دانلود تحقیق پکتین

پکتین به گروهی از ترکیبات پلی ساکاریدی با ارزش گفته می‌شود که از ترکیبات گیاهی خوراکی استخراج شده و به طور گسترده ای به عنوان مواد ژل کننده و پایدار کننده در صنایع غذایی استفاده می‌شوند.

واژه پکتین برای اولین بار به وسیله Braconnot شیمیدان فرانوسی در سال 1825 میلادی از کلمه یونانی پنکستوز به معنی لخته اقتباس و به کار گیری شد.وی پکتین را از هویج و آرتیشو استخراج کرده وآن را ماده ای محلول در آب که مایعی ویسکوز و موسیلاژی ایجاد می‌کند توصیف نمود.

کاربرد اصلی پکتین به عنوان عامل ژل کننده در محصولات بر پایه میوه به ویژه مربا وژل می‌باشد.

بر خلاف اکثر هیدروکلئویدهای غذایی، پکتین دارای اپتیمم پایداری حرارتی در شرایط اسیدی بوده وبنابر این به عنوان پایدار کننده و بافت دهنده در محصولات غذایی اسیدی کاربرد زیادی دارد.

استفاده از پکتین در صنایع غذایی غیر میوه ای نیز رو به گسترش است که از جمله توان به صنایع پخت، قنادی، فراوده‌های لبتی و....

اشاره نمود.مقایدر قابل توجهی از پکتین هرم در صنایع غیر غذایی عمدتا را روی استفاده شود.

پکتین یک کوبروهیدات ساختمانی موجود در تمام گیاهان است.

ترکیبات پکتیکی ترکیبات سازنده ای در ساختمان سلول هستند که نقش مهمی‌را به عنوان ترکیبات چسباننده ( پیوند دهنده) در لاملدی میانی دیواره‌های سلولی بازی می‌کنند.

ترکیبات پکتیکی به وفور در سبزیجات ومیوه جات وجود داشته و تا حد زیادی مسئول سفتی و شکل دهی آن‌ها باشند.

در طی فرایند رسیدن، به علت هیدرولیز آنزیمی‌و دپلیمره شدن ترکیبات پکتیکی اولیه تاحدی تجزیه شده و پکتین‌های محلول تولید می‌کنند.

از نظر ساختمانی پکتین یک هتروپلی ساکارید است که از تعدادی د- گالاکتورونیک اسید که توسط پیودهای آلفا 1 و 4 کنار هم قرار گرفته اند تشکیل شده است.

گروه‌های پلی گالاکتورونیک اسیدممکن است تا حدی توسط گروه‌های متیل، استری شده باشند.

بر اساس منشا و روش استخراج و آماده سازی پکتین شامل مقادیر متغییری از قندهای خنثی به ویژه د-گالاکتوز، الکتریکی - رامنوز وال – آرابینوزی باشد.

قندهای خنثی معمولادر زنجیره‌های جانبی وجود دارند ولی الکتریکی - رامنوز در زنجیره اصلی نیز حضور دارد.

ال-رامتوز در زنجیره اصلی به روی شکل ملکول پکتین و در نتیجه تشکیل شبکه سه بعدی در هنگام ژل دهی موثر می‌باشد.

پکتین‌های استخراجی ازچغندرقند و سیب زمینی دارایمقادیر بالایی واحدهای گالاکتوزوئیک اسید هستند که در آنها گروه‌های هیدروکسیل در موقعیت‌های C-2 و C-3 بااسات استری شده اند.

در نتیجه پکتین چغندر و سیب زمینی به کلی ژل نمی‌دهد مگر اینکه گروه‌های استات به صورت آنزیمی‌یا شیمیایی حذف شوند.

2- تعریف
با توجه به تنوع ترکیبات پکتیکی، انجمن شیمی‌دانان آمریکا در سال 1944 تعاریف زیر را برای این ترکیب ارائه نمود:
- ترکیبات پکتیکی: مشتقات کربوهیدراتی کلوئیدی پیچیده ای هستند که در گیاهان وجود داشته یااز گیاهان به دست می‌آیند و دارای تعداد زیادی واحدهای آن هیدروگالاکتورونیک اسیدی باشند که به صورت زنجیره ای کنار هم قرار گرفته اند.

گروه‌های پلی گالاکتورونیک اسید ممکن است تا حدی باگروه‌های متیل استری شده باشند و تا حدی یا به طور کلی توط یک یا چند باز خنثی می‌شوند.

- پروتو پکتین: ترکیب پکتیکی مادر ( اولیه) هست کهدر آب نامحلول بوده و در گیاهان دیده می‌شود.

هیدرولیز محدود آن پکتین یا اسید پکتینیک می‌دهد.

- اسید پکتینیک: پلی گالاکتورونیک اسیدهای کلوئیدی هستند که دارای تعدادی گروه‌های متیل استری باشند.اسیدهای پکتینیک در شرایط مناسب در آب با شکر و اسید و یا درمقادیر کم متوکیل با یون‌های خاص قادر به تشکیل ژل هستند.

- پکتین: نام عمومی‌پکتین به اسیدهای پکتنیک محلول در آب گفته می‌شود که مقدار متیل استر و درجه خنثی سازی آنها متغییر می‌باشد و باقند و اسید تحت شرایط مناسب تولید ژل می‌نمایند.

- اسید پکتیک: ترکیبات پکتیکی هستند که از پلی گالاکتورونیک اسیدهای کلوئیدی تشکیل شده و لزوما فاقدگروه‌های متیل استری باشند.

- پکتات‌ها: نمک‌های اسید پکتیک می‌باشند نظیر پکتات کلسیم.

- پکتینات‌ها: نمک‌ها اسید پکتینک می‌باشند نظیر پکتینات کلسیم.

- پروتوپکتیناز: آنزیمی‌است که پروتوپکتین را به یک محصول محلول تبدیل می‌کند و به پکتوز نیاز و بروپکتیناز نیز معروف است.

- پکتین استر از PE: یا پکتین متیل استر از، آنزیمی‌است که هیدرولیز باندهای استری ترکیبات پکتیکی را کاتالیز نموده و در نتیجه متانل و اسید پکتیک می‌دهد.

- پلی گالاکتوروناز PG: یا پکتین پلی گالاکتوروناز، آنزیمی‌است که هیدرولیز باندهای گلوکوسیدی را بین واحدهای گالاکتورونیک اسید و استری شده کاتالیز می‌کند.

با توجه به افزایش مصرف تجاری اسیدهای پکتینک با مقدار کم متیل استر و پکتنیکاسیدهایی که تا حدی آمیدی شده اند، در صنایع غذایی، یک تعریف اصلاح شده ای از پکتین اخیرا توسط دست اندر کاراست صنعت غذا ارائه شده است:
پکتین یک پلی ساکارید پیچیده با وزن ملکول بالا است که عمدتا از پلی گالاکتورونیک اسید و نمک‌های سدیم، پتاسیم و آمونیوم آن که تا حدی بامتیل استری شده اند، تشکیل شده است.

در بعضی انواع پکتین ( پکتین‌های آمیدی) واحدهای گالاکتورونامید نیز در زنجیره پلی ساکاریدی وجود دارند محصول در اثر استخراج آبی از ترکیبات گیاهان خوراکی معمولا مرکبات و سیب به دست می‌آید.

3- پکتین‌های تجاری
پکتین‌های تجاری معمولا توسط استخراج اسیدی از پوست مرکبات یا گوشت سیب با فرایندهای مختلف جداسازی و خالص سازی به دست می‌آیند.

محصول به صورت بو در نرم تا زبو، سفید به رنگ یا مایل به زود و با مزه صمغی می‌باشد.

ملکول پکتین در صورت یک زنجیره حاوی 200 تا 1000 واحد اسید گالاکتورونیک است که توسط پیوند‌های آلفا 1 و 4 به هرم پیوند شده اند.

بعضی از گالاکتورونیک اسیدهای استری شده اند.

باقیمانده گروه‌های اسیدی ممکن است تا حدی و یا به صورت کامل خنثی شود شوند و نمک‌های سدیم، پتاسیم و آمونیوم تشکیل دهند ( شکل 1)
درجه استری شدن عبارت است از نسبت واحدهای گالاکتورونیک اسید استری شده به کل واحدهای اسید گالاکتورونیک در ملکول ضربدرصد.

پکتین‌هایی با درجه استری بالا یا پکتین‌هایی با متوکسیل بالا (High methonyl pectinsL HM) پکتین‌هایی هستند با درجه استری شدن بالای 50% شکل 2- HM‌ها برای تشکیل ژل به اسید ( pH حدود 3) و یک حداقل میزان شکر ( مواد جامد محلول بالای 55%) نیاز دارند.

ژل‌های HM بعد از تشکیل با حرارت دهی مجددا ذوب نمی‌شوند.

درجه استری شدن HM‌ها عامل تعیین کننده سرعت نسبی ژل شدن آنها می‌باشد.

پکتین‌هایی با درجه استری شدن حدود 70 % تا 75% اغلب به عنوان HM‌هایی با سرعت بستن سریع (rapid set) قلمه از می‌شوند.

در حالی که اصطلاح slow set برای پکتین‌هایی با درجه استری شده حدود 55 تا 65% به کاری رود.

اصطلاحات mediumset, ultra rapid set و extraslow set گاهی اوقات برای مشخص کردن انواع فرعی پکتین‌های استفاده می‌شون.

پکتین‌هایی با درجه استری شدن کم Low methoxyle pectins:LM پکتین‌هایی هستندکه درجه استری شدن آنها کمتر از 50% می‌باشد.

LM‌های تجاری معمولا از ترکیبات گیاهی حاوی پکتین‌های H.M تولید می‌شوند.

تبدیل ( داستریفیکاسیون) پکتین‌های H.M معمولا در شرایط کنترل شده ای در طرفه اینو تولید در محیطهای ملدیم اسیدی یاقلیایی صورت می‌گیرد.

اگر از آمونیاک برای استری فیکاسیون قلیایی استفاده شود، محصول به دست آمده اصطلاحا پکتین کم اثر آمیدی (amidated low-ester pectin) نامیده می‌شود.

این نوع پکتین علاوه بر واحدهای گالاکتورونیک اسید و گالاکتورونیک اسید متیل استر دارای واحدهای گالاکتورونامید نیز در زنجیره ملکولی خودی باشد ( شکل 3).

مکانیزم تشکیل ژل در مورد پکتین‌های LM ضرورتا با H.M متفاوت است.

برای به دست آوردن ژل در یک سلسیوس حاوی LM با وجود یون کلسیم حیاتی است.

از طرف دیگر پکتین‌های LM برای تشکیل ژل به درصد مواد جامد کمتری از LM‌ها نیاز داشته و دامنه بزرگتری از pH را تحمل می‌نمایند.

بر خلاف HM‌ها ژل‌های LM ممکن است در اثر حرارت مجددا ذوب شوند.

برای تشکیل ژل توسط LM‌های آمیدی در ژل‌های و مرباها معمولا همان غلظت کلسیم موجود در میوه و آب کافی می‌باشد.

اما LM‌های غیر آمیدی برای تولید ژل به مقادیر بیشتر کلسیم نیاز داشته و افزودن کلسیم به سیستم برای تشکیل ژل مناسب ضروری می‌باشد ( شکل 4).

درجه استری شدن و درجه آمیدی شدن توام با هرم تعیین می‌کنند آماری یک LM خاص را برای استری شدن بین 25 تا 35% و LM‌های آمیدی با درجه استری شدن بین 20 تا 30% و درجه آمیدی 18 تا 25% معمولا به عنوان پکتین‌های خیلی واکنش دهنده با کلسیم یا سریع ژل دهنده قلمدار می‌شوند و در سیستم‌هایی با مقادیر کم کلسیم با مواد جامد محلول کم کارایی دارند.

LM‌های غیر آمیدی بادرجه استری 35 تا 45 % و LM‌های آمیدی با درجه استری 30 تا 40% و درجه آمیدی 10 تا 18% کمتر باکلسیم واکنش داده و کند ژل می‌شوند و اساسا در سیستم‌هایی بامقادیر بالای کلسیم یا مواد جامد بالا استفاده می‌شوند ( جدول1) پکتین‌های تجاری برای مصارف غذایی لازم است که مشخصات تعریف شده توسط مراجع ذی صلاح بین المللی را دارا باشند.

خلاصه ای از این ویژگی‌ها در جدول 2 آمده است.

علاوه بر خلوص شیمیایی ویژگی‌های میکروبی محصول نیز حائز اهمیت می‌باشد از آنجایی که پکتین یک پلی ساکارید اسیدی است و عمدتا در محیط‌های اسیدی استفاده می‌شود.

شمارش کپک و مخمر به ویژه مهم می‌باشد.

مشخصات زیر می‌تواند به عنوان شاخص کیفیت میکروبی پکتین در نظر گرفته شود: شمارش کل میکروبی زیر 500 در هر گرم شمارش کپک و مخمر زیر 10 در هر گرم استرشیا کلی منفی سالمدنلد منفی استافیلوکوک منفی پکتین‌ها پس از استخراج از نظر خواص عمل کنندگی متغیر هستند و برای انکه مصرف کننده پکتین با ویژگی‌های ثابت به دست آورد به طوری که در شرایط یکسان ژلی یکنواخت از نظر قدرت و زمان بستن حاصل شود، لازم است که پکتین استاندارد شود.

استاندارد کردن با افزودن ساکاروز یا دسکتوز صورت گرفته و اغلب تحت عنوان درجه ژلی Jelly grade بیان می‌شود.

علاوه بر قندها، با فرهای خوراکی مناسب نیز ممکن است جهت کنترل pH به مخلوط اضافه شود تا ویژگی‌های مناسب ژل کنندگی تامین شود.

درجه ژل عبارت است از مقدار قندی که با یکپوند پکتین ژل مناسب ایجاد می‌کند.

درجه ژلی پکتین‌های تجاری 100 تا 150 و به ندرت 200 می‌باشد.

از نظر مجامع بین المللی تاثیر مسمومیت زایی برای پکتین‌ها و پکتین‌های آمیدی مشاهده نشده است.

یعنی از نظر توکسیکو کشوری محدودیتی برای استفاده از پکتین چه آمیدی و چه معمولی وجودندارد با توجه به اینکه پکتین جدی از تمامی‌گیاهان است، همیشه به مقدار قابل توجهی توسط انسان مصرف می‌شود.

آنزیمیهای پکتوتیکی در گیاهان وجود داشته و توسط بسیاری از میکروارگانیزم‌ها نیز تولیدی شوند.

البته در انسان آنزیمی‌برای تجزیه پکتین وجود نداشته و این ترکیب بدون تغییر وارد روده بزرگ می‌شود.

در روده بزرگ باکتری‌ها پکتین را به عنوان منبع کربوهیدرات مورد استفاده قرار می‌دهند.

اگر چه پکتین در روده بزرگ هیدرولیز می‌شود،‌اما برای انسان ارزش انرژی زایی نداشته یا بسیار کم می‌باشد.

4- تولید 4-1 مواد خام: پوست مرکبات و گوشت سیب مواد خام اصلی برای تولید پکتین می‌باشند.

هر دوی این موادبه عنوان باقیمانده فرایند تولید آب میوه به وفور قابل دسترس می‌باشند.

اگر چه منابع گیاهی دیگری برای پکتین وجود دارد ( جدول 3) ولی هیچ کدام در سطح صنعتی کاربردخاصی ندارند.

فرایند اولیه پوست مرکبات شامل آنزیم بری و شستشو است که فعالیت پکتین استراز را خاتمه داده و همچنین اسیدسیتریک، کلدکوزیرها و قندها را حذف می‌نماید.

سپس پوست را خشک می‌نمایند تا عمدا انباری آن افزایش یافته وقابل حمل ونقل به مسافتهای دور باشد.

پوست خشک شده مرکبات معمولا دارای 20 تا 30 درصد پکتین می‌باشد.

گوشت سیب معمولا بلافاصله پس از استخراج عصاره از آن خشک می‌شود، آنزیم‌های پکتولتیک ترشحی توسط مخمرها و هرگونه فعالیت تخمیری در گوشت تازه سیب سریعا باعث تخریب پکتین باقیمانده می‌شود.

گوشت خشک شده سیب معمولا دارای 10 تا 15% پکتین می‌باشد.

4-2 استخراج برای محلول سازی و آزاد سازی پکتین، مواد خام ( تازه یا خشک) به آب اسیدی شده اضافه می‌شوند (pH معولا 5/1 تا 3) معمولا از اسید کلریدریک یا نیتریک بدین منظور استفاده می‌شود ولی اسید سولفوریک یا دی اکسید سولفور نیز قابل تامل می‌باشد.

در شرایط استخراج یک و استریفیکاسیون مشخص از پکتین روی می‌دهد.

برای رسیدن به درجه مناسبی از استری شدن در انتهای فرایند استخراج، لازم است که pH دما وزمان دقیقا کنترل شود.

پکتین‌های H.M با بستن سریع معمولا در دماهای که نقطه جوش استخراج می‌شوند.

دمای بالا هیدرولیز مواد پکتیکی اولیه را تسریع نموده، ویسکوزیته را کاهش داده وانتشار را تسهیل می‌کند.

بنابر این فرایند استخراج در کمتر از یک ساعت به پایان رسیده و فقط کمی‌استری شدن اتفاق می‌افتد.

کم تر بودن دمای استخراج و طولانی تر بودن زمانبرای استری شدن مناسب بوده و برای تولید پکتین‌های H.M باسرعت بستن کم یا حتی پکتین‌های LM کاربرد دارد.

خالص سازی عصاره خام استخراج شده یک مایع ویسکوز است که حاوی 3/0 تا 5/1 درصد پکتین حل شده و باقی مانده گوشت و یا پوست میوه که تا حدی باد کرده و یا متلاشی شده اند می‌باشد.

جداسازی باقی ماده‌ها از عصاره یکی از مشکلات کلیدی در فرایند تولید پکتین می‌باشد.

معمولا فرایندهای جداسازی با استفاده از انواع مختلف کمک فیلترها وسانتریفوژ‌ها برای به دست آوردن یک عصاره شفاف، لازم می‌باشد.

در این مرحله با نگهداری عصاره در pH و دمای کنترل شده می‌توان مقدار بیشتری پکتین را داستر نمود.

همچنین می‌توان بافرایند تبخیر عصاره را تغلیظ نمود.

مقادیر کمی‌از پکتین به صورت عصاره تغلیظ شده به فروش می‌رسد.

پکتین مایع معمولا توسط دی اکسید سولفور نگهداری می‌شود.

4-4 ایزولاسیون برای جداسازی پکتین به صورت خالص از رسوب دهی توسط الکل یا رسوب دهی به صورت یک نمک غیر محلول با افزودن کاتیون‌های مناسب معمولا آلومینیوم استفاده می‌شود.

در صورتیکه کنسانتره پکتین بدون انجام این مرحله خشک شود، محصول تجاری به دست می‌آید که حاوی ناخالص‌های زیادی بوده و به ندرت قابل استفاده می‌باشد.

برای ترکیب الکلی عصاره را با متانول، استانول یا 2 پروپانول مخلوط می‌نمایند.

رسوب ژلی حاصل را با الکل شستشو داده و پرس می‌نمایند تا ناخالص‌های محلول حذف شود.

مراحل بعدی شامل خشک کردن وآسیاب نمودن است که در نهایت پودر پکتین حاصل می‌شود.

رسوب دهی با آلومینوم شامل افزودن یک محلول غلیظ سولفات یا کلرید آلومینیوم به همراهیک ماده قلیایی برای کنترل pH می‌باشد.

در این فرایند پکتین به صورت رسوب مشترک با هیدروکسید آلومینیوم ایزو می‌شود.

برای به دست آوردن پکتین خالص لازم است که ابتدا رسوب با الکل اسیدی شده شسشتو شود تا آلومینیوم حذف گردد و سپس شستشو با الکل قلیایی صورت گیرد تامحصول خنثی شود.

پرس کردن خشک کردن و آسیاب نمودن مراحل بعدی فرایند را شامل می‌شوند که در نهایت پودر پکتین حاصل می‌شود.

روش‌های مختلف و مراحل تولید پکتین H.M در شکل 5 آمده است.

4-5 داستریفیکاسیون داسترس شدن عصاره پکتین برای تولید انواع پکتین LM مورد نیاز است وهمانطور که توضیح داده شد ممکن است در طی مراحل استخراج یا خالص سازی عصاره اتفاق بیافتند.

اما برای ممانعت از دپلی مریزاسیون نامناسب، اغلب ترجیح داده می‌شود که داستری شدن تاترکیب پکتین به تاخیر افتد.

رسوب پکتین رادر الکل منتظر نموده و اسید یا قلیا به آن اضافه می‌گردد تا واکنش به صورت مناسب انجام نپذیرد.

اگر قلیای استفاده شده آمونیاک باشد, یک آمیواسیون خاص علاوه بر استری شدن روی می دهد.

استفاده از پکتین استراز های میکروبی خاص نیز برای تولید پکتین های LM پیشنهاد شده است.

بر خلاف پکتین استرازهای گیاهی, پکتین استرازهای میکروبی خاص با یک الگوی توزیع تصادف عمل نموده و از این نظر مشابه استری شدن القایی با اسید یا باز عمل می کنند.

البته این روش از نظر اقتصادی برای صنفی شدن مفروض به صرفه نمی باشد.

شکل 6 مراحل تولید پکتین 4man رانشان می دهد.

5- ویژگیهای پودر وحلالیت: در فرایند تولید, معمولا پکتین را به رطوبت کمتر از 10% خشک می نمایند بنابراین احتمال جذب آب و کلوخه ای شدن پودرها در حین انبار دارای وجود دارد.

به همین جهت لازم است که پودر در بسته بندی خاص و در شرایط خشک و سرد نگهداری شود.

پکتین های HM به خاطر د استرس شدن و دپلیمره شدن در طی انبار دارای به تدریج قدرت ژل کنندگی شان کم شده و سرعت بستن آنها نیز کاهش می بابد.

در دمای نگهداری 20 درجه سانتی گراد 5% کاهش در قدرت ژل دهندگی سالانه مورد انتظاری باشد.

در صورت نگهداری در دمای های بالاتر, تفسیر در فواصل عمل کنندگی سریعتر اتفاق می افتد.

پکتین های 4man به طرز قابل توجهی پایدار از HM های باشند.

در صورت نگهداری HM در دمای اتاق به ندرت ممکن است است تغییری در ویژگی های عمل کنندگی آن در طی یک سال روی دهد.

پکتین های تجاری معمولا به صورت پودرهایی که 99% آن از مش 60 (mm 25/0) عبوری کند, آسیاب می شوند.

پودر معمولا دانسیته نسبتا پائین (حدود g/cm3 7/0داشته و بافت آن نسبتا متخلخل است.

پکتین معمولا در آب حل شده وی در ؟

حلولهای آبی غیر محلول می باشد.

حلالیت در آب با کاهش جرم ملکولی افزایش می یابد.

پکتیات های سریع معمولا از پکتیک اسیدها محلول تر بوده و این ترکیبات نیز بر نوبه خود از پکتینات های کلسیم محلول تر هستند.

پکتیک اسیدها و پکتیک اسیدهای کم استر فقط به صورت نمکهای سدیم یا پتاسیم محلول می باشند.

افزایش مقدار شکر یا یون های کلسیم در آب .

حل شدن پکتین را با مشکل روبه رو می سازد.

بنابراین توصیه می شود که همیشه پکتین در؟

جامد محلول زیر 25% و ترجیحا آب داغ حل شود تا حداکثر جذب آب و متلاشی شدن توسط توده های ملکولی بزرگ پودر پکتین صورت گیرد.

هنگامی که پودر پکتین به آب افزوده می شود و به صورت کلوخه ای در می آید این کلوخه ها خیلی کند در آب حل می گردند.

هم زدن شدید با استفاده از یک هم زدن با سرعت بالا می شود که پکتین قبل از کلوخه ای شدن, در آب منتشر شده و محلول از پکتین به صورت کامل در طی چند دقیقه به دست می آید.

در صورت استفاده از آب داغ (60 تا c 90) با استفاده از این روش می توان محلول تا 10% پکتین تولید نمود اما برای جلوگیری از مشکلات اتفاق ناشی از ویسکوزیته خیلی بالا, معمولا فقط محلول های 5 تا 8% پکتین تولیدی گردند.

همچنین اگر پودر پکتین با حدود 5 برابر خود از ترکیبات خنثی (معمولا ساکاروز) مخطوط شده باشد یا پکتین ابتدا در محیط هایی که غیر محلول هست (نظیر الکل یا شربت تغلیظ شده قند) منتشر شده باشد, برای پخش شدن کامل در آب نیازی به هم زدن های با سرعت بالا نیست و هم زدن متداول کافی می باشد مخلطو کردن پودر پکتین با 25 بی کربنات سریع نیز باعث سهولت انتشار می شود چرا که در طی فرایند حل شدن ؟

واکنش بین بی کربنات و پکتین اسیدهای, دی اکسید کربن تولید می شود که باعث شکستن کلوخه ها می گردد.

ویژگی های حل شدن محلول های پکتین نسبت به سایر هیدروکلوئیدهای گیاهی ویسکوزیته کمتری دارند و بنابراین پکتین انتعاد محدودی به عنوان تغلیظ کننده (thickener) دارد.

با افزایش درجه پلی مریزاسیون و درجه استری شدن ویسکوزیته نیز افزایش می یابد (شکل 9) همچنین ویسکوزیته تحت تاثیر سایر مواد محلول در سیستم قرار می دهد.

اساسا ویسکوزیته یک محلول پکتین بستگی به اندازه شکل ملکول دارد اما تشکیل ماکرو ملکولها و لیبونر با الکترولیتها یا مولکولهای آب می تواند بر خصوصیات جریان پذیری یک محلول اثر بگذارد.

در محلول های دقیق که پیوند بین ملکول های پکتین ناچیز است.

ویکسوزیته با افزایش تجزیه گروه های کربوکسیل افزایش می یابد و وقتی که تقریبا تجزیه کامل روی را؟

باشد, به یک حالت ثابت می رسد.

با افزایش قدرت یون محلول, رابطه بین ملکولی گروه های کربوکسیل با ر؟

خنثی شود.

بنابراین افزودن کلرید کلسیم به محلول پکتین باعث افت قال توجه در ویسکوزیته می شود.

ویکسوزیته محلول های HM معمولا با افزایش درجه استری شدن افزایش می یابد.

علت این اثر احتمالا قرار گرفتن ملکول های آب در اطراف گروه های متیل استری باشد.

در مورد پکتین های LM کم بودن درجه استری شدن باعث بالا بودن ویسکوزیته و در نتیجه ضعیف بودن حلالیت آن ها شود.

محلول های رقیق پکتین رفتاری تر دیک ؟

به نیوتنی نشان می دهند, اما با افزایش غلظت پکتین این رفتار به سمت سود و پلولتیک تغییر می کند.

این تغییر رفتار رژ؟

نشان دهند ایجاد پیوند بین ملکولهای پکتین در محلول های غلیظ تر است که باعث ایجاد یک ساختمان مرکب می شود این ساختمان را می توان به صورت ؟

شکست اما پس از توقف نیرو مجددا تشکیل می گردد.

افزودن کلسیم یا سایر یون های دو ظرفیتی به محلول پکتین باعث تشکیل باندهای قوی درون ملکول می شود.

افزودن کلسیم به پکتین LM متر می تواند باعث تشکیل یک ژل واقعی شود که بعد از شکستن مکانیک مجددا تشکیل می گردد.

پیوندهای درون ملکولی که باعث تجمع مولکولهای HM می شود, با کاهش بار روی ملکول ها (با کاهش PH) و یا افزودن مواد حل شونده دیگر (معمولا ساکاروز یا سایر قندهای شیرین کننده), تقویت می شوند.

افزودن الک های محلول در آب و کتون ها به محلول های پکتین باعث رسوب پل مری شود.

همچنین با قله های سنگین, رتوفت؟

چهار ظرفیتی و اغلب ماکر ملکول های کاتیون می توان پکتین را رسوب داد.

در فرایند استفاده از پکتین عموما پکتین در دماهای بالا نگهداری؟

می شود که این امر باعث دیلمیره شدن و د استری شدن پکتین می گردد این تغییرات هر دو تحت تاثیر PH می باشند.

در مقایسه با سایر ترکیبات ژل دهنده پکتین پایداری مشخصی در PHهای 3 تا 5/4 از خود نشان می دهد.

در PH های پائین تر و دماهای بالا, تجزیه ناشی از هیدرولیز با نرهای گلوکوسیدهای مشاهده می شود.

و استری شدن همچنین با کاهش PH تقویت می شود و در زمان های طولانی می تواند به تدریج باعث ایجاد یک HM با ویژگی های بستن کند تر شود.

در PH های بالای 5/4 پکتین های HM فقط در دمای اتاق پایدار هستند.

در دماهای بالا پیوند های بتا شکسته شده و زنجیره تجزیه شده ودر نتیجه ویسکوزیته سریعا کم شده و ویژگی های ژل شدن کاهش می یابد (شکل 10) باید توجه داشت که فقط باندهای گلوکوسیدهای تردیک بر یک گروه کربوکسیل استری شده می توانند با حذف پیوند بتا شکسته شوند.

بنابراین PH های بالاتر پکتین های m4 به طرز قابل توجهی از پکتین های HM پایدارتر هستند.

این فرایند می تواند توضیح دهد که چرا به عنوان مثال استفاده از m4 به عنوان یک مار؟

ژل دهنده دردسرهای سبزی HT می شده ممکن می باشد.

تشکیل ژل در HM ها: هر محلول حاوی HM دارای یک دمای مشخص است که بالاتر از آن ژل شدن روی نمی دهد وقتی محلول به زیر این دمای مشخص سرد می شود, بعد از یک زمان معین ژل شدن روی می دهد.

مشاهدات نشان می دهد که دمای ژل شدن و زمان ژل شدن اساسا به عوامل زیر بستگی دارد.

1)درجه استری شدن: افزایش درجه استری شدن باعث بالا رفتن دمای ؟

و افزایش سرعت ؟

می شود.

PH/2 کاهش PH باعث افزایش دمای ژل شدن و سرعت بستن می شود.

پکتین های HM تجاری معمولا در pH های بالاتر از 4 ژل تشکل نمی دهند و در شرایط طبیعی برای تشکیل ژل مناسب نیاز به PH حدود 3 دارند.

3) مواد جامد محلول: افزایش درصد شکر باعث افزایش دمای ژل شدن و سرعت ؟

دامنه عمل برای HM های تجاری بین 55 تا 80% مواد جامد محلول است زیر 55% مواد جامد محلول, ژل تشکیل نمی شود و بالای 80% نیز بستن عملا از نقطه جوش سیستم اتفاق می افتد.

تشکیل ژل توسا؟

ساکاریدها در اثر ایجاد پیوند ها باعث ایجاد یک شبکه سر بعدی می گردد که آب, شکر و سایر مواد حل شده آزمایشی؟

شوند.

خواص ؟

ژل های های HM نشان می دهد که حداقل دو نوع پیوند در شبکه ژلی ملکولی دخیل هستند یک نوع پیوند قوی بوده و مسئول خواص الاستیک ژل می باشد.

در حالی که نوع دیگر ضعیف تر بوده و مسئول تشکیل مجدد ژل بعد از شکسته شدن, می باشند.

وقتی که ساکاروز با شربت ذرت جانشین می شود, یک افزایش قابل توجه در دمای ژل شدن اتفاق می افتد.

این پدیده بیانگر این است که قندها ها یک نقش فعال در تشکیل شبکه سه بعدی ژل باز می کنند.

به احتمال زیاد مولکول های پکتین با ملکولهای شبکه توسط ؟

هیدروژنی ترکیب شده و پیوندهای ثانویه ای ایجاد می نمایند که ساختمان شبکه ملکوی را تقویت می کند.

قدرت ژلی HM ها معمولا با افزایش غلظت پکتین و افزایش وزن ملکولی پکتین, افزایش می یابد.

ژل های HM معمولا منسجم بوده و میل به ؟

ندارند.

این ژل ها با دما برگشت پذیر نیستند اما به کندی در آب داغ حل می شوند.

8- تشکیل ژل های LM: کلسیم و یا سایر یون های دو ظرفیتی برای تشکل ژل توسط پکتین های LM ضروری می باشد.

دمای بستن ژل های Lm معمولا افزایش می یابد با افزایش و استری شدن پکتین, افزایش مقدار کلسیم و مواد جامد محلول در سیستم و افزایش مقدار جایگزین های کالا کتورو نامیده ممکن از ملکول قدرت ژل LM با غلظت پکتین,PH و مقدار کلسیم تغییر می کند.

اپتمیم قدرت ژل معمولا در دامنه pH 3 تا 5/3 به دست می آید.

اما شاید بتوان در PH های بالاتر نیز با افزایش مقدار پکتین یا میزان کلسیم بر ژل مناسب دست یافت.

با افزایش میزان کلسیم قدرت ژل افزایش می یابد اما زیاد بودن مقدار کلسیم باعث شکننده شدن ژل و میل به سبز سبز و در نهایت متلاشی شدن ساختمان ژل با کر؟

شدن شدیدی که در اپتیم میزان کلسیم مورد نیاز برای تولید ژل منسجم با حداقل تمایل برای ؟

وحله اول به درجه استری شدن پکتین بستگی دارد.

افزایش مقدار مواد جامه محلول منجری شود به ؟

شکنندگی کمتر و تمایل کمتر به ؟

, اما دمای بستن را افزایش می دهد.

افزایش در دمای بستن را شاید بتوان با انتخاب انواع پکتین 4man با درجه استری شدن بالا تر یا با کاهش میزان کلسیم سیستم خنثی نمود.

افزودن پلی فسفاتها با سایر مواد کمپلکس کننده کلسیم نیز می تواند دمای ژل شدن را کاهش دهد.

بر خلاف ژل های HM, ژل های LM با افزایش دما ضعیف شده و معمولا وقتی که بر 5 تا c 10 بالای دمای بستن کرم می شوند, ذوب می گذارند.

9- کاربردهای ؟

9-1 نقش پکتین در غذاها: پکتین در وحله اول به عنوان ماده ژل کننده در غذاها مورد استفاده قرار می گیرد بسته به نوع پکتین و میزان مورد استفاده وترکیب سیستم غذایی بافت از نرم ویسکوتر و لپیک تا سخت منسجم یا ترد, تغییری کند.

تشکیل ژل اغلب با سرد کردن محصول به زیر دمای ژل دهی سیستم, صورت می گیرد.

اما مکانیزم ویژه ژل دهی پکتین این احتمال را اجباری می کند که بتوان با افزودن اسید, شکر یا کلسیم به یک سیستم غذایی حاوی پکتین محلول با ژل دهی سرد دست لیپید نمود.

تشکیل ژل توده پکتین می تواند برای تثبیت عذاهای چند فازی هم محصول نهایی و هم در مراحل میانی فرایند، مورد استفاده قرار گیرد.

ویژگی آنیونی پلی مر نیز می توانددر سیستم های خاص برای خنثی کردن تجمع (مثلا ذرات پروتئین) مورد استفاده قرار گیرد.

اثر تغلیظ کنندگی پکتین به صورت افزایش ویسکوزیته می تواند در مواردی که قوانین استفاده از صمغ های ارازنتر را محدود می کند، مورد استفاده قرار گیرد کاربردهای اصلی غذایی پکتین در جدول 3 لیست شده است.

نزدیک به 80% از کل پکتین تولیدی در صنایع فرایند میوه مورد استفاده قرار می گیرد که عمده کاربرد آن مربا ها و ژل ها می باشند.

9-2 مرباها و ژل ها پکتین در مربا ها و ژل ها مورد استفاده قرار گرفته و بافت خاجی ایجاد می کند که باعث آزار شدن مناسب طعم، حداقل شدن سیستم؟

و عمل و نقل برون تغییری شود در حین تولید مربا، پکتین باعث توزیع یکنواختن ذرات میوه در فاز پیوسته ژلی ازلحظه ای که هم زدن مکانیکی متوقف می شود می ؟

بنابراین لازم است که پکتین بعد از پر کردن سریع ؟

مرباهای معمولی با مواد جامد محلول بین 65 تا 70% معمولا با استفاده از پکتین های HM ساخته شوند پکتین های با بستن سریع، برای محصولاتی که در ظروف کوچکتر و دماهای حدود 90 درجه سانتی گراد پر می شوند، استفاده می گردد.

درصورت استفاده از ظرف های بزرگتر لازم است که دمای پر کردن کاهش داده شوند تا از صدمات حرارتی به میوه ممانعت شود چرا که محصول در قسمتهای درونی ظروف بزرگ خیلی کند سرد می شود بنابراین برای ممانعت از تشکیل زود هنگام ژل، لازم است که برای محصول در بسته های بزرگ تر از ژل های کند بند استفاده شود.

برای تولید ژل ها همیشه از پکتین های کند ؟

استفاده شود برای تولید ژل ها همیشه از پکتین های کند بند استفاده می شود تا زمان لازم برای خروج حبابهای هوا قبل از آن که بستن ژل آغاز شودف وجود داشته باشد (شکل 13) پکتین های LM را می توان در مرباها با مواد جامد محلول بین 25 تا 75% استفاده نمود.

اما در مرباها و ژل های متداول استفاده از LM ها از نظر اقتصادی نسبت به HM ها مقرون به صرفه نیست و معمولا فقدان هنگامی استفاده می شوند که یک بافت نرم قابل اسپرد و تیکسوتروپ مورد نظر باشد.

همچنین مرباها و اسپردهای میوه ای کم ش؟

نیز معمولا با پکتین های LM تولیدی شوند.

انواع فعال با کلسیم در سیستم هایی با مواد جامد کمتر وانواع با درجه استری شدن نسبتا بالاتر در سیستم های با مواد جامد حدود 55% مورد استفاده قرار می گیرند.

در مواد جامد زیر 25% پکتین های کم استر فعال می توانند محصول با بافت مناسب ایجاد کنند.

اما وقتی که ژل شکسته یم شود ؟

باعث تراوش مقدار قابل توجهی عصاره می شود.

بنابراین در مواد جامد کم، اغلب پکتین های LM در ترکیب با سایر هیدروکلروئیدهای جاذب آب، استفاده می شوند.

مقدار پکتینی که باید بر یک مربا یا ژل اضافه شود.

بستگی به قوام مطلوب، مقدار میوه، مقدار پکتین یا کلسیم در میوه استفاده شده، موا جامد محلول، فرایند حرارتی و اندازه بسته برای به دست آوردن یک بافت ژلی قابل اسرد در یک مربای حاوی 50% میوه و 65% موادجامد محللو معمولا 2% تا 3% پکتین HM لازم است.

حدود تغییرات لازم در غلظت پکتین در فرمول مربا وقتی که مواد جامد محلول کم یا زیاد می شوند برای ثابت ماندن قوام، از جدول ها محاسبه می شود.

مقدار قابل توجهی پکتین های HM و LM نیز به صورت پودر یا مایع برای تولید مربا وژل در منزل، به فروش می رسد.

9-3 فراورده های پخت: محصولات بر مبنای میوه از افزودنی های مهم در وضعیت پخت می باشند.

فراورده هایی که دارای پایداری حرارتی بالایی هستند از مرباهای با شرکت بالا و مقاوم بر آون استفاده می شود که با پکتین های HM تولیدی شوند.

این مرباها با درصد مواد جامد بالا (حدود 70%) و با استفاده از انواع پکتین سریع بند حاصل شوند.

البته برای به دست آوردن یک نتیجه مطلوب لازم است که از شکسته شدن شدید مکانیکی محصلو (با هم زدن، پمپ کردن) ممانعت شود.

شکستن مکانیکی ژل باعث می شود که در هنگام گرمادهی محصول در آون ؟

افزایش یابد.

با استفاده زا 2M های غیر آمیزی می توان مرباهایی برای استفاه در محصولات پخت تولید نمود که پایداری رضایت بخش در دمای آون را شسته و حداقل تمایل به ؟

را بعد از شکتسه شدن بافت ژل (با پمپ کردن یا هم زدن) داشته باشند البته برای رسیدن به نتیجه مطلوب نیاز به مقدار نسبتا بالای پکتین (7/0 تا 1/0) و کنترل دقیق میزان کلسیم می باشد.