пектины

ПЕКТИНЫ (пектиновые вещества) (от греч. pektos — свернувшийся, сгущенный, замерзший)

растит. полисахариды, в основе молекул которых лежит главная цепь из 1 → 4-связанных остатков a-D-галактуроновой кислоты, содержащая некоторое (иногда значительное) количество остатков 2-О-замещенной L-рамнопиранозы (см. формулу).

Карбоксильные группы остатков галактуроновой кислоты часто существуют в виде метиловых эфиров (встречаются как низкометилированные, так и высокометилированные П. со степенью этерификации св. 50%), а гидроксилы при С-2 и С-3 могут быть ацетилированы. Остатки L-рамнозы обычно образуют единичные включения в главную цепь, но изредка бывают соединены друг с другом; для ряда П. с высоким содержанием рамнозы доказано строгое чередование остатков a-D-галактуроновой кислоты и a-L-рамиопиранозы в главной цепи. В положении 4 остатков рамнозы, а иногда и в др. положениях главной цепи могут присоединяться более или менее сложные боковые цепи, построенные из остатков D-галактозы, L-арабинозы, реже D-ксилозы, D-глюкуроновой кислоты, L-фукозы, D-апиозы и др. моносахаридов; содержание этих дополнит. моносахаридов колеблется в широких пределах (от О до 50%). Небольшая часть гидроксильных групп молекул некоторых П. может быть этерифицирована феруловой кислотой (4-HO)(S-CH₃O)C₆H₃CH=CHCOOH.

Термин "пектиновые вещества" часто употребляют в широком смысле, относя к ним кроме собственно П. также нейтральные арабинаны и галактаны, сопутствующие П. при их извлечении из растит. материала. В этом случае кислые компоненты смесей полисахаридов наз. пектиновыми кислотами, а их соли-пектинатами; омылением сложно-эфирных групп получают пектовые кислоты, соли которых наз. пектатами.

П. — компоненты первичных клеточных стенок растений, где находятся в комплексе с гемицеллюлозами и целлюлозой. Они играют важную роль в клеточном делении и росте молодых клеток, в поддержании водного и солевого баланса нелигнифицир. тканей. В значит. количествах П. накапливаются в сочных плодах и др. запасающих органах растений. Ряд полисахаридов, по своей локализации в растении относимых к камедям или слизям, по хим. природе являются типичными П.

В растит. тканях П. могут находиться в виде нерастворимого протопектина, для разрушения которого при экстракции П. применяют кислоты или комплексообразователи, связывающие двухвалентные катионы (оксалат аммония, гекса-метафосфат Na, этилендиаминтетрауксусную кислоту). Обычно получаемые препараты П. имеют мол. массу порядка неск. сотен тысяч и в виде солей щелочных металлов хорошо раств. в воде.

Наиб. практически ценным свойством П. является склонность к образованию гелей, обусловленная способностью участков молекул, построенных из остатков a-D-галактуроновой кислоты, к межмол. ассоциации. При этом для низкометилированных П. решающую роль играет координация этих остатков с ионами Ca²⁺ или снижение степени диссоциации карбоксильных групп в результате подкисления; для высокометилированных П. важное значение приобретают гидрофобные взаимодействия. В обоих случаях сильное влияние на свойства гелей оказывает характер распределения отдельных структурных элементов молекулы П. вдоль цепи полимера. Гелеобразующие свойства усиливаются в присутствии гидрофильных веществ (напр., сахарозы, глицерина).

П. наиб. устойчивы при pH ок. 4. В более кислой среде наблюдается гидролиз сложноэфирных групп и гликозидных связей, а в щелочной — омыление сложных эфиров и расщепление главной цепи в результате β-элиминирования (см. фрагментации реакции). При действии NH₃ или аминов сложноэфирные группы превращаются в амидные; "амидированные" П. также представляют интерес как геле-образующие полимеры.

Известно неск. типов ферментов, расщепляющих П., которые можно выделить из высших растений или из грибов. Пектинэстеразы катализируют гидролиз метиловых эфиров, лиазы (трансэлиминазы) деполимеризуют главную цепь, катализируя β-элиминирование с образованием концевых остатков 4,5-ненасыщ. уроновой кислоты, а полигалактуроназы катализируют гидролиз главной цепи. Комплексы пекто-литич. ферментов находят практич. применение при осветлении фруктовых соков, а индивидуальные ферменты используют в структурном анализе П.

Сырьем для пром. получения П. служат лимонная корка (содержание П. 20–40%), жом яблок (10–20%) и сахарной свеклы, корзинки подсолнечника. П. используют почти исключительно в пищ. промышленности для производства джемов, желе, фруктовых консервов и т. д.

^{Лит.: Шелухина H. П., Научные основы технологии пектина, Фρ., 1988; Stephen A. M., ж кн.: Polysaccharides, v. 2, cd. by G.О. Aspinall, N. Y., 1983, p. 97–193; Chemistry and function of pectins, ed. by M. L. Fishman, J. J. Jen, Wash., 1986.}

_{А. М. Усов}