 |
Основные теоретические положения
|
|
|
|
Пектиновые вещества представляют собой группу высокомолекулярных полисахаридов, которые вместе с целлюлозой, гемицеллюлозой образуют клеточные стенки растений. Основу всех пектиновых веществ составляет полигалактуроновая (пектовая) кислота, построенная из остатков D-галактуроновой кислоты, соединенных a-1,4-гликозидными связями.
В растениях пектовая кислота содержится не в свободном виде: часть ее карбоксильных групп этерифицирована метиловым спиртом (12-19% метоксильных групп), а часть карбоксилов существует в виде кальциевых, магниевых и калиевых солей.
Различают растворимые пектиновые вещества и нерастворимые (протопектин). Растворимые пектиновые вещества содержатся в растительных соках и могут быть осаждены спиртом из водных растворов. Протопектин находится в основном в межклеточном веществе и стенках растительных клеток.
Пектиновые вещества, получаемые из различных растений, весьма разнообразны, и отличаются степенью полимеризации (молекулярная масса от 20 тыс. до 200 тыс.), содержанием метильных групп, различной кислотностью, различной способностью образовывать гели и т.д.
Пектиновые вещества с сахарами и кислотами легко образуют студни, что используется в пищевой промышленности для изготовления желе и мармеладов.
Некоторые пектиновые вещества оказывают противоязвенное действие и являются основой ряда препаратов (например, «плантаглюцид» из подорожника).
Содержание пектиновых веществ в растительном сырье колеблется в широких пределах: 0,1–0,5 до 50 %. Наибольшее содержание пектина в лимонных выжимках (30-35%), в апельсиновых и мандариновых отжимах (25-30%), околоплодниках подсолнечника (около 25%), в свекловичном жоме (20-25%), яблочных выжимках (5-15%). Локализованы пектиновые вещества в различных частях растений неравномерно. Так, в цитрусовых плодах основное количество пектина сосредоточено в альбедо, в яблоках – в эпидермисе, колленхиме и прилегающих тканях, в сахарной свекле – в мякоти.
|
|
|
Пектиновые вещества многих растений (моркови, черешни, цикория и др.) не обладают студнеобразной способностью, в связи с чем, они не могут быть использованы как источники получения пектина.
Основным промышленным сырьем для получения пектина являются цитрусовые, яблочные выжимки и свекловичный жом. Перспективным сырьем являются мандариновые отжимы.
Методика эксперимента и порядок выполнения работы
На технохимических весах отвешивают навеску, масса которой зависит от предполагаемого количества пектина. Хорошую степень точности можно ожидать, когда масса полученного осадка пектата кальция находиться в пределах 0,02-0,3 г. Для расчета массы навески исследуемого сырья, необходимо подставить в расчетную формулу (8) примерную массу осадка пектата кальция.
Растертую в ступке до однородного состояния навеску продукта переносят в колбу вместимостью 100-150 см3 и заливают 50 см3 соляной кислоты (0,3 моль/дм3), нагревают с обратным холодильником в течение 30 минут на кипящей водяной бане. Гидролизат фильтруют через складчатый фильтр в мерную колбу вместимостью 250 см3.
Затем осадок с фильтром возвращают в колбу, заливают 50 см3 1%-ного раствора лимоннокислого аммония и вновь помещают на 30 минут на кипящую водяную баню. Фильтрат собирают в ту же мерную колбу. После охлаждения и нейтрализации 10% раствором NaOH содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки. Пектиновые вещества, включая протопектин, находятся в форме пектиновой кислоты, у которой часть карбоксильных групп этерифицированы метиловым спиртом.
Далее берут пипеткой 50 см3 фильтрата, добавляют такой же объем 0,4%-го раствора NaOH и оставляют при комнатной температуре на ночь для омыления метоксильных групп. На следующий день раствор нейтрализуют 50 см3 уксусной кислоты (1 моль/дм3) и прибавляют 50 см3 CaCI2 (2 моль/дм3). Для полноты взаимодействия CaCI2 c пектиновой кислотой раствор отстаивают 1 час или сразу кипятят 5 минут. После кипячения образовавшийся осадок пектата кальция фильтруют через высушенный до постоянной массы беззольный фильтр. Осадок на фильтре промывают кипящей водой до исчезновения положительной реакции на хлор. Затем осадок пектата кальция вместе с фильтром переносят в бюкс и при температуре 1000С доводят до постоянной массы.
|
|
|
Обработка результатов
Исходя из массы пектата кальция, рассчитывают содержание пектина Хn (в процентах) по формуле:
| (8) |
где m0 – масса объема осадка пектата кальция, г;
V1 – общий объем гидролизата, см3;
0,9235 – коэффициент, учитывающий массу кальция в массе пектата кальция;
m – масса навески, г;
V2 – объем гидролизата, взятого для омыления метоксильных групп, см3.
Контрольные вопросы
1. К какому классу органических веществ относятся пектиновые вещества.
2. Распространение пектиновых веществ в природе.
3. Строение и биологическая роль пектиновых веществ.
4. Отличительные свойства растворимого пектина и протопектина.
5. Что положено в основу определения пектиновых веществ?
6. Использование пектиновых веществ в пищевой промышленности.
Список используемой литературы
1. Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сахаров: ГОСТ 8756.13–87. – Введ. 01.01.1989. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – С. 1-4.
2. Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов: В 4-х книгах. 2-е изд., перераб. И доп. Книга 1. Титриметрические методы анализа. – М.: КолосС, 2005.– 239 с.
3. Плешков В.Б. Практикум по биохимии растений. – 3-е изд. Доп. И перераб. – М.: Агропромиздат, 1985. – 255 с.
4. Общая технология отрасли. Методические указания к лабораторным работам для студентов специальности Т 18 01 03 «Технология консервирования». /Могилевский государственный технологический институт; сост. Кузнецова Л.В., Доброскок Л.П. – Могилев. МГТИ: 2001. – 49 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Таблица А.1 – Пересчет количества меди на количество редуцирующих сахаров
|
|
|
| Медь, мг | Редуцирующие сахара, мг | Медь, мг | Редуцирующие сахара,мг | Медь, мг | Редуцирующие сахара, мг | Медь, мг | Редуцирующие сахара, мг |
| 6,2 | 36,0 | 67,1 | |||||
| 6,7 | 36,5 | 67,6 | 99,5 | ||||
| 7,2 | 37,1 | 68,1 | 100,1 | ||||
| 7,7 | 37,5 | 68,7 | 100,6 | ||||
| 8,2 | 38,0 | 69,2 | 101,2 | ||||
| 8,7 | 38,6 | 69,7 | 101,7 | ||||
| 9,2 | 39,1 | 70,3 | 102,3 | ||||
| 9,7 | 39,6 | 70,8 | 102,9 | ||||
| 10,2 | 40,1 | 71,3 | 103,4 | ||||
| 10,7 | 40,6 | 71,9 | 104,0 | ||||
| 11,2 | 41,1 | 72,4 | 104,6 | ||||
| 11,7 | 41,7 | 72,9 | 105,1 | ||||
| 12,2 | 42,2 | 73,5 | 105,7 | ||||
| 12,7 | 42,7 | 74,0 | 106,5 | ||||
| 13,2 | 43,2 | 74,5 | 106,8 | ||||
| 13,7 | 43,8 | 75,1 | 107,4 | ||||
| 14,2 | 44,4 | 75,6 | 107,9 | ||||
| 14,7 | 45,0 | 76,1 | 108,5 | ||||
| 15,287 | 45,5 | 76,7 | 109,1 | ||||
| 15,7 | 45,9 | 77,2 | 109,6 | ||||
| 16,2 | 46,4 | 77,8 | 110,2 | ||||
| 16,7 | 46,9 | 78,3 | 110,8 | ||||
| 17,2 | 47,4 | 78,9 | 111,3 | ||||
| 17,7 | 47,9 | 79,4 | 111,9 | ||||
| 18,2 | 48,4 | 80,0 | 112,5 | ||||
| 18,7 | 48,9 | 80,5 | 113,0 | ||||
| 19,2 | 49,5 | 81,0 | 113,6 | ||||
| 19,7 | 50,0 | 81,6 | 114,6 | ||||
| 20,2 | 50,5 | 82,1 | 114,7 | ||||
| 20,7 | 51,1 | 82,7 | 115,3 | ||||
| 21,3 | 51,6 | 83,2 | 115,8 | ||||
| 21,8 | 52,1 | 83,8 | 116,4 | ||||
| 22,3 | 52,7 | 84,3 | 117,0 | ||||
| 22,8 | 53,2 | 84,8 | 117,5 | ||||
| 23,3 | 53,7 | 85,4 | 118,1 | ||||
| 23,8 | 54,3 | 85,9 | 118,7 | ||||
| 24,4 | 54,8 | 86,5 | 119,2 | ||||
| 24,9 | 55,3 | 87,0 | 119,8 | ||||
| 25,4 | 55,9 | 87,6 | 120,4 | ||||
| 25,9 | 56,4 | 88,1 | 120,9 | ||||
| 26,4 | 56,9 | 88,6 | 121,5 | ||||
| 26,9 | 57,5 | 89,2 | 122,1 | ||||
| 27,4 | 58,0 | 89,7 | 122,6 | ||||
| 27,9 | 58,5 | 90,3 | 123,2 | ||||
| 28,4 | 59,1 | 90,8 | 123,6 | ||||
| 28,9 | 59,6 | 91,4 | 124,3 | ||||
| 29,5 | 60,1 | 91,9 | 124,9 | ||||
| Продолжение таблицы | |||||||
| 30,0 | 60,7 | 92,4 | 125,5 | ||||
| 30,5 | 61,2 | 93,0 | 126,0 | ||||
| 31,1 | 61,7 | 93,5 | 126,6 | ||||
| 31,5 | 62,3 | 94,1 | 127,2 | ||||
| 32,0 | 62,8 | 94,6 | 127,8 | ||||
| 32,5 | 63,3 | 95,2 | 128,3 | ||||
| 33,1 | 63,9 | 95,7 | 128,9 | ||||
| 33,6 | 64,4 | 96,2 | 129,5 | ||||
| 34,1 | 64,9 | 96,8 | 130,0 | ||||
| 34,6 | 65,5 | 97,3 | 130,6 | ||||
| 35,1 | 66,0 | 97,8 | 131,2 | ||||
| 35,6 | 66,5 | 98,4 | 131,8 | ||||
| 132,3 | 154,9 | 178,0 | 201,7 | ||||
| 132,9 | 155,5 | 178,6 | 202,3 | ||||
| 133,5 | 156,1 | 179,2 | 203,0 | ||||
| 134,1 | 156,7 | 179,8 | 203,6 | ||||
| 134,6 | 157,2 | 180,4 | 204,2 | ||||
| 135,2 | 157,6 | 181,0 | 204,8 | ||||
| 135,8 | 158,4 | 181,6 | 205,5 | ||||
| 136,3 | 159,0 | 182,2 | 206,1 | ||||
| 136,9 | 159,6 | 182,8 | 206,7 | ||||
| 137,5 | 160,2 | 183,5 | 207,3 | ||||
| 138,1 | 160,8 | 184,1 | 208,0 | ||||
| 138,6 | 161,4 | 184,7 | 208,6 | ||||
| 139,2 | 162,0 | 185,4 | 209,2 | ||||
| 139,8 | 162,6 | 186,0 | 209,9 | ||||
| 140,4 | 163,2 | 186,6 | 210,5 | ||||
| 140,9 | 163,8 | 187,2 | 211,1 | ||||
| 141,5 | 164,4 | 187,8 | 211,7 | ||||
| 142,1 | 165,0 | 188,4 | 212,4 | ||||
| 142,7 | 165,6 | 189,0 | 213,0 | ||||
| 143,2 | 166,2 | 189,6 | 213,6 | ||||
| 143,8 | 166,8 | 190,2 | 214,3 | ||||
| 144,4 | 167,3 | 190,8 | 214,9 | ||||
| 144,9 | 167,9 | 191,4 | 215,5 | ||||
| 145,5 | 168,5 | 192,0 | 216,1 | ||||
| 146,1 | 169,1 | 192,6 | 216,8 | ||||
| 146,7 | 169,7 | 193,2 | 217,4 | ||||
| 147,2 | 170,3 | 193,8 | 218,0 | ||||
| 147,8 | 170,9 | 194,4 | 218,7 | ||||
| 148,4 | 171,5 | 195,0 | 219,3 | ||||
| 149,0 | 172,1 | 195,6 | 219,9 | ||||
| 149,5 | 172,5 | 196,2 | 220,5 | ||||
| 150,1 | 173,3 | 196,8 | 221,2 | ||||
| 150,7 | 173,9 | 197,4 | 221,8 | ||||
| 151,3 | 174,5 | 198,0 | 222,4 | ||||
| 151,9 | 175,1 | 198,6 | 223,1 | ||||
| 152,5 | 175,6 | 199,2 | 223,7 | ||||
| 153,1 | 176,2 | 199,8 | 224,3 | ||||
| 153,7 | 176,8 | 200,4 | 224,9 | ||||
| 154,3 | 177,4 | 201,2 | 225,7 |
|
|
|
ПРИЛОЖЕНИЕ Б – Приготовление растворов
Лабораторная работа №1
|
|
|
