مقاله در مورد پکتین

بخشی از مقاله

1- مقدمه
پكتين به گروهي از تركيبات پلي ساكاريدي با ارزش گفته مي‌شود كه از تركيبات گياهي خوراكي استخراج شده و به طور گسترده اي به عنوان مواد ژل كننده و پايدار كننده در صنايع غذايي استفاده مي‌شوند. واژه پكتين براي اولين بار به وسيله Braconnot شيميدان فرانوسي در سال 1825 ميلادي از كلمه يوناني پنكستوز به معني لخته اقتباس و به كار گيري شد.وي پكتين را از هويج و آرتيشو استخراج كرده وآن را ماده اي محلول در آب كه مايعي ويسكوز و موسيلاژي ايجاد

مي‌كند توصيف نمود. كاربرد اصلي پكتين به عنوان عامل ژل كننده در محصولات بر پايه ميوه به ويژه مربا وژل مي‌باشد. بر خلاف اكثر هيدروكلئويدهاي غذايي، پكتين داراي اپتيمم پايداري حرارتي در شرايط اسيدي بوده وبنابر اين به عنوان پايدار كننده و بافت دهنده در محصولات غذايي اسيدي كاربرد زيادي دارد. استفاده از پكتين در صنايع غذايي غير ميوه اي نيز رو به گسترش است كه از جمله توان به صنايع پخت، قنادي، فراوده‌هاي لبتي و.... اشاره نمود.مقايدر قابل توجهي از پكتين هرم در صنايع غير غذايي عمدتا را روي استفاده شود. پكتين يك كوبروهيدات ساختماني موجود در تمام گياهان است. تركيبات پكتيكي تركيبات سازنده اي در ساختمان سلول هستند كه نقش

مهمي‌را به عنوان تركيبات چسباننده ( پيوند دهنده) در لاملدي مياني ديواره‌هاي سلولي بازي مي‌كنند. تركيبات پكتيكي به وفور در سبزيجات وميوه جات وجود داشته و تا حد زيادي مسئول سفتي و شكل دهي آن‌ها باشند. در طي فرايند رسيدن، به علت هيدروليز آنزيمي‌و دپليمره شدن تركيبات پكتيكي اوليه تاحدي تجزيه شده و پكتين‌هاي محلول توليد مي‌كنند. از نظر ساختماني

پكتين يك هتروپلي ساكاريد است كه از تعدادي د- گالاكتورونيك اسيد كه توسط پيودهاي آلفا 1 و 4 كنار هم قرار گرفته اند تشكيل شده است. گروه‌هاي پلي گالاكتورونيك اسيدممكن است تا حدي توسط گروه‌هاي متيل، استري شده باشند. بر اساس منشا و روش استخراج و آماده سازي پكتين شامل مقادير متغييري از قندهاي خنثي به ويژه د-گالاكتوز، الكتريكي - رامنوز وال – آرابينوزي باشد. قندهاي خنثي معمولادر زنجيره‌هاي جانبي وجود دارند ولي الكتريكي - رامنوز در زنجيره اصلي نيز حضور دارد. ال-رامتوز در زنجيره اصلي به روي شكل ملكول پكتين و در نتيجه تشكيل شبكه سه بعدي در هنگام ژل دهي موثر مي‌باشد. پكتين‌هاي استخراجي ازچغندرقند و سيب زميني دارايمقادير بالايي واحدهاي گالاكتوزوئيك اسيد هستند كه در آنها گروه‌هاي هيدروكسيل در موقعيت‌هاي C-2 و C-3 بااسات استري شده اند. در نتيجه پكتين چغندر و سيب زميني به كلي ژل نمي‌دهد مگر اينكه گروه‌هاي استات به صورت آنزيمي‌يا شيميايي حذف شوند.

2- تعريف
با توجه به تنوع تركيبات پكتيكي، انجمن شيمي‌دانان آمريكا در سال 1944 تعاريف زير را براي اين تركيب ارائه نمود:
- تركيبات پكتيكي: مشتقات كربوهيدراتي كلوئيدي پيچيده اي هستند كه در گياهان وجود داشته يااز گياهان به دست مي‌آيند و داراي تعداد زيادي واحدهاي آن هيدروگالاكتورونيك اسيدي باشند كه به صورت زنجيره اي كنار هم قرار گرفته اند. گروه‌هاي پلي گالاكتورونيك اسيد ممكن است تا حدي باگروه‌هاي متيل استري شده باشند و تا حدي يا به طور كلي توط يك يا چند باز خنثي مي‌شوند

.
- پروتو پكتين: تركيب پكتيكي مادر ( اوليه) هست كهدر آب نامحلول بوده و در گياهان ديده مي‌شود. هيدروليز محدود آن پكتين يا اسيد پكتينيك مي‌دهد.
- اسيد پكتينيك: پلي گالاكتورونيك اسيدهاي كلوئيدي هستند كه داراي تعدادي گروه‌هاي متيل استري باشند.اسيدهاي پكتينيك در شرايط مناسب در آب با شكر و اسيد و يا درمقادير كم مت

وكيل با يون‌هاي خاص قادر به تشكيل ژل هستند.
- پكتين: نام عمومي‌پكتين به اسيدهاي پكتنيك محلول در آب گفته مي‌شود كه مقدار متيل استر و درجه خنثي سازي آنها متغيير مي‌باشد و باقند و اسيد تحت شرايط مناسب توليد ژل مي‌نمايند.
- اسيد پكتيك: تركيبات پكتيكي هستند كه از پلي گالاكتورونيك اسيدهاي كلوئيدي تشكيل شده و لزوما فاقدگروه‌هاي متيل استري باشند.
- پكتات‌ها: نمك‌هاي اسيد پكتيك مي‌باشند نظير پكتات كلسيم.
- پكتينات‌ها: نمك‌ها اسيد پكتينك مي‌باشند نظير پكتينات كلسيم.
- پروتوپكتيناز: آنزيمي‌است كه پروتوپكتين را به يك محصول محلول تبديل مي‌كند و به پكتوز نياز و بروپكتيناز نيز معروف است.
- پكتين استر از PE: يا پكتين متيل استر از، آنزيمي‌است كه هيدروليز باندهاي استري تركيبات پكتيكي را كاتاليز نموده و در نتيجه متانل و اسيد پكتيك مي‌دهد.
- پلي گالاكتوروناز PG: يا پكتين پلي گالاكتوروناز، آنزيمي‌است كه هيدروليز باندهاي گلوكوسيدي را بين واحدهاي گالاكتورونيك اسيد و استري شده كاتاليز مي‌كند.
با توجه به افزايش مصرف تجاري اسيدهاي پكتينك با مقدار كم متيل استر و پكتنيكاسيدهايي كه تا حدي آميدي شده اند، در صنايع غذايي، يك تعريف اصلاح شده اي از پكتين اخيرا توسط دست اندر كاراست صنعت غذا ارائه شده است:
پكتين يك پلي ساكاريد پيچيده با وزن ملكول بالا است كه عمدتا از پلي گالاكتورونيك اسيد و نمك‌هاي سديم، پتاسيم و آمونيوم آن كه تا حدي بامتيل استري شده اند، تشكيل شده است. در بعضي انواع پكتين ( پكتين‌هاي آميدي) واحدهاي گالاكتوروناميد نيز در زنجيره پلي ساكاريدي وج

ود دارند محصول در اثر استخراج آبي از تركيبات گياهان خوراكي معمولا مركبات و سيب به دست مي‌آيد.

3- پكتين‌هاي تجاري
پكتين‌هاي تجاري معمولا توسط استخراج اسيدي از پوست مركبات يا گوشت سيب با فرايندهاي مختلف جداسازي و خالص سازي به دست مي‌آيند. محصول به صورت بو در نرم تا زبو، سفيد به رنگ يا مايل به زود و با مزه صمغي مي‌باشد.
ملكول پكتين در صورت يك زنجيره حاوي 200 تا 1000 واحد اسيد گالاكتورونيك است كه توسط پيوند‌هاي آلفا 1 و 4 به هرم پيوند شده اند. بعضي از گالاكتورونيك اسيدهاي استري شده اند. باقيمانده گروه‌هاي اسيدي ممكن است تا حدي و يا به صورت كامل خنثي شود شوند و نمك‌هاي سديم، پتاسيم و آمونيوم تشكيل دهند ( شكل 1)
درجه استري شدن عبارت است از نسبت واحدهاي گالاكتورونيك اسيد استري شده به كل واحدهاي اسيد گالاكتورونيك در ملكول ضربدرصد.
پكتين‌هايي با درجه استري بالا يا پكتين‌هايي با متوكسيل بالا (High methonyl pectinsL HM) پكتين‌هايي هستند با درجه استري شدن بالاي 50% شكل 2- HM‌ها براي تشكيل ژل به اسيد ( pH حدود 3) و يك حداقل ميزان شكر ( مواد جامد محلول بالاي 55%) نياز دارند. ژل‌هاي HM بعد از تشكيل با حرارت دهي مجددا ذوب نمي‌شوند. درجه استري شدن HM‌ها عامل تعيين كننده سرعت نسبي ژل شدن آنها مي‌باشد.
پكتين‌هايي با درجه استري شدن حدود 70 % تا 75% اغلب به عنوان HM‌هايي با سرعت بستن سريع (rapid set) قلمه از مي‌شوند. در حالي كه اصطلاح slow set براي پكتين‌هايي با درجه استري شده حدود 55 تا 65% به كاري رود. اصطلاحات mediumset, ultra rapid set و extraslow set گاهي اوقات براي مشخص كردن انواع فرعي پكتين‌هاي استفاده مي‌شون.
پكتين‌هايي با درجه استري شدن كم Low methoxyle pectins:LM پكتين‌هايي هستندكه درجه استري شدن آنها كمتر از 50% مي‌باشد. LM‌هاي تجاري معمولا از تركيبات گياهي حاوي پكتين‌هاي H.M توليد مي‌شوند. تبديل ( داستريفيكاسيون) پكتين‌هاي H.M معمولا در شرايط كنترل شده اي در طرفه اينو توليد در محيطهاي ملديم اسيدي ياقليايي صورت مي‌گيرد. اگر از آمونياك براي استري فيكاسيون قليايي استفاده شود، محصول به دست آمده اصطلاحا پكتين كم اثر آميدي (amidated low-ester pectin) ناميده مي‌شود.
اين نوع پكتين علاوه بر واحدهاي گالاكتورونيك اسيد و گالاكتورونيك اسيد متيل استر داراي واحدهاي گالاكتوروناميد نيز در زنجيره ملكولي خودي باشد ( شكل 3).

مكانيزم تشكيل ژل در مورد پكتين‌هاي LM ضرورتا با H.M متفاوت است. براي به دست آوردن ژل در يك سلسيوس حاوي LM با وجود يون كلسيم حياتي است. از طرف ديگر پكتين‌هاي LM براي تشكيل ژل به درصد مواد جامد كمتري از LM‌ها نياز داشته و دامنه بزرگتري از pH را تحمل مي‌نمايند. بر خلاف HM‌ها ژل‌هاي LM ممكن است در اثر حرارت مجددا ذوب شوند. براي تشكيل ژل توسط LM‌هاي آميدي در ژل‌هاي و مرباها معمولا همان غلظت كلسيم موجود در ميوه و آب كافي مي‌باشد. اما LM‌هاي غير آميدي براي توليد ژل به مقادير بيشتر كلسيم نياز داشته و افزودن كلسيم به سيستم براي تشكيل ژل مناسب ضروري مي‌باشد ( شكل 4).
درجه استري شدن و درجه آميدي شدن توام با هرم تعيين مي‌كنند آماري يك LM خاص را براي استري شدن بين 25 تا 35% و LM‌هاي آميدي با درجه استري شدن بين 20 تا 30% و درجه آميدي 18 تا 25% معمولا به عنوان پكتين‌هاي خيلي واكنش دهنده با كلسيم يا سريع ژل دهنده قلمدار مي‌شوند و در سيستم‌هايي با مقادير كم كلسيم با مواد جامد محلول كم كارايي دارند. LM‌هاي غير آميدي بادرجه استري 35 تا 45 % و LM‌هاي آميدي با درجه استري 30 تا 40% و درجه آميدي 10 تا 18% كمتر باكلسيم واكنش داده و كند ژل مي‌شوند و اساسا در سيستم‌هايي بامقادير بالاي كلسيم يا مواد جامد بالا استفاده مي‌شوند ( جدول1)
پكتين‌هاي تجاري براي مصارف غذايي لازم است كه مشخصات تعريف شده توسط مراجع ذي صلاح بين المللي را دارا باشند. خلاصه اي از اين ويژگي‌ها در جدول 2 آمده است. علاوه بر خلوص شيميايي ويژگي‌هاي ميكروبي محصول نيز حائز اهميت مي‌باشد از آنجايي كه پكتين يك پلي ساكاريد اسيدي است و عمدتا در محيط‌هاي اسيدي استفاده مي‌شود. شمارش كپك و مخمر به ويژه مهم مي‌باشد.
مشخصات زير مي‌تواند به عنوان شاخص كيفيت ميكروبي پكتين در نظر گرفته شود:
شمارش كل ميكروبي زير 500 در هر گرم
شمارش كپك و مخمر زير 10 در هر گرم
استرشيا كلي منفي
سالمدنلد منفي
استافيلوكوك منفي
پكتين‌ها پس از استخراج از نظر خواص عمل كنندگي متغير هستند و براي انكه مصرف كننده پكتين با ويژگي‌هاي ثابت به دست آورد به طوري كه در شرايط يكسان ژلي يكنواخت از نظر قدرت و زمان بستن حاصل شود، لازم است كه پكتين استاندارد شود. استاندارد كردن با افزودن ساكاروز يا دسكتوز صورت گرفته و اغلب تحت عنوان درجه ژلي Jelly grade بيان مي‌شود. علاوه بر قندها، با فرهاي خوراكي مناسب نيز ممكن است جهت كنترل pH به مخلوط اضافه شود تا ويژگي‌هاي

مناسب ژل كنندگي تامين شود. درجه ژل عبارت است از مقدار قندي كه با يكپوند پكتين ژل مناسب ايجاد مي‌كند. درجه ژلي پكتين‌هاي تجاري 100 تا 150 و به ندرت 200 مي‌باشد.
از نظر مجامع بين المللي تاثير مسموميت زايي براي پكتين‌ها و پكتين‌هاي آميدي مشاهده نش

ده است. يعني از نظر توكسيكو كشوري محدوديتي براي استفاده از پكتين چه آميدي و چه معمولي وجودندارد با توجه به اينكه پكتين جدي از تمامي‌گياهان است، هميشه به مقدار قابل توجهي توسط انسان مصرف مي‌شود. آنزيميهاي پكتوتيكي در گياهان وجود داشته و توسط ب

سياري از ميكروارگانيزم‌ها نيز توليدي شوند. البته در انسان آنزيمي‌براي تجزيه پكتين وجود نداشته و اين تركيب بدون تغيير وارد روده بزرگ مي‌شود. در روده بزرگ باكتري‌ها پكتين را به عنوان منبع 
اگر چه پكتين در روده بزرگ هيدروليز مي‌شود،‌اما براي انسان ارزش انرژي زايي نداشته يا بسيار كم مي‌باشد.

4- توليد
4-1 مواد خام:
پوست مركبات و گوشت سيب مواد خام اصلي براي توليد پكتين مي‌باشند. هر دوي اين موادبه عنوان باقيمانده فرايند توليد آب ميوه به وفور قابل دسترس مي‌باشند. اگر چه منابع گياهي ديگري براي پكتين وجود دارد ( جدول 3) ولي هيچ كدام در سطح صنعتي كاربردخاصي ندارند.
فرايند اوليه پوست مركبات شامل آنزيم بري و شستشو است كه فعاليت پكتين استراز را خاتمه داده و همچنين اسيدسيتريك، كلدكوزيرها و قندها را حذف مي‌نمايد. سپس پوست را خشك مي‌نمايند تا عمدا انباري آن افزايش يافته وقابل حمل ونقل به مسافتهاي دور باشد. پوست خشك شده مركبات معمولا داراي 20 تا 30 درصد پكتين مي‌باشد.
گوشت سيب معمولا بلافاصله پس از استخراج عصاره از آن خشك مي‌شود، آنزيم‌هاي پكتولتيك ترشحي توسط مخمرها و هرگونه فعاليت تخميري در گوشت تازه سيب سريعا باعث تخريب پكتين باقيمانده مي‌شود. گوشت خشك شده سيب معمولا داراي 10 تا 15% پكتين مي‌باشد.

4-2 استخراج
براي محلول سازي و آزاد سازي پكتين، مواد خام ( تازه يا خشك) به آب اسيدي شده اضافه مي‌شوند (pH معولا 5/1 تا 3) معمولا از اسيد كلريدريك يا نيتريك بدين منظور استفاده مي‌شود ولي اسيد سولفوريك يا دي اكسيد سولفور نيز قابل تامل مي‌باشد.
در شرايط استخراج يك و استريفيكاسيون مشخص از پكتين روي مي‌دهد. براي رسيدن به درجه مناسبي از استري شدن در انتهاي فرايند استخراج، لازم است كه pH دما وزمان دقيقا كنترل شود. پكتين‌هاي H.M با بستن سريع معمولا در دماهاي كه نقطه جوش استخراج مي‌شوند. دماي بالا هيدروليز مواد پكتيكي اوليه را تسريع نموده، ويسكوزيته را كاهش داده وانتشار را تسهيل مي‌كند. بنابر اين فرايند استخراج در كمتر از يك ساعت به پايان رسيده و فقط كمي‌استري شدن اتفاق مي‌افتد. كم تر بودن دماي استخراج و طولاني تر بودن زمانبراي استري شدن مناسب بوده و براي توليد پكتين‌هاي H.M باسرعت بستن كم يا حتي پكتين‌هاي LM كاربرد دارد.

4-3 خالص سازي
عصاره خام استخراج شده يك مايع ويسكوز است كه حاوي 3/0 تا 5/1 درصد پكتين حل شده و باقي مانده گوشت و يا پوست ميوه كه تا حدي باد كرده و يا متلاشي شده اند مي‌باشد. جداسازي باقي ماده‌ها از عصاره يكي از مشكلات كليدي در فرايند توليد پكتين مي‌باشد. معمولا

فرايندهاي جداسازي با استفاده از انواع مختلف كمك فيلترها وسانتريفوژ‌ها براي به دست آوردن يك عصاره شفاف، لازم مي‌باشد. در اين مرحله با نگهداري عصاره در pH و دماي كنترل شده مي‌توان مقدار بيشتري پكتين را داستر نمود. همچنين مي‌توان بافرايند تبخير عصاره را تغليظ نمود. مقادير كمي‌از پكتين به صورت عصاره تغليظ شده به فروش مي‌رسد. پكتين مايع معمولا توسط دي اك

4-4 ايزولاسيون
براي جداسازي پكتين به صورت خالص از رسوب دهي توسط الكل يا رسوب دهي به صورت يك نمك غير محلول با افزودن كاتيون‌هاي مناسب معمولا آلومينيوم استفاده مي‌شود. در صورتيكه كنسانتره پكتين بدون انجام اين مرحله خشك شود، محصول تجاري به دست مي‌آيد كه حاوي ناخالص‌هاي زيادي بوده و به ندرت قابل استفاده مي‌باشد.
براي تركيب الكلي عصاره را با متانول، استانول يا 2 پروپانول مخلوط مي‌نمايند. رسوب ژ

لي حاصل را با الكل شستشو داده و پرس مي‌نمايند تا ناخالص‌هاي محلول حذف شود. مراحل بعدي شامل خشك كردن وآسياب نمودن است كه در نهايت پودر پكتين حاصل مي‌شود.
رسوب دهي با آلومينوم شامل افزودن يك محلول غليظ سولفات يا كلريد آلومينيوم به همراهيك ماده قليايي براي كنترل pH مي‌باشد. در اين فرايند پكتين به صورت رسوب مشترك با هيدروكسيد آلومينيوم ايزو مي‌شود. براي به دست آوردن پكتين خالص لازم است كه ابتدا رسوب با الكل اسيدي شده شسشتو شود تا آلومينيوم حذف گردد و سپس شستشو با الكل قليايي صورت گيرد تامحصول خنثي شود. پرس كردن خشك كردن و آسياب نمودن مراحل بعدي فرايند را شامل مي‌شوند كه در نهايت پودر پكتين حاصل مي‌شود. روش‌هاي مختلف و مراحل توليد پكتين H.M در شكل 5 آمده است.

4-5 داستريفيكاسيون
داسترس شدن عصاره پكتين براي توليد انواع پكتين LM مورد نياز است وهمانطور كه توضيح داده شد ممكن است در طي مراحل استخراج يا خالص سازي عصاره اتفاق بيافتند. اما براي ممانعت از دپلي مريزاسيون نامناسب، اغلب ترجيح داده مي‌شود كه داستري شدن تاتركيب پكتين به تاخير افتد. رسوب پكتين رادر الكل منتظر نموده و اسيد يا قليا به آن اضافه مي‌گردد تا واكنش به صورت مناسب انجام نپذيرد. اگر قلياي استفاده شده آمونياك باشد, يك آميواسيون خاص علاوه بر استري شدن روي مي دهد.
استفاده از پكتين استراز هاي ميكروبي خاص نيز براي توليد پكتين هاي LM پيشنهاد شده است. بر خلاف پكتين استرازهاي گياهي, پكتين استرازهاي ميكروبي خاص با يك الگوي توزيع تصادف عمل نموده و از اين نظر مشابه استري شدن القايي با اسيد يا باز عمل مي كنند. البته اين روش از نظر اقتصادي براي صنفي شدن مفروض به صرفه نمي باشد. شكل 6 مراحل توليد پكتين 4man رانشان مي دهد.
5- ويژگيهاي پودر وحلاليت:
در فرايند توليد, معمولا پكتين را به رطوبت كمتر از 10% خشك مي نمايند بنابراين احتمال جذب آب و كلوخه اي شدن پودرها در حين انبار داراي وجود دارد. به همين جهت لازم است كه پودر در بسته بندي خاص و در شرايط خشك و سرد نگهداري شود. پكتين هاي HM به خاطر د استرس شدن و دپليمره شدن در طي انبار داراي به تدريج قدرت ژل كنندگي شان كم شده و سرعت بستن آنها نيز كاهش مي بابد. در دماي نگهداري 20 درجه سانتي گراد 5% كاهش در قدرت ژل دهندگي سالانه مورد انتظاري باشد. در صورت نگهداري در دماي هاي بالاتر, تفسير در فواصل عمل كنندگي سريعتر اتفاق مي افتد. پكتين هاي 4man به طرز قابل توجهي پايدار از HM هاي باشند. در صورت نگهداري HM در دماي اتاق به ندرت ممكن است است تغييري در ويژگي هاي عمل كنندگي آن در طي يك سال روي دهد.

پكتين هاي تجاري معمولا به صورت پودرهايي كه 99% آن از مش 60 (mm 25/0) عبوري كند, آسياب مي شوند. پودر معمولا دانسيته نسبتا پائين (حدود g/cm3 7/0داشته و بافت آن نسبتا متخلخل است. پكتين معمولا در آب حل شده وي در ؟ حلولهاي آبي غير محلول مي باشد. حلاليت در آب با كاهش جرم ملكولي افزايش مي يابد. پكتيات هاي سريع معمولا از پكتيك اسيدها محلول تر بوده و اين تركيبات نيز بر نوبه خود از پكتينات هاي كلسيم محلول تر هستند. پكتيك اسيدها و پكتيك اسيدهاي كم استر فقط به صورت نمكهاي سديم يا پتاسيم محلول مي باشند. افزايش مقدار شكر يا يون هاي كلسيم در آب . حل شدن پكتين را با مشكل روبه رو مي سازد. بنابراي

ن توصيه مي شود كه هميشه پكتين در؟ جامد محلول زير 25% و ترجيحا آب داغ حل شود تا حداكثر جذب آب و متلاشي شدن توسط توده هاي ملكولي بزرگ پودر پكتين صورت گيرد.
هنگامي كه پودر پكتين به آب افزوده مي شود و به صورت كلوخه اي در مي آيد اين كلوخه ها خيلي كند در آب حل مي گردند. هم زدن شديد با استفاده از يك هم زدن با سرعت بالا مي شود كه پكتين قبل از كلوخه اي شدن, در آب منتشر شده و محلول از پكتين به صورت كامل در طي چند دقيقه به دست مي آيد. در صورت استفاده از آب داغ (60 تا c 90) با استفاده از اين روش مي توان محلول تا 10% پكتين توليد نمود اما براي جلوگيري از مشكلات اتفاق ناشي از ويسكوزيته خيلي بالا, معمولا فقط محلول هاي 5 تا 8% پكتين توليدي گردند. همچنين اگر پودر پكتين با حدود 5 برابر خود از تركيبات خنثي (معمولا ساكاروز) مخطوط شده باشد يا پكتين ابتدا در محيط هايي كه غير محلول هست (نظير الكل يا شربت تغليظ شده قند) منتشر شده باشد, براي پخش شدن كامل در آب نيازي به هم زدن هاي با سرعت بالا نيست و هم زدن متداول كافي مي باشد مخلطو كردن پودر پكتين با 25 بي كربنات سريع نيز باعث سهولت انتشار مي شود چرا كه در طي فرايند حل شدن ؟ واكنش بين بي كربنات و پكتين اسيدهاي, دي اكسيد كربن توليد مي شود كه باعث شكستن كلوخه ها مي گردد.
ويژگي هاي حل شدن
محلول هاي پكتين نسبت به ساير هيدروكلوئيدهاي گياهي ويسكوزيته كمتري دارند و بنابراين پكتين انتعاد محدودي به عنوان تغليظ كننده (thickener) دارد. با افزايش درجه پلي مريزاسيون و درجه استري شدن ويسكوزيته نيز افزايش مي يابد (شكل 9) همچنين ويسكوزيته تحت تاثير ساير مواد محلول در سيستم قرار مي دهد. اساسا ويسكوزيته يك محلول پكتين بستگي به اندازه شكل ملكول دارد اما تشكيل ماكرو ملكولها و ليبونر با الكتروليتها يا مولكولهاي آب مي تواند بر خصوصيات جريان پذيري يك محلول اثر بگذارد.
در محلول هاي دقيق كه پيوند بين ملكول هاي پكتين ناچيز است. ويكسوزيته با افزايش تجزيه گروه هاي كربوكسيل افزايش مي يابد و وقتي كه تقريبا تجزيه كامل روي را؟ باشد, به يك حالت ثابت مي رسد. با افزايش قدرت يون محلول, رابطه بين ملكولي گروه هاي كربوكسيل با ر؟ خنثي شود. بنابراين افزودن كلريد كلسيم به محلول پكتين باعث افت قال توجه در ويسكوزيته مي شود.
ويكسوزيته محلول هاي HM معمولا با افزايش درجه استري شدن افزايش مي يابد. علت اين اثر احتمالا قرار گرفتن ملكول هاي آب در اطراف گروه هاي متيل استري باشد. در مورد پكتين هاي LM كم بودن درجه استري شدن باعث بالا بودن ويسكوزيته و در نتيجه ضعيف بودن حلاليت آن ها شود.
محلول هاي رقيق پكتين رفتاري تر ديك ؟ به نيوتني نشان مي دهند, اما با افزايش غلظت پكتين اين رفتار به سمت سود و پلولتيك تغيير مي كند. اين تغيير رفتار رژ؟ نشان دهند ايجاد پيوند بين

ملكولهاي پكتين در محلول هاي غليظ تر است كه باعث ايجاد يك ساختمان مركب مي شود اين ساختمان را مي توان به صورت ؟ شكست اما پس از توقف نيرو مجددا تشكيل مي گردد.
افزودن كلسيم يا ساير يون هاي دو ظرفيتي به محلول پكتين باعث تشكيل باندهاي قوي درون ملكول مي شود. افزودن كلسيم به پكتين LM متر مي تواند باعث تشكيل يك ژل واقعي شود كه بعد از شكستن مكانيك مجددا تشكيل مي گردد.
پيوندهاي درون ملكولي كه باعث تجمع مولكولهاي HM مي شود, با كاهش بار روي ملكول ها (با كاهش PH) و يا افزودن مواد حل شونده ديگر (معمولا ساكاروز يا ساير قندهاي شيرين كننده), تقويت مي شوند. افزودن الك هاي محلول در آب و كتون ها به محلول هاي پكتين باعث رسوب پل مري شود. همچنين با قله هاي سنگين, رتوفت؟ چهار ظرفيتي و اغلب ماكر ملكول هاي كاتيون مي توان پكتين را رسوب داد.
در فرايند استفاده از پكتين عموما پكتين در دماهاي بالا نگهداري؟ مي شود كه اين امر باعث ديلميره شدن و د استري شدن پكتين مي گردد اين تغييرات هر دو تحت تاثير PH مي باشند. در مقايسه با ساير تركيبات ژل دهنده پكتين پايداري مشخصي در PHهاي 3 تا 5/4 از خود نشان مي دهد. در PH هاي پائين تر و دماهاي بالا, تجزيه ناشي از هيدروليز با نرهاي گلوكوسيدهاي مشاهده مي شود. و استري شدن همچنين با كاهش PH تقويت مي شود و در زمان هاي طولاني مي تواند به تدريج باعث ايجاد يك HM با ويژگي هاي بستن كند تر شود.
در PH هاي بالاي 5/4 پكتين هاي HM فقط در دماي اتاق پايدار هستند. در دماهاي بالا پيوند هاي بتا شكسته شده و زنجيره تجزيه شده ودر نتيجه ويسكوزيته سريعا كم شده و ويژگي هاي

ژل شدن كاهش مي يابد (شكل 10) بايد توجه داشت كه فقط باندهاي گلوكوسيدهاي ترديك بر يك گروه كربوكسيل استري شده مي توانند با حذف پيوند بتا شكسته شوند. بنابراين PH هاي بالاتر پكتين هاي m4 به طرز قابل توجهي از پكتين هاي HM پايدارتر هستند. اين فرايند مي تواند توضيح دهد كه چرا به عنوان مثال استفاده از m4 به عنوان يك مار؟ ژل دهنده دردسرهاي سبزي HT مي شده ممكن مي باشد.

تشكيل ژل در HM ها:
هر محلول حاوي HM داراي يك دماي مشخص است كه بالاتر از آن ژل شدن روي نمي دهد وقتي محلول به زير اين دماي مشخص سرد مي شود, بعد از يك زمان معين ژل شدن روي مي دهد. مشاهدات نشان مي دهد كه دماي ژل شدن و زمان ژل شدن اساسا به عوامل زير بستگي دارد.
1)درجه استري شدن: افزايش درجه استري شدن باعث بالا رفتن دماي ؟ و افزايش سرعت ؟ مي شود.
PH/2 كاهش PH باعث افزايش دماي ژل شدن و سرعت بستن مي شود. پكتين هاي HM تجاري معمولا در pH هاي بالاتر از 4 ژل تشكل نمي دهند و در شرايط طبيعي براي تشكيل ژل مناسب نياز به PH حدود 3 دارند.
3) مواد جامد محلول: افزايش درصد شكر باعث افزايش دماي ژل شدن و سرعت ؟ مي شود. دامنه عمل براي HM هاي تجاري بين 55 تا 80% مواد جامد محلول است زير 55% مواد جامد محلول, ژل تشكيل نمي شود و بالاي 80% نيز بستن عملا از نقطه جوش سيستم اتفاق مي افتد.
تشكيل ژل توسا؟ ساكاريدها در اثر ايجاد پيوند ها باعث ايجاد يك شبكه سر بعدي مي گردد كه آب, شكر و ساير مواد حل شده آزمايشي؟ شوند.
خواص ؟ ژل هاي هاي HM نشان مي دهد كه حداقل دو نوع پيوند در شبكه ژلي ملكولي دخيل هستند يك نوع پيوند قوي بوده و مسئول خواص الاستيك ژل مي باشد. در حالي كه نوع ديگر ضعيف تر بوده و مسئول تشكيل مجدد ژل بعد از شكسته شدن, مي باشند. وقتي كه ساكاروز با شربت ذرت جانشين مي شود, يك افزايش قابل توجه در دماي ژل شدن اتفاق مي افتد. اين پديده بيانگر اين است كه قندها ها يك نقش فعال در تشكيل شبكه سه بعدي ژل باز مي كنند. به احتمال زياد مولكول هاي پكتين با ملكولهاي شبكه توسط ؟ هيدروژني تركيب شده و پيوندهاي ثانويه اي ايجاد مي نمايند كه ساختمان شبكه ملكوي را تقويت مي كند.
قدرت ژلي HM ها معمولا با افزايش غلظت پكتين و افزايش وزن ملكولي پكتين, افزايش مي يابد. ژل هاي HM معمولا منسجم بوده و ميل به ؟ ندارند. اين ژل ها با دما برگشت پذير نيستند اما به كندي در آب داغ حل مي شوند.
8- تشكيل ژل هاي LM:
كلسيم و يا ساير يون هاي دو ظرفيتي براي تشكل ژل توسط پكتين هاي LM ضروري مي باشد. دماي بستن ژل هاي Lm معمولا افزايش مي يابد با افزايش و استري شدن پكتين, افزايش مقدار كلسيم و مواد جامد محلول در سيستم و افزايش مقدار جايگزين هاي كالا كتورو ناميده ممكن از ملكول قدرت ژل LM با غلظت پكتين,PH و مقدار كلسيم تغيير مي كند. اپتميم قدرت ژل معمولا در دامنه pH 3 تا 5/3 به دست مي آيد. اما شايد بتوان در PH هاي بالاتر نيز با افزايش مقدار پكتين يا ميزان كلسيم بر ژل مناسب دست يافت. با افزايش ميزان كلسيم قدرت ژل افزايش مي يابد اما زياد بودن مقدار كلسيم باعث شكننده شدن ژل و ميل به سبز سبز و در نهايت متلاشي شدن ساختمان ژل با كر؟ شدن شديدي كه در اپتيم ميزان كلسيم مورد نياز براي توليد ژل منس

جم با حداقل تمايل براي ؟ وحله اول به درجه استري شدن پكتين بستگي دارد.
افزايش مقدار مواد جامه محلول منجري شود به ؟ شكنندگي كمتر و تمايل كمتر به ؟ , اما دماي بستن را افزايش مي دهد. افزايش در دماي بستن را شايد بتوان با انتخاب انواع پكتين 4man با درجه استري شدن بالا تر يا با كاهش ميزان كلسيم سيستم خنثي نمود.
افزودن پلي فسفاتها با ساير مواد كمپلكس كننده كلسيم نيز مي تواند دماي ژل شدن

را كاهش دهد. بر خلاف ژل هاي HM, ژل هاي LM با افزايش دما ضعيف شده و معمولا وقتي كه بر 5 تا c 10 بالاي دماي بستن كرم مي شوند, ذوب مي گذارند.
9- كاربردهاي ؟
9-1 نقش پكتين در غذاها:
پكتين در وحله اول به عنوان ماده ژل كننده در غذاها مورد استفاده قرار مي گيرد بسته به نوع پكتين و ميزان مورد استفاده وتركيب سيستم غذايي بافت از نرم ويسكوتر و لپيك تا سخت منسجم يا ترد, تغييري كند.
تشكيل ژل اغلب با سرد كردن محصول به زير دماي ژل دهي سيستم, صورت مي گيرد. اما مكانيزم ويژه ژل دهي پكتين اين احتمال را اجباري مي كند كه بتوان با افزودن اسيد, شكر يا كلسيم به يك سيستم غذايي حاوي پكتين محلول با ژل دهي سرد دست ليپيد نمود.
تشكيل ژل توده پكتين مي تواند براي تثبيت عذاهاي چند فازي هم محصول نهايي و هم در مراحل مياني فرايند، مورد استفاده قرار گيرد. ويژگي آنيوني پلي مر نيز مي توانددر سيستم هاي خاص براي خنثي كردن تجمع (مثلا ذرات پروتئين) مورد استفاده قرار گيرد. اثر تغليظ كنندگي پكتين به

صورت افزايش ويسكوزيته مي تواند در مواردي كه قوانين استفاده از صمغ هاي ارازنتر را محدود مي كند، مورد استفاده قرار گيرد كاربردهاي اصلي غذايي پكتين در جدول 3 ليست شده است. نزديك به 80% از كل پكتين توليدي در صنايع فرايند ميوه مورد استفاده قرار مي گيرد كه عمده كاربرد آن مربا ها و ژل ها مي باشند.
9-2 مرباها و ژل ها
پكتين در مربا ها و ژل ها مورد استفاده قرار گرفته و بافت خاجي ايجاد مي كند كه باعث آزار شدن مناسب طعم، حداقل شدن سيستم؟ و عمل و نقل برون تغييري شود در حين توليد مربا، پكتين باعث توزيع يكنواختن ذرات ميوه در فاز پيوسته ژلي ازلحظه اي كه هم زدن مكانيكي متوقف مي شود مي ؟ بنابراين لازم است كه پكتين بعد از پر كردن سريع ؟