Вода в пектиновых веществах

Количество связанной воды в пектиновых веществах (вычисленное на основании измерений диэлектрической постоянной растворов пектиновых веществ и по теплотам смачивания) может быть различным. На одно звено пектина (С. Л. Коваленко) может приходиться, например, три или четыре молекулы воды в зависимости от происхождения пектинов.

Вязкость пектиновых растворов отличается рядом особенностей. Между этим показателем и желирующей способностью пектина существует определенная закономерная зависимость.

Абсолютная вязкость растворов пектина увеличивается с повышением концентрации пектина. При той же концентрации пектина она значительно возрастает с увеличением концентрации сахарозы. Вместе с тем относительная вязкость этих растворов при одной и той же концентрации пектина при изменении содержания сахарозы практически не меняется. Это свидетельствует о том, что между сахарозой и пектином, по-видимому, нет химического взаимодействия.

Исследования показывают, что в водных растворах пектина (без сахара и с сахаром) при переходе от очень малых концентраций пектина (например, около 0,03%) к более высоким (например, до 1%) происходит весьма значительное возрастание их вязкости. Особенно сильно изменяется приведенная вязкость т]пр (возрастает почти в 1,5-2 раза).

Приведенная вязкость

удельная вязкость  относительная вязкость

где т]0 - вязкость растворителя (воды); к) - вязкость раствора (пектина); С -концентрация вещества.

Это объясняется влиянием электровязкостного эффекта, который возникает при разбавлении. Добавление в опытах сахарозы (до 33%) не снижало электровязкостного эффекта системы, возникающего при малых концентрациях пектина. Эти исследования подтверждают вывод о том, что между сахарозой и пектином нет химического взаимодействия. Вместе с тем результаты указанных исследований, возможно, связаны с изменением гидратации пектина в зависимости от концентрации сахарозы.

Вязкость растворов пектиновых веществ зависит в основном от молекулярной массы и от природы пектиновых веществ. Как и для других высокомолекулярных соединений, желирующая способность пектина возрастает с увеличением молекулярной массы. Она определяется как средняя величина, так как эти вещества являются весьма гетерогенными.

Молекулярная масса отдельных образцов пектина может достигать 300 ООО. Она различна в зависимости от происхождения образцов. Молекулярная масса яблочного пектина часто бывает в пределах от 25 ООО до 35 ООО, свекловичного пектина - от 20 ООО до 25 ООО, пектина из кожуры лимона и других цитрусовых - от 40 000 до 50 000. Молекулярная масса пектина товарных препаратов колеблется в пределах от 10 000 до 200 000. При молекулярной массе менее 10 000 пектины обычно не обладают желирующей способностью.

Молекулярная масса пектиновых веществ может быть определена различными методами. К числу наиболее надежных следует отнести метод определения их вязкости (характеристической).

Проведенные в последнее время (С. Л. Коваленко) вычисления молекулярной массы пектиновых веществ (препаратов, применяемых в СССР) вискозиметрическим методом в присутствии различных количеств сахарозы при условии подавления электровязкостного эффекта низкомолекулярным электролитом (NaCI) дали следующие результаты: свекловичный пектин 19 600-20 800, яблочный - 27 000-31000; пектин, полученный из корки лимонов, 32 000- 35 000.

Определенное влияние на желирующую способность пектина оказывает его химическое строение. Пектовая кислота, у которой все остатки галактуроновой кислоты имеют карбоксильные группы, нерастворима в воде и не обладает студнеобразующей способностью. Только в том случае, когда часть карбоксильных групп в пектине метоксилирована, пектин способен давать студень (при соблюдении всех необходимых условий).

Свободные карбоксильные группы могут находиться в пектине в различных количествах. Так, в пектинах, применяемых в СССР, свободных карбоксильных групп было найдено (Коваленко) в яблочном пектине 17,6%, в свекловичном - 45,6%, в лимонном - 32,6%.

Наилучшей способностью к образованию студней в присутствии сахара и кислоты обладаю, пектины высокополимеризованные и ме-токсилированные, со степенью метоксилированности выше 50%.

Количество метоксилышх групп в пектиновых веществах (пектине, пектиновой кислоте) может изменяться. Обычно содержание СН30 составляет 10-12% от массы пектина. Это соответствует около 75-80% по отношению ко всему количеству карбоксильных групп в пектине. Такие пектины (обычного типа) относятся к высо-кометоксилированным. Известны также пектиновые вещества, которые содержат меньше метильных групп - ниже 5% (т. е. менее 50% ко всему количеству карбоксильных групп в пектине). Эти, так называемые низкометоксилированные пектины, со степенью мето-

ксилированности ниже 50%, образуют в присутствии кальция, а также других многовалентных катионов студни при малом содержании сахара (около 35% и ниже) или даже без него.