Пектиновые вещества

Содержание:

 

      1 Введение………………………………………………………………2

      2 Общая  характеристика пектиновых веществ……………………….3

      3 Физиологические  функции пектина………………………………...5

      4 Влияние  пектина на качество хлебобулочных  изделий…………...7

      5  Заключение…………………………………………………………..9

      6  Список  используемых источников………………………………….10

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           1 Введение 
        Внимание к проблеме питания постоянно возрастает как со стороны различных слоев населения, так и со стороны научных работников и международных организаций. Связано это с тем, что ощущается весьма значительный недостаток пищевых продуктов лечебно-профилактического назначения.

        Для поддержания нормальной жизнедеятельности человеческого организма необходимо поступление извне различных питательных веществ, которые идут на построение новых клеток, тканей, а также на обеспечение организма необходимой энергией, в то время как недостаток этих веществ в организме приводит к ряду заболеваний .  Также пектиновые вещества способствуют достоверному снижению уровня радионуклидов в организме человека, и содержащие ПВ хлебобулочные изделия могут быть рекомендованы для включения в рационы питания лиц, проживающих на экологически неблагоприятных территориях. 
.     Пектины, обладающие высокой комплексообразующей способностью, привлекают к себе особый интерес.  Хлебобулочные изделия представляют собой большую группу высококалорийных пищевых продуктов, которые пользуются в России все большим спросом. Основной недостаток таких изделий заключается в том, что физиологическая ценность этих продуктов невелика. Они служат в основном источником углеводов и жиров, поэтому их чрезмерное употребление нарушает сбалансированность рациона, как по пищевым веществам, так и по энергетической ценности. В то же время содержание важнейших микронутриентов (витаминов, макро- и микроэлементов) и пищевых волокон в них, как правило, незначительно.

       Актуальной проблемой хлебопечения в современных условиях является разработка технологий, предусматривающих обогащение хлеба пищевыми волокнами, и, в частности, пектиновыми веществами. Такая необходимость диктуется ухудшением экологических условий, которые сопровождаются загрязнением окружающей среды и пищевых продуктов не только в России, но и за рубежом . Поэтому внимание многих исследователей привлекает пектин, так как обладает большими возможностями, в том числе способностью выводить из организма тяжелые и радиоактивные металлы. В технологии хлебопечения важными являются такие свойства пектиновых веществ, как набухаемость, вязкость, способность образовывать гели, регулировать кристаллообразование, повышать водопоглотительную способность, эмульгирующие свойства.

 
             2  Общая характеристика пектиновых веществ

        Наиболее распространенными пищевыми волокнами являются пектины.           Пектины — полисахариды, присутствующие практически во всех наземных растениях (особенно в плодах), а также в водорослях. Будучи структурным элементом всех растительных тканей, пектины обеспечивают их целостность и стабильность, а также регулируют водный обмен в силу своей способности к набуханию и коллоидальной природы. В тех случаях, когда доля молекул галактуроновой кислоты, этерифицированных метиловым спиртом, превышает 50%, говорят о высокоэтерифицированных пектинах, а если доля ниже 50% — о низкоэтерифицированных. В промышленных объемах пектины получают из яблочных выжимок, жома свеклы, из корзинок подсолнечника, из корок цитрусовых плодов, реже из другого растительного материала экстракцией из клеточных стенок путем гидролиза в кислой среде при одновременном нагревании

     Пектины наиболее устойчивы при рН около 4. В более кислой среде наблюдается гидролиз сложноэфирных групп и гликозидных связей, а в щелочной - омыление сложных эфиров и расщепление главной цепи в результате b-элиминирования. При действии NH₃ или аминов сложноэфирные группы превращаются в амидные; "амидированные" пектины также представляют интерес как гелеобразующие полимеры. 
      Известно несколько типов ферментов, расщепляющих пектины, которые можно выделить из высших растений или из грибов. Пектинэстеразы катализируют гидролиз метиловых эфиров, лиазы (трансэлиминазы) деполимеризуют главную цепь, катализируя b-элиминирование с образованием -концевых остатков 4,5-ненасыщ. уроновой к-ты, а полигалактуроназы катализируют гидролиз главной цепи. Комплексы пектолитич. ферментов находят практическое применение при осветлении фруктовых соков, а индивидуальные ферменты используют в структурном анализе пектинов

      Проведены исследования по использованию в хлебопекарном производстве различных видов пектина: яблочного, свекловичного, цитрусового. Установлено, что внесение в тесто пектинов влияет на биологические, коллоидные и микробиологические процессы, происходящие в тесте. Установлено также положительное влияние пектинов на сохранение свежести готовых изделий, что имеет немаловажное значение в решении проблемы обеспечения сохранности хлебобулочных изделий.   Кроме того, медиками установлено, что хлебобулочные изделия, обогащенные пектином, обладают сорбционным, местным противовоспалительным и антитоксичным эффектом. Поэтому использование пектина в производстве хлебобулочных изделий весьма важно, так как хлеб является наиболее часто употребляемым продуктом питания.

         Пектин извлекается из кожуры или выжимок с помощью кислоты-раствори- теля (рН при этом составляет от 1,5 до 3,0), и после отделения нерастворимых остатков, обычно осуществляемого на фильтр-прессах, экстракт, при необходимости, обесцвечивается с помощью угля, а затем проходит дальнейшую обработку. В кондитерской промышленности применяются почти исключительно порошкообразные пектины. Существуют два основных способа выделения пектина из жидкости:

• осаждение изопропиловым  спиртом, производящееся после концентрирования жидкого экстракта — выпавший в осадок пектин отделяется на центрифуге или прессе;

• осаждение пектина из раствора относительно небольшой концентрации с помощью солей металлов — в частности, хлорида алюминия, после чего соли металлов удаляют путем промывания состава ацилированным изопропиловым спиртом; затем пектин высушивается, перемалывается и смешивается с саха- рами и/или буферными солями, благодаря чему обеспечивается требуемая прочность студня.

     Пектин — это натуральное желирующее вещество, содержащееся во фруктах и многих видах овощей. После экстрагирования, стандартизации, а в некоторых случаях и модифицирования путем химической или ферментативной обработки, он становится одним из наиболее ценных желирующих ингредиентов в хлебопекарной промышленности. Чтобы успешно использовать пектин в  производстве, необходимо понимать происходящие с пектином в разной среде химические процессы и реакции. Соединения, присутствующие в тканях растений и получаемые из коллоидных углеводов, связанных с лигнинами и гемицеллюлозами, называются пектиновыми веществами. Они состоят в основном из остатков a-D-галактуроновой кислоты, связанных в 1-4-й позициях. Присутствуют (как в ответвлениях, так и в главной цепочке) и другие сахара, но они имеют лишь второстепенное значение.

 
         3  Физиологические функции пектина 
   -  Связывание токсинов и тяжелых металлов

       Наличие в пектиновых веществах свободных карбоксильных групп галактуроновой кислоты обуславливает их свойства связывать в желудочно-кишечном тракте радионуклиды (стронций, цезий, цирконий и др.), а также ионы металлов (свинец, ртуть, кобальт, кадмий, цинк, хром, никель и их соединения) с последующим образованием нерастворимых комплексов (пектаты, пектинаты), которые не всасываются и выводятся из организма. 
      Помимо вышеизложенного известен и другой механизм выведения некоторых радиоактивных веществ из организма. Он возможен благодаря способности низкомолекулярной фракции пектина проникать в кровь, образовывать связанные комплексы  
       
          -  Гелеобразование 
    Важным свойством пектина, обуславливающим его применение в пищевых продуктах, является гелеобразование. Образование гелей пектином связано с ассоциацией пектиновых цепей с образованием трехмерной пространственной струкуры, где два или более участка цепи сближаются друг с другом с регулярной частотой. Имеются различные виды ассоциаций, которые определяются степенью этерификации. 
    Нормальные пектины (степень этерификации 50%), как правило, луч- 
ше всего образуют гели при концентрации 1%, хотя концентрация мо- 
жет варьировать в зависимости от вида пектина. 
    Желирование высокоэтерифицированных пектинов вызывается двумя факторами: а) добавлением сахара; б) снижением рН среды.        Низкоэтерифицированные пектины могут образовывать гели в отсут- 
ствие сахаров,  
      Из биологически активных пищевых добавок наибольший интерес представляют пектиновые вещества, которые способны не только улучшать хлебопекарные свойства муки, но и повышать биологическую ценность хлеба, придавая ему лечебные свойства.    
   Особый интерес представляет комплексное использование пектиновых веществ в сочетании с хлебопекарными улучшителями в том числе с ферментными препаратами. В этом случае пектин снижает возможное отрицательное воздействие улучшителя на организм человека.

 
       4 Влияния пектина на качество хлебобулочных изделий.

         Внесение пектиновых веществ способствовало более быстрому процессу кислотонакопления, что, вероятно, связано с дезагрегацией полимерной молекулы пектина, происходящей с образованием моносахаридов. Наблюдалось увеличение таких показателей, как удельный объем и пористость хлеба, улучшились структурно-механические свойства его мякиша. Отмечалось также увеличение его влажности, что предположительно связано с влагоудерживающей способностью пектиновых веществ, обусловленной наличием в макромолекуле свободных карбоксильных и гидроксильных групп.

        Полученные экспериментальные данные показали, что пектиновые вещества положительно влияют на качество хлеба. Установлено, что наиболее высокие показатели качества имел хлеб с внесением сухого яблочного пектина в количестве 0,1–0,3 % и пектинового экстракта – 2,5 % к массе муки.

      Необходимо отметить, что внесение пектиновых веществ позволило продлить срок хранения изделий, вероятно, вследствие того, что пектиновые вещества конкурируют с крахмалом в процессе поглощения воды и уменьшают его гидратацию; также пектины в процессе выпечки способны выделять дополнительную влагу, благодаря чему происходит увлажнение хлеба и клейстеразация крахмала в его составе. Опыты  показали, что хлеба с добавлением пектина имели лучшие вкусовые качества и больший удельный объем по сравнению с хлебом без добавления пектина. Наибольший объем достигался уже при добавлении 0,1% пектина от массы муки и при добавлении свыше 0,3% снова начинал уменьшаться - все-таки способность пектина к влагоудержанию очень высока и это сказывается быстрым повышением вязкости теста, которую, при необходимости, тоже можно регулировать его внесением (например в очень влажное тесто). Таким образом, пектином можно менять свойства мякиша, при необходимости делая его более сухим и равномерно мелкопористым, а хлебную корку более хрусткой.

          Хлеб получается лучше, если пектин вносится не в само тесто, а в опару, и не в виде раствора, а в сухом виде. При этом надо помнить, что добавление пектина в густую опару категорически нежелательно! Нежелательно и его использование для приготовления быстрых хлебов безопарным методом, даже с учетом того, что пектин повышает подъемную силу прессованных дрожжей.

         Хлеб с добавлением пектинов действительно черствеет гораздо дольше – иногда вдвое медленнее. Работает это очень просто. Во время хранения хлеба без пектина при комнатной температуре клейстеризованный крахмал (его зерна), равномерно распределенный по белковому каркасу мякиша, меняет форму, теряя влагу, и хлеб начинает крошиться, что есть первый признак того, что хлеб начал черстветь. Если пектин добавлен, то он образует с крахмалом очень устойчивый гель, существенно замедляя процесс перехода крахмала из аморфной формы в кристаллическую и удерживая мякиш от черствления.

      Влияние  пектина на ферментацию теста. С добавлением пектина в тесто вносится некоторое количество сахара, да и он сам частично разлагается на простые сахара во время брожения, тем самым активизируя и поддерживая его. Помимо этого пектин повышает начальную кислотность теста и ингибирует активность основных ферментов муки, снижая одновременно активность амилаз и протеазы и увеличивая активность липазы.  
 
     При использовании сухого цитрусового пектина мука из “средней” по силе переходит в “сильную”, что не желательно при производстве хлебобулочных изделий: изделия получаются обжимистыми, с плохо разрыхленным мякишем, более низкого объема. Поэтому целесообразным было исследование влияния совместного внесения сухого цитрусового пектина и ферментного препарата на хлебопекарные свойства муки, и в частности, на ее силу.  
Совместное внесение сухого цитрусового пектина и ферментного препарата оказывает укрепляющее действие на белково-протеиназный комплекс муки.  
 
     Влияние совместного внесения сухого цитрусового пектина и ферментного препарата на качество готовых хлебобулочных изделий. Анализ полученных данных показал, что с увеличением дозировки сухого цитрусового пектина возрастает влажность мякиша, так как пектин обладает высокой водопоглотительной способностью, наблюдается увеличение кислотности мякиша в связи с тем, что сам пектин имеет высокую кислотность. Это снижает возможность заболевания хлеба “картофельной болезнью” и другим видами микробной порчи.    Максимальное улучшение качества хлеба отмечается при добавлении низкоэтерифицированного пектина, что связано с наличием в его молекуле большего количества свободных карбоксильных групп, чем у высокоэтерифицированного пектина. В кондитерском производстве целесообразнее применять низкоэтерифицированный пектин.

       Наиболее оптимальной при производстве хлебобулочных изделий следует считать дозировку 15 % к массе муки, что позволяет получить изделия, обогащенные пектинами и каротинами, не теряя при этом качество, а даже улучшая его.

      Все это обусловливает повышение газоудерживающей способности теста, увеличение удельного объема, формоудерживающей способности, образование равномерной пористости выпеченных хлебобулочных изделий.

                5  Заключение

      Про пектин известно совсем немного: съедобное желеобразующее вещество, получаемое из естественного растительного сырья и обладающее хорошими эмульгирующими и пенообразующими свойствами. Главная полезность этого растительного полисахарида, который накапливается в сочных плодах и корнеплодах - конечно, пищевая. На самом деле пектин это вещество универсальное во многих сферах. С одинаковым успехом он помогает лечить болезни, раны и отравления, и входит в состав самых обычных продуктов питания – мармеладов и зефиров, желе и кексов. Его используют в фармацевтике, медицине и кондитерской промышленности. И, наконец, к счастью для нас, он обладает рядом полезных свойств, которые можно и нужно использовать в хлебопечении 
     Список используемой литературы: 
 
1    А. П. Нечаев, С. Е. Траубенберг, А. А. Кочеткова, В. В. Колпакова, И. С. Витол, И. Б. Кобелева «Пищевая химия», Санкт-Петербург, ГИОРД, 2001 
http://fructonad.ru/kateg.php?id=13 
2     http://www.wikiznanie.ru