PEKTIN: YAPISI, IŞLEVLERI, TÜRLERI, YIYECEKLERI, UYGULAMALARI - BIYOLOJI - 2025

Pektinler bitkisel kökenli polisakaridler olan ana yapı α-1,4-D Çeşidi glukozidik bağları ile bağlanan D-galakturonik asit kalıntılarından oluşur yapısal olarak daha karmaşık doğası, gruptur.

Dikotiledon bitkilerde ve bazı nonraminous monokotlarda, pektinler, birincil hücre duvarlarında bulunan moleküllerin yaklaşık% 35'ini oluşturur. Özellikle büyüyen ve bölünen hücrelerin duvarlarında ve bitki dokularının "yumuşak" kısımlarında bol miktarda bulunan moleküllerdir.

Temel pektin birimi, galakturonik asit bir metil grubuna esterleştirilmiş (-CH3) (Kaynak: Simann13, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Daha yüksek bitki hücrelerinde pektinler aynı zamanda hücre duvarının bir parçasıdır ve çok sayıda kanıt, bunların büyüme, gelişme, morfogenez, hücre-hücre yapışma süreçleri, savunma, sinyal verme, hücre genişlemesi, tohumların hidrasyonu, meyvelerin gelişimi vb.

Bu polisakkaritler Golgi kompleksinde sentezlenir ve daha sonra membran veziküller vasıtasıyla hücre duvarına taşınır. Bitki hücre duvarı matrisinin bir parçası olan pektinlerin, duvar gözenekliliği ve diğer hücrelere yapışmada önemli rollere sahip glikan ağının biriktirilmesi ve genişletilmesi için bir alan olarak işlev gördüğü düşünülmektedir.

Ayrıca pektinlerin gıda ve kozmetikte jelleştirici ve stabilize edici maddeler olarak endüstriyel kullanımları vardır; implantlar veya ilaç taşıyıcıları için biyofilmlerin, yapıştırıcıların, kağıt ikamelerinin ve tıbbi ürünlerin sentezinde kullanılmıştır.

Birçok çalışma, bağışıklık sisteminin uyarılmasına ek olarak kolesterol ve kan şekeri seviyelerinin düşmesine katkıda bulunduğu gösterildiğinden insan sağlığı için faydalarına işaret etmektedir.

yapı

Pektinler, temelde kovalent olarak birbirine bağlanmış galakturonik asit birimlerinden oluşan bir protein ailesidir. Galakturonik asit, pektinlerin tüm moleküler yapısının yaklaşık% 70'ini temsil eder ve O-1 veya O-4 pozisyonlarında eklenebilir.

Galakturonik asit bir heksozdur, yani moleküler formülü C6H10O olan 6 karbon atomlu bir şekerdir.

Moleküler ağırlığı aşağı yukarı 194.14 g / mol'dür ve yapısal olarak galaktozdan farklıdır, örneğin, 6 pozisyonundaki karbon bir hidroksil grubuna (-OH) değil bir karboksil grubuna (-COOH) bağlıdır. ).

Galakturonik asit tortuları üzerinde, her pektin tipinin yapısal özelliklerini aşağı yukarı tanımlayan farklı tipte ikame ediciler bulunabilir; en yaygın olanlardan bazıları karbon 6'ya esterlenmiş metil gruplarıdır (CH3), ancak yan zincirlerde nötr şekerler de bulunabilir.

Etki alanı kombinasyonu

Bazı araştırmacılar, doğada bulunan farklı pektinlerin, homojen veya pürüzsüz alanların (dalsız) ve diğerlerinin, farklı oranlarda birbirleriyle birleştirilen oldukça dallı veya "tüylü" alanların bir kombinasyonundan başka bir şey olmadığını belirlediler.

Bu alanlar, en basit olan ve en az "gösterişli" yan zincire sahip olan homogalakturonan alan olarak tanımlanmıştır; rhamnogalacturonan-I alanı ve ramnogalacturonan-II alanı, biri diğerinden daha karmaşıktır.

Farklı ikame edicilerin varlığından ve farklı oranlarda bulunmasından dolayı, pektinlerin uzunluğu, yapısal tanımı ve moleküler ağırlığı oldukça değişkendir ve bu aynı zamanda büyük ölçüde hücre tipine ve dikkate alınan türe bağlıdır.

Türler veya alanlar

Pektinlerin ana yapısını oluşturan galakturonik asit, tüm pektin türlerinde bulunan üç polisakkarit bölgesinin omurgasını oluşturan iki farklı yapısal formda bulunabilir.

Bu alanlar homogalakturonan (HGA), ramnogalakturonan-I (RG-I) ve ramnogalakturonan-II (RG-II) olarak bilinir. Bu üç alan kovalent olarak bağlanarak birincil hücre duvarı ile orta lamel arasında kalın bir ağ oluşturabilir.

Homogalakturonan (HGA)

Α-1,4 glukozidik bağlarla birbirine bağlanmış D-galakturonik asit kalıntılarından oluşan doğrusal bir homopolimerdir. 200'e kadar galakturonik asit kalıntısı içerebilir ve birçok pektin molekülünün yapısında tekrarlanır (pektinlerin% 65'inden fazlasını içerir)

Bu polisakkarit, bitki hücrelerinin Golgi kompleksinde sentezlenir, burada kalıntılarının% 70'inden fazlası, 6. pozisyonda karboksil grubuna ait karbon üzerindeki bir metil grubunun esterleştirilmesiyle modifiye edilmiştir.

Homogalakturonanın kimyasal yapısı (Kaynak: Wikimedia Commons aracılığıyla NEUROtiker)

Homogalakturonan alanındaki galakturonik asit kalıntılarının geçirebileceği başka bir modifikasyon, karbon 3 veya karbon 2'nin asetilasyonudur (bir asetil grubunun eklenmesi).

Ek olarak, bazı pektinler, bazı kalıntılarının karbon 3'ünde ksiloz ikamelerine sahiptir; bu, elma, karpuz gibi meyvelerde, havuçta ve bezelye tohum kabuğunda bol miktarda bulunan, ksilogalakturonan olarak bilinen farklı bir alan verir.

Ramnogalacturonan-I (RG-I)

Bu, L-ramnoz ve D-galakturonik asitten oluşan disakkaritin 100'den az tekrarından oluşan bir heteropolisakkarittir. Pektinlerin% 20 ila% 35'ini temsil eder ve ekspresyonu hücre tipine ve gelişme anına bağlıdır.

Omnosil kalıntılarının çoğu, tek tek, doğrusal veya dallı L-arabinofuranoz ve D-galaktopiranoz kalıntılarına sahip yan zincirlere sahiptir. Ayrıca fukoz kalıntıları, glikoz ve metillenmiş glikoz kalıntıları da içerebilirler.

Ramnogalacturonan II (RG-II)

Bu, en karmaşık pektindir ve bitkilerdeki hücresel pektinlerin yalnızca% 10'unu temsil eder. Yapısı bitki türlerinde yüksek oranda korunur ve 1,4 bağ ile bağlanmış en az 8 D-galakturonik asit kalıntısından oluşan bir homogalakturonan iskeletten oluşur.

Yan zincirlerinde, bu kalıntılar, 20'den fazla farklı bağ türü ile bağlanan 12'den fazla farklı türde şekerden oluşan dallara sahiptir. Ramnogalacturonan-II'yi, borat-diol ester bağı ile birbirine bağlanmış iki kısım ile dimer formunda bulmak yaygındır.

Özellikleri

Pektinler esas olarak yapısal proteinlerdir ve bitkilerin hücre duvarlarında da bulunan hemiselülozlar gibi diğer polisakkaritlerle birleşebildikleri için, bahsedilen yapılara sertlik ve sertlik kazandırırlar.

Taze dokuda, pektin moleküllerinde serbest karboksil gruplarının varlığı, kalsiyum moleküllerinin pektin polimerleri arasındaki olasılıklarını ve bağlanma kuvvetini arttırır, bu da onlara daha da yapısal stabilite sağlar.

Aynı zamanda, hücre duvarının çeşitli selülolitik bileşenleri için bir nemlendirme maddesi ve bir yapışma malzemesi olarak işlev görürler. Ek olarak, bir bitkideki en hızlı büyüyen doku kısımları boyunca su ve diğer bitki sıvılarının hareketini kontrol etmede önemli bir rol oynarlar.

Bazı pektinlerin moleküllerinden türetilen oligosakaritler, belirli bitki dokularının odunlaşmasının indüksiyonuna katılır ve sırayla proteaz inhibitör moleküllerinin (proteinleri bozan enzimler) birikmesini teşvik eder.

Bu nedenlerle pektinler büyüme, gelişme ve morfogenez, hücre-hücre sinyalleşme ve yapışma süreçleri, savunma, hücre genişlemesi, tohum hidrasyonu, meyve gelişimi için önemlidir. diğerleri arasında.

Pektin açısından zengin besinler

Pektinler, yeşil bitkilerin çoğunun hücre duvarlarının yapısal bir parçası olduğu için, insanlar tarafından günlük olarak tüketilen çok sayıda sebze ve meyvede bulunan önemli bir lif kaynağıdır.

Limon, misket limonu, greyfurt, portakal, mandalina ve çarkıfelek meyvesi (çarkıfelek meyvesi veya çarkıfelek) gibi turunçgillerin kabuklarında çok bol miktarda bulunur, ancak mevcut pektin miktarı, meyveler.

Daha yeşil veya daha az olgunlaşmış meyveler, daha yüksek pektin içeriğine sahip olanlardır, aksi halde çok olgun veya bayat olan meyvelerdir.

Reçel, tatlı veya jöle, pektinin mutfak uygulamalarından biri (Pixabay'da RitaE'nin görüntüsü)

Pektin açısından zengin diğer meyveler arasında elma, şeftali, muz, mango, guava, papaya, ananas, çilek, kayısı ve çeşitli meyveler bulunur. Bol miktarda pektin içeren sebzeler arasında domates, fasulye ve bezelye bulunur.

Ayrıca pektinler, gıda endüstrisinde soslarda, galelerde ve diğer birçok endüstriyel preparatlarda jelleştirici katkı maddeleri veya stabilizatörler olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.

Uygulamalar

Gıda endüstrisinde

Bileşimleri göz önüne alındığında, pektinler suda oldukça çözünür moleküllerdir, bu nedenle özellikle gıda endüstrisinde çok sayıda uygulamaya sahiptirler.

Özellikle jöleler ve reçeller, yoğurt bazlı içecekler, sütlü ve meyveli milkshake'ler ve dondurmalar olmak üzere çoklu mutfak preparatlarında jelleştirici, stabilize edici veya koyulaştırıcı madde olarak kullanılır.

Pektin reçel yapımında popülerdir (Resim, Michal Jarmoluk, Pixabay.com'da)

Bu amaçlar için endüstriyel pektin üretimi, yüksek sıcaklıkta ve asidik pH koşullarında (düşük pH) gerçekleştirilen bir işlem olan elma ve bazı turunçgiller gibi meyvelerin kabuklarından ekstraksiyonuna dayanmaktadır.

İnsan sağlığında

İnsanların günlük olarak tükettikleri bitki bazlı gıdaların çoğunda doğal olarak lifin bir parçası olarak bulunmalarına ek olarak, pektinlerin "farmakolojik" uygulamalara sahip olduğu gösterilmiştir:

- İshalin tedavisinde (papatya özü ile karıştırılmış)

- Patojenik mikroorganizmaların mide mukozasına yapışmasını engelleyerek gastrointestinal enfeksiyonları önler

- Sindirim sisteminin bağışıklık düzenleyicileri olarak olumlu etkileri vardır.

- Düşük kan kolesterolü

- Obez ve diyabetik hastaların serumunda glikoz emilim oranını düşürür

Referanslar

1. BeMiller, JN (1986). Pektinlere giriş: yapı ve özellikler. Pektinlerin kimyası ve işlevi, 310, 2-12.
2. Dergal, SB, Rodríguez, HB ve Morales, AA (2006). Gıda Kimyası. Pearson Education.
3. Mohnen, D. (2008). Pektin yapısı ve biyosentez. Bitki biyolojisinde güncel görüş, 11 (3), 266-277.
4. Thakur, BR, Singh, RK, Handa, AK ve Rao, MA (1997). Pektin-a incelemesinin kimyası ve kullanımları. Gıda Bilimi ve Beslenmede Eleştirel İncelemeler, 37 (1), 47-73. Thakur, BR, Singh, RK, Handa, AK ve Rao, MA (1997). Pektin-a incelemesinin kimyası ve kullanımları. Gıda Bilimi ve Beslenmede Eleştirel İncelemeler, 37 (1), 47-73.
5. Voragen, AG, Coenen, GJ, Verhoef, RP ve Schols, HA (2009). Bitki hücre duvarlarında bulunan çok yönlü bir polisakkarit olan pektin. Yapısal Kimya, 20 (2), 263.
6. Willats, WG, McCartney, L., Mackie, W. ve Knox, JP (2001). Pektin: hücre biyolojisi ve fonksiyonel analiz için beklentiler. Bitki moleküler biyolojisi, 47 (1-2), 9-27.