Влияние рН процесса осаждения свекловичного пектина на показатели его качества Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

664.292.002.612

ВЛИЯНИЕ pH ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ СВЕКЛОВИЧНОГО ПЕКТИНА НА ПОКАЗАТЕЛИ ЕГО КАЧЕСТВА

З-Н. ХАТКО, Л.В. ДОНЧЕНКО значения pH экстракта, снижаясь при pH выше

Кубанский государственный аграрный университет

Агрегативная устойчивость пектиновых веществ зависит не только от их химического строения и степени полимеризации, но и от геометрической формы молекул в растворе, их гибкости, степени диссоциации ионогенных групп. Изменения этих характеристик состояния пектиновых веществ зависят во многом от pH пектинового экстракта при осаждении.

Структура молекул пектина, а соответственно, и свойства пектиновых веществ на различных стадиях получения пектина зависят от технологических параметров. Нами исследовано влияние pH пектинового экстракта в процессе осаждения на качество пектиновых веществ.

Объектами исследования являлись образцы жома Тбилисского сахарного завода, высушенные при температуре 60-70°С в лабораторных условиях. Пектиновый экстракт получали при следующих параметрах гидролиза: концентрация соляной кислоты в гидролизной смеси 1,5%, гидромодуль (соотношение сырья и гидролизующего агента) 1:15, температура процесса 74~75°С, продолжительность 2 ч. По окончании гидролиза и разделения смеси pH пектинового экстракта изменяли от 0,7 до 9,1 водным раствором аммиака, осаждали в каждой точке pH пектин и анализировали. Результаты исследований представлены на рис. 1 и 2.

pH экстракта при осаждении псктииа

Рис. 1

Из данных рис. 1 видно, что при осаждении пектина при pH экстракта от 0,7 до 5,0 выход пектина (кривая /) значительно увеличивается (на 10 пунктов), при дальнейшем повышении pH экстракта до 9,1 он практически не изменяется. Содержание балластных веществ в пектине (кривая 2) увеличивается с ростом pH экстракта аналогично выходу пектина. Однако выход чистого пектина (кривая 3) повышается лишь до определенного

Комплексоббразующая способность пектина (рис. 2* кривая 1) увеличивается с повышением pH экстракта при осаждении, что подтверждает известные данные [1]. Комплексообразование идет эффективнее при pH 3,0-4,5 и 8,0-9,0.

pH экстракта при осаждении пектина

Рис. 2

Для определения влияния балластных веществ в пектине на его комплексообразующую способность была проведена очистка пектина, осажденного при различном значении pH экстракта 70%-м этиловым спиртом, содержащим 0,5% НС1, по методике [2]. Установлено, что комплексообразующая способность очищенного пектина (рис. 2, кривая 2) выше на 60 ед. в точке минимума (pH экстракта при осаждейии 0,96) и на 260 ед. в точке максимума (pH экстракта при осаждении 9,1).

Предполагается, что комплексообразование в молекуле пектина в основном идет за счет свободного водорода карбоксильной группы и, следовательно, чем больше таких групп в молекуле пектина, тем выше его комплексообразующая способность. Для подтверждения этого было проведено Я/С-спектроскопическое исследование образцов пектина по методике [3] и построены кривые удельного содержания карбонилов карбоксильных групп в молекуле пектина в зависимости от pH экстракта при осаждении (рис. 3). Из характера изменения кривых удельного содержания карбонилов карбоксильных групп в молекулах неочищенного и очищенного пектина (кривые 1 и 2) видно, что чем больше содержание карбонилов карбоксильных групп, тем выше комплексообразующая способность пектина, хотя зависимость эта не прямолинейна из-за влияния других факторов.

При осаждении пектина из экстрактов с разными значениями pH вместе с пектином осаждается различное количество балластных веществ, отличающихся по составу. Поэтому можно полагать, что при очистке пектина спиртом вымываются

I/.

I»

V аг _ і 2.0 _ 1 >■* • 1.15

! 14 -| І Ї _ Iі 1.(1 _

баллас ской), являет но счи ния ка

ОЧИЩЄ]

ные пр Такі пическ ных из баллас связью ных.

Сле/ пороші ном ва

ВЫЗЫВс

на, чте нии ст между Прої зкетраї читель: собнос колеба' нию ст; сниже: (рис. 4, ние в і Соде дукте в

Н.И. С}

Могилеві

Преп ние в к

ИНТ0КСІ

последи желудо1 Кислая таллов і В щело взаимоя гидроли воримы: солями

002.612

V

-{ выше

іектина шем pH ет изве-ІДЄТ эф-

г

+

■ і _]______

10

тина

ІЄЩЄСТВ

способ-:ажден-70%-м ІС1, по зразую-рис 2, ма (pH в точке

и).

ание в свобод-ледова-пекти-способ-

ІВЄДЄНО

іразцов ■ удель-X Групп :тракта гнения сарбок-и очи-то чем

1ЛБНЫХ

:пособ-

ямоли-

разны-дается , отли-пагать, заются

Рис. 3

балластные вещества одной природы (органической), а другой — остаются. Именно эта часть является трудноотделимой. Подтверждением можно считать близкие значения удельного содержания карбонилов карбоксильных групп в молекулах очищенного и неочищенного пектина и даже равные при значениях pH экстракта 4,4 и 6,0.

Таким образом, по результатам /Ж-спектроско-пических исследований можно судить о структурных изменениях молекулы пектина и о количестве балластных веществ, связанных с ней химической связью, и веществ, механически с ней перемешанных.

Следует отметить, что наличие в пектиновых порошках балластных веществ, связанных с пектином валентно (например, другие полисахариды), вызывает изменение конформации молекул пектина, что отрицательно сказывается на формировании студня из-за ослабления ассоциационных сил между молекулами.

Проведенные исследования показали, что pH экстракта при осаждении пектина оказывает значительное влияние на его студнеобразующую способность (рис. 4, кривая 2). Изменение это носит колебательный характер. В кислой среде увеличению студнеобразующей способности соответствует снижение комплексообразующей способности (рис. 4, кривая /), аналогично происходит изменение в нейтральной и щелочной среде.

Содержание пектиновых веществ в целевом продукте в каждой точке значений pH экстракта при

Рис. 4

осаждении пектина изменяется в пределах 59-80%, хотя студнеобразующая способность соответствует требованиям стандарта [4], за исключением пектина, полученного из экстракта с pH 2,25. Это дает основание сделать вывод, что содержание пектиновых веществ в порошке пектина не является определяющим величину студнеобразующей способности. Не менее важный фактор — конформация макромолекулы пектина, которая изменяется при изменении pH среды, количества и химической природы балластных веществ. Это взаимное влияние изменений структуры молекулы пектина, количества и структуры балластных веществ и определяет его главные характеристики, что, в свою очередь, обусловливает возможность получения пектина с заданными свойствами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Компанцев В.А., Кайшева Н.Ш., Гокжаева Л.П. Ком-

плексообразование пектинов с ионами поливалентных металлов // Пищевая пром-сть. — 1990. — №11. — С. 39-40.

2. Пектин. Методы контроля в пектиновом производстве / В.В. Нелина, Л.В. Донченко, Н.С. Карпович и др. — Краснодар: Ассоц. "Пектин”, 1992. — 112 с.

3. Филипов М.П. Инфракрасные спектры пектиновых веществ. — Кишинев: Штиинца, 1978. — 76 с.

4. ОСТ 18-62-72. Пектин пищевой сухой свекловичный. — М., 1972.

Кафедра технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

Поступила 22.12.97

664.292.002.612

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ С НЕКОТОРЫМИ МЕТАЛЛАМИ В ЩЕЛОЧНОЙ СРЕДЕ

Н.И. СУХАРЕВА, Т.В. ПАВЛОВА, В.А. ВАСЬКИНА

Могилевский технологический институт.

Препараты пектина нашли широкое применение в качестве энтеросорбентов, в частности при интоксикации тяжелыми металлами. Соединения последних попадают в организм в основном через желудочно-кишечный тракт и органы дыхания. Кислая среда желудка способствует отделению металлов от пищевых компонентов в ионной форме. В щелочной среде кишечника (pH 8-9) пектин взаимодействует не с катионами металлов, а с их гидролитическими производными /77 — малорастворимыми гидроксидами, оксидами, основными солями [1, 2]. Пектин, являясь анионным поли-

злектролитом (полигалактуроновая кислота), в щелочной среде по отношению к гидролитическим производным тяжелых металлов ГПТМ выполняет роль флокулянта или пептизатора. Уровень связывания полигалактуроновой кислотой ионов тяжелых металлов был исследован в кислой среде на примере отечественных промышленных пектинов: свекловичного, яблочного и цитрусового {3, 4]. Однако полученные данные противоречивы в оценке оптимальных условий взаимодействия -пектина с катионами металлов. Мольные соотношения реагирующих компонентов определены только для кислой среды (pH 2-6).

Цель работы — определение оптимальных условий взаимодействия пектинов различной природы