Co to jest pektyna niskometoksylowa E440? Rodzaje, stabilność, metoda, zastosowania

listopad 9, 2022
4:29 pm
Pola aplikacji, Wiadomości o firmie, Wiedza o produkcie

Pektyna o niskiej zawartości metoksylu (Pektyna LM) to pektyna o estryfikacji mniejszej niż 50%. Zazwyczaj jest ekstrahowana z krążków słonecznika lub ziemniaków, lub otrzymywana z pektyny o wysokiej zawartości estrów poprzez obróbkę kwasową lub alkaliczną w celu zmniejszenia jej metoksylacji poprzez deestryfikację.

Pektyna LM jest niskometoksylowaną pektyną o wysokiej reaktywności na jony wapnia. Żelowanie pektyny LM można kontrolować poprzez regulację pH i dodawanie różnych soli wapnia podczas procesu żelowania.

Pektyny LM można dalej podzielić na normalne pektyny LM i pektyny amidowane LM.

1. Podstawowe parametry pektyny o niskiej zawartości metoksylu

Nazwa produktu	Pektyna o niskiej zawartości metoksylu, pektyna LM	Stopień estryfikacji	<50%
Surowce	Jabłko, cytrusy, grejpfrut, tarcza słonecznikowa itp.	Metoda przygotowania	Metoda alkaliczna, metoda enzymatyczna
Klasyfikacja	Zwykła pektyna o niskiej zawartości metoksylu, pektyna amidowana o niskiej zawartości metoksylu	Zastosowania	Dżemy o niskiej zawartości cukru, produkty mleczne, produkty piekarnicze

2. Rodzaje pektyny o niskiej zawartości metoksylu

Pektyny niskometoksylowe można dalej podzielić na zwykłe pektyny niskometoksylowe i pektyny niskometoksylowe amidowane (pektyny LMA).

3. Stabilność pektyny o niskiej zawartości metoksylu

Pektyna o niskiej zawartości metoksylu jest nieco bardziej stabilna w warunkach wyższego pH. W warunkach alkalicznych pektyny mogą ulegać deestryfikacji nawet w temperaturze pokojowej. Jeśli deestryfikacja jest przeprowadzana za pomocą amoniaku, niektóre metoksy estru metylowego są przekształcane w amino amidu. Amidowane pektyny o niskiej zawartości metoksylu mają lepsze właściwości fizyczne niż inne pektyny o niskiej zawartości metoksylu i mogą być szeroko stosowane jako środki żelujące.

4. Mechanizmy żelowania pektyny o niskiej zawartości metoksylu

4.1 Mechanizmy żelowania zwykłej pektyny o niskiej zawartości metoksylu

Mechanizm powstawania żelu pektyny niskometoksylowej jest zupełnie inny niż pektyny wysokometoksylowej. Żel jest wynikiem połączenia jonowego między grupami karboksylowymi dwóch łańcuchów cząsteczek pektyny poprzez mostek wapniowy i wspólne działanie wiązań wodorowych. Żel ten zależy od stężenia jonów wapnia w układzie i nie jest oczywisty w przypadku cukrów i kwasów.

Warunki żelowania pektyny o niskiej zawartości metoksylu: zakres pH 2-6, zawartość rozpuszczalnych substancji stałych 10%-80%, utworzony żel jest termicznie odwracalny.

Na żelowanie pektyny niskometoksylowej mają wpływ warunki estryfikacji pektyny, względna masa cząsteczkowa, zawartość wapnia, pH, inne podstawniki i szybkość chłodzenia.

Wśród nich wapń jest warunkiem koniecznym i udowodniono, że około 25 mg wapnia jest wymagane na gram pektyny niskometoksylowej. Pektyna niskometoksylowa o różnym stopniu estryfikacji ma różną aktywność wapnia.

Zależność między stopniem żelowania a stopniem estryfikacji pektyny niskometoksylowej jest odwrotna niż w przypadku pektyny wysokometoksylowej. Temperatura żelowania pektyny niskometoksylowej jest odwrotnie proporcjonalna do stopnia estryfikacji, a temperatura żelowania galaretki z pektyny niskometoksylowej ma niewielką lub żadną różnicę w stosunku do temperatury topnienia.

5. Czynniki wpływające na wytrzymałość żeli o niskiej zawartości pektyny metoksylowej

5.1 Jakość pektyny

Dzięki wysokiej jakości molekularnej strefa wiązania modelu "pudełka na jajka" może być łatwo formowana, a jakość tworzenia żelu jest dobra.

5.2 Wartość DE i wartość DA pektyny

Jeśli wartość DE wzrasta, temperatura tworzenia żelu spada; Jeśli wartość DA wzrasta, temperatura tworzenia żelu również wzrasta. Jeśli jednak wartość DA jest tak wysoka, że temperatura żelowania jest wyższa niż temperatura wrzenia układu, spowoduje to, że układ natychmiast utworzy żel wstępny.

5.3 Zawartość pektyn

Jeśli zawartość zwiększy się, wytrzymałość żelu i temperatura żelu wzrosną, ale zbyt wysoka doprowadzi do powstania żelu wstępnego, przez co wytrzymałość żelu zostanie zmniejszona.

5.4 Stężenie jonów wapnia

W przypadku niektórych pektyn o wartościach DE i DA, przed osiągnięciem optymalnej wytrzymałości żelu, stężenie jonów wapnia wzrasta, a wytrzymałość żelu i temperatura żelu wzrastają; Po osiągnięciu optymalnej wytrzymałości żelu, stężenie jonów wapnia nadal rośnie, a wytrzymałość żelu zaczyna stawać się krucha i słaba, a na koniec tworzy preżel.

5.5 Chelator jonów wapnia

Dodanie lub obecność polifosforanu, cytrynianu itp., które mogą chelatować jony wapnia w systemie, może zmniejszyć efektywne stężenie jonów wapnia, zmniejszając w ten sposób ryzyko tworzenia się preżelu, zwłaszcza gdy zawartość ciał stałych w systemie jest wysoka.

5.6 Zawartość rozpuszczalnych substancji stałych

Gdy zawartość wzrasta, wytrzymałość żelu wzrasta, a temperatura tworzenia żelu wzrasta, ale zbyt wysoka prowadzi do tworzenia się preżelu.

5.7 Rodzaje rozpuszczalnych substancji stałych

Different substances affect the ability of pectin to bind calcium ions to different degrees. Under the fixed conditions of pH=3.0, solids content=31% and calcium ions content of 20mg/g pectin, for example, the magnitude of gel strength is decoction sugar>42DE glucose syrup>high fructose syrup>sorbitol, respectively. The sensitivity of different solids species to the calcium ions that produce pregel also all differ.

5.8 System pH

Wartość pH może mieścić się w zakresie 2,6-6,8. Wzrost pH wymaga większej ilości pektyny lub jonów wapnia, aby utworzyć żel tej samej jakości; Wzrost pH powoduje niższą temperaturę tworzenia żelu.

5.9 Metoda użycia

Jeśli roztwór jonów wapnia zostanie dodany do roztworu pektyny, który jest niższy niż temperatura tworzenia żelu, spowoduje to natychmiastowe utworzenie żelu wstępnego.

Roztwór jonów wapnia należy dodawać w bardziej rozcieńczonej formie, w przeciwnym razie doprowadzi to do lokalnego tworzenia się preżelu lub lokalnego zjawiska nieżelowania.

Jeśli stosowane są sole wapnia, które mogą być rozpuszczane tylko powoli, tworzenie się żelu i jego wytrzymałość mogą być zwiększone w czasie.

Żele utworzone przez pektynę niskometoksylową, zwłaszcza pektynę amidowaną, są żelami odwracalnymi termicznie. Jeśli wartość DE jest wysoka, a zawartość substancji stałych jest wysoka, utworzone żele będą miały również lepszą stabilność termiczną.

Pektyna o niskiej zawartości metoksylu ma dobrą tiksotropię, a żel można pompować za pomocą siły ścinającej, szczególnie w przypadku produkcji jogurtu o konsystencji pulpy.

Przy niskiej zawartości substancji stałych (20%), CMC lub mączka chleba świętojańskiego połączone z pektyną o niskiej zawartości metoksylu mogą poprawić organizację żelu. Guma ksantanowa połączona z pektyną zmniejsza organizację żelu.

6. Metoda przygotowania pektyny o niskiej zawartości metoksylu

Produkcja pektyny jest zwykle ekstrahowana gorącą wodą o niskiej wartości kwasowej i zasadowej, a gdy produkowana jest pektyna w proszku, jest ona suszona i sproszkowana po wytrąceniu alkoholami, a ekstrahowana pektyna jest pektyną HM.

Jeśli deestryfikację przeprowadza się w warunkach kwaśnych lub zasadowych, można wytworzyć pektynę LM, a różne rodzaje pektyn można uzyskać poprzez zmianę warunków ekstrakcji lub deestryfikacji.

6.1 Metoda alkaliczna

Umieść koncentrat pektyny w naczyniu ze stali nierdzewnej, dodaj wodorotlenek amonu, aby dostosować pH do 10,5 i utrzymuj go w stałej temperaturze 15 ℃ przez 3 godziny. Następnie dodać równą objętość alkoholu 95% i odpowiednią ilość kwasu solnego, aby obniżyć pH do około 5.

Po wymieszaniu odstawić na 1 godzinę, odfiltrować wytrąconą pektynę, wycisnąć do sucha, a następnie przemyć alkoholem 50% i 95% odpowiednio 1 raz, wycisnąć do sucha i rozłożyć na blasze do pieczenia, wysuszyć w suszarce próżniowej w temperaturze 65 ℃, wyjąć i zmielić na drobno, zapakować, aby uzyskać gotowy produkt.

Wydajność wynosi około 90% ilości pektyny.

6.2 Metoda enzymatyczna

Metoda enzymatyczna polega na ekstrakcji pektyny o niskiej zawartości metoksy pektyny metodą odtłuszczania lipazą.

W porównaniu z tradycyjnymi metodami alkalicznymi i kwasowymi, ma zalety łatwej kontroli procesu, wysokiej jakości produktu, oszczędności energii i redukcji kosztów.

Przepływ procesu Surowce → kruszenie → mycie → odtłuszczanie → ekstrakcja gumy → filtrowanie → wytrącanie → filtrowanie → odsalanie mycie alkoholu → filtrowanie → suszenie → kruszenie → produkt końcowy.

7. Zastosowania pektyny o niskiej zawartości metoksylu

Pektyna o niskiej zawartości metoksylu jest używana w szerokim zakresie zastosowań, takich jak dżemy o niskiej zawartości cukru, produkty mleczne, produkty piekarnicze, pektyny lustrzane i jogurty.

Zawartość substancji stałych musi być mniejsza niż 60%, a produkt musi zawierać wapń lub inne jony metali w celu utworzenia końcowego żelu.

Pektyna o niskiej zawartości metoksylu jest stosowana w systemach o pH = 2,6-6,8, zawartości substancji stałych powyżej 10% i obecności jonów wapnia (co najmniej 15 mg / g pektyny), głównie do dżemów o niskiej zawartości cukru, baz pulpy jogurtowej, cukierków żelowych, słodyczy, glazur do wypieków itp.

Wybór pektyny do konkretnego zastosowania zależy całkowicie od warunków systemu, kosztów produkcji i wymagań dotyczących produktu.

Pektyna amidowana ma większą wszechstronność niż zwykła pektyna niskometoksylowa.

Zasadniczo pektyna powinna być rozpuszczona w czystej wodzie przed zmieszaniem z innymi substancjami pomocniczymi.

Czyste roztwory pektyn mają niską lepkość i są płynami newtonowskimi. Ogólne zastosowanie pektyny w dżemach lub galaretkach waha się od 0,3% (pektyna o wysokiej zawartości metoksylu, około 65% rozpuszczalnych substancji stałych) do 0,7% (pektyna amidowana lub o niskiej zawartości metoksylu, około 35% rozpuszczalnych substancji stałych).

Ogólnie High Methoxyl Pectin does not form gels above pH 3.5; Low Methoxyl Pectin does not form gels after pH > 6.5.

Z natury i funkcji pektyny wiadomo, że każda zmiana warunków systemu wpłynie na wykorzystanie efektu, jeśli tworzenie się preżelu nie tylko zwiększy koszty produkcji, ale także obniży jakość produktu, zmiana innych czynników może również spowodować zanik zjawiska preżelu.

Żywność	Funkcja	Preferowany typ	Powód wyboru	Stężenie aplikacji/%
Niski poziom cząstek stałych (zawiesina <55%)	Środek żelujący	Amidowana pektyna	Żelowanie bez dodawania soli wapnia	0.4-1.0
Miękka cukrowa galaretka spożywcza o naturalnym smaku	Środek żelujący	Pektyna hydrolizowana kwasem (stosowana w połączeniu ze skrobią)	Niedźwiedzie o wysokiej zawartości rozpuszczalnych substancji stałych (76%-78%)	1.0-2.0
Gorący, odwracalny lukier z galaretki chlebowej	Środek żelujący	Amidowana pektyna	Żele w nieco szerszym zakresie rozpuszczalnych substancji stałych	1.0-2.0
Żelowane produkty z kwaśnego mleka krowiego	Środek żelujący	Amidowana pektyna		0.5-1.0
Owoce w puszkach do przygotowania owocowych słodyczy maślanych	Środek żelujący	Amidowana lub hydrolizowana kwasem pektyna	Konieczność dodawania maślanki do produktów owocowych w celu kontrolowania efektu żelowania	0.8-1.2
Budyń instant w proszku	Środek żelujący	Amidowana pektyna	Wymaga szybkiego rozpuszczania w wodzie i szybkiego żelowania po dodaniu maślanki.	0.8-1.2
Syrop na bazie gotowego do spożycia budyniu czekoladowego lub waniliowego	Środek żelujący	Amidowana pektyna	Syrop nie musi być zbyt gęsty, musi mieć neutralne pH z maślanką dla szybkiego żelowania.	0.8-1.2