Содержание пектинов в различных видах плодовых культур и их физико-химические свойства

Пектиновые вещества – это группа высокомолекулярных гетерополисахаридов, которые вместе с целлюлозой и лигнином входят в состав клеточных стенок и межклеточных образований растений, а также присутствуют в растительных соках некоторых из них [4].

Пектины, выделенные из различных видов растительного сырья, различаются по составу, функциональным свойствам, характеру распределения карбоксильных групп, длине пектиновой молекулы и степени этерификации.

Важнейшими свойствами пектинов, определяющими их применение, являются студне- и комплексообразующая способности.

На образование гелевой структуры в растворах пектинов оказывают влияние степень этерификации, молекулярная масса, характер распределения карбоксильных групп, температура, рН среды, содержание балластных и дегидратирующих веществ [6, 8].

Комплексообразующая способность, основанная на взаимодействии молекул пектинов с катионами тяжёлых и радиоактивных металлов [3], зависит от природы и степени чистоты пектина, содержания свободных карбоксильных групп, рН среды, концентрации катионов и пектина [2].

Низкоэтерифицированные пектины обладают ярко выраженными радиопротекторными свойствами – связывают в кишечнике токсичные ксенобиотики с образованием стойких соединений, которые выводятся из организма, не всасываясь в кровь [10].

Пектиновые вещества являются ценным регулятором пищеварительных процессов. Они положительно влияют на перистальтику кишечника, нормализуют углеводный, липидный обмен, снижают концентрацию глюкозы в крови. Их недостаток в питании может вызвать образование рака кишечника, ишемическую болезнь сердца, сахарный диабет и другие алиментарно зависимые заболевания [7].

Основными видами сырья, используемого в мировой практике для промышленного производства пектинов, являются плоды цитрусовых, яблонь, а также сахарная свекла [5].

Одним из регионов РФ, где имеются промышленные объёмы пектиносодержащего сырья – яблонь, груш, абрикосов и слив, является Кабардино-Балкарская Республика (КБР). Так как содержание и ф.-х. свойства пектиновых веществ у различных видов плодовых культур зависят от климатогеографических условий произрастания, видовой, сортовой принадлежности и других факторов, целью настоящей работы явилось обоснование выбора наиболее перспективного сырья для промышленного получения пектинов в КБР.

• 1.1    Материалы и методы

В качестве объектов исследования были выбраны плоды районированных на территории КБР сортов яблонь – Айдаред, Гренни Смит, Флорина; слив – Стенли и Кабардинская ранняя; груш – Любимица Клаппа, Талгарская красавица; абрикосов – Краснощекий, Шалах.

При проведении исследований использовали общепринятые методы анализа: массовую долю пектиновых веществ в плодах определяли кальций-пектатным методом, содержание свободных и метоксилированных карбоксильных групп – титриметрическим методом; общее количество карбоксильных групп и степень этерификации – расчётным методом [1].

• 1.2    Результаты и обсуждение

  В экспериментальной части приведены средние значения содержания пектиновых веществ и ф.-х. показателей качества пектинов, полученные при исследовании плодов в стадии съёмной зрелости в 2014, 2015 гг.

Результаты исследования содержания пектинов в яблоках различных сортов показаны на рисунке 1. Лидером по количеству пектинов являются плоды Гренни Смит (1,14%), в которых отмечено наибольшее содержание протопектина, что свидетельствует о твёрдости плодовой мякоти и хороших технологических качествах.

В плодах груш максимальное количество пектиновых веществ обнаружено в сорте Любимица Клаппа –0,98% (рисунок 2).

При определении количества пектинов в сливах установлена наиболее высокая их концентрация в плодах Стенли – 1,03% (рисунок 3).

Сопоставительная оценка массовой доли пектинов в плодах абрикосов (рисунок 4) показала, что уровень пектиновых веществ в сорте Шалах в 1,2 раза выше, чем в Краснощеком.

Известно, что свойства пектинов во многом зависят от содержания в молекуле свободных метоксилированных карбоксильных групп и степени этерификации. Основные ф.-х. характеристики пектинов, выделенных из яблок, груш, слив и абрикосов, представлены в таблице 1.

□ протопектин / protopectin □ гидратопектин / hydratepectin

Рисунок 3. Содержание гидратопектина и протопектина в плодах слив

• □ протопектин / protopectin в гидратопектин / hydratepectin Рисунок 1. Содержание гидратопектина и протопектина в плодах яблонь

Figure 1. Apples hydratepectin and protopectin content

Figure 3. Plum hydratepectin and protopectin content

Рисунок 2. Содержание гидратопектина и протопектина в плодах груш

Рисунок 4. Содержание гидратопектина и протопектина в плодах абрикосов

Figure 2. Pear hydratepectin and protopectin content

Figure 4. Apricot hydratepectin and protopectin content

Таблица 1.

Физико-химические характеристики пектинов из яблок, груш, слив и абрикосов (% на сухую массу пектина)

Physico-chemical properties of apples, pears, plums and apricots pectin (% by dry weight of pectin)

Table 1.

Плоды Fruit	Свободные карбоксильные группы, % Free carboxylic groups, %	Метоксилированные карбоксильные группы, % Methoxylated carboxyl groups, %	Общее количество карбоксильных групп, % The total amount of carboxyl groups,%	Степень метокси-лирования, % Methoxylation degree,%
Яблоки Apples:
Гренни Смит Granny Smith	3,07±0,13	13,84±0,26	16,91	81,85
Флорина Florina	5,15±0,24	12,43±0,22	17,58	70,71
Айдаред Idared	4,22±0,20	14,50±0,30	18,72	77,46
Груши Pears:
Талгарская красавица Talgar krasavitsa	6,58±0,16	8,32±0,31	14,90	56,00
Любимица Клаппа Lubimuitsa Klappa	7,47±0,21	5,13±0,19	12,60	40,71
Сливы Plums:
Стенли Stanley	5,22±0,18	10,75±0,3	15,97	67,31
Кабардинская ранняя Ka-bardinskaya rannyaya	6,14±0,18	9,60±0,25	15,74	60,99
Абрикосы Apricots:
Шалах Shalah	6,29±0,22	13,52±0,28	19,81	68,25
Краснощекий Krasnoshekiy	7,31±0,21	12,84±0,32	20,15	63,72

Исходя из полученных данных, плоды по возрастанию степени этерификации располагаются в следующем ряду: груши < сливы и абрикосы < яблоки. Пектины, за исключением выделенных из плодов груши Любимица Клаппа, относятся к высокоэтерифицированным, обладающим способностью образовывать высокоэластичные гели, что позволяет рекомендовать их для использования в качестве загустителей в различных отраслях пищевой промышленности. По максимальному значению степени метоксилирования выделяются пектины из яблок сорта Гренни Смит. Низкая степень этерификации пектинов из груши Любимица Клаппа, свидетельствует о возможности их использования в производстве продуктов лечебного и профилактического назначения.