PEKTINAS: STRUKTŪRA, FUNKCIJOS, TIPAI, MAISTO PRODUKTAI, PANAUDOJIMAS - BIOLOGIJA - 2025

Kad pektinai yra polisacharidų augalinės kilmės struktūriškai sudėtingesnė, kurio pagrindinė struktūra yra sudarytas iš likučių D-galakturono rūgšties surišto gliukozidų vertybinių popierių, α-1,4-D tipo grupė.

Dviskilčių augalų ir kai kurių neporinių vienaląsčių augalų pektinai sudaro maždaug 35% molekulių, esančių pirminėse ląstelių sienose. Jos yra ypač gausios molekulės augančių ir dalijančių ląstelių sienose, taip pat „minkštose“ augalų audinių dalyse.

Pagrindinis pektino vienetas, galakturono rūgštis, esterinta iki metilo grupės (-CH3) (Šaltinis: Simann13 per Wikimedia Commons)

Aukštesnėse augalų ląstelėse pektinai taip pat yra ląstelės sienos dalis ir daugybė įrodymų rodo, kad jie yra svarbūs augimui, vystymuisi, morfogenezei, ląstelių ir ląstelių adhezijos procesams, gynybai, signalizavimui, ląstelių išsiplėtimas, sėklų hidratacija, vaisių vystymasis ir kt.

Šie polisacharidai yra sintetinami Golgi komplekse ir po to membraninių pūslelių pavidalu pernešami į ląstelės sienelę. Manoma, kad pektinai, kurie yra augalo ląstelių sienelės matricos dalis, veikia kaip gliukano tinklo nusėdimo ir išplėtimo vieta, kuri vaidina svarbų vaidmenį sienos poringume ir prilipime prie kitų ląstelių.

Be to, pektinai yra naudojami pramonėje kaip želė ir stabilizuojančios medžiagos maiste ir kosmetikoje; jie buvo naudojami sintezuojant biofilmus, klijus, popieriaus pakaitalus ir medicinos produktus, skirtus implantams ar vaistų nešikliams.

Daugelis tyrimų nurodo jo naudą žmonių sveikatai, nes buvo įrodyta, kad jie, be imuninės sistemos stimuliacijos, mažina ir cholesterolio bei gliukozės kiekį kraujyje.

Struktūra

Pektinai yra baltymų šeima, kurią iš esmės sudaro galakturono rūgšties vienetai, kovalentiškai sujungti. Galakturono rūgštis sudaro apie 70% visos molekulinės pektinų struktūros ir gali būti prijungta O-1 arba O-4 padėtyse.

Galakturono rūgštis yra heksozė, tai yra, cukrus su 6 anglies atomais, kurio molekulinė formulė yra C6H10O.

Jos molekulinė masė yra daugiau kaip 194,14 g / mol ir ji struktūriškai skiriasi nuo galaktozės, pavyzdžiui, tuo, kad anglis 6 padėtyje yra prijungta prie karboksilo grupės (-COOH), o ne prie hidroksilo grupės (-OH). ).

Ant galakturono rūgšties liekanų galima rasti įvairių tipų pakaitalų, kurie daugiau ar mažiau apibūdina kiekvieno pektino tipo struktūrines savybes; kai kurios iš labiausiai paplitusių yra metilo grupės (CH3), esterintos iki anglies 6, nors neutralių cukrų taip pat galima rasti šoninėse grandinėse.

Domenų derinys

Kai kurie tyrinėtojai nustatė, kad skirtingi gamtoje esantys pektinai yra ne kas kita, kaip vienalyčių ar lygų domenų (be šakų) derinys, kiti - labai šakotų ar „plaukuotų“, kurie dera tarpusavyje skirtingomis proporcijomis.

Šie domenai buvo identifikuoti kaip homogalakturonano domenas, kuris yra pats paprasčiausias iš visų ir kuris turi mažiausiai „efektingų“ šoninių grandinių; ramnogalakturonano-I domenas ir ramnogalakturonano-II domenas, vienas sudėtingesnis už kitą.

Dėl skirtingų pakaitalų ir skirtingų proporcijų pektinų ilgis, struktūrinė apibrėžtis ir molekulinė masė yra labai skirtingi, ir tai taip pat labai priklauso nuo ląstelių tipo ir nagrinėjamų rūšių.

Tipai ar domenai

Galakturono rūgštis, sudaranti pagrindinę pektinų struktūrą, gali būti dviejų skirtingų formų, sudarančių trijų polisacharidų domenų, esančių visų rūšių pektinuose, pagrindą.

Tokie domenai yra žinomi kaip homogalakturonanas (HGA), ramnogalakturonanas-I (RG-I) ir ramnogalakturonanas-II (RG-II). Šie trys domenai gali būti susieti kovalentiškai, sudarydami storą tinklą tarp pirminės ląstelės sienos ir vidurinės lamelės.

Homogalakturonanas (HGA)

Tai yra linijinis homopolimeras, sudarytas iš D-galakturono rūgšties liekanų, sujungtų α-1,4 tipo glikozidiniais ryšiais. Jame gali būti iki 200 galakturono rūgšties liekanų ir tai pakartojama daugelio pektinų molekulių struktūroje (jie sudaro daugiau nei 65% pektinų)

Šis polisacharidas sintetinamas Golgi augalų ląstelių komplekse, kur daugiau kaip 70% jo liekanų yra modifikuotas esterinant metilo grupę ant anglies, priklausančios karboksilo grupei 6-oje padėtyje.

Cheminė homogalakturonano struktūra (Šaltinis: NEUROtiker per Wikimedia Commons)

Kita galakturono rūgšties liekanų homogalakturonano srityje modifikacija yra anglies 3 arba anglies 2 acetilinimas (acetilo grupės pridėjimas).

Be to, kai kurie pektinai turi ksilozės pakaitalus prie kai kurių jų liekanų 3 anglies, o tai suteikia skirtingą sritį, žinomą kaip ksilogalakturonanas, gausu vaisiuose, pavyzdžiui, obuoliuose, arbūzuose, morkose ir žirnių sėklų sluoksnyje.

„Ramnogalakturonan-I“ (RG-I)

Tai yra heteropolisaharidas, sudarytas iš mažiau nei 100 pakartotinių disacharidų, sudarytų iš L-ramnozės ir D-galakturono rūgšties. Jis sudaro nuo 20 iki 35% pektinų ir jo ekspresija priklauso nuo ląstelės tipo ir vystymosi momento.

Daugelis ramnozilo liekanų, esančių jo stubure, turi šonines grandines, turinčias atskiras, tiesines arba šakotas L-arabinofuranozės ir D-galaktopiranozės liekanas. Jie taip pat gali turėti fukozės likučių, gliukozės ir metilintos gliukozės likučių.

Ramnogalakturonanas II (RG-II)

Tai yra pats sudėtingiausias pektinas ir sudaro tik 10% ląstelių pektinų augaluose. Jos struktūra yra labai išsaugota augalų rūšyse ir susidaro iš bent 8 D-galakturono rūgšties liekanų, sujungtų 1,4 ryšiais, homogalakturono skeleto.

Šių likučių šoninėse grandinėse yra daugiau nei 12 skirtingų rūšių cukrų, sujungtų per daugiau nei 20 skirtingų rūšių jungčių. Įprasta rasti ramnogalakturonan-II dimerio pavidalu, kai abi dalys yra sujungtos boro-diolio esterio jungtimi.

funkcijos

Pektinai yra daugiausia struktūriniai baltymai ir, kadangi jie gali būti siejami su kitais polisacharidais, tokiais kaip hemiceliuliozės, taip pat esančių augalų ląstelių sienose, jie suteikia tvirtumą ir kietumą minėtoms struktūroms.

Šviežiame audinyje laisvų karboksilo grupių buvimas pektino molekulėse padidina kalcio molekulių jungimosi stiprumą tarp pektino polimerų, o tai suteikia jiems dar didesnį struktūrinį stabilumą.

Jie taip pat veikia kaip drėkinamoji medžiaga ir kaip adhezinė medžiaga įvairiems ląstelės sienelės celiulolitiniams komponentams. Be to, jie vaidina svarbų vaidmenį kontroliuodami vandens ir kitų augalų skysčių judėjimą per sparčiausiai augančias augalo audinių dalis.

Iš kai kurių pektinų molekulių išgaunami oligosacharidai dalyvauja tam tikrų augalų audinių lignifikacijos indukcijoje, savo ruožtu skatindami proteazės inhibitorių molekulių (fermentų, ardančių baltymus) kaupimąsi.

Dėl šių priežasčių pektinai yra svarbūs augimui, vystymuisi ir morfogenezei, ląstelių-ląstelių signalizacijos ir adhezijos procesams, gynybai, ląstelių plėtimui, sėklų hidratacijai, vaisių vystymuisi, tarp kitų.

Maistas, kuriame gausu pektinų

Pektinai yra svarbus skaidulų šaltinis, esantis daugybėje daržovių ir vaisių, kuriuos kasdien vartoja žmogus, nes tai yra daugumos žaliųjų augalų ląstelių sienelių dalis.

Jo gausu citrusinių vaisių žievele, pavyzdžiui, citrinose, citrinose, greipfrutuose, apelsinuose, mandarinuose ir pasiflorose (pasifloros ar pasifloros vaisiai), tačiau turimas pektino kiekis priklauso nuo vaisiaus brandumo. vaisiai.

Ekologiškesni ar mažiau prinokę vaisiai yra tokie, kuriuose yra daugiau pektinų, kitaip vaisiai, kurie yra per prinokę ar per daug išblukę.

Džemas, saldus ar želė, vienas iš kulinarinių pektinų naudojimo būdų („RitaE“ vaizdas pixabay.com)

Kiti vaisiai, kuriuose yra daug pektinų, yra obuoliai, persikai, bananai, mangai, gvajavos, papajos, ananasai, braškės, abrikosai ir įvairių rūšių uogos. Tarp daržovių, kuriose gausu pektino, yra pomidorai, pupelės ir žirniai.

Be to, pektinai paprastai naudojami maisto pramonėje kaip geliniai priedai arba stabilizatoriai padažuose, galeose ir daugelyje kitų rūšių pramoninių preparatų.

Programos

Maisto pramonėje

Atsižvelgiant į jų sudėtį, pektinai yra labai gerai tirpios vandenyje molekulės, todėl jie gali būti daug kartų naudojami, ypač maisto pramonėje.

Jis naudojamas kaip gelinanti, stabilizuojanti ar tirštinanti priemonė daugeliui kulinarinių preparatų, ypač drebučiams ir uogienėms, jogurto pagrindu pagamintiems gėrimams, pieno kokteiliams su pienu ir vaisiais bei ledams gaminti.

Pektinas yra populiarus gaminant uogienes (Michalo Jarmoluko atvaizdas pixabay.com)

Pramoninė pektino gamyba šiems tikslams yra pagrįsta jo ekstrakcija iš vaisių, tokių kaip obuoliai ir kai kurie citrusiniai vaisiai, žievių - procesas, kuris vykdomas aukštoje temperatūroje ir rūgščiose pH (žemo pH) sąlygose.

Žmogaus sveikatai

Be to, kad pektinai natūraliai yra ląstelienos dalis daugelyje augalinių maisto produktų, kuriuos žmonės vartoja kiekvieną dieną, jie turi ir „farmakologinį“ pritaikymą:

- gydant viduriavimą (sumaišytą su ramunėlių ekstraktu)

- Užkirsti kelią patogeninių mikroorganizmų prilipimui prie skrandžio gleivinės, vengiant virškinimo trakto infekcijų

- Jie daro teigiamą poveikį kaip virškinimo sistemos imunoreguliatoriai

- Mažesnis cholesterolio kiekis kraujyje

- Sumažinkite gliukozės absorbcijos greitį nutukusių ir diabetu sergančių pacientų serume

Nuorodos

1. BeMiller, JN (1986). Įvadas į pektinus: struktūra ir savybės. Pektinų chemija ir funkcijos, 310, 2–12.
2. Dergal, SB, Rodríguez, HB, & Morales, AA (2006). Maisto chemija. „Pearson Education“.
3. Mohnen, D. (2008). Pektinų struktūra ir biosintezė. Dabartinė nuomonė augalų biologijoje, 11 (3), 266–277.
4. Thakur, BR, Singh, RK, Handa, AK, & Rao, MA (1997). Chemija ir pektino naudojimo būdai. Kritinės apžvalgos apie maisto mokslą ir mitybą, 37 (1), 47–73. Thakur, BR, Singh, RK, Handa, AK, & Rao, MA (1997). Chemija ir pektino panaudojimas. Kritinės apžvalgos apie maisto mokslą ir mitybą, 37 (1), 47–73.
5. „Voragen“, AG, „Coenen“, G. J., „Verhoef“, RP ir „Schols“, HA (2009). Pektinas, universalus polisacharidas, esantis augalų ląstelių sienose. Struktūrinė chemija, 20 (2), 263.
6. Willats, WG, McCartney, L., Mackie, W., & Knox, JP (2001). Pektinas: ląstelių biologija ir funkcinės analizės perspektyvos. Augalų molekulinė biologija, 47 (1–2), 9–27.