펙틴

Pectin
펙텐(생물학), 펙텐 오큘리 또는 펙텐(바이벌브)과 혼동하지 마십시오.
감귤류 열매에서 추출한 상업용 펙틴 분말.

펙틴(Pectin, 고대 그리스어: ηκikikikikikēē ktikos, congeed, curged)[1]은 육지 식물의 1차, 중간 층 및 세포벽에 포함된 구조 산성 헤테로 다당류이다.그것의 주성분은 갈락토스에서 유래한 당산인 갈락투론산이다.그것은 헨리 브라코노에 [2][3]의해 1825년에 처음 분리되고 기술되었다.주로 감귤류에서 추출한 흰색에서 연한 갈색 분말로 상업적으로 생산되며, 식품, 특히 잼이나 젤리 등에 젤리제로 사용됩니다.또한 디저트 충전재, 의약품, 사탕, 과일 주스와 우유 음료의 안정제, 식이 섬유 공급원으로도 사용됩니다.

생물학

식물생물학에서 펙틴은 대부분의 1차 세포벽에 존재하며 육생 식물의 [4]비목질 부분에 특히 풍부한 복합 다당류 집합으로 구성됩니다.펙틴은 세포를 함께 결합하는 것을 돕는 중간 층의 주요 성분이지만, 1차 세포벽에서도 발견됩니다.펙틴은 골지 [5]내에서 생성된 소포를 통해 세포벽에 세포외로 퇴적된다.

펙틴의 양, 구조 및 화학적 조성은 식물마다, 식물 내, 그리고 식물의 다양한 부분에서 다르다.펙틴은 1차 세포벽 확장과 식물 [6]성장을 가능하게 하는 중요한 세포벽 다당류이다.과일이 숙성되는 동안 펙틴은 펙티나아제 및 펙틴에스테라아제 효소에 의해 분해되는데, 이 과정에서 중간 층이 분해되고 세포가 서로 [7]분리되면서 과일이 부드러워진다.낙엽성 식물의 [citation needed]잎자루 탈락부에서도 펙틴 분해에 의한 세포분리의 유사한 과정이 일어난다.

펙틴은 인간의 식단에서 자연스러운 부분이지만 영양에는 크게 기여하지 않습니다.과일과 채소의 펙틴 하루 섭취량은 하루 약 500g의 과일과 채소를 섭취할 경우 약 5g으로 추정할 수 있다.

사람의 소화에서 펙틴은 소화관의 콜레스테롤과 결합하고 탄수화물을 포획함으로써 포도당 흡수를 늦춘다.펙틴은 수용성 식이섬유이다.비 당뇨병(NOD) 마우스에서는 펙틴이 [8]당뇨병 발병률을 증가시키는 것으로 나타났다.

연구 결과에 따르면 과일 섭취 [9]후 대장 내 천연 펙틴(메틸알코올로 에스테르화)의 분해로 인체 내 메탄올 농도가 최대 수준까지 증가했다.

펙틴은 보통 사막 [10]식물인 몇몇 종류의 식물 씨앗의 DNA를 복구하는 기능을 가지고 있는 것으로 관찰되었습니다.펙틴이 풍부한 펙틴질 표면 박피는 이슬을 머금은 점액층을 형성해 세포가 DNA를 [11]복구하는 데 도움을 준다.

펙틴의 섭취는 혈중 LDL 콜레스테롤 수치를 약간 감소시키는 것으로 나타났다.효과는 펙틴의 공급원에 따라 달라지는데, 사과와 감귤류 펙틴이 오렌지 펄프 섬유 [12]펙틴보다 더 효과적이었다.이 메커니즘은 장내 점도의 증가로 [13]인해 담즙이나 음식에서 콜레스테롤의 흡수가 감소하는 것으로 보인다.대장과 대장에서는 미생물이 펙틴을 분해하고 건강에 긍정적인 영향을 미치는 짧은 사슬 지방산을 방출한다.[14]

화학

갈락투론산

또한 펙틴 다당류로 알려진 펙틴은 갈락투론산이 풍부합니다.펙틱 그룹 내에서 몇 가지 다른 다당류가 확인되고 특징지어졌다.호모갈락투론산은 α-(1~4)-결합 D-갈락투론산의 선형 [15]사슬이다.치환된 갈락투론산은 D-갈락투론산 [15][16]잔기의 골격에서 분기하는 당류 부가제 잔기(자일로갈락투론산 및 apiogalacturonan의 각각의 경우 D-xylos 또는 D-apiose 등)가 존재하는 것이 특징이다.Rhamnogalacturonan I 펙틴(RG-I)은 반복 이당류의 골격을 포함한다. 4)-α-D-갈락투론산-(1,2)-α-L-람노스-(1) 많은 Rhamnose 잔기 중 다양한 중성당 분지의 측쇄.중성당은 주로 D-갈락토스, L-아라비노스, D-xylos이며 중성당의 종류와 비율은 펙틴의 [15][16][17]기원에 따라 다르다.

펙틴의 또 다른 구조적 유형은 rhamnogalacturonan II(RG-II)로, 덜 빈번하고 복잡하며 고도로 분기된 다당류이다.[18]Rhamnogalacturonan II 골격은 D-galacturonic [16]acid 단위로만 만들어지기 때문에 Rhamnogalacturonan II는 치환된 Galacturonans 그룹 내의 일부 저자에 의해 분류된다.

분리된 펙틴은 전형적으로 60,000–130,000 g/mol의 분자량을 가지며, 기원 및 추출 [citation needed]조건에 따라 다르다.

자연에서, 갈락투론산의 카르복실기의 약 80%는 메탄올에 의해 에스테르화된다.이 비율은 펙틴 추출 시 다양한 정도로 감소한다.펙틴은 고메톡시 펙틴 대 저메톡시 펙틴(짧은 HM-펙틴 대 LM-펙틴)으로 분류되며, 전체 갈락투론산의 절반 이상이 에스테르화된다.[19]에스테르화된 갈락투론산과 에스테르화되지 않은 갈락투론산의 비율은 식품 어플리케이션에서 펙틴의 행동을 결정한다 - HM-펙틴은 높은 당 농도의 존재 하에서 산성 조건 하에서 겔을 형성할 수 있는 반면, LM-펙틴은 이상적인2+ '계란 상자' 모델에 따라 2가 c, 특히 Ca와의 상호작용에 의해 겔을 형성한다.이온 브릿지는 칼슘 이온과 [20][21][19]갈락투론산의 이온화된 카르복실기 사이에 형성된다.

용해성 고형분 함량이 60%를 넘고 pH값이 2.8~3.6인 고에스테르/고메톡시펙틴에서는 수소결합과 소수성 상호작용이 개별 펙틴 사슬을 결합시킨다.이러한 결합은 물이 설탕에 의해 결합되고 펙틴 가닥들이 서로 붙도록 강요하면서 형성된다.이것들은 고분자 겔을 생성하는 3차원 분자망을 형성합니다.겔화 메커니즘은 저수활성 겔 또는 당산 펙틴 [citation needed]겔이라고 불립니다.

저에스테르/저메톡시 펙틴은 겔을 형성하기 위해 칼슘을 필요로 하지만, 고에스테르 펙틴보다 낮은 용해성 고형분과 높은 pH-값에서 그렇게 할 수 있다.일반적으로 저에스테르 펙틴은 pH 범위가 2.6~7.0이고 수용성 고형분 함량이 10~70%[citation needed]인 겔을 형성합니다.

에스테르화되지 않은 갈락투론산 단위는 유리산(카르복실기) 또는 나트륨, 칼륨 또는 칼슘이 포함된 소금일 수 있습니다.부분적으로 에스테르화된 펙틴의 염류를 펙타이트라고 하며, 에스테르화 정도가 5% 미만일 경우 펙타이트, 불용성 산 형태인 [citation needed]펙트산이라고 한다.

사탕무, 감자, 배와 같은 몇몇 식물들은 메틸 에스테르 외에 아세틸화된 갈락투론산을 가진 펙틴을 함유하고 있다.아세틸화는 겔 형성을 방지하지만 펙틴의 안정화 및 유화 효과를 증가시킨다.

아미드화 펙틴은 변형된 형태의 펙틴이다.여기서 갈락투론산 중 일부는 암모니아에 의해 카르본산아미드로 변환된다.이 펙틴들은 사용 [22]중에 발생하는 다양한 칼슘 농도에 더 잘 견딘다.

펙틴겔을 만들기 위해 성분을 가열하여 펙틴을 용해시킨다.겔화 온도 이하로 냉각되면 젤이 형성되기 시작합니다.겔 형성이 너무 강하면 시네레시스나 입상 텍스처가 생기지만, 약한 겔은 지나치게 부드러운 겔로 이어집니다.

아미드화 펙틴은 저에스테르 펙틴처럼 행동하지만 칼슘이 덜 필요하고 과도한 칼슘에 더 내성이 있습니다.또, 아미드화된 펙틴의 겔은 열가역성이 있어 가열 후 다시 고화할 수 있지만, 종래의 펙틴 겔은 그 후 [citation needed]액체가 된다.

고에스테르 펙틴은 저에스테르 펙틴보다 높은 온도로 설정됩니다.그러나 칼슘과의 겔화 반응은 에스테르화 정도가 떨어짐에 따라 증가한다.마찬가지로 pH 값이 낮거나 용해성 고형분(일반적으로 설탕)이 높을수록 겔화 속도가 빨라집니다.따라서 잼과 젤리 또는 당도가 높은 과자 젤리에 [citation needed]적합한 펙틴을 선택할 수 있습니다.

소스 및 생산

배, 사과, 구아바, 모과, 자두, 구스베리, 그리고 오렌지와 다른 감귤류 과일들은 많은 양의 펙틴을 함유하고 있는 반면, 체리, 포도, 딸기와 같은 부드러운 과일들은 소량의 펙틴을 함유하고 있다.

신선한 과일과 야채의 일반적인 펙틴 수준은 다음과 같습니다.

  • 사과, 1–1.5%
  • 살구는 1%
  • 버찌, 0.4%
  • 귤, 0.5–3.5%
  • 당근은 1.4%
  • 감귤류 껍질, 30%
  • 장미의 열매, 15%[23]

펙틴 생산의 주요 재료 마른 감귤류 껍질이나 사과 찌꺼기., 쥬스 생산 공장의 부산물.퍼미스 사탕무로부터 또한 작은 정도로 사용된다.

이러한 자료들을 바탕으로, 펙틴 1.5– 3.5에서 pH-values에서 뜨거운 희석하다 산을 첨가하여. 추출의 몇시간 동안 추출한, 프로토 펙틴과 해결책으로 가는 어떤 그 분기와 연쇄 길이를 잃고 있다.필터링 이후, 그 추출물이 진공에 펙틴 후 에탄올 또는 isopropanol를 추가함으로써 촉발되었다 집중되고 있다.알루미늄 염류와 펙틴 촉발의 오랜 기술 더 이상( 떨어져 술과 다기능의 양이온들에서, 펙틴 또한 단백질과 세제를 촉진하는 것)사용된다.

Alcohol-precipitated 펙틴, 씻은 뒤에는 말린 분리되어 있다.희석된 산성을 초기 펙틴 대우하는 것low-esterified pectins으로 이어진다.이 과정 수산화 암모늄(NH3(aq))를 포함하는,amidated pectins 가져옵니다.그리고 제분 말린 후에, 펙틴은 보통 설탕, 그리고 때때로 칼슘 소금이나 유기산, 특정 응용 프로그램 성능 최적화하도록 standardised[해명 필요한] 있다.[24]

사용하다

펙틴의 주요 용도는 식품 내 겔화제, 증점제 및 안정제입니다.전통적인 응용법은 젤리와 같은 일관성을 잼이나 마멀레이드에 부여하는데, 그렇지 않으면 달콤한 주스가 될 것이다.펙틴은 또한 잼과 마멀레이드의 시네리시스를 감소시키고 저열량 잼의 겔 강도를 증가시킨다.가정용 펙틴은 pH를 조절하기 위해 설탕과 약간의 구연산으로 적절한 농도로 희석되는 겔화 설탕의 성분이다.일부 국가에서는 펙틴이 가정용 잼 제조를 위한 용액이나 추출물 또는 혼합 분말로도 이용 가능하다.

설탕과 수용성 과일 고형분을 60% 이상 함유한 기존 잼 및 마멀레이드에는 고에스테르 펙틴을 사용한다.저에스테르 펙틴과 아미드화 펙틴은 당분이 적게 필요하기 때문에 다이어트 제품을 만들 수 있습니다.대만에서는 전통적으로 아이유 종자의 물 추출물이 아이유 젤리를 만드는데 사용되며, 아이유 젤리는 씨앗의 에스테르 펙틴이 적고 [19]물의 양이온이 2가이기 때문에 가열되지 않고 젤이 된다.

펙틴은 좋은 젤 구조, 깨끗한 한 입, 좋은 향미 방출을 제공하기 위해 과자 젤리에 사용된다.또한 펙틴은 요구르트 음료와 같은 산성 단백질 음료를 안정시키는 데 사용될 수 있으며, 주스 기반 음료의 입감 [25]및 과육 안정성을 향상시키고 구운 제품의 지방 대체물로 사용될 수 있습니다.식품 첨가물로 사용되는 펙틴의 일반적인 수치는 0.5에서 1.0% 사이입니다 – 이것은 신선한 과일과 [26]거의 같은 양입니다.

의학에서 펙틴은 점도와 변량을 증가시켜 변비 및 설사에 사용된다.2002년까지 카오펙테이트는 카올리네이트와 함께 설사를 억제하는 약으로 주요 성분 중 하나였다.생물학적 시스템에서 [27]완만한 중금속을 제거하는 데 사용되어 왔습니다.펙틴은 또한 탈진제로 목구멍 로젠지에 사용된다.

화장품에서 펙틴은 안정제 역할을 한다.펙틴은 또한 상처 치료제 및 대장 절제 장치와 같은 특수 의료용 접착제에도 사용됩니다.

Sriamornsak은[28] 펙틴의 중독성과 저비용에 따라 다양한 경구 약물 전달 플랫폼(예: 통제된 방출 시스템, 위장관찰 시스템, 대장 특정 전달 시스템 및 점액 접착제 전달 시스템)에서 펙틴을 사용할 수 있다고 밝혔다.분자 크기와 화학 조성의 차이로 인해 다른 원천에서 추출된 펙틴이 다른 겔화 능력을 제공한다는 것이 발견되었다.다른 천연 고분자와 마찬가지로 펙틴의 주요 문제는 샘플 간의 재현성의 불일치이며, 이는 약물 전달 특성에서 재현성을 저하시킬 수 있다.

반추동물의 영양학에서, 세포벽의 갈기질 정도에 따라, 펙틴은 박테리아 효소에 의해 최대 90%까지 소화된다.반추동물 영양학자들은 사료에서 펙틴 농도를 높임으로써 사료에서의 소화능력과 에너지 집중도를 향상시킬 것을 권고한다.

시가에서 펙틴은 식물성 접착제의 훌륭한 대체물로 여겨지고 많은 시가 흡연자와 수집가들은 시가의 손상된 담배 잎을 수리하기 위해 펙틴을 사용합니다.

Yablokov et al., 체르노빌에서 쓴 글: 우크라이나 방사선의학센터와 벨라루스 방사선의학 및 내분비학연구소가 실시한 연구를 인용, 펙틴의 방사능 방호효과에 대해 "체르노빌에 오염된 주민들의 음식에 펙틴 제제를 첨가하는 것"이라고 결론지었다.세슘-137과 같은 통합 방사성핵종의 효과적인 배설을 촉진한다.저자들은 심각한 오염 지역의 어린이들을 대상으로 수행된 많은 임상 연구에서 펙틴 식품 첨가물 제제의 사용에 대한 긍정적인 결과를 보고했으며 대조군에 [29]비해 최대 50% 개선되었다.

제2차 세계대전 중 연합군 조종사들은 탈출과 탈출을 위한 항해를 위해 비단으로 인쇄된 지도를 제공받았다.인쇄 과정은 몇 개의 잉크 층이 즉시 실행되어 윤곽이 흐려지고 지명을 읽을 수 없게 만들었기 때문에 처음에는 거의 불가능했다. 지도의 발명자인 클레이튼 허튼은 잉크와 약간의 펙틴을 섞었고 즉시 펙틴이 잉크를 응고시켜 작은 지형적 특징을 가능하게 했다.잘 [30]보이도록 말이야

법적 상태

식품첨가물에 관한 FAO/WHO 합동 전문가 위원회 보고서와 유럽연합에서는 펙틴이 [31]안전하다고 간주되기 때문에 수치적으로 허용되는 일일 섭취량(ADI)이 정해지지 않았다.

미국에서는 펙틴이 일반적으로 인간의 섭취에 안전한 것으로 알려져 있다.

International Numbering System(INS; 국제번호체계)에서 펙틴은 440이라는 번호를 가지고 있다.유럽에서 펙틴은 비아미드 펙틴의 경우 E440(i), 아미드 펙틴의 경우 E440(ii)로 분화된다.품질을 정의하고 사용을 규제하는 모든 국가 및 국제 법률에는 규격이 있습니다.

역사

펙틴은 헨리 브라코노에 의해 1825년에 처음 분리되고 기술되었지만, 잼과 마멀레이드를 만드는 펙틴의 작용은 오래 전에 알려져 있었다.품질이 낮은 펙틴이 거의 없는 과일이나 그 추출물을 잘 짜여진 잼을 얻기 위해 레시피에 펙틴이 풍부한 과일이나 그 추출물을 섞었다.

산업 혁명 동안 과일 보존제 제조자들은 펙틴을 추출하기 위해 요리된 말린 사과 포마스를 얻기 위해 사과 주스 생산자들에게 의지했다.이후 1920년대와 1930년대에 미국과 유럽에서 사과 주스를 생산하는 지역에 말린 사과 포마스와 나중에는 감귤 껍질에서 펙틴을 상업적으로 추출하는 공장이 세워졌다.

펙틴은 처음에는 액체 추출물로 판매되었지만, 지금은 액체보다 저장과 [32]취급이 용이한 건조 분말로 가장 많이 사용된다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크