Пектиновые вещества как пищевые добавки

Пекти́новые вещества́, или пектины (от др.-греч. πηκτός — свернувшийся, замёрзший) — полисахариды, образованные остатками главным образом галактуроновой кислоты. Присутствуют во всех высших растениях, особенно в фруктах, и в некоторых водных растениях — примером является взморник морской. Пектины, являясь структурным элементом растительных тканей, способствуют поддержанию в них тургора, повышают засухоустойчивость растений, устойчивость овощей и фруктов при хранении. Используются в пищевой промышленности — в качестве структурообразователей (гелеобразователей), загустителей, а также в медицинской и фармацевтической промышленности — в качестве физиологически активных веществ, также в виде модифицированного пектина, с полезными для организма человека свойствами. В промышленных масштабах пектиновые вещества получают в основном из яблочных и цитрусовых выжимок, жома сахарной свёклы, корзинок подсолнечника, тыквы.

Пектины практически не усваиваются пищеварительной системой человека, являются энтеросорбентами.

Применение[править | править код]

Пектин для применения в пищевой и фармацевтической промышленности — очищенный полисахарид — получают кислотной экстракцией из цитрусовых (лайм, лимон, апельсин, грейпфрут), яблочных выжимок, жома сахарной свеклы, морской травы, или из корзинок подсолнечника. Технологическая схема получения пектина предусматривает его экстрагирование из исходного сырья, очистку, осаждение органическими растворителями, сушку, измельчение и т. н. стандартизацию. Стандартизация представляет собой процесс модификации свойств пектина, достигаемой физическими и/или химическими способами, с целью приведения их в соответствие с технологическими и рецептурными требованиями производства различных групп пищевых и непищевых продуктов. Пектин является гелеобразователем, стабилизатором, загустителем, влагоудерживающим агентом, осветлителем, веществом, облегчающим фильтрование и средством для капсулирования, зарегистрирован в качестве пищевой добавки E440.

В пищевой промышленности пектин используют в производстве начинок для конфет, производстве фруктовых начинок, кондитерских желейных и пастильных изделий (например, зефир, пастила, мармелад), молочных продуктов, десертов, мороженого, спредов, майонеза, кетчупа, сокосодержащих напитков. В фармацевтической и медицинской промышленности пектин используют, например, для капсулирования лекарств.

Растворимость[править | править код]

Пектины для промышленного применения, полученные из различных растительных источников, представляют собою порошки без запаха от светлокремового до коричневого цвета. Цитрусовые пектины обычно светлее яблочных. Во влажной атмосфере пектины могут сорбировать до 20 % воды. В избытке воды они растворяются. Пектины не растворяются в растворах с содержанием сухих веществ более 30 %.

В отличие от сахарного песка, который сразу же после попадания в воду начинает растворяться, частица пектинового порошка, попав в воду, всасывает её, словно губка, увеличиваясь в размерах в несколько раз, и только после достижения определённого размера начинает растворяться. Если частицы пектинового порошка при соприкосновении с водой находятся близко друг к другу, то, всасывая воду и разбухая, они слипаются, образуя один большой липкий ком, чрезвычайно медленно растворяющийся в воде.

Желирование[править | править код]

В производстве пищевых продуктов, таких как варенье, джем, конфитюр, мармелад, пектин применяют в качестве гелеобразователя. Пектин может быть использован в составе смеси с сахаром т. н. «желирующего сахара», применяемого для приготовления желейных продуктов в домашних условиях. В зависимости от химических свойств различают две основные группы пектинов — 1) высокоэтерифицированные пектины и 2) низкоэтерифицированные пектины. Механизмы желирования у названных групп пектинов отличаются друг от друга.

Высокоэтерифицированные пектины желируют при высоком содержании сухих веществ в среде (напр., при высоком содержании сахара) и высокой кислотности, низкоэтерифицированные пектины способны образовывать гели при низких содержаниях сухих веществ и невысокой кислотности. Желирование высокоэтерифицированных пектинов — это процесс, при котором полимерные молекулы в условиях высокой кислотности и высокого содержания сухих веществ, взаимодействуют друг с другом через образование химических связей — водородных мостиков, образуют плотную пространственную структуру, называемую гелем или желе. Молекулы пектина образуют равномерно распределенную трехмерную сеть, связывая при этом большое количество воды. Желирование низкоэтерифицированных пектинов происходит как по механизму желирования высокоэтерифицированных пектинов, так и в результате взаимодействия с ионами поливалентных металлов, например, с ионами кальция. При этом ионы кальция являются связующими звеньями между полимерными молекулами пектина, образующими пространственную структуру геля (желе). Именно гелеобразующая способность пектина является определяющим фактором его широкого применения в пищевой промышленности.

Комплексообразование[править | править код]

Комплексообразующая способность основана на взаимодействии молекулы пектина с ионами тяжелых металлов и радионуклидов. Благодаря наличию в молекулах большого количества свободных карбоксильных групп именно низкоэтерифицированные пектины проявляют наибольшую эффективность. Специальные препараты, содержащие комплексы высоко- и низкоэтерифицированных пектинов, включают в рацион питания лиц, находящихся в среде, загрязненной радионуклидами, и имеющих контакт с тяжелыми металлами. Специальные высокоочищенные пектины могут быть отнесены к незаменимому веществу для использования в производстве функциональных пищевых продуктов, а также продуктов здорового и специального (профилактического и лечебного) питания. Оптимальная профилактическая дозировка специального пектина составляет 5-8 г в сутки, а в условиях радиоактивного загрязнения — не менее 15-16 г[1].
[2]

Производство[править | править код]

Производство пектина — динамически развивающийся бизнес с ежегодным увеличением производства на 3-4 %. Мировое производство и рынок пектина сосредоточено в Европе (Германия, Швейцария и др.), Южной Америке (Аргентина, Бразилия), Южной Африке, Китае, Иране и др. Объём производства составляет приблизительно 28-30 тыс. т в год. На долю пектина из цитрусовых культур приходится до 70 % производимого пектина, и на долю яблочных пектинов — до 30 %. Ведущими мировыми производителями этого продукта являются компании Herbstreith & Fox, Cargill, Danisco, CP Kelco, Yantai Andre Pectin. Последний, по данным Центра инвестиционно-промышленного анализа и прогноза, вырвался в 2012 году в лидеры, заняв 22 % российского рынка. При этом, на одной и той же технологической линии производятся пектины из разных видов сырья. Тем самым можно говорить о возможности создания универсального пектинового производства. В Российской Федерации пектин в основном применяют для производства кондитерских желейных изделий (мармелад, зефир), фруктовых желейных консервов (конфитюр, джем, повидло, начинки), кисломолочных продуктов (йогурты, начинки для йогуртов), хлебобулочных изделиях (термостабильные начинки) и др.

Содержание в продуктах питания[править | править код]

Поскольку пектиновые вещества представляют собой природные органические соединения — полисахариды, то и содержатся они в различных количествах во фруктах, овощах, корнеплодах. Наиболее богаты пектинами овощи — свёкла столовая, морковь, перец, тыква, баклажаны, а также фрукты — яблоки, айва, вишня, слива, груши, цитрусовые. Высоким содержанием пектинов характеризуются также фруктовые и овощные соки с мякотью (яблочный, морковный, яблочно-морковный, яблочно-клюквенный, айвовый, персиковый, томатный), фрукты, протёртые с сахаром и его заменителем (яблоки, клубника, крыжовник, слива, смородина и др.). Рекомендуются и готовые фруктовые и овощные консервы, обогащённые пектином (перец резаный с овощами, икра баклажанная), фруктовые пюре, напитки, кисели, сиропы, мармелад, драже, желе.[3]

См. также[править | править код]

Вещества
- Пищевые добавки
- Агар-агар
- Желатин
- Крахмал
Продукты
- Желе
- Мармелад
- Желирующий сахар

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]

Интернет-сайт Международной ассоциации производителей пектина (International Pectin Producers Association) (англ.) Дополнительная информация о свойствах, производстве и применении пектина.
Производство и применение пектинов — Интернет-страница о пектинах Лаборатории фундаментальных и прикладных исследований качества и технологий пищевых продуктов ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств».
Нестеренко В. Б. Радиационный мониторинг жителей и их продуктов питания в Чернобыльской зоне Беларуси. — Минск, 2002. — 135 с. — (Чернобыльская катастрофа). Архивная копия от 4 марта 2016 на Wayback Machine УДК 621.029.553.5
Пектин на сайте «Калоризатор»
E440 — Пектин на сайте «Про добавки»

Источник

Растительная биомасса — источник получения экологически безопасных полезных веществ, особое место среди которых занимают пектины. Уникальные полисахариды в составе клеточной ткани выполняют защитную функцию, увеличивают прочность стенок, нормализуют водный обмен.

Именно пектины предотвращают быструю порчу сорванных овощей и фруктов, то есть выступают естественными консервантами.

Название продукта

Официальное название добавки — пектины (ГОСТ 33310-2015).

Международное название — Pectin’s.

Синонимы:

Е 440 (Е–440), номер в европейской кодификации;
пектиновые кислоты;
рамногалактуронан;
Pectine, немецкий, французский.

Тип вещества

Пищевая добавка E 440 относится к группе загустителей, но способна выполнять другие технологические функции: влагоудерживающий агент, фиксатор окраски, наполнитель, гелеобразователь.

Общим кодом обозначена группа веществ:

собственно пектин, выделяемый из выжимок растительного сырья в процессе горячей экстракции одноосновными кислотами (ортофосфорная, азотная и другие) с последующим осаждением 95% этилом, фильтрацией и сушкой;
пектаты (натриевая, калиевая, кальциевая соли);
амидированный пектин.

Соли получают обработкой содержащего пектин сырья соответствующей гидроокисью.

Амидированный пектин — это полисахарид с измененной молекулой полигалактуроновой кислоты, где часть эфирных групп заменена на амиды.

Образует стабильные студни, не склонные к проседанию. Применяют в основном при изготовлении мармелада и желейных начинок, термостатных йогуртов.

По химическому строению пектины — сложные анионные полисахариды.

Пектины классифицируют по нескольким параметрам, важным для промышленного применения.

Вид используемого сырья:

цитрусовые (основная группа, составляет 60% от общего объема пектинов). Получают из выжимок апельсинов, грейпфрутов, лимонов, реже мандаринов. Интересно, что в высушенной корке содержание пектинов составляет до 30%, тогда как в свежей не больше 6%;
яблочные (35% мирового объема), максимальное содержание пектинов в выжимках редко превышает 15%. Вид ценится универсальностью применения, отсутствием побочных эффектов и высокими лечебными свойствами;
свекловичные, отличаются высоким содержанием пектинов (до 25%), доступностью и низкой стоимостью сырья.

В меньшем объеме источником пектинов служат: корзинки подсолнечника, клубни топинамбура, выжимки винограда, мякоть арбузов и тыквы. Используют даже кабачки, огурцы, кору хвойных деревьев и некоторые виды водорослей!

Степень этерификации (получение сложных эфиров при взаимодействии пектиновых кислот и спирта), зависящая от количества карбоксилов, содержащих остатки метанола. От показателя зависит скорость желирования, механизм образования студня и его текстура. Различают следующие виды пектинов:

высокоэтерифицированные (HM), образуют гель в присутствии сахарозы и кислот, желируют при высокой и средней температуре. Применяют обычно в производстве мармеладов, зефира, консервированной продукции;
низкоэтерифицированные (LM), гель получается независимо от уровня pH и наличия сахара (даже вообще без него), но только при низкой температуре и определенном количестве кальция или других катионов. Образуют термостабильные вязкие начинки. Незаменимы при производстве молочных и диетических продуктов, в том числе для больных сахарным диабетом.

При одинаковых условиях пектины первой группы имеют более высокую скорость образования желе.

Скорость образования студня (обусловлена степенью этерификации):

тип А, пектин быстрой садки;
тип Б, средней садки;
тип В, медленной садки.

Пектины выпускают 1 и 2 сорта, в зависимости от гелеобразующих свойств. Если на упаковке продукта, кроме европейского кода Е 440, указано «БЦ–1», значит перед вами цитрусовый пектин средней садки 1 сорта (яблочный пектин будет обозначен «Я», остальные виды не имеют буквенного символа, наименование сырья должно быть прописано).

Свойства

Показатель	Стандартные значения
Цвет	от светло-серого (цитрусовые пектины) до бежевого (свекловичные)
Состав	метоксилированные остатки a-D-галактуроновой кислоты, моносахариды (в зависимости от растительного сырья): L-арабиноза, L-рамноза, D-галактоза, D-ксилоза и другие, примеси (метиловые эфиры); эмпирическая формула (C6H8O6)n • (ОСН3)m (n примерно 50, m от 30 до 80% от n)
Внешний вид	порошок мелкой фракции, допускается наличие хлопьев
Запах	отсутствует
Растворимость	пектины LM хорошо растворимы в воде, щелочи, не растворяются в спиртах; пектины HM хорошо растворимы в горячей воде (в холодной набухают), средне в этаноле
Содержание основного вещества	не менее 65% по сухому остатку галактуроновой кислоты
Вкус	слабокислый, во рту дает ощущение слизи
Плотность	580 г/дм3
Другие	зависят от вида пектинов

Упаковка

Добавку Е 440 расфасовывают в мешки из нестабилизированного полиэтилена и заваривают для защиты от влаги.

Наружной тарой служат:

барабаны картонно-навивные;
бочки из пластика (евробарабан);
ящики из гофрокартона.

В розничную продажу пектин поступает в пакетах бумажных с ламинированным внутренним слоем, фольгированных или полиэтиленовых (герметично заваренных или с застежкой типа ZIP LOCK). Может поставляться в пластиковых банках с завинчивающейся крышкой или коробках из картона с дополнительным полиэтиленовым вкладышем.

Применение

Свойства пищевой добавки E 440: возможность образовывать стабильные студни, увеличивать вязкость, сохранять структуру продукта, удерживать влагу, образовывать хелатные комплексы — нашли применение в производстве пищевых, фармацевтических, косметических продуктов.

Пищевая промышленность

Более 70% применяемых пектиновых веществ приходится на кондитерское производство, остальное количество распределено между молочной, хлебобулочной и другими отраслями.

Добавка Е 440 не входит в категорию консервантов, но способность пектинов подавлять развитие патогенной микрофлоры позволяет использовать вещество для предотвращения порчи, увеличения срока хранения изделий.

Природный загуститель включен в технологию изготовления широкого ряда продуктов:

мармелад, жевательные желейные конфеты и подобные изделия. Пектины создают чуть вязкий гель, более мягкий и нежный по сравнению, например, с агаром. Готовый продукт не впитывает влагу из воздуха, не намокает, не высыхает, дольше хранится. Пектины подчеркивают фруктовый аромат и дают легкую приятную кислинку;
зефиры, пастила. Добавка выступает студнеобразователем, загущает и стабилизирует взбитую белковую массу, не позволяет продукту оседать. Предупреждает высыхание конечного продукта. Зефиры на пектине имеют яркий вкус и более легкую текстуру, чем лакомства на основе желатина;
в джемах, конфитюрах, фруктовых начинках медленная садка пектина предотвращает образование воздушных пустот, обеспечивает равномерное распределение продукта, создает однородную вязкую массу, устойчивую к механическому и температурному воздействию;
порошковые фруктовые напитки для самостоятельного приготовления: добавку используют для обогащения растворимыми пищевыми волокнами, придания естественного аромата;
питьевые йогурты, молочно-соковые, соевые напитки с pH от 3,8 до 4, 2 единиц: пектины HM добавляют после сквашивания для предотвращения коагуляции казеина, а также осаждения и расслаивания жидкой массы в процессе термообработки, улучшения вкуса, увеличения срока хранения. В термостатные йогурты вводят амидированные пектины для связывания и удерживания влаги, предотвращения отделения сыворотки, повышения устойчивости и плотности текстуры;
в производстве кетчупов, фруктовых наполнителей для кисломолочных продуктов пектины LM образовывают гели с тиксотропными свойствами, предотвращают слипание частиц, фиксируют окраску;
хлебобулочные изделия в качестве влагоудерживающего агента (создает пористую структуру мякиша, повышает мягкость и увеличивает объем изделия). В составе замороженного теста выступает стабилизатором текстуры, обеспечивает сохранение исходных свойств при выпекании;
в качестве наполнителя пектины входят в состав сыров, маргарина, масложировой диетической продукции. Добавка частично замещает жиры, загущает и стабилизирует эмульсию, придает сливочный вкус.

Пищевая добавка E 440 разрешена к применению во всех странах.

Медицина и фармацевтика

Добавку Е 440 в качестве вспомогательного компонента применяют при изготовлении мягких лекарственных капсул (в том числе детских), жевательных пастилок, свечей. В составе лечебных препаратов (микстуры, гели) пектины продлевают положительный эффект действующего вещества.

В то же время полисахариды снижают негативные побочные проявления препаратов.

Биологическая активность пектинов позволила использовать добавку E 440 в профилактике и комплексной терапии:

заболеваний пищеварительной системы, включая острые кишечные инфекции. Наиболее действенны в этом плане яблочные пектины: улучшают перистальтику, угнетают рост патогенных микробов, активируют развитие полезной микрофлоры;
сахарного диабета (замедляют всасывание сахара и жиров, выводят «плохой» холестерин);
злокачественных новообразований (обладают антиоксидантными свойствами, повышают сопротивляемость организма);
заболеваний сердечно-сосудистой системы (нормализует обменные процессы, связывают и выводят излишек жидкости);
заболеваний суставов (активирует выработку глюкозамина, естественного хондопротектора).

Пектиновые вещества включают в диеты по снижению веса.

Добавка Е 440 входит в список разрешенных для производства детского специального питания. Ее используют в составе продуктов, нормализующих работу кишечника (10 г/л).

Пектины включают в кислые продукты прикорма (5 г/л) для малышей от 5 месяцев.

Косметология

Пищевую добавку E 440 применяют как загуститель в шампунях, лосьонах, зубных пастах, кремах на растительной основе.

Пектины входят в состав гелей с лифтинговым эффектом. Галактуроновая кислота удерживает влагу, повышает эластичность кожи, сужает поры, разглаживает мелкие морщины.

Пептоны (Е429) относятся к запрещенным пищевым добавкам и в пищевой промышленности не используются.

Вам нужен безопасный загуститель природного происхождения? Тогда рекомендуем обратить свое внимание на камедь тары. Подробнее о нем читайте в этой статье.

Увидели в составе продукта пищевую добавку Е225? Узнайте, что это такое, прочитав наш материал.

Польза и вред

С точки зрения обеспечения организма энергетическим запасом, витаминами и минералами пектины являются нейтральным веществом.

Вред в виде диареи, болей в животе может принести только избыточное увлечение пищевыми волокнами.

Пектины практически не усваиваются в организме, выступая природными энтеросорбентами. Именно способность связывать и выводить биогенные токсины, шлаки, продукты метаболизма определяет пользу веществ.

Пектины в составе продуктов:

нормализуют обмен веществ;
улучшают работу пищеварительной системы;
обладают бактерицидным и противовоспалительным действием;
укрепляют иммунную систему.

Уникальность пектинов определяет строение их молекул. Свободные карбоксильные группы легко образуют хелатные соединения с ионами свинца, кобальта, ртути и других металлов, а также радионуклидами (цезий, стронций). Комплексы не чувствительны к желудочным ферментам и выводятся из организма, не всасываясь.

Пищевая добавка Е 440 входит в состав препаратов для лечения интоксикации организма.

Пектиновые вещества (в количестве 2 г) необходимо ежедневно принимать людям, имеющим по роду деятельности контакт с соединениями цветных металлов (Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 16 февраля 2009 г. № 45).

Эксперты ФАО/ВОЗ признали добавку Е 440 полностью безопасной и рекомендовали для ежедневного потребления без ограничения суточной нормы.

В таблице приведено примерное содержание пектинов в продуктах. Точное количество полисахаридов определить невозможно: уровень зависит от сорта, степени зрелости растения. Больше всего пектинов в недозрелых плодах.

Пищевые волокна в различных частях плодов распределены неравномерно. Наибольшее количество пектиновых веществ содержит кожура и сердцевина, у цитрусов практически весь запас полисахаридов (более 70%) сосредоточен в цедре.

Интересно, что при термической обработке процентное содержание пектинов увеличивается.

Продукт	Содержание пектинов (г/100 г продукта)
Свекла	4,8–7,2
Абрикосы	4,0–7,0
Яблоки	1,6–5,0
Крыжовник	1,0–6,0
Морковь	1,5–4,3
Ирга	1,5–2,7
Зеленый горошек	1,5–2,5
Слива	1,3–3,0
Рябина черноплодная	1,2–2,5
Помидоры, виноград	1,0–2,2
Черная смородина, земляника, жимолость, персики	1,1–1,6
Груша, айва	0,9–2,4
Цитрусовые (наибольшее количество в лимоне)	0,7–3,0
Алыча	0,6–1,4
Лук репчатый, огурцы, баклажаны, барбарис, черешня, вишня, голубика	0,5–0,6
Тыква	0,3–0,5

Основные производители

В 2015 году было основано предприятие «НПО «Пектин по-русски». Это единственная российская компания, производящая пектины на основе тыквенного и свекловичного сырья.

Ведущими игроками на мировом рынке пектинов выступают:

Hercules Inc. (США), компании принадлежит 9 европейских заводов по производству пектинов, в том числе крупнейшее датское предприятие Copenhagen Pectin A/S;
Herbstreith und Fox КG, немецкая компания специализируется на изготовлении яблочного пектина;
«CP Kelco» (Дания), выпускает цитрусовый пектин;
Cesalpina di Milano (Италия);
Obipectin, Швейцария.

В Азиатско-Тихоокеанском регионе крупнейшим производителем цитрусовых, яблочных и смешанных пектинов (в том числе амидированных) является китайская компания Andre Pectin.

Пектины необходимы в рационе как профилактическое иммуностимулирующее и очищающее средство.

Человеку для поддержания здоровья надо ежедневно принимать не менее 4 г пектинов. Жителям экологически неблагоприятных мегаполисов, работникам вредных производств норму следует увеличить до 15 г.

Источник