PEKTİNLER

Pektinler bir pentoz, bir poliol ve bir hidroksialdehittir.
Pektinler, galakturonik asit bakımından zengin, karmaşık bir yapıya ve fonksiyona sahip bir polisakkarittir.
Pektinler, kaba veya ince, sarımsı beyaz, kokusuz ve mukuslu bir tada sahip toz halinde bulunur.

CAS: 9000-69-5
MF: C6H12O6
EINECS: 232-553-0

Eş anlamlılar
ÖZEL GIDA SINIFI ELMA PEKTİNİ; GIDA SINIFI ELMA PEKTİNİ; USP ELMA PEKTİNİ; USP YAVAŞ SETLENEN TURUNÇGİL PEKTİNİ; Polihalatikronik asit; POLİ-D-GALAKTURONİK ASİT METİL ESTER; POLİGALAKTURONİK ASİT METİL ESTER; KISMEN METOKSİLELENMİŞ POLİGALAKTURONİK ASİT

Pektinler, karasal bitkilerin hücre duvarlarında ve orta lamellerinde bulunan yapısal bir polimer olan heteropolisakkaritlerdir.
Pektinlerin ana kimyasal bileşeni, 1825 yılında Henri Braconnot tarafından izole edilip tanımlanan galakturonik asittir (galaktozdan türetilen bir şeker asidi).
Ticari olarak üretilen pektinler, özellikle reçel ve jölelerde, tatlı dolgularında, ilaçlarda ve şekerlemelerde yenilebilir bir jelleştirici madde olarak; meyve sularında ve sütlü içeceklerde gıda stabilizatörü olarak; ve diyet lifi kaynağı olarak kullanılmak üzere turunçgillerden elde edilen beyazdan açık kahverengiye kadar değişen bir tozdur.

Biyoloji
Doğal olarak bulunma
Armut, elma, guava, ayva, erik, bektaşi üzümü ve portakal gibi turunçgiller büyük miktarda pektin içerirken, kiraz, üzüm ve çilek gibi yumuşak meyveler az miktarda pektin içerir.
Taze meyve ve sebzelerdeki tipik pektin seviyeleri şunlardır:

Elma, %1–1,5
Kayısı, %1
Kiraz, %0,4
Portakal, %0,5–3,5
Havuç, %1,4
Turunçgil kabukları, %30
Kuşburnu, %15

Pektinler, bitkinin birincil hücre duvarlarında bulunan ve karasal bitkilerin yeşil kısımlarında bol miktarda bulunan karmaşık polisakkaritlerden oluşur.
Pektinler, hücreleri birbirine bağlayan orta lamellanın ana bileşenidir.
Pektinler, Golgi aygıtında üretilen veziküller yoluyla ekzositoz yoluyla hücre duvarına bırakılır.
Pektinlerin miktarı, yapısı ve kimyasal bileşimi bitkiler arasında, bir bitki içinde zaman içinde ve bitkinin çeşitli kısımlarında farklılık gösterir.
Pektinler, birincil hücre duvarının uzamasını ve bitki büyümesini sağlayan önemli bir hücre duvarı polisakkaritidir.
Meyve olgunlaşması sırasında, pektinler pektinaz ve pektinesteraz enzimleri tarafından parçalanır; bu süreçte orta lameller parçalanır ve hücreler birbirinden ayrılırken meyve yumuşar.
Pektinlerin parçalanmasından kaynaklanan benzer bir hücre ayrılma süreci, yaprak döken bitkilerin yaprak saplarının dökülme bölgesinde de meydana gelir.

İnsan beslenmesi
Pektinler insan diyetinin doğal bir parçasıdır ve ince bağırsakta sindirilmemesine rağmen kalın bağırsakta fermente edilir.
Pektinler, genel L-12 kolesterol seviyelerini düşürmenin yanı sıra yemek sonrası glikoz seviyelerini düşürmede de olumlu bir etkiye sahiptir.
Günde yaklaşık 500 g meyve ve sebze tüketilmesi durumunda, meyve ve sebzelerden alınan günlük pektin miktarının yaklaşık 5 g olduğu tahmin edilebilir.
İnsan sindiriminde pektin, gastrointestinal sistemde kolesterole bağlanır ve karbonhidratları hapsederek glikoz emilimini yavaşlatır.
Bu nedenle pektinler çözünür bir diyet lifidir.
Obez olmayan diyabetik (NOD) farelerde pektinin otoimmün tip 1 diyabet insidansını artırdığı gösterilmiştir.

Bir çalışma, meyve tüketiminden sonra insan vücudundaki metanol konsantrasyonunun, kolonda doğal pektinin (metanol ile esterleştirilmiş) parçalanması nedeniyle bir kat daha fazla arttığını bulmuştur.
Pektin tüketiminin kan LDL kolesterol seviyelerini hafifçe (%3-7) düşürdüğü gösterilmiştir. Etki, pektin kaynağına bağlıdır; elma ve turunçgil pektinleri, portakal posası lifi pektininden daha etkilidir.
Mekanizma, bağırsak yolunda viskozitenin artması ve bunun sonucunda safra veya gıdalardan kolesterol emiliminin azalması gibi görünmektedir.
Kalın bağırsak ve kolonda, mikroorganizmalar pektinleri parçalar ve pozitif prebiyotik etkiye sahip kısa zincirli yağ asitlerini serbest bırakır.

Kimya
Tanım ve Yapı
Pektinler, tekrarlayan birimlerinde yüksek oranda D-galakturonik asit (≈ %65) içeren bir heteropolisakkarittir.
Polimerin ana zinciri galakturonik aside ek olarak α-L-ramnoz içerdiğinden, pektinin sistematik adı ramno-galakturonik asittir.
Ramnoz birimlerinin eklenmesi, aksi takdirde doğrusal olan poli(galakturonik asit) zincirini bozarak kıvrımlar (veya "bükülmeler") oluşturur.
Pektinlerdeki birçok ramnoz birimi, arabinoz, galaktoz veya ksiloz gibi nötr şekerlerin oligomerik yan zincirlerini taşır.
Bu dallanmış bölümlere "tüylü" bölgeler, esas olarak galakturonik asitten oluşan dallanmamış kısımlara ise "düz" bölgeler denir.
Daha ayrıntılı olarak, tüylü ve pürüzsüz bölgeler (aynı pektin molekülü içinde bulunan) farklı yapısal alanlara ayrılabilir: Pürüzsüz bölgeler homogalakturonan (HG), ksilogalakturonan (XGA) ve apiogalakturonan (APGA) içerirken, tüylü bölgeler ramnogalakturonan I (RG-I) ve ramnogalakturonan II'den (RG-II) oluşur.
Poligalakturonik asidin karboksil grupları sıklıkla metanol veya asetik asit ile esterleştirilir.
Esterleştirme ve asetilasyon derecesi pektinin kaynağına bağlı olarak değişir ve kimyasal özelliklerini belirleyici bir şekilde etkiler.

Bu nedenle pektinler, esterleştirilmiş galakturonik asitlerin (metillenmiş veya asetillenmiş) toplam galakturonik asitlere oranını temsil eden metilasyon derecesine (DM) ve asetilasyon derecesine (DA) göre sınıflandırılır.
İşlevsel olarak üç tip pektin ayırt edilir:
Pektin asitleri: Metilasyon derecesi %5'ten az (DM<5)
Zayıf metillenmiş (LM) pektinler: Metilasyon derecesi %50'den az (DM<50)
Yüksek metillenmiş (HM) pektinler: Metilasyon derecesi %50'den fazla (DM>50)
Amidlenmiş pektin, değişen kalsiyum konsantrasyonlarına karşı daha yüksek tolerans gösterir.
Disülfit çapraz bağları oluşturabilen tiyolatlanmış pektin, farmasötik ve gıda uygulamaları için faydalı olan üstün jelleşme özelliklerine sahiptir.

Pektinlerin Kimyasal Özellikleri
Erime noktası: 174-180 °C (ayrışma)
Saklama sıcaklığı: Oda sıcaklığı
Çözünürlük: H2O: 0,02 g/10 mL'de çözünür, berrak ila bulanık, renksiz ila çok hafif sarı
Form: Toz
Renk: Sarı ila Açık Kahverengi
Koku: Beyaz ila sarı toz veya şuruplu konsantre, neredeyse kokusuz
Biyolojik kaynak: Bitki meyvesi (Elma)
Suda Çözünürlük: Suda çözünür.
Merck: 14,7063
Kozmetik Bileşen Fonksiyonları: BAĞLAYICI
VİSKOZİTE KONTROLÜ
EMÜLSİYON STABİLİZASYONU
Kozmetik Bileşen İncelemesi (CIR): Pektin (9000-69-5)
EPA Madde Kayıt Sistemi: Pektinler (9000-69-5)

Kullanım Alanları
Jöle ve benzeri gıda ürünlerinin hazırlanmasında: Owens vd., "Pektin ile Jelleşmeyi Etkileyen Faktörler", Doğal Bitki Hidrokolloidleri, Kimya Serisinde İlerlemeler (ACS, Washington, 1954) s. 10-15.
Pektinler, jelleşme özellikleri nedeniyle kozmetik preparatlarda koyulaştırıcı madde olarak kullanılır.
Pektinler yatıştırıcı ve hafif asidiktir ve elmalardan veya turunçgil meyve kabuğunun iç kısmından elde edilir.
Pektin, poligakturonik asidin metillenmiş esteri olan bir sakızdır. Turunçgil kabuklarından ve elma posasından elde edilir.
Metilasyon (dm) veya esterleşme (de) derecesi, metil ester olarak bulunan asit gruplarının yüzdesini ifade eder.
Pektinler iki ana gruba ayrılır: %50 veya daha fazla esterleşmeye sahip yüksek metoksi (hm) pektin ve %50'den az esterleşmeye sahip düşük metoksi (lm) pektin.
Bu pektinler farklı koşullar altında jel oluşturur. lm pektinler, düşük metoksi amidlenmiş pektin ve düşük metoksi geleneksel pektin olarak alt gruplara ayrılır.
Pektinler, ihmal edilemeyecek orandan daha fazla metil ester grubu içeren ve esterleşmemiş tüm karboksil grupları serbest olan geniş bir pektin maddesi grubudur.
Pektinik asidin iki değerlikli tuzları suda yalnızca az çözünür ve çözünmeleri için sodyum veya potasyum formuna dönüştürülmelidir.
Pektinin başlıca kullanım alanı gıdalarda jelleştirici, koyulaştırıcı ve stabilizatör olarak kullanılmasıdır.

Bazı ülkelerde pektinler, evde reçel yapımı için çözelti, özüt veya toz halinde de mevcuttur.
Klasik uygulama, aksi takdirde tatlı meyve suları olacak reçellere veya marmelatlara jöle benzeri bir kıvam vermektir.
Pektinler ayrıca reçel ve marmelatlarda sinerezisi azaltır ve düşük kalorili reçellerin jel gücünü artırır.
Ev kullanımı için pektin, şeker ve pH'ı ayarlamak için biraz sitrik asit ile doğru konsantrasyona kadar seyreltildiği jelleştirici şekerin (aynı zamanda "reçel şekeri" olarak da bilinir) bir bileşenidir.
Çeşitli gıda uygulamaları için, farklı pektin türleri asitlik, esterleşme derecesi, moleküllerdeki metoksil gruplarının nispi sayısı vb. özelliklerine göre ayırt edilebilir.
Örneğin, "yüksek metoksil" terimi, düşük metoksil pektinlere kıyasla, pektin molekülündeki karboksil gruplarının büyük bir kısmının metanol ile esterleştiği pektinleri ifade eder:

Yüksek metoksil pektinler, esterleşme derecesi 50'ye eşit veya daha yüksek olanlar olarak tanımlanır ve tipik olarak geleneksel reçel ve jöle yapımında kullanılır; bu tür pektinler jel oluşturmak için yüksek şeker konsantrasyonlarına ve asidik koşullara ihtiyaç duyar ve pürüzsüz bir doku sağlar ve fırıncılık dolgularında ve şekerleme uygulamalarında kullanılmaya uygundur;
Düşük metoksil pektinler, esterleşme derecesi 50'den az olan, amidlenmiş veya amidlenmemiş olabilir: amid grubunun ikame yüzdesi, amidasyon derecesi olarak tanımlanır ve bir pektinin etkinliğini belirler; düşük metoksil pektinler, seçilen pektinin kalsiyum konsantrasyonuna ve kalsiyum reaktivitesine bağlı olarak çeşitli dokular ve reolojik özellikler sağlayabilir—amidlenmiş düşük metoksil pektinler genellikle termoreversibldir, yani eriyebilen ve yeniden oluşabilen jeller oluşturabilirken, amidlenmemiş düşük metoksil pektinler yüksek sıcaklıklara dayanabilen termostabil jeller oluşturabilir; Bu özellikler, düşük metoksil pektinleri düşük şekerli ve şekersiz uygulamalar, süt ürünleri ve asidik protein içeceklerinin stabilizasyonu için uygun hale getirir.
%60'ın üzerinde şeker ve çözünebilir meyve katı maddesi içeren geleneksel reçel ve marmelatlarda yüksek esterli (yüksek metoksil) pektinler kullanılır. Düşük esterli (düşük metoksil) pektinler ve amidlenmiş pektinlerle daha az şekere ihtiyaç duyulur, böylece diyet ürünleri üretilebilir.
Tayvan'da geleneksel olarak aiyu tohumlarının su özütü, tohumlardan gelen düşük esterli pektinler ve sudan gelen iki değerlikli katyonlar sayesinde ısıtılmadan jel haline gelen aiyu jölesi yapmak için kullanılır.

Pektinler, şekerleme jölelerinde iyi bir jel yapısı, temiz bir ısırık ve iyi bir aroma salınımı sağlamak için kullanılır.
Pektinler ayrıca, içme yoğurdu gibi asidik protein içeceklerini stabilize etmek, meyve suyu bazlı içeceklerde ağızda bıraktığı hissi ve posa stabilitesini iyileştirmek ve fırınlanmış ürünlerde yağ ikamesi olarak kullanılabilir.
Gıda katkı maddesi olarak kullanılan tipik pektin seviyeleri %0,5 ile %1,0 arasındadır – bu, taze meyvedeki pektin miktarıyla yaklaşık aynıdır.
Tıpta pektin, dışkının viskozitesini ve hacmini artırarak kabızlık ve ishale karşı kullanılır.
Pektinler, kaolinit ile birlikte ishal tedavisinde kullanılan bir ilaç olan Kaopectate'in ana bileşenlerinden biriydi.
Pektinler, biyolojik sistemlerden ağır metallerin nazikçe uzaklaştırılmasında kullanılmıştır.
Pektinler ayrıca boğaz pastillerinde yatıştırıcı olarak kullanılır.

Kozmetik ürünlerde pektin stabilizatör görevi görür.
Pektinler ayrıca yara iyileştirme preparatlarında ve kolostomi cihazları gibi özel tıbbi yapıştırıcılarda da kullanılır.
Sriamornsak, pektinin toksik olmaması ve düşük maliyeti nedeniyle çeşitli oral ilaç dağıtım platformlarında, örneğin kontrollü salım sistemlerinde, gastro-retentif sistemlerde, kolona özgü dağıtım sistemlerinde ve mukoadhezif dağıtım sistemlerinde kullanılabileceğini ortaya koymuştur.
Pektinlerin farklı kaynaklardan elde edilenlerinin, moleküler boyut ve kimyasal bileşimdeki farklılıklar nedeniyle farklı jel oluşturma yeteneklerine sahip olduğu bulunmuştur.
Diğer doğal polimerler gibi, pektinlerle ilgili önemli bir sorun, örnekler arasında tekrarlanabilirliğin tutarsız olmasıdır; bu da ilaç dağıtım özelliklerinde düşük tekrarlanabilirliğe yol açabilir.

Ruminant beslenmesinde, hücre duvarının lignifikasyon derecesine bağlı olarak, pektinler bakteriyel enzimler tarafından %90'a kadar sindirilebilir.
Ruminant beslenme uzmanları, yemlerdeki sindirilebilirliğin ve enerji konsantrasyonunun, yemdeki pektin konsantrasyonunun artırılmasıyla iyileştirilmesini önermektedir.
Purolarda, pektinler bitkisel tutkal için mükemmel bir alternatif olarak kabul edilir ve birçok puro içicisi ve koleksiyoncusu, purolarındaki hasarlı tütün yapraklarını onarmak için pektin kullanır.

Yablokov ve arkadaşları, Çernobil: Felaketin İnsanlar ve Çevre İçin Sonuçları adlı kitaplarında, Ukrayna Radyasyon Tıbbı Merkezi ve Belarus Radyasyon Tıbbı ve Endokrinoloji Enstitüsü tarafından yürütülen bir araştırmadan alıntı yaparak, pektinin radyasyondan koruyucu etkileriyle ilgili olarak, "Çernobil'den etkilenen bölgelerde yaşayanların gıdalarına pektin preparatları eklenmesinin, sezyum-137 gibi birikmiş radyonüklitlerin etkili bir şekilde atılımını teşvik ettiğini" belirtmişlerdir.
Yazarlar, şiddetli kirlenmiş bölgelerdeki çocuklar üzerinde yapılan bir dizi klinik çalışmada, kontrol gruplarına göre %50'ye varan iyileşme ile pektin gıda katkı maddesi preparatlarının kullanımının olumlu sonuçlarını bildirmişlerdir.
İkinci Dünya Savaşı sırasında, Müttefik pilotlara kaçış ve saklanma çabalarında navigasyon için ipek üzerine basılmış haritalar sağlanmıştır.
Başlangıçta baskı işlemi neredeyse imkansızdı çünkü mürekkebin birkaç katmanı hemen akarak ana hatları bulanıklaştırıyor ve yer adlarını okunmaz hale getiriyordu. Ancak haritaların mucidi Clayton Hutton, mürekkeple biraz pektin karıştırınca, pektin mürekkebi pıhtılaştırıp akmasını engelledi ve küçük topoğrafik özelliklerin net bir şekilde görünmesini sağladı.

Tarımsal Kullanımlar
Pektinler yüksek moleküler ağırlıklı poliüronürlerdir.
Pektinler karbonhidrat ailesine aittir ve meyve ve çileklerde bulunur.
Pektin, meyve ve bitkilerde değişen miktarlarda bulunur.
Pektinler karbon, hidrojen ve oksijen içerir ve hidroliz edildiğinde glikozitler ve galakronik asit verir.
Pektinler su emdiğinde jel oluşturabilir.
Ticari olarak, yaygın olarak kullanılan pektinin birincil kaynağı limon ve misket limonu kabuğudur; portakal ve greyfurt gibi diğer turunçgiller de kullanılabilir.
Pektinler gıda endüstrisinde, özellikle jel hazırlamada yaygın olarak kullanılır.
Pektinler ayrıca ilaç yapımında, koruyucu kolloidlerde, emülsiyonlaştırıcı maddelerde vb. kullanılır.

Farmasötik Uygulamalar
İshal, kabızlık ve obezite tedavisinde kullanılan çok bileşenli preparatlarda bulunur; Pektinler ayrıca emülsiyon stabilizatörü olarak da kullanılmıştır.
Deneysel olarak, pektin, ambroksolün oral yolla sürekli salınımı için jel formülasyonlarında kullanılmıştır.
Pektin jel boncuklarının, gastrointestinal (GI) sistemde bir ilacın salınımını kontrol etmek için etkili bir ortam olduğu gösterilmiştir.
Pektin ayrıca, ilacın salınımının başlangıcını geciktiren ve üst GI sisteminde pektin çözünürlüğü sorunlarının üstesinden gelen pH duyarlı polimerik kaplamalı, kolonda biyolojik olarak parçalanabilir bir pektin matrisinde de kullanılmıştır.
Amidlenmiş pektin matris yamaları, klorokin'in transdermal uygulaması için araştırılmış ve parasetamolün oral yolla sürekli salınımı için jel oluşturan pektin formülasyonları yerinde araştırılmıştır.
Değişen derecelerde esterifikasyona sahip pektin bazlı matrisler, oral kontrollü salınım tabletleri olarak değerlendirilmiştir.
Düşük metoksi pektinlerin, formülasyonun kalsiyum içeriğine daha duyarlı bir salınım hızına sahip olduğu gösterilmiştir.
Pektinler, kontrollü ilaç salınımı sağlamak amacıyla karışık polimer mikroküre sistemlerinin hazırlanmasında bir bileşen olarak kullanılmıştır.

Biyokimya/Fizyoloji Etkileri
Pektinler, karasal bitki hücre duvarlarının heterosakkarit bir bileşeni olup, pektinaz(lar)ı tanımlamak, ayırt etmek ve karakterize etmek için bir substrat olarak kullanılır.
Pektinler, pektinolitik bakteriler tarafından parçalanmasını incelemek için kullanılır.

Saflaştırma Yöntemleri
Pektin, %1'lik bir çözelti elde etmek için sıcak suda çözülür, ardından soğutulur ve konsantre HCl ilavesiyle yaklaşık 0,05 M HCl'ye getirilir ve iki hacim %95'lik EtOH'ye yavaşça ve kuvvetli bir şekilde karıştırılarak dökülerek çöktürülür.
Birkaç saat bekletildikten sonra, pektinler naylon bir bezden süzülür, ardından %95'lik EtOH'de yeniden dağıtılır ve bir gece bekletilir.
Çökelti süzülerek ayrılır, EtOH/Et2O ile yıkanır, ardından Et2O ile yıkanır ve havada kurutulur.