Den pektin (fra oldgræsk πηκτός / pêktós "fortykket ostemasse") eller mere bredt pectinstoffer er polysaccharider , der er knyttet til carbohydrater . Dette er stoffer, der udelukkende er af vegetabilsk oprindelse . Pectiner er til stede i store mængder i de primære vægge af tokimbladede og især i planten væggene i mange frugter og grøntsager . De er industrielt udvundet af biprodukter af frugtsaft industri , primært citrusfrugter og i mindre mængder fra æble Marcs .
Den pectolyse er lysis af pectiner ved pektolytiske enzymer.
Disse er polysaccharider, der er kendetegnet ved en a-D-galacturonsyre- rygrad og små mængder af mere eller mindre forgrenet a-L-rhamnose . Den generelt accepterede model beskriver pektiner som en kæde med to hovedstrukturer: en homogalacturonic hovedkæde (eller "glat zone", kaldet HG) og en rhamnogalacturonic kæde (eller "børstet zone", kaldet RG).
Homogalacturonans er den vigtigste kæde, der udgør pektiner (generelt repræsenterer mere end 60% af pektinerne). De er polymerer af α-D-galacturonsyre bundet i (1 → 4). Længden af disse kæder kan variere fra 70 til 100 rester af galacturonsyre i citron , sukkerroer eller i æble , det vil sige have molære masser i størrelsesordenen 12 til 20 kDa. Carboxylfunktionen af a-D-galacturonsyrer kan være i syreform eller ioniseret med forskellige kationer inklusive calcium eller esterificeret med methanol . Desuden kan galacturonsyrer acetyleres til O-2 og / eller O-3. Afhængigt af disse esterificeringer er pektiner karakteriseret ved en grad af methylering (DM) og en grad af acetylering (DA), der svarer til forholdet mellem forestrede galacturonsyrer (methylerede eller acetylerede) og totale galacturonsyrer. Fra et funktionelt synspunkt er der tre kategorier af pektiner:
Graden af esterificering af pektiner har en indflydelse på molekylets fleksibilitet: jo lavere esterificeringsgrad, jo mere stiv er pektinet. Det har også en stærk indvirkning på deres geleringsegenskaber . Pektiner syntetiseres i stærkt methyleret form, og det er derfor i denne form (MD på ca. 70 til 80), at de generelt er til stede i plantevægge .
Skelettet i rhamnogalacturonic-zonen er bygget ved gentagelse af en dimer af galacturonsyre og rhamnose med følgende struktur ... α-D-GalA- (1 → 2) -α-L-Rha- (1 → 4) - α-D-GalA- (1 → 2) -α-L-Rha- (1 → 4). Disse rhamnogalacturonic zoner har også grene sammensat i det væsentlige af galactose og arabinose , båret af C3- eller C4- alkoholfunktionen af rhamnose.
To strukturer til stede i mindre mængde har forgreninger på homogalacturonic-kæden. Homogalacturonans kan være substitueret med enkelte enheder af β-D-xylose bundet til C3 af galacturonsyrer. Disse områder kaldes xylogalacturonans.
Type II-rhamnogalacturonaner er blevet isoleret fra enzymatiske væghydrolysater og betegnet således, fordi rhamnose og galacturonsyre er deres hovedbestanddele; dog er dette navn vildledende, fordi de er kendetegnet ved et homogalakturonisk skelet, der bærer komplekse forgreninger. Type II rhamnogalacturonaner består af en kæde af otte galacturonsyrerester rester forbundet i α- (1 → 4), substitueret med fire sidekæder af oligosaccharider (A, B, C og D). B-sidekæden er bundet til den femte galacturonsyrerest gennem carbon 2 startende fra den reducerende ende af rygraden, mens D-kæden hovedsageligt er bundet gennem 3 carbon i den sjette galacturonsyrerest. Disse rhamnogalacturonaner indeholder 12 forskellige oser , hvoraf nogle er sjældne, såsom apiose , 2-O- methyl - L- fucose , 2-O- methyl- D- xylose , eddikesyre (3-C-carboxy-5-deoxy-L -xylose), Kdo (3-deoxy-D-manno-octolosonsyre) og Dha (3-deoxyD-lyxo-heptulosarsyre). Deres struktur er meget konserveret i alle jordbaserede planter , og de spiller en vigtig rolle i integriteten og sammenhængen af plantevægge , hvor de tillader tværbinding af de pektiske kæder via boratbroer.
Uronsyremolekyler har carboxylfunktioner . Denne funktion giver pektiner mulighed for at udveksle ioner . I tilfælde af plantevægge er disse ioner hovedsageligt calcium fra den apoplasmiske cirkulation . Disse divalente ioner har evnen til at danne calciumbroer mellem to carboxylgrupper med to forskellige pektinmolekyler. Cellen styrer andelen af carboxylfunktion. Faktisk kan det reversibelt esterificere dets funktioner ved at methylere dem med en pectin-methylesterase. Afhængigt af andelen af methylerede eller umetylerede monomerer er kæden mere eller mindre sur. Denne surhed styres også af protonpumper, der især reguleres af auxin . Den høje koncentration af protoner forårsager derefter udskiftning af calcium.
En høj andel af carboxylfunktion i en alkalisk pH fremmer sammenhængen mellem pektinmolekylerne imellem dem. Kæder kan således binde sig sammen, og pektinerne danner derefter en gel. Ligesom en stigning i methylering kombineret med en stærk surhedsgrad fremmer frigivelsen af pektin. Eksperimentelt kan forskere afbryde denne gelering ved kunstigt at fjerne calcium. Dette gøres under ekstraktion med EDTA , der er en stærk calcium chelator . Dette kan også opnås, hvis pH sænkes .
Pektiner er en af bestanddelene i plantevæggen . De er også den dominerende forbindelse i det midterste dækglas . De holder cellerne i plantevæv sammen . Pektiner spiller en strukturel rolle afhængigt af mediet ioniske forhold (H + / Ca 2+ forhold ). De dannede kæder er bundet sammen for at danne et netværk eller gel. Dette sæt gør det muligt at opbevare en stor mængde vand . Hydrolyse af pektiner er bemærkelsesværdig under frugtmodning, når cellulosefibrene bliver løsere.
Hydrolysen af pektinerne er nødvendig for at muliggøre en spontan afklaring af frugtsaft eller most inden alkoholisk gæring som i tilfælde af produktion af rosévin . Det udføres derefter ved enzymage .
Butikskøbt pektin, herunder det der ofte bruges til at tykne syltetøj og gelé , ekstraheres fra presset af tørrede æbler . Det sælges i flydende eller krystalform. Der er også geleringssukker , tilsat pektin. Den Europæiske Union godkender brugen af pectin som en teksturizer til fødevarer under nummer E440. Succesen med syltetøj og gelé afhænger af andelen af sukker, pektin og syrer i de anvendte frugter.
En undersøgelse, der blev offentliggjort i 2002, fandt ingen specifik molekylær interaktion mellem aromaer og pectin, men bekræfter, at pectin, selv ved lave doser (0,1%), ikke ændrer aromatiske forbindelser; det blokerer dem eller bremser deres spontane ekstraktion i syltetøj eller gelé, når de er flygtige og / eller hydrofobe . Disse aromatiske molekyler er bur i det tredimensionelle maske af pektinmolekyler, men de frigives delvist og genkendes af smagsløgene og lugtesansen, når syltetøj eller gelé spises.
Amerikanske forskere har ændret genom af tomat . Denne modifikation påvirker de gener, der koder for dannelsen af pektiner. Dette resulterer i en lavere procentdel af pektiner i de transgene tomater . Denne pektinmangel resulterer i fastere tomater i længere tid. Disse tomater er de første spiselige transgene planter, der frigives på det amerikanske marked.
Pektin har enterosorbente egenskaber , det vil sige, det kan absorbere visse tungmetaller og radionuklider, når det passerer gennem fordøjelseskanalen. Denne egenskab kan være knyttet til dens evne til at udveksle ioner . Det synes også at være i stand til at begrænse enterocolitis induceret af visse toksiner absorberet med mad, herunder lægemidler som methotrexat
Pektin er ifølge hviderussiske forskere, der arbejdede med konsekvenserne af Tjernobyl-katastrofen , i stand til at hjælpe kroppen med ikke at absorbere visse radionuklider , herunder radioaktivt cæsium-137 , uden bivirkninger af kemiske chelatorer , men med andre virkninger. Det ser også ud til at være i stand til at hjælpe kroppen med at slippe af med det cæsium, det indeholder bedre eller hurtigere.
Dens effektivitet diskuteres, men pektin bruges for eksempel som et kosttilskud til børn, der bor i områder, der er udsat for Tjernobyl-nedfald, som er ofre for patologier forbundet med akkumulering af cæsium-137 indtaget med drikke eller mad. Professor Vassili Nesterenko citerer et eksperiment, der involverer 64 børn fra den hviderussiske distrikt af Gomel , meget forurenet af nedfald fra Tjernobyl . Disse børn tilbragte en måned i et sanatorium, hvor de kun spiste uforurenet mad. En kontrolgruppe tog pektin morgen og aften; den anden, en placebo . Efter en måned så børnene i pektingruppen deres cæsium-137-niveau falde med 62,6%. I den anden gruppe faldt cæsium kun med 13,9%.
Den P r Nesterenko sammenlignet ukrainsk brusetabletter pektin æble til kendte alger ( spirulina ) for deres evne til at binde radioaktivt cæsium , samt et præparat udviklet i Minsk, udvundet af tørrede æble rester opnået efter saft ekstraktion. Eksperter fra Europa-Kommissionens forskningscenter i Ispra analyserede dette præparat og bemærkede, at det indeholder 15 til 16% pektin. Blandet med vand eller mælk accepteres og tolereres denne doseringsform bedre af børn og mindst lige så effektive som brusetabletter fra Ukraine og meget mere effektiv end spirulina . Disse resultater berettigede udviklingen af BELRAD Institute af dette pulver beriget med vitaminer og sporstoffer under navnet Vitapect. Vitapect blev registreret i Hviderusland og givet til børn i stærkt forurenede landsbyer i kur på tre til fire uger. Cirka 200.000 børn i Hviderusland modtog dette præparat med en radiometrisk kontrol af den inkorporerede Cs137 før og efter behandlingen.
Nesterenko demonstrerede også, at 3 til 4 kurer med 4 ugers pektin om året, fordelt til børn i skoler i stærkt forurenede landsbyer, formåede at holde Cs137- belastningen under tærsklen på 50 becquerel pr. Kg vægt (Bq / kg) som Bandajevsky observerer irreversibel skade på hjerte-, øje-, immun- og endokrine system eller andre organer.
Den Foreningen til kontrol af radioaktivitet i Vesten fandt også, at børn, som fik pektin under deres ophold i Frankrig så deres cæsium 137 forurening falde med 31% i gennemsnit mod kun 15% hos dem, der ikke har modtaget det bortset fra den del, der naturligt forekommer i kosten. Også ifølge ACRO øger og fremskynder pektin eksporten af cæsium, men mindre hurtigt end dem, der har promoveret det.
Nogle ngo'er hjælper familier med at skaffe sig " Vitapect ", så deres børn kan afholde regelmæssige kurser (ideelt set tre år ifølge tilhængere af pektin), samtidig med at de erkender, at en bedre løsning ville være at flytte familier i ikke-forurenede områder.
Mennesker udskiller ikke selv enzymer, der nedbryder pektin (et af de sværeste molekyler, der kan nedbrydes i vores kost); det er tarmmikrobioten, der tillader dets fordøjelse, og det vælges delvist ved tilstedeværelsen af pektiner. De symbiotiske mikrober og processer, der er ansvarlige for denne fordøjelse, er for nylig (publikation 2017) blevet identificeret, især er rollen som en tarmbakterie kaldet Bacteroides thetaiotaomicron blevet demonstreret.
Pektin er et af de mest skrøbelige polysaccharider og depolymeriseres især ved selv moderat opvarmning i et let surt til neutralt medium. Denne depolymerisering spiller en vigtig rolle i mørningen af grøntsagens tekstur under tilberedningen. Denne depolymerisering skyldes fænomenet kendt som "beta-eliminering", som kræver tilstedeværelse af methylerede galacturonsyrer. Faktisk gør tilstedeværelsen af methyl det hydrogen, der bæres af C-5, mere labilt, og i nærvær af hydroxidioner (OH-) fører dette til transeliminering med tab af en elektron og dannelse af en dobbeltbinding i C4-C5, og brud på den glykosidiske binding.
Kemisk mekanisme til beta-eliminering af pektiner
Diagram over beta-eliminering
Mange fytopatogene arter (f.eks. Erwinia carotovora , en koldresistent fytopatogen bakterie) udskiller sandsynligvis sådanne enzymer, som er nødvendige for at angribe planteceller. Anvendelsen af disse enzymer er grundlaget for afklaring af frugtsaft som under afregningsoperationen ved vinfremstilling af hvidvin og rosévin .