Was ist Low Methoxyl Pectin E440? Arten, Stabilität, Methode, Verwendungen

November 9, 2022
16:29 Uhr
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Methoxylarmes Pektin (LM-Pektin) ist Pektin mit einem Veresterungsgrad von weniger als 50%. Es wird in der Regel aus Sonnenblumenscheiben oder Kartoffeln extrahiert oder aus hochverestertem Pektin durch Säure- oder Alkalibehandlung gewonnen, um seine Methoxylierung durch Entesterung zu verringern.

LM-Pektin ist ein schwach methoxyliertes Pektin mit hoher Reaktivität gegenüber Calciumionen. Die Gelierung von LM-Pektin kann durch die Einstellung des pH-Werts und die Zugabe verschiedener Calciumsalze während des Gelierungsprozesses gesteuert werden.

LM-Pektin kann weiter unterteilt werden in normales LM-Pektin und amidiertes LM-Pektin.

1. Grundlegende Parameter von Low-Methoxyl-Pektin

Produktname	Niedrig-Methoxyl-Pektin, LM-Pektin	Grad der Veresterung	<50%
Rohmaterialien	Apfel, Zitrusfrüchte, Grapefruit, Sonnenblumenscheiben usw.	Vorbereitung Methode	Alkalimethode, Enzymmethode
Klassifizierung	Normales Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt, amidiertes Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt	Anwendungen	Zuckerarme Konfitüren, Molkereiprodukte, Bäckereiprodukte

2. Arten von Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt

Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt kann weiter unterteilt werden in normales Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt und amidiertes Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt (LMA-Pektin).

3. Stabilität von Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt

Low-Methoxyl-Pektin ist bei höheren pH-Werten etwas stabiler. Unter alkalischen Bedingungen können Pektine sogar bei Raumtemperatur entestert werden. Wird die Entesterung mit Ammoniak durchgeführt, wird ein Teil des Methoxys des Methylesters in das Amino des Amids umgewandelt. Amidierte Pektine mit niedrigem Methoxylgehalt haben bessere physikalische Eigenschaften als andere Pektine mit niedrigem Methoxylgehalt und können in großem Umfang als Geliermittel verwendet werden.

4. Geliermechanismen von Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt

4.1 Gelierungsmechanismen von normalem Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt

Der Gelbildungsmechanismus von Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt unterscheidet sich vollständig von dem des Pektins mit hohem Methoxylgehalt. Seine Gelbildung ist das Ergebnis der ionischen Verbindung zwischen den Carboxylgruppen der beiden Pektinmolekülketten über die Calciumbrücke und der gemeinsamen Wirkung von Wasserstoffbrückenbindungen. Dieses Gel wird durch die Konzentration der Kalziumionen im System beeinflusst und ist bei Zuckern und Säuren im Gegensatz dazu nicht offensichtlich.

Die Gel-Bedingungen für Low Methoxyl Pectin: pH-Bereich 2-6, löslicher Feststoffgehalt 10%-80%, das gebildete Gel ist thermisch reversibel.

Die Gelierung von Low-Methoxyl-Pektin wird durch die Bedingungen der Pektinveresterung, die relative Molekülmasse, den Kalziumgehalt, den pH-Wert, andere Substituenten und die Abkühlgeschwindigkeit beeinflusst.

Unter ihnen ist Kalzium eine notwendige Bedingung, und es ist erwiesen, dass etwa 25 mg Kalzium pro Gramm Low-Methoxyl-Pektin erforderlich sind. Niedrig-Methoxyl-Pektin mit unterschiedlichen Veresterungsgraden hat eine unterschiedliche Calciumaktivität.

Das Verhältnis zwischen Geliergrad und Veresterungsgrad von Low Methoxyl Pectin ist dem von High Methoxyl Pectin entgegengesetzt. Die Geliertemperatur von Niedrig-Methoxyl-Pektin ist umgekehrt proportional zum Veresterungsgrad, und die Geliertemperatur von Niedrig-Methoxyl-Pektin-Gelee unterscheidet sich kaum oder gar nicht von der Schmelztemperatur.

5. Faktoren, die die Festigkeit von Pektingelen mit niedrigem Methoxylgehalt beeinflussen

5.1 Pektinqualität

Bei hoher molekularer Qualität kann die Bindungszone des "Eierkarton"-Modells leicht gebildet werden und die Qualität der Gelbildung ist gut.

5.2 DE-Wert und DA-Wert von Pektin

Steigt der DE-Wert, sinkt die Gelbildungstemperatur; steigt der DA-Wert, steigt auch die Gelbildungstemperatur. Wenn der DA-Wert jedoch so hoch ist, dass die Gelbildungstemperatur höher ist als die Siedetemperatur des Systems, wird das System sofort ein Vorgel bilden.

5.3 Pektingehalt

Wird der Gehalt erhöht, steigen die Gelfestigkeit und die Geltemperatur, ein zu hoher Gehalt führt jedoch zur Bildung von Vorgel, so dass die Gelfestigkeit stattdessen abnimmt.

5.4 Calcium-Ionen-Konzentration

Bei bestimmten Pektinen mit DE- und DA-Werten steigt vor Erreichen der optimalen Gelfestigkeit die Calciumionenkonzentration an, und die Gelfestigkeit und die Geltemperatur nehmen zu; nach Erreichen der optimalen Gelfestigkeit nimmt die Calciumionenkonzentration weiter zu, und die Gelfestigkeit beginnt, spröde und schwach zu werden, und bildet schließlich ein Vorgel.

5.5 Calcium-Ionen-Chelator

Die Zugabe oder das Vorhandensein von Polyphosphat, Citrat usw., die Kalziumionen im System chelatisieren können, kann die wirksame Konzentration von Kalziumionen verringern und damit das Risiko der Pregelbildung reduzieren, insbesondere wenn der Feststoffgehalt im System hoch ist.

5.6 Gehalt an löslichen Feststoffen

Mit steigendem Gehalt nimmt die Gelfestigkeit zu und die Temperatur der Gelbildung steigt an, aber ein zu hoher Gehalt führt zur Bildung von Vorgel.

5.7 Arten von löslichen Feststoffen

Verschiedene Substanzen beeinflussen die Fähigkeit von Pektin, Calciumionen zu binden, in unterschiedlichem Maße. Unter den festgelegten Bedingungen von pH=3,0, Feststoffgehalt=31% und einem Calciumionengehalt von 20mg/g Pektin ist die Stärke des Gels beispielsweise Dekoktionszucker>42DE Glukosesirup>High Fructose Sirup>Sorbit. Auch die Empfindlichkeit der verschiedenen Feststoffarten gegenüber den Calciumionen, die das Pregel erzeugen, ist unterschiedlich.

5.8 System pH

Der pH-Wert kann im Bereich von 2,6-6,8 liegen. Eine Erhöhung des pH-Wertes erfordert mehr Pektin oder Calciumionen, um die gleiche Qualität des Gels zu bilden; eine Erhöhung des pH-Wertes führt zu einer niedrigeren Gelbildungstemperatur.

5.9 Methode verwenden

Wird die Kalziumionenlösung zu einer Pektinlösung gegeben, deren Temperatur unter der Gelbildungstemperatur liegt, so bildet das System sofort ein Vorgel.

Die Kalziumionenlösung sollte in verdünnter Form zugegeben werden, da es sonst zur lokalen Bildung von Vorgel oder zur lokalen Nicht-Gelbildung kommen kann.

Werden Kalziumsalze verwendet, die sich nur langsam auflösen, kann die Gelbildung und Festigkeit mit der Zeit verbessert werden.

Die von Low-Methoxyl-Pektin, insbesondere von amidiertem Pektin, gebildeten Gele sind thermisch reversible Gele. Wenn der DE-Wert hoch und der Feststoffgehalt hoch ist, haben die gebildeten Gele auch eine bessere thermische Stabilität.

Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt hat eine gute Thixotropie, und das Gel wird durch Scherkraft pumpfähig, insbesondere bei der Herstellung von breiigem Joghurt.

Bei niedrigem Feststoffgehalt (20%) kann CMC oder Johannisbrotkernmehl in Verbindung mit Low-Methoxyl-Pektin die Gelorganisation verbessern. Xanthangummi in Verbindung mit Pektin verringert die Gelorganisation.

6. Verfahren zur Herstellung von Low-Methoxyl-Pektin

Bei der Herstellung von Pektin wird im Allgemeinen mit heißem Wasser unter niedrigen Säure- und Alkaliewerten extrahiert, und wenn Pektin in Pulverform hergestellt wird, wird es nach der Ausfällung mit Alkoholen getrocknet und pulverisiert, und das extrahierte Pektin ist HM-Pektin.

Wird die Entesterung unter sauren oder alkalischen Bedingungen durchgeführt, kann LM-Pektin hergestellt werden, und durch Änderung der Extraktions- oder Entesterungsbedingungen können verschiedene Arten von Pektinen gewonnen werden.

6.1 Alkalische Methode

Das Pektinkonzentrat in einen Edelstahltopf geben, Ammoniumhydroxid hinzufügen, um den pH-Wert auf 10,5 einzustellen, und 3 Stunden lang bei einer konstanten Temperatur von 15℃ halten. Dann fügen Sie ein gleiches Volumen 95%-Alkohol und eine angemessene Menge Salzsäure hinzu, um den pH-Wert auf etwa 5 zu senken.

Nach dem Umrühren 1 Stunde stehen lassen, das ausgefallene Pektin abfiltern, trocken drücken, mit 50% bzw. 95% Alkohol 1 Mal waschen, trocken drücken und auf einem Backblech ausbreiten, im Vakuumtrockner bei 65℃ trocknen, herausnehmen und fein mahlen, verpacken, um das fertige Produkt zu erhalten.

Die Ausbeute beträgt etwa 90% der Pektinmenge.

6.2 Enzymmethode

Die Enzymmethode ist die Extraktion von Pektin mit niedrigem Methoxidgehalt durch die Lipase-Entfettungsmethode.

Im Vergleich zu den traditionellen Alkali- und Säureverfahren bietet es die Vorteile einer einfachen Prozesssteuerung, hoher Produktqualität, Energieeinsparung und Kostenreduzierung.

Prozessablauf Rohstoffe → Zerkleinern → Waschen → Entfetten → Extraktion von Eukalyptus → Filtrieren → Ausfällen → Filtrieren → Entsalzen Alkohol Waschen → Filtrieren → Trocknen → Zerkleinern → Fertigprodukt.

7. Verwendung von Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt

Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt wird in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, z. B. in zuckerarmen Konfitüren, Molkereiprodukten, Backwaren, Spiegelpektin und Joghurtbegleitern.

Der Feststoffgehalt muss weniger als 60% betragen, und das Produkt muss Kalzium- oder andere Metallionen enthalten, damit sich das endgültige Gel bildet.

Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt wird in Systemen mit einem pH-Wert von 2,6 bis 6,8, einem Feststoffgehalt von über 10% und dem Vorhandensein von Calciumionen (mindestens 15mg/g Pektin) verwendet, vor allem für zuckerarme Konfitüren, Joghurtbrei, Gummibonbons, Süßigkeiten, Backwarenglasuren usw.

Die Wahl des Pektins für eine bestimmte Anwendung hängt ganz von den Bedingungen des Systems, den Produktionskosten und den Produktanforderungen ab.

Amidiertes Pektin ist vielseitiger als normales Low Methoxyl Pektin.

Im Allgemeinen sollte Pektin in reinem Wasser aufgelöst werden, bevor es mit anderen Hilfsstoffen gemischt wird.

Reine Pektinlösungen haben eine niedrige Viskosität und sind Newtonsche Flüssigkeiten. Die allgemeine Verwendung von Pektin in Konfitüren oder Gelees reicht von 0,3% (High Methoxyl Pectin, etwa 65% lösliche Feststoffe) bis 0,7% (Amidated oder Low Methoxyl Pectin, etwa 35% lösliche Feststoffe).

Allgemein Pektin mit hohem Methoxylgehalt bildet oberhalb von pH 3,5 keine Gele; Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt bildet ab pH > 6,5 keine Gele mehr.

Von der Art und Funktion von Pektin, ist bekannt, dass jede Änderung in der System-Bedingungen wird sich auf die Verwendung der Wirkung, wenn die Bildung von Pre-Gel, nicht nur zur Erhöhung der Produktionskosten, sondern auch zur Verringerung der Produktqualität, ändern Sie andere Faktoren können auch die Pre-Gel Phänomen verschwunden.

Lebensmittel	Funktion	Bevorzugter Typ	Grund für die Auswahl	Anwendungskonzentration/%
Feststoffarmer Stau (Schwebstoffe <55%)	Geliermittel	Amidiertes Pektin	Gelierung ohne Zusatz von Calciumsalzen	0.4-1.0
Weiches zuckerhaltiges Speisegelee mit natürlichem Geschmack	Geliermittel	Säurehydrolysiertes Pektin (wird in Kombination mit Stärke verwendet)	Trägt hoch lösliche Feststoffe (76%-78%)	1.0-2.0
Heiße Wendebrot-Gelee-Glasur	Geliermittel	Amidiertes Pektin	Gele in einem etwas größeren Bereich löslicher Feststoffe	1.0-2.0
Gelierte saure Kuhmilchprodukte	Geliermittel	Amidiertes Pektin		0.5-1.0
Obstkonserven für die Zubereitung von Fruchtbuttermilchbonbons	Geliermittel	Amidiertes oder säure-hydrolysiertes Pektin	Notwendigkeit des Zusatzes von Buttermilch zu Fruchterzeugnissen, um den Geliereffekt zu kontrollieren	0.8-1.2
Instant-Puddingpulver	Geliermittel	Amidiertes Pektin	Erfordert eine schnelle Auflösung in Wasser und ein schnelles Gelieren bei Zugabe von Buttermilch	0.8-1.2
Sirupbasis für verzehrfertigen Schokoladen- oder Vanillepudding	Geliermittel	Amidiertes Pektin	Der Sirup darf nicht zu dickflüssig sein, er muss pH-neutral sein, damit die Buttermilch schnell gelieren kann.	0.8-1.2