Характеристические полосы поглощения ик-спектра пектина

Частота, см^-1	Типы колебаний
3 600 - 3 000	(ОН)С,(Н2О)
1 750 - 1 400 (1 750 - 1 730); (1 710 - 1 680); (1 610 - 1 550); (1 410 - 1 300)	(С=О), (Н2О)
1 400 - 1 250	(СН)К,(ОН)
1 200 - 1 000 850 - 400	(С–С)(С–О)К Пульсационные колебания пиранозных колец

Физико-химические свойства

1. Количественное определение пектиновых веществ.Количественно пектины определяют по объему СО₂, образующегося при нагревании водно-кислотного раствора. Другой способ количественного определения пектина – спектрофотометрический – по реакции с карбазолом и др.

2. Гелеобразование.Характерной особенностью пектинов является их способность образовывать термообратимые гели.

Способность к образованию геля определяется минимальной концентрацией полисахарида, при которой происходит гелеобразование. На этом же свойстве основан сравнительный анализ гелеобразующей способности пектинов, полученных из различных источников сырья. Сравнительный анализ гелеобразующей способности различных пектинов проводят также сопоставлением твердости (упругости) геля для образцов полимера одинаковых концентраций.

Механизм гелеобразования пектинов наиболее подробно изучен на примере пектата кальция. Считается, что кальций (или другие многовалентные катионы) связывают макромолекулярные цепи ионными связями:

Предполагается, что гелеобразование обусловлено гидрофильностью эфирных групп, проявляющих тенденцию к взаимодействию между сегментами соседних цепей по механизму процесса кристаллизации.

На процесс гелеобразования пектинов влияют следующие факторы: кислотность раствора, введение разного рода добавок, присутствие неорганических катионов, степень этерификации карбоксильных групп полимера и температура.

Гелеобразование облегчается добавлением кислоты, поскольку при снижении рН уменьшается степень ионизации свободных карбоксильных групп. Это способствует установлению межмолекулярных связей между цепями, так как отрицательно заряженные карбоксильные ионы приводили бы к отталкиванию цепей. Добавление различных добавок (например, сахара или глицерина), вероятно, вызывает частичную дегидратацию полисахарида, благоприятствуя тем самым образованию сетчатой структуры геля. Гелеобразование происходит быстрее при Т= 25С в сравнении с более низкой температурой (10С). Комнатная температура облегчает межцепочечное взаимодействие, поскольку при более низкойТмолекулярное движение замедляется.

О влиянии степени этерификации макромолекул на гелеобразующую способность пектинов можно пояснить следующее. Для низкометилированных пектинов решающую роль играет координация карбоксильных групп с ионами Ca²⁺или снижение степени диссоциации СОО^--групп в результате подкисления. Для высокометилированных пектинов важное значение приобретают гидрофобные взаимодействия. Однако в обоих случаях сильное влияние на свойства гелей оказывает характер распределения функциональных групп вдоль цепи полимера.

В одинаковых условиях высокоэтерифицированные пектины образуют гели при более высоких температурах, чем низкометилированные. Скорость гелеобразования также выше у высокометилированных образцов. При снижении степени этерификации пектинов для поддержания высокой скорости гелеобразования требуется добавление кислоты, снижающей электростатическое отталкивание свободных карбоксильных групп макромолекул пектина. Максимальная гелеобразующая способность при минимальной скорости гелеобразования наблюдается при степени этерификации= 60-65% (рис.9). При50% ухудшаются упруго-пластические свойства геля, а при30% гелеобразующая способность исчезает. Для пектинов с30% для образования геля необходимо присутствие в растворе достаточного количества ионов многовалентных металлов (например, Са²⁺).

Рис.9.Влияние степени этерификации гидроксильных групп макромолекул на время гелеобразования водных растворов пектина.

3. Сорбционные свойства.При хранении в условиях комнатных температур и нормальном атмосферном давлении пектин сорбирует пары воды из воздуха. Например, при 50%-ной относительной влажности атмосферного воздуха пектин сорбирует до 9% парόв воды, а при 70%-ной влажности воздуха – до 12% парόв воды.