompok karboksil residu asam galakturonat jenuh dengan radikal alkohol metil.

Rantai polygalacturonic pectin teretoksilasi disajikan sesuai dengan pandangan terbaru dalam bentuk berikut:16.3

Setiap mata rantai adalah cincin beranggota enam yang terdiri dari lima karbon dan satu oksigen. Tautan individual saling terkait di posisi 1: 4.

Menurut laporan, berat molekul pektin murni mencapai 100 dan lebih tinggi, dan rantai polygalacturonic mengandung tidak lebih dari 000 residu asam galakturonat - metoksilasi atau tanpa metoksil (masing-masing, adalah 12 atau 190). Oleh karena itu, sekitar 176 rantai harus dihubungkan bersama dalam satu bundel untuk membentuk agregat molekul pektin.

Berdasarkan fakta bahwa inti pektin poligalakturonat tahan terhadap zat hidrolisis dan memiliki rotasi positif, diasumsikan bahwa radikal asam d-galakturonat yang berpartisipasi dalam inti pektin memiliki struktur pirranosa.

Isi kuantitatif CH30 dalam pektin adalah 10-12% berat dari bagian poligalakturonoid. Ini adalah isi CH30 sesuai dengan tingkat metoksilasi sama dengan 75% sehubungan dengan jumlah total gugus karboksil dari rantai poligalakturionat.

Sejumlah penulis menemukan hingga 13,0% asam asetat dalam sediaan pektin dari berbagai asal. Penulis lain menyangkal keberadaan asam asetat dalam pektin. Saat ini, kita dapat mengasumsikan bahwa asam asetat dan bentuk gugus asetil eter dari CH3CO hanya terlibat dalam bit pektin.

Komponen mineral direpresentasikan dalam kompleks pektin dalam bentuk Ca, M £ dan garamnya. Dalam proses pembentukan kompleks pektin alami, kation Ca dan Mg melekat pada rantai poli-lakturonat dengan penggantian hidrogen oleh gugus karboksil.

Diasumsikan bahwa ion-ion Ca dan (dan logam-logam polivalen lainnya), yang berada dalam molekul pektin, mengikat gugus-gugus karboksil dari rantai-rantai yang berdekatan dari valensi-valas utama dan menghubungkan yang terakhir satu sama lain.

Selain Ca dan Mg, sejumlah kecil Fe, A1 dan SiO ditemukan dalam abu pektin.2.

Kandungan kuantitatif unsur abu dalam pektin asli tidak dapat ditentukan secara akurat karena fakta bahwa ekstraksi pektin dari jaringan tanaman biasanya terjadi di bawah pengaruh asam, yang mengarah pada demineralisasi pektin yang kurang lebih kuat.

Perlu dicatat bahwa ketidaksepakatan yang ada mengenai konstituen individu zat pektin disebabkan oleh perbedaan dalam metode mengekstraksi yang terakhir dari bahan awal. Juga harus ditunjukkan bahwa perbedaan komposisi kimia pektin juga bergantung pada asalnya.

Tambah komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Обязательные поля помечены *

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