Пектин

Производство пектина – на объединенной промышленной линии совместно с получением нанопектина и наноматериалов на основе модифицированного пектина; стандартизированного пектина до 150° SAG USA желирования; диетических пищевых волокон и модифицированных пищевых волокон; соков и концентратов с повышенной замутненностью, без осадка, с пониженной кислотностью; низко температурно осветленных и частично осветленных соков и концентратов из фруктов (цитрусовых, хурмы, дыни, и т.д.). Первичная структура разветвленного (привитого) сополимера пектина имеет следующий вид:  

~[4DGalU(6OOH)α1]m[4DGalU(6OOR1)α1]n[4DGalU(2OR2)α1]k[4DGalU(2OCOCH3)α1]l[4DGalU(6OOH)α1]m[2LRhaα1]p[4DGalU(6OOH)α1]m[4DGalU(6OOR1)α1]n[4DGalU(2OR2)α1]k[4DGalU(2OCOCH3)α1]l[4DGalU(6OOH)α1]m[2LRhaα1]p~; R1=H+, CH3, NH3. R2= COCH3, ~R3~4DGalβ14DGalβ14DGal(6β1DGal4β1DGal4~R3~)(3β1DGal4β1DGal4R3~)β14LRha(21αRha~)α12LRhaα1~. ~5LAraα15LAraα15LAra(3α1LAra5α1Ara5~)α14LRha(21αRha~)α12LRhaα1~, R3= DXyl, DGlu, LFru.

В первичной структуре полимера можно выделить периодически повторяющиеся моносахаридные остатки. Это остатки галактуроновой кислоты (DGalU), рамнозы (LRha). Боковые привитые структуры состоят из арабинозы (LAra), галактозы (DGal), ксилозы (DXyl), глюкозы (DGlu), фруктозы (LFru) (англ., CAS registry number). Пектин обладает сложной пространственной вторичной и надмолекулярной структурами, которые изучаются супрамолекулярной химией. Согласно своим структурным и полимерным особенностям растворение пектина происходит через стадию набухания. Причем, растворение происходит с выделением тепла. Пектины имеют следующие характеристики: молекулярная масса 45-108 KDa; низкое молекулярно-массовое распределение; степень этерификации 12-81 %; гелеобразующая способность 200—250o USA SAG; температура гелеобразования от 25°C; высокая эмульгирующая способность (20 минут при 4000-8000 rpm). Пектины бесцветны в гелях, в эмульсиях и в растворенном виде. Не содержат остатки флавоноидов и веществ, окисляющихся в результате хранения. Параметры цвета: L* в интервале 90-92; a* в интервале −3,7… −1,0; b* в интервале 2-15.

Dr. Isaac Eliaz является одним из первых исследователей модифицированного пектина, полученного из цитрусовых, и, имеющий аббревиатуру MCP. В его патентах, основанных на работах ученого Dr. K.J. Pienta, доказывается возможность использования модифицированного пектина при лечении рака простаты, легких. МСР препятствует росту кровеносных сосудов в опухоли, что помогает в борьбе с метастазами. Сообщается о способствовании им запрограммированной смерти раковой клетки даже в случаях андрогеннезависимых видов рака. Совет экспертов NDA (англ., Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies) Европейское агентство по безопасности продуктов питания (англ., European Food Safety Authority) рассмотрел фармокологические свойства пектиновых производных. Для получения модифицированного пектина могут применяться различные методы: как химический, так и ферментативный. Согласно условиям не ферментативной технологии, получается модифицированный пектин с линеарным строением, с молекулярной массой и степенью этерификации в интервалах 10-20 KDa, 5-50 %, соответственно. Ферментативный способ получения модифицированного пектина основывается на деполимеризации и деэтерифиции предварительно промышленно полученного пектина. Для исследования использовались образцы модифицированного пектина, хитозана, немодифицированого пектина, полигалактуроновой кислоты. Исследования подтверждают, что модифицированный пектин ингибирует HT29 и SW480 аденокарциномы толстой кишки (англ. Cell Line human, caucasian colon adenocarcinoma grade II), JIMT- 1 рака молочной железы и B16-F10 меланомы (англ. Cell Line, murine tumor melanoma). Модифицированный пектин способен инициировать апоптоз двумя сигнальными маршрутами: внешним и внутренним. Анализ структуры модифицированных пектинов, полученных двумя рассматриваемыми способами, с помощью ВЭЖХ (англ. HPLC, High performance liquid chromatography) показывает их идентичность. Представленный рисунок хроматограммы демонстрирует только один пик со временем удерживания 5,62-5,66 мин, характерным для пектиновых соединений. Наличие только одного пика, а так же его форма подтверждают присутствие полимерных цепей одной молекулярной массы.

Для исследователей в области химии и медицины разработка биоматериалов для регенеративной медицины по-прежнему считается инновационной областью. Исследования показывают, что полисахариды обладают сходными свойствами с внеклеточным матриксом. Им присуще биологическая совместимость. Снижение молекулярной массы полисахаридов, например целлюлозы, способствует появлению свойств, позволяющих получать био-нанокомпозиты, нановолокна, наноматериалы. Свойствами, необходимыми для создания био-нанокомпозитов, биоматериалов тканевой инженерии, обладает и хитозан. Благодаря своей способности образовывать тонкие пленки и волокна, уникальным сорбционным и комплексообразующим свойствам, хитозан и его производные перспективны для создания имплантатов, носителей лекарственных веществ. Продолжаются исследования свойств, использования и получения нанопектина, с учетом данных полученных для хитозана. Условия, используемые при производстве модифицированного пектина, позволяют получать в промышленном масштабе нанопектин с молекулярными размерами 60-200 нанометров и со степенью полимеризации 30-70 мономеров.

Раздел находится в разработке.

 

Вопросы – Ответы

Что такое пектин? Из чего изготавливается пектин? Для чего используется пектин? На эти и многие другие вопросы мы отвечаем в данной статье.

Pectina

Mediante las condiciones de la tecnología ecológica se consigue obtener una pectina, que responde a los siguientes datos. La pectina en polvo obtenida tiene un grado de pureza del 86-90 % de pectina; una masa molecular de 45-108 KDa; un grado de esterificación ajustable entre un 12-81 %; una capacidad gelatinizante de 200-230o SAG USA y más, hasta 250o SAG USA; una estabilidad en emulsión durante la centrifugación a 4000-8000 rpm. La pectina en polvo obtenida  es acromática a 400-700 nm. No tiene color, ni  olor, ni trazas de flavonoides, carece de sustancias susceptibles de oxidación durante el almacenamiento y sin absorbancia entre 250 y 380 (400) nm. Se puede estimar que el  color  de la pectina alcanzaría los  siguientes datos:    L* de 90,2 a 91,3, a* de -3,7 a  -1,9, b* de 2,6  a 14,9. La química supramolecular estudia el reconocimiento molecular y la formación de agregados supramoleculares lo que nos da paso para comprender la nanotecnología. Las pectinas son un tipo de heteropolisacaridos hidrofilicos y copolimeros de injerto. La estructura primaria del copolímero de injerto  de pectina tiene la siguiente forma:

~[4DGalU(6OOH)α1]m[4DGalU(6OOR1)α1]n[4DGalU(2OR2)α1]k[4DGalU(2OCOCH3)α1]l[4DGalU(6OOH)α1]m[2LRhaα1]p[4DGalU(6OOH)α1]m[4DGalU(6OOR1)α1]n[4DGalU(2OR2)α1]k[4DGalU(2OCOCH3)α1]l[4DGalU(6OOH)α1]m[2LRhaα1]p~; R1=H+, CH3, NH3. R2= COCH3, ~R3~4DGalβ14DGalβ14DGal(6β1DGal4β1DGal4~R3~)(3β1DGal4β1DGal4R3~)β14LRha(21αRha~)α12LRhaα1~. ~5LAraα15LAraα15LAra(3α1LAra5α1Ara5~)α14LRha(21αRha~)α12LRhaα1~, R3= DXyl, DGlu, LFru.

En esta estructura primaria del  copolímero de injerto  de pectina se puede distinguir tres dominios principales: homogalacturonanos, ramnogalacturonano I y ramnogalacturonano II. Los monómeros, que conforman  la cadena principal son  el acido galacturónico (DGalU), ramnosa (LRha). Los monómeros, que conforman  las cadenas laterales (injertos)  son arabinosa (LAra), galactosa (DGal), xilosa (DXyl), glucosa (DGlu), fructosa (LFru) (número de registro CAS en inglés). Las pectinas como macromoleculas polimericas naturales tienen la estructura secundaria, que está formada entre residuos acido galacturónicos cercanos de la cadena principal. Este tipo de estructura se adopta gracias a la formación de enlaces de hidrogeno  entre los grupos carbonilo (-CO-), carboxilico (-COOH), hidroxilo (-OH) de acidos galacturónicos y enlace  glucosídico de la cadena. Los agregados supramoleculares  de las pectinas que son objeto de estudio por la química supramolecular se organizan micelas. De acuerdo con la estructura de estos agregados supramoleculares, la pectina se disuelve con la liberación de calor.

El Dr. Isaac Eliaz es uno de los principales investigadores de la pectina modificada de cítricos (MCP), siendo apoderado de varias patentes con respecto a la MCP, si bien el arranque de su interés se debe a los trabajos iniciales del Dr. K.J. Pienta, sobre el uso de la pectina de cítricos en la prevención de la metástasis del cáncer de próstata en los pulmones. En la bibliografía es posible encontrar publicaciones recientes sobre propiedades farmacológicas de las sustancias pécticas y el Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA) de la European Food Safety Authority ha emitido un informe sobre las declaraciones saludables relacionadas con las pectinas. Para obtener pectina modificada o MCP se parte de pectina de cítricos sobre la que se puede actuar químicamente o enzimáticamente. Mediante las condiciones de la tecnología de patentes  desarrolladas  se consigue obtener una pectina modificada con una masa molecular de 10-20 KDa, un grado de polimerización de 30-70 unidades, un grado de esterificación inferior al 5-50 % y un tiempo retencion de 5,62-5,66 min (HPLC). De este modo se obtienen  pectinas modificadas  de alto poder antitumoral. Por otro lado se consigue obtener una pectina modificada por el tratamiento enzimático  de la pectina, cuya fabricada por el método industrial. Los resultados indican una estimulación del proceso de adipogénesis por parte de las pectinas modificadas empleadas, lo cual indicaría que los compuestos son capaces de interaccionar con las células e incluso atravesar la membrana. De este modo las pectinas modificadas obtenidas presentan la inhibición de la proliferación para una línea celular tumoral de colon HT29; la inhibición de la proliferación para una línea celular tumoral de colon SW480;  la inhibición de la proliferación para una línea celular tumoral de cáncer de mama (JIMT1); la inhibición de la proliferación para una línea celular tumoral de páncreas de ratón (INS 1). Para investigar los posibles efectos de la pectina modificada  en comparación con los controles (pectina sin modificar, acido poligalacturónico y quitosano) en la diferenciación de adipocitos, se añadieron dos concentraciones de la muestra de pectina modificada (1000 y 500 mg/l) a células 3T3-L1 confluentes durante la inducción de la diferenciación. Observaciones de las células tratadas en condiciones óptimas de diferenciación, revelaron que las muestras de quitosano, pectina y pectina modificada produjeron una inducción significativa del proceso de diferenciación. La línea celular 3T3-L1 es una sublínea de 3T3 (albino suizo) que se desarrolló a través del aislamiento de un clon caracterizado por la diferenciación que sufren de preadipocitos a adipocitos cuando pasan de un estado proliferativo a uno de confluencia e inhibición por contacto. Los efectos de la producción de pectina modificada en comparación con el control (pectina modificada obtenida enzimáticamente) en la estructura se analizaron por cromatografía líquida de alta eficacia. La figura corresponde al cromatograma del análisis por HPLC de pectina modificada obtenida industrial y enzimáticamente. Analizando el cromatograma de estas pectinas modificadas, se observa la presencia de una banda en el rango de 5.62-5.66 min, lo que indica de la existencia de una pectina con una masa molecular única. Sin embargo, de estos dos modos, se obtienen las pectinas modificadas con una estructura única.

El proyecto concierne a primera industrial planta de fabricación la nanopectina por usar nanoseparación de pectina modificada. La nanoseparación es una parte de una nanotecnología. Una de las aplicaciones más importantes de la nanotecnologia podría ser la nanomedicina. ​El quitosano se ha autorizado recientemente en Europa y Estados Unidos como contenido de nanocomposites. Se evaluaron  quitosano /DNA. Actualmente las propiedades nanotecnologias de interés han de ser mejoradas mediante la modificación de la composición o morfología de pectina o transformacion de la pectina modificada: por ejemplo, cambiar las cadenas laterales a la que los polímeros se cambian las dimenciones o también el grado global del orden tridimensional. Nano pectina – es una pectina modificada, cuyo menor tamaño molecular entre 60-200 nm. Las Nano pectinas podrían utilizarse  como un quitosanopara eliminación de enfermedades y la recuperación fiable y relativamente sin dolor. Las Nano pectinas también pueden ayudar a asegurar una vida útil ampliada considerablemente.

[:ru _i=”0″ _address=”3.0.0.0″ /][:es _i=”1″ _address=”3.0.0.1″ /][:en _i=”2″ _address=”3.0.0.2″ /][: _i=”3″ _address=”3.0.0.3″ /]
Публикации
×