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La production de produits marmelade-pastila

propriétés physico-chimiques Classification de pectine

Selon la nomenclature adoptée dans 1944, on distingue les substances pectiques suivantes: protopectine (voir ci-dessus), pectine, acides pectiques et acide pectique.

La pectine est un terme générique qui désigne une substance pectine soluble dans l'eau et sans cellulose, constituée de résidus d'acide galacturonique méthoxylé. La pectine est un produit obtenu à la suite de la première étape de la dégradation naturelle de la protopectine. Sous forme inchangée, il est capable de former une gelée avec du sucre, de l'acide et de l'eau. Dans les fruits mûrs, la majorité des substances pectiques se trouvent déjà sous forme de pectine. Dans cet état, les fruits destinés au traitement de la confiserie devraient entrer en production.

pectine méthoxylée circuit polygalacturonique peut être simplifié de manière désignée15.1

Dans le processus d'hydrolyse de la pectine, il se produit un clivage progressif des groupes méthoxy (démétoxylation). La pectine entièrement déméthoxylée (avec une chaîne intacte) est appelée acide pectique dans la nouvelle nomenclature.

Structure d'acide pectique peut être représenté par la formule suivante:15.2

l'acide pectique est un colloïde ayant une molécule polymérisée. La formule générale pour le (C5Н7О4BIENTÔT)n. Cependant, sa capacité de gélification est faible.

Entre la pectine et l'acide pectique, il existe un certain nombre de produits de désintégration intermédiaires présentant différents degrés de déméthoxylation. Ils sont présents dans un mélange naturel de substances pectiques. Leur chaîne de polygalacturon est constituée d'unités dont la plupart sont saturées de méthoxyle. Ces composés sont nommés acides pectiques. Leurs propriétés gélatineuses varient en fonction du degré de méthoxylation.

La formule générale de l'acide pectique15.3

En raison de la décomposition profonde des acides pectiques (et de l'acide pectique), accompagnée non seulement de la démétoxylation, mais également de la rupture de la chaîne polygalacturonique en liaisons séparées, nous obtenons de l'acide monogalacturonique à molécule soluble:15.4

qui se comporte comme un acide monobasique typique.

Tenir compte des plus importantes propriétés physiques et chimiques de la pectine.

La pectine pure est une substance blanche qui gonfle dans l'eau avec la formation progressive d'une solution colloïdale - un sol.

des solutions de pectine ont une viscosité importante.

La viscosité des sols de pectine dilués augmente proportionnellement à la concentration. Une telle relation n'existe que pour les solutions de pectine avec des concentrations allant jusqu'à 1%. Dans les solutions à concentration plus élevée, on observe des déviations significatives de cette dépendance. Dans la zone proche de la gélification du sol de pectine, une viscosité anormale est observée, accompagnée de la formation d'une structure.

En ajoutant de l'acétone ou de l'alcool (avec une concentration supérieure 50%), l'éther ou le benzène à des solutions aqueuses ou solides se produit une gélification de la pectine sol ou précipitation 111 nouveau gel de pectine en fonction de la concentration en pectine ajoutée et précipitants.

Les protéines et les substances pectiques tanins à partir de solutions aqueuses ne sont pas précipités.

Les particules du complexe de pectine ont une charge négative de haute densité. Ce dernier est principalement dû aux groupes carboxyle libres des acides pectiques. De ce fait, des substances pectiques (en particulier en présence d’acides pectiques et pectiques) sont précipitées dans certaines conditions à partir d’une solution aqueuse sous l’action de sels de métaux polyvalents sous forme de coagulats de ces sels solubles dans les acides minéraux.

La pectine est une substance optiquement active à rotation à droite. Sa rotation spécifique varie en fonction des fruits dont elle est originaire et du degré de pureté de celle-ci.

Les acides pectiques forment des sels moyens ou acides de divers métaux.

Pour les solutions d'acides pectiques 0,5 - 1,0%, le pH varie de 3,2 - 3,4.

L'acide pectique sous forme sèche est une poudre blanche peu soluble dans l'eau. Avec les alcalis, il donne des sels solubles (pectates) et avec les métaux alcalino-terreux et lourds, il forme des sels insolubles. Avec les tanins, il est précipité, contrairement à la pectine.

Le poids moléculaire (M) des substances pectiques varie en fonction de l'origine de la pectine et du degré de dépolymérisation de celle-ci.

Les substances pectiques sont, en règle générale, un mélange polymoléculaire, c'est-à-dire un mélange de molécules de différentes tailles. Par conséquent, nous ne pouvons parler que des valeurs moyennes de M.

La difficulté spécifique liée à l'établissement de M pectines réside dans le fait que ces dernières constituent un mélange hétérogène nécessitant une purification préalable.

En outre, il existe une grande variété de méthodes pour déterminer M, qui donnent des valeurs différentes pour le même produit.

Schneider et Bock (1937), qui ont déterminé M de la pectine de pomme par la méthode osmotique (pour des nitrates de pectine exempts de "satellites"), ont obtenu des valeurs moyennes de 30000 à

100 000; pour les oranges à pectine, on a trouvé le poids moléculaire de 150 000, pour le citron 220 000 et la betterave 20 000 - 25 000.

Svedberg et Graham (1938), en utilisant la méthode de l'ultracentrifugation, a constaté que la valeur de M pour la pomme, la poire et la prune gamme de pectine de jusqu'à 40 000 50 000.

Des valeurs un peu plus élevées sont obtenues en déterminant M de pectine par la méthode péricosimétrique.

Parallèlement à la valeur de M, les données sur la forme et la taille de leurs molécules sont d’un grand intérêt pour la caractérisation des propriétés physicochimiques des hauts polymères. Les molécules d'acide pectique sont cylindriques; épaisseur de la molécule environ xnumx a.

propriétés physico-chimiques décrites déterminent l'aptitude à former des gels de pectine avec du sucre et de l'acide.

L'aptitude des pectines à studneobrazovaniyu

Pâte de pectines forment une composition différente, qui diffèrent les unes des autres propriétés physiques et mécaniques.

La fabrication de la marmelade-pastila se caractérise principalement par la formation d’une gelée avec de l’acide et de l’eau en présence de quantités relativement importantes de sucre (60 - 80% en poids de la gelée). L'obtention de gelées de ce type sous-tend la production de confitures de fruits et de baies, de guimauves, de confitures, de sucreries.

Sans s'attarder sur le mécanisme de formation de la pectine dans les conditions de la fabrication de confiseries (cette question occupera une place particulière dans le futur), il est nécessaire de considérer ici les propriétés gélatineuses des pectines et les facteurs qui déterminent ces propriétés.

La capacité de gélatinisation se manifeste individuellement dans différentes pectines, en fonction de leur origine. Elles ont donc une valeur inégale pour la production de confiseries.

Il est connu, par exemple, que les pectines de pommes, les agrumes (fabriqués à partir d’une croûte d’oranges et de citrons), les cassis, les groseilles à maquereau, les paniers de tournesol et les betteraves sont les plus précieux en termes de capacité de formation de la gelée. Avec une gestion appropriée des processus technologiques de production de ces pectines, elles confèrent aux gelées la résistance nécessaire et d’autres propriétés intéressantes.

À cet égard, les pectines de cendre de montagne, de coing, d’abricot, de pêche, de prune et de canneberge sont moins valables. Les pectines de ces fruits, qui confèrent aux gelées une résistance moindre, ne répondent pas aux exigences de la production de confiserie. Les pectines de poires, de cerises, de baies d'été, de raisins et de légumes sont encore moins utiles en termes de formation de gel.

Au sein d'une même espèce et variété de fruits et de plantes, la capacité de la pectine à gélatiniser change au cours du développement de la plante, de la maturation des fruits, du stockage et du traitement de cette matière première.

L'état actuel des connaissances ne permet pas encore d'établir de manière fiable les causes qui déterminent la capacité naturelle de gélatinisation des pectines provenant de diverses sources.

La teneur quantitative de la pectine dans les fruits et les plantes étudiées varie largement de la 1,8 28% du poids sec de la matière végétale.

La teneur en pectine de cette matière première ne permet pas de juger de sa capacité gélatineuse. Cela est dû au fait que les méthodes utilisées pour la détermination quantitative de la pectine (la méthode bien connue du pectate de calcium, la méthode de précipitation à l'alcool, etc.) montrent au total ses fractions gélifiantes et celles qui sont dépourvues de cette propriété.

Il est actuellement admis que les propriétés gélifiantes des substances pectiques sont principalement déterminées par les facteurs suivants:

  1. longueur de chaîne des molécules de pectine;
  2. méthoxylée résidus d'acide galacturonique;
  3. neuronidnyh la présence de composants (minéraux et organiques).

On peut considérer que l’aptitude de la pectine à la jaunisse dépend principalement de la taille de sa molécule. Ces dernières sont déterminées par le degré de polymérisation des chaînes de valences principales et sont caractérisées par la valeur du poids moléculaire de la pectine.

Outre les caractéristiques naturelles de cette pectine, le degré de polymérisation de sa molécule dépend des conditions de développement de la plante et de la nature de son impact sur les processus de production.

Au cours de la décomposition naturelle des substances pectiques chez les plantes, la première étape de l'hydrolyse de la protopectine a une valeur positive de ce point de vue. En fruits, ce stade coïncide avec la maturité technique dite: il représente la phase de l'état des substances pectiques optimale pour la gélification. Lors de la décomposition ultérieure de substances pectiques dans des conditions naturelles de maturation des fruits sur un arbre ou au cours de la maturation et lors de la maturation, les composants de la pectine faiblement liés (groupes méthoxyle et substances apparentées, telles que galactose, arabane, etc.) sont séparés et parfois plus profonds hydrolytiques. processus.

Lorsque l'altération biochimique des fruits frais (fermentation, pourriture) sous l'influence d'enzymes de micro-organismes, une désintégration forcée de la molécule de pectine se produit. Certaines enzymes décomposent la protopectine, d’autres («pectases» ou pectinestérases) déméthylatent la pectine et d’autres («pectinases» ou polygalacturonases) provoquent sa dépolymérisation, c’est-à-dire le fractionnement de la chaîne de la molécule de pectine, le divisant en segments plus ou moins longs.

Les pectines sont sensibles à la chaleur et aux produits chimiques. Par conséquent, la dépolymérisation de la molécule de pectine a souvent lieu lors du traitement de matières premières contenant de la pectine. Plus la pectine est soumise à différents traitements (chauffage, action d’acides ou d’alcalis), plus le risque de dépolymérisation de la pectine est grand, ce qui se traduit par une diminution de son poids moléculaire.

Ces études et l'expérience pratique montrent que tous les impacts qui causent la dépolymérisation des molécules de pectine entraînent inévitablement une détérioration de sa studneobrazuyuschey capacité.

On suppose que, parmi les parties constitutives du complexe de pectine, les fractions de pectine ayant un poids moléculaire d'au moins 10 000 ont une capacité de formation de gelée. Les fractions restantes de pectine ne sont pas impliquées dans la gélification, ce sont des substances de ballast.

Degré de polymérisation hydrophile propriétés sont définies et les composés colloïdales, leur capacité de liaison de l'eau. Ces propriétés de la pectine sont importantes dans la production de produits marmelade-pastila comme les protéger de sécher ou de se mouiller.

Récemment, une quantité importante de données a été accumulée, montrant que la déméthylation de la pectine, qui n’est pas accompagnée de la dépolymérisation de sa molécule, n’entraîne pas une perte de ses propriétés gélifiantes. D'autre part, on observe souvent une dépolymérisation de la pectine avant sa déméthylation, c'est-à-dire le clivage de la chaîne de la pectine en résidus méthoxylés d'acide polylacticuronique.

Il a également été établi que les pectines conservent leur capacité à former un gel, souvent avec une teneur en CH réduite.30 5% et au-dessous. L'acide résultant avec de la pectine présentent sa capacité à studneobrazovaniyu quelque peu différentes formes que la pectine, riche méthoxy.

 En général, les données de recherche récente conduit à une nouvelle interprétation du rôle de CH30. Celle-ci consiste dans le fait que la teneur en CH30 dans la pectine prédétermine uniquement les conditions de gélification: la quantité de sucre, les acides nécessaires à la formation de la gelée et la vitesse du processus de gélification.

Sur la base de la technologie de production de pectines nizkometilirovannyh établies. Une caractéristique distinctive studneobrazovaniya nizkometilirovannyh pectines est que les gelées forment avec de petites quantités de sucre (environ 35% en poids de la gelée de sucre), contrairement à la pectine de vysokometilirovannogo classique, qui est capable de ne pas la concentration inférieure gelées de sucre 65 de%.

En outre, les pectines, ne contenant pas plus 7,5% de CH30, ont la capacité de former des gelées fortes avec des ions de métaux polyvalents.

Les pectines faiblement méthylées sont obtenues par hydrolyse enzymatique, acide ou alcaline de matières premières contenant de la pectine. Conditions développées pour la production de ces gelées avec des sels de calcium sans sucre et sans acide. Ces derniers ne sont ajoutés que pour le goût.

La gelée de calcium la plus durable est obtenue à partir d’acides pectiques ayant une teneur en ester méthylique allant de 3,5 à 6,0%.

Le rôle du calcium ou des ions d'autres métaux dans la formation de ces gelées est que les molécules d'acides pectiques sont liées les unes aux autres par des ions métalliques par l'intermédiaire de groupes carboxyle libres. Par conséquent, ce type de gelée à la pectine est appelé gels «liés aux ions», car le maillage de la gelée est lié en utilisant des ions de métaux polyvalents (en l’occurrence - Ca ++), qui remplacent les hydroxydes des groupes carboxyle selon15.5

Dans une gelée pectine-sucre-acide conventionnelle (avec 65% sucre), cette liaison est réalisée par l'intermédiaire de groupes COOH libres, qui sont reliés les uns aux autres pour former des ponts d'hydrogène. Par conséquent, ces gelées sont appelées gels "liés à l'hydrogène".

Il existe des gels de pectine de type intermédiaire contenant du sucre et du calcium. En pratique, de telles gelées contenant environ ~% de sucre 35 et la quantité correspondante de calcium (les gelées dites «à faible teneur en sucre») se sont très largement répandues ces dernières années.

Ces dispositions ont formé la base des idées modernes sur le rôle des groupes ester méthylique et leur signification pratique dans le processus de gélatinisation de la pectine.

Quant aux autres composants neuronidiques de la pectine (arabinose, galactose), ils ne jouent aucun rôle significatif dans la gélification de la pectine. Leur faible teneur en pectine native ou leur réduction artificielle par purification de préparations à base de pectine entraînent une augmentation correspondante de la quantité de substances galacturoniques dans la pectine et une augmentation de son aptitude à former un gel. Par conséquent, le pourcentage d'acide galacturonique dans la pectine (la quantité de la partie uronique) est également un indicateur caractérisant sa capacité à former un gel.

Il découle de tout ce qui précède que les processus naturels ont une importance décisive sur la capacité de la pectine à former une gelée. en l'hydrolysant dans une plante, en l'extrayant de matières végétales et en le transformant ensuite en production. De ce fait, il est nécessaire d'éviter autant que possible tous les facteurs responsables de la dépolymérisation de la molécule de pectine. En particulier, il faut veiller à éviter une maturation excessive des fruits avant la récolte et pendant la période post-récolte. Il est nécessaire de protéger les matières premières des fruits et des baies de la détérioration pendant le stockage, du chauffage prolongé (pendant la cuisson et le séchage) et de la forte influence des agents chimiques (acides, etc.) dans les processus de traitement.

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