ПОЛИСАХАРИДЫ ИЗ ПЛОДОВ И ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ Cydonia oblonga

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены пектиновые вещества выделены из плодов айвы и вторичного сырья плодов айвы (Cydonia oblonga). Изучены культивированный и дикий виды айвы. Изучены физико-химические показатели и моносахаридный состав. По газожидкостной хроматографии моносахаридный состав: уроновая кислота, галактоза, глюкоза, арабиноза, ксилоза и рамноза находится в незначительных количествах. Выделенный пектин является высоко этерифицированным пектином и его можно использовать при производстве пищевых продуктов в качестве желирующего агента.

ABSTRACT

Pectins are isolated from quince fruits and secondary raw materials from quince fruits (Cydonia oblonga). The cultivated and wild species of quince were studied. The physicochemical parameters and monosaccharide composition were studied. According to gas liquid chromatography, the monosaccharide composition of uronic acid, galactose, glucose, arabinose, xylose and rhamnose are in small quantities. The isolated pectin is a highly esterified pectin and can be used in the production of food products as a gelling agent.

Ключевые слова: вторичные сырья плодов айвы, водорастворимые полисахариды, пектиновые веществa, гемицеллюлоза, количественный и качественный состав углеводов, степень этерификация.

Keywords: secondary raw materials of quince fruits, water-soluble polysaccharides, pectin substances, hemicellulose, quantitative and qualitative composition of carbohydrates, degree of esterification.

 Введение. Химический состав растительных полисахаридов весьма сложна, и поэтому многие из них исследованы далеко не полностью. Все углеводы состоят из отдельных «единиц», которыми являются сахариды. По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные, а пектины входят к сложным углеводом. [1, с 38]

Пектин представляет собой гетерогенный комплекс полисахарида. Его состав и тонкая структура варьируются в зависимости от растительного источника и условий применяемой экстракции. [2, с 61].

Объект исследования. Целью нашей работы явилось выделение, изучение пектиновых веществ из вторичного сырья плодов айвы и плодов айвы. Изучение физико-химических показателей.

Объект исследования: измельченные воздушно-сухие вторичные сырья плодов айвы и измельченные воздушно-сухие плоды айвы (культивированных и диких сортов). Айва относится к семейству Розовых [3, с 175]. Спелые айвы в большом количестве содержат дубильные вещества, их используют как укрепляющее средство. Кроме того, сочетание дубильных веществ и пектина защищают слизистую оболочку желудка и кишечника. [3, с 177].

Методы исследования.  Выделение пектиновых веществ. Экстракцию пектинов из сырья обычно проводят кислотной обработкой (pH 1-3) при температуре, (50-90°C), в течение 3-12 часов. [2, с. 63]

Для выделения пектиновых веществ воздушно ­сухое сырье последовательно обработали 70% спиртом этиловым для уда­ления полифенольных соединений, затем водой для выделения водораствори­мого полисахаридного комплекса. Из шрота, оставшегося после получения во­дорастворимых полисахаридов, выделяли пектиновые вещества путем трех­кратной экстракции сырья смесью рН 2,6 растворов щавельевой кислоты в соотношении 1:5 при 80-85°С в течение 4 часов. По­вторное извлечение проводили дважды в соотношении 1:10. Объединенные экстракты концентрировали и осаждали трехкратным объемом 96% спирта этилового в соотношении 1:5. Полученные осадки отфильтровывали, промы­вали спиртом этиловым, высушивали и взвешивали [4, с. 315].

Результаты исследования. Выход пектиновых веществ из отходов айвы составил 11,5%. Выделенный пектиновый комплекс пред­ставляет собой аморфный порошок светло кремового цвета, хорошо растворим в воде с образованием вязких растворов. Относительная вязкость водного 1% раствора углеводов определяется методом вискозометрии в приборе Освальда с d=0,73мм. [5, с 757].

Определение моносахаридного состава. Для определения моносахаридного состава пектина производится кислотный гидролиз. В 100 мг пектинового вещества добавляют 3 мл 2 н Н₂SO₄ в течение 20 часов при температуре 100⁰С. Гидролизат разбавляется в 30 мл воды, нейтрализуется BaCO₃, осадок отфильтровывается, в фильтрат добавили 1-1,5 г катионита формы КУ-2 Н⁺ (для удаления остатков ионов бария 5-8 часа), с помощью бумажной хроматографии на бумаге FN-12 всистемен-бутанол-пиридин-вода 6:4:3. хроматограмма нисходящей времени 18 час, проявитель  кислый анилинфталат при температуре 100°С определяется моносахаридный состав пектина. Гексозы проявляются в виде коричневых пятен, пентозы - розового цвета, урановые кислоты-розового цвета. По данным бумажной хроматографии моносахаридный состав ПВ представлен уравновешенными кислотами: галактозой, глюкозой, арабинозой, ксилозой и рамноза находятся в незначительных количествах. Данные приведены в таблице №1

Таблица 1.

Физико-химические показатели плодов Cydonia oblonga

оbопgа

Rha – рамноза, Ara – арабиноза, Xyl – ксилоза, Man – манноза, Gcl – глюкоза,  Gal – галактоза,

UA БХ – уроновые кислоты по бумажной хромотографии

η – относительная вязкость;

Из таблицы видно, что количество углеводов вторичного сырья больше, чем у плодов айвы. По моносахаридному составу водорастворимые полисахариды относятся к нейтральным-ксилоглюканным, а пектиновые вещества и гемицеллюлоза к кислым-ксилогалактанным полисахаридам. Они обладают гель образующим свойством.

Определение  общего количества карбоксильных групп пектиновых веществ. Количественное определение функциональных групп пектиновых ве­ществ (свободных карбоксильных, метоксилированно карбоксильных, общее количество карбоксильных, а также содержание метоксильных групп) прово­дили титрометрическим методом [4, с. 314]. Для этого 0,05 г пектиновых веществ из материалов 20 мл воды, перемешали и оставили на два часа. Добавляем несколько капель индикатора фенолфталеина, затем титрируем 0,1н NaOH до образования розового оттенка, количество израсходованного NaOH –V₁. Количество свободных карбоксильных групп рассчитывают по формуле:

определение этерифицированных карбоксильных групп (КЭ). К вышеуказанной реакционной смеси прибавляют точное количество 0,1н NaOH – 10 мл для деэтерификации карбоксильных групп. Смесь оставляем на два часа. Затем к реакционной смеси добавляют 10 мл 0,1 н HCl – розовый оттенок исчезает.

Добавляем несколько капель индикатора фенолфталеина. Титрируем с 0,1н NaOH до появления розового оттенка, израсходованного 0,1н NaOH- определяется V₂. Расчёт степени этерификации карбоксильной группы (COOH) вычисляется следующими формулами:

Данный показатель свидетельствует о том, что пектин относятся к высоко-этерифицированным пектинам.

Таблица 2.

Физико-химические показатели пектина

К_с – свободные карбоксильные группы; K_е- этерифицированные карбоксильные группы; К_о- общая сумма кар­боксильных групп; СЭ – степень этерификации.

Данный показатель свидетельствует о том, что пектины относятся к высокоэтерифицированным пектинам.

Вывод. Таким образом, моносахаридный состав полисахаридов плодов и вторичных отходов айвы являются уроновая кислота, галактоза, глюкоза, арабиноза, ксилоза и рамноза находится в незначительных количествах. Они обладают гель образующим свойством.  Выделенный пектин является высоко этерифицированным пектином и его можно использовать при производстве пищевых продуктов в качестве желирующего агента.

Список литературы:

1. Judith Müller-Maatsch, Mariangela Bencivenni, Augusta Caligiani, Tullia Tedeschi, Geert Bruggeman, Montse Bosch, Janos Petrusan, Bart Van Droogenbroeck, Kathy Elst,Stefano Sforza, “Pectin content and composition from different food waste streams”, Food Chemistry 201 (2016) 37–45.
2. Abrisham Tanhatan Naseri, Jean-François Thibault, Marie-Christine Ralet-Renard, Citrus pectin: structure and application in acid dairy Drinks, Tree and Forestry Science and Biotechnology 2 (Special Issue 1), 60-70 ©2008 Global Science Books.
3. Гладкова В. Н. Семейство розовые, или розовоцветные (Rosaceae) // Жизнь растений :М. : Просвещение, 1981. — Т. 5. Ч. 2: Цветковые растения / С. 175—187. — 512 с.
4. С.К.Атхамова, Д.А.Рахимов, Р.К.Рахмонбердиева, А.К. Каримджанов, А.И.Исмаилов. Растительные полисахариды. Изучение полисахаридов А1сеа Rоsеа L. Ташкент. Химия природных соединений. №2, 1995. С.314-315.
5. Атхамова С.К., Рахимов Д.А., Кристаллович Э.Л., Каримджанов А.К., Исмаилоа А.И. Полисахариды представителей семейства Malvaceae. //Химия природ. Соед.. 1997-№ 5-С.756-758.