نقش و تأثیر مولکول پکتین در عصاره میوه ها

همانطور که در نوشته “شناختی بر عصاره میوه” توضیح داده شد؛ میوه ها غالبا حاوی مقادیر زیادی از پکتینها بوده که عمل استخراج عصاره و فیلتر نمودن را مشکل میسازد و در نتیجه به عصاره نهایی حالت شیره یا ژل مانند میبخشد، بنابراین این پکتینها میباید از بین بروند.

به زبان ساده یک مولکول پکتین شامل تقریبا ۱۰۰ جزء اسید-D-گالاکتورونیک میباشد که توسط اتصالات گلیوکوسیدیک به یکدیگر متصلند. یک انتهای مولکول دارای خاصیت احیاکنندگی است.

برحسب گیاهی که میوه از آن به دست می آید درصد متغیری از گروههای کربوکسیل موجود توسط متانول استری میشوند. زمانی که این نسبت از ۵۰ درصد بیشتر باشد پکتین شدیدا استری شده و هنگامی که نسبت کمتر از این باشد بخشی استری شده نام میگیرد. حلالیت در آب با استری شدن کاهش می یابد. زمانی که میزان استرها کمتر از یک درصد باشد، (اسید پکتیک یا اسید پلی گالاکتورونیک) فقط نمکهای فلزات قلیایی آن محلولند.

گروههای الکلی استری شده با اسید استیک نیز حائز اهمیت هستند. خصوصا در پکتینهای مربوط به چغندر و گلابی پکتین در بافتهای گیاهی غالبا به صورت پروتوپکتین در لاملای میانی موجود است که مانند سیمان سلول را نگاه میدارد. در اینجا زنجیرهای اسید پلی گالاکتورونیک به صورت مولکولهای بدون شکل نامحلول در آب موجودند. مولکولهای منفرد توسط یونهای دو ظرفیتی کلسیم و منیزیم به یکدیگر متصل شده اند.

در خود مولکول پکتین واحدهای اسید گالاکتورونیک از نظر فضایی توسط اتصالات ۱/۴ گلیکوسیدی محوری-محوری به هم وصل بوده و واحدها در زنجیر به سمت یکدیگر پیچیده اند این حالت به جذب آب و در نتیجه متورم شدن کمک نموده و همچنین خروج مواد محلول در آب را تسهیل می نماید. در حالات طبیعی جداره پروتوپلاستی سلول توسط لایه ای از آب احاطه شده است. این نکته از نظر فنی حائز اهمیت است. آنزیمها میتوانند از لایه آب عبور نموده و لاملای میانی و جداره اولیه را تخریب نمایند به عبارت دیگر به زبان زیست شناسی بافت پارانشیمی را نازک مینماید. یونهای کلسیم میتوانند جهت استحکام بخشیدن به بافت وارد شوند.

هرقدر تعداد اتصالات جانبی در پروتوپکتین در لاملای میانی و یا در جدار اولیه سلول بیشتر باشد بافت گیاهی محکمتر است. پکتینهای طبیعی به سادگی توسط فرایندهای فنی قابل تغییرند.

پکتین استرازها (PE) هیدرولازهائی اند که استرهای متیل اسیدهای پلی گالاکتورونیک را میشکنند و تقریبا در همه گیاهان Higher Plants حضور دارند. هرچند آنزیمهای دپلیمریزه کننده پکتین یا پکتین گلیکوسیدازها (PG) فقط در برخی از قسمتهای گیاهی موجودند. اثر PG یا PE بر روی محصولات تهیه شده از گیاهان تازه یا بخشهایی از گیاهان (میوه ها) در منابع تکنولوژی غذایی به تفصیل توصیف گردیده است.

یکی از موارد شناخته شده اثر کنترل نشده PE در تهیه آب پرتقال (عصاره پرتقال) است که در آن ژلها خصوصا در تغلیظ شده ها، در شرایط خاص قابل شکل گیری اند و این به علت نزدیک بودن ذرات به یکدیگر منجر به رسوب نمودن مواد معلق میگردد. هر چند اگر به PE پرتقال اجازه داده شود برای مدت زمانی بر روی آب میوه استخراج شده با فشردن، همراه با افزودن همزمان مقدار کمی از نمکهای کلسیم (و خرد نمودن بسیار ریز گوشت میوه) عمل نماید و سپس تخریب کامل همه آنزیمها با حرارت دادن انجام شود، پایدارسازی سوسپانسیون و توزیع یکنواخت ذرات جامد معلق ممکن بوده و عصاره حتی برای سالها پایدار میماند.

PE یا پکتین داستری شده همچنین برای شفاف سازی عصاره آب لیمو به کار میرود.

آنزیمها برای افزایش بازدهی آب میوه خصوصا در میوه های غنی از پکتین مانند Blackcurrants، گیلاس و انگور قرمز به کار گرفته میشوند. این میوه ها هم PE و هم PG را دارا هستند. بازده بالاتر از آنتوسیان در پیگمانها که در حالت طبیعی به پکتینها متصلند، خصوصا در میوه های قرمز، دارای اهمیت است.

هیدرولیز گروه استری توسط PE اختصاصی برای هر گیاه در روشهای توصیف شده با استفاده از روشهای منعکس در DAB.6، Ph.Helv.V، USPXX-NFXV صورت میگیرد و در نتیجه اسید پکتیک آزاد تولید میشود. هرچند پکتیناز (یک مخلوط تجارتی PE و PG) نوارهای اسید پلی گالاکتورونیک را دپلیمریزه مینماید مانند آنچه که در روش توصیف شده در BP80 و Ph.Dan. 48 آمده است. این مورد حائز اهمیت است زیرا اسید گالاکتورونیک باقیمانده پس از روش اول در اثر افزودن یونهای منیزیوم و کلسیم تولید پکتینهای کم محلول و سخت قابل فیلتر شدن را ایجاد مینماید.

PG و PE ها به طور عمده از محیط کشت قارچهایی چون آسپرژیلوس نیجر آ. اوریزا آ. ارلیجی آ. ونتی، پنی سیلیوم کرسیوژنوم، بوتریتیس سینرا و غیره به دست می آیند مقدار و ترکیب آنزیمهای پکتولیتیک به دست آمده و از هرگونه قارچ به شرایط کشت و خصوصا به نوع و غلظت پکتینهای موجود در سوبسترا وابسته است. به طور مثال نوعی از PG به طور تجارتی در دسترس است که در اثر افزودن به پکتین بخشی استری شده، ترجیحا پروتوپکتینهای نامحلول را میشکند و به طور جزئی به پکتینهای محلول شدیدا استری شده حمله مینماید. این هیدرولیز ترجیح داده شده سیمان پرتوپکتین در لاملای میانی، منجر به تخریب سریع اغلب اتصالاتی میگردد که سلول و بافت پارانشیمی را کنار هم نگاه میدارد. شیره یا شیره تغلیظ شده و عصاره های کدر با کیفیت عالی به این ترتیب از مواد اولیه رنگبری شده مانند هویج، گوجه فرنگی، سیب، سایر سبزیجات و میوه ها قابل تهیه اند.

حفاظت آب یا عصاره میوه ها یا توسط استریل نمودن با بخار در بطری نهایی بسته بندی شده یا توسط فیلتر نمودن استریل و پر نمودن در شرایط تمیز (Aseptic) در بطریهای از قبل استریل شده صورت میگیرد. اسید سوربیک، بنزوئیک یا فرمیک (یا نمکهای آنان) و سایر محافظت کنند های مجاز غالبا استفاده میشوند. در مواردی که آب میوه های تازه بلافاصله پس از تهیه تغلیظ شوند چنین افزودنیهایی غیر ضروری میشوند زیرا محلولهای غلیظ قندی ایجاد مقدار aw پایین مینماید که مانع رشد میکروبی میگردد.