Среди многих биологически активных веществ, входящих в состав растительных тканей, пектиновые вещества или пектины выполняют очень важные функции: являясь опорным элементом тканей, они поддерживают тургор растительных клеток, повышают засухоустойчивость растений, увеличивают срок хранения плодов (овощей, фруктов и ягод). Их количество, структура, химический состав различны не только в разных растениях, но и отличаются между собой в зависимости от месторасположения в тканях одного растения: некоторые ткани могут содержать до 30% пектина, в то время как в других количество пектиновых веществ составляет менее сотой части. Кроме того, характеристики пектиновых веществ могут изменяться на разных фазах развития растений и с течением времени, т. е. пектины пребывают в постоянном изменении, переходя из одной формы в другую.
Пектиновые вещества находятся как в клеточных стенках, так и в межклеточном пространстве всех высших растений, а также некоторых водорослей. Они присутствуют не только в зеленых, но и в бесхлорофильных органах. Пектины содержатся в листьях древесных и травянистых культур, стеблях, ботве, плодах, корнях, корнеплодах, семенах и т. п. Наибольшее количество пектинов находится в плодах овощей и фруктов. Пектиновые вещества представляют собой высокомолекулярные углеводы – полисахариды, образованные в результате соединения метанола с остатками галактуроновой кислоты. Впервые структурные гетерополисахариды пектины были выделены и описаны в 1825 году французским химиком и фармацевтом Анри Бронсоно.
В результате многолетних биологических исследований ученые установили, что ткань клеточных стенок растений в основном состоит из полисахаридов. Внутренний слой клеточной оболочки образован целлюлозой – полисахаридом кристаллической структуры, которая ближе к внешней оболочке переходит в гемицеллюлозу и частично пектин. Наружный слой растительной клетки состоит из пектина. Вязкая, желеобразная структура пектина связывает и скрепляет не только стенку каждой клетки, но и все клетки растения между собой, так как пектиновые вещества находятся также в межклеточном пространстве. Эластичная форма пектиновых веществ позволяет клеткам и всему растению осуществлять свой рост.
Пектины участвуют в обменных процессах растительных тканей. Они способны связывать и удерживать воду, ограничивая тем самым химические и ферментативные процессы в тканях плодов. Благодаря такой их способности растения обеспечиваются запасами воды в случае неблагоприятных климатических условий. Именно пектиновые вещества предохраняют растительные ткани от высыхания во время длительных засушливых периодов и обеспечивают хорошую сохранность и свежесть плодов во время хранения.
Кроме клеточной оболочки и межклеточного пространства некоторые пектиновые вещества в растворимом виде присутствуют в клеточном соке. Значительное их количество (от 1,5% до 2,5%) находится в ягодах малины, клубнях картофеля, корнеплодах свеклы, моркови. Чуть меньше пектиновых веществ (от 0,8% до 1,2%) – в клеточном соке фруктов, цитрусовых (яблоки, груши, сливы, лимоны), в кукурузе.
В категории пектиновых веществ объединяются несколько видов высокомолекулярных соединений: протопектины, пектины, пектиновая кислота с пектинатами (основная группа) и пектовая кислота с пектатами. Протопектин представляет собой нерастворимые пектиновые вещества, которые находятся в клеточных стенках неспелых плодов и связаны с другими полисахаридами: целлюлозой и гемицеллюлозой. Присутствие протопектина обеспечивает высокую плотность и твердость недозревшим овощам и фруктам. В процессе созревания плода часть протопектина под действием органических кислот и ферментов постепенно переходит в водорастворимую форму – пектин, который затем расщепляется до простых сахаридов и полностью растворяется в клеточном соке. В результате, плоды на этом этапе становятся мягкими и сочными. В клеточном соке содержатся также соли пектиновой кислоты, пектинаты. Пектовая кислота, как и её соли пектаты, отличаются от пектиновой меньшей растворимостью.
Основное свойство пектина – это способность к желированию, созданию структуры продукта, поэтому пектиновые вещества широко применяются в пищевой, кондитерской, косметической промышленности, в фармацевтике и медицине, где их используют в качестве гелеобразующего средства и сорбента. Пектин вырабатывается в двух формах: жидкой и порошкообразной. Каждая из форм имеет свои правила применения: порошок добавляют в холодные соки, муссы, коктейли, йогурты, а жидкий пектин – в горячий продукт.
Поділитись в соцмережах:
Очень глубинное исследование. Настоящая лаборатория знаний!