Diapecta

Pectin (pektin) adalah suatu bubuk berwarna putih hingga coklat muda yang merupakan heteropolisakarida yang berasal dari dinding sel tanaman terestrial yang lebih tinggi. Ini pertama kali diisolasi dan dijelaskan pada tahun 1825 oleh Henri Braconnot.

Hal ini terutama digunakan dalam makanan sebagai agen pembentuk gel dalam selai dan jeli. Hari ini juga digunakan dalam tambalan, permen, sebagai penstabil dalam jus buah dan minuman susu dan sebagai sumber serat makanan dalam makanan.

Sejarah penemuan

Pektin pertama kali diisolasi dan dideskripsikan pada tahun 1825 oleh Henri Braconnot, meskipun aksi pektin untuk membuat selai dan selai jeruk telah diketahui jauh sebelumnya. Untuk mendapatkan selai yang dibentuk dengan baik dari buah-buahan yang memiliki sedikit atau hanya pektin berkualitas buruk, buah-buahan kaya pektin atau ekstraknya dicampur ke dalam resep.

Selama industrialisasi, pembuat manisan buah segera beralih ke produsen jus apel untuk mendapatkan pomace apel kering yang kemudian dimasak untuk mengekstrak pektin.

Kemudian, pada 1920-an dan 1930-an, pabrik-pabrik yang secara komersial mengekstrak pektin dari pomace apel kering dan kemudian kulit jeruk dibangun di daerah-daerah yang menghasilkan jus apel baik di AS maupun di Eropa.

Pada awalnya pektin dijual dalam bentuk ekstrak cair, namun saat ini pektin sering digunakan sebagai bubuk kering yang lebih mudah disimpan dan ditangani daripada berbentuk cair.

Sumber di alam dan produksi

Apel, quince, plum, gooseberry, dan jeruk mengandung banyak pektin, sedangkan buah-buahan lunak seperti ceri, anggur, dan stroberi mengandung sedikit pektin.

Tingkat khas pektin pada tanaman adalah (berat segar):

• apel, aprikot kira-kira. 1%
• jeruk 0,5 - 3,5%
• wortel kira-kira. 1,4%

Bahan baku utama pembuatan pektin adalah kulit jeruk kering atau pomace apel, keduanya merupakan hasil samping produksi sari buah. Pomace dari gula bit juga digunakan untuk sebagian kecil.

Dari bahan tersebut, pektin diekstraksi dengan menambahkan asam encer panas pada nilai pH 1,5 – 3,5. Selama beberapa jam ekstraksi, protopektin kehilangan beberapa percabangan dan panjang rantainya dan masuk ke dalam larutan. Setelah disaring, ekstrak dipekatkan dalam vakum dan pektin kemudian diendapkan dengan menambahkan etanol atau isopropanol. Teknik lama pengendapan pektin dengan garam aluminium tidak lagi digunakan (selain alkohol dan kation polivalen; pektin juga mengendap dengan protein dan deterjen).

Pektin yang mengendap kemudian dipisahkan, dicuci dan dikeringkan. Mengobati pektin awal dengan asam encer menyebabkan pektin rendah esterifikasi. Ketika proses ini termasuk amonium hidroksida, pektin diamidasi diperoleh. Setelah pengeringan dan penggilingan pektin biasanya distandarisasi dengan gula dan kadang-kadang garam kalsium atau asam organik untuk memiliki kinerja yang optimal dalam aplikasi tertentu.

Penggunaan

Kegunaan utama pektin adalah sebagai bahan pembentuk gel, bahan pengental dan penstabil dalam makanan. Aplikasi klasiknya adalah memberikan konsistensi seperti jeli pada selai atau selai jeruk, yang seharusnya menjadi jus manis. Untuk keperluan rumah tangga, pektin adalah bahan dalam gula jelling (kadang-kadang dijual sebagai "gula dengan pektin") di mana ia diencerkan ke konsentrasi yang tepat dengan gula dan beberapa asam sitrat untuk menyesuaikan pH.

Di beberapa negara, pektin juga tersedia sebagai larutan atau ekstrak, atau sebagai bubuk campuran, untuk pembuatan selai rumahan. Untuk selai konvensional dan selai jeruk yang mengandung gula di atas 60% dan padatan buah larut, digunakan pektin ester tinggi. Dengan pektin ester rendah dan pektin amidated lebih sedikit gula yang dibutuhkan, sehingga produk diet dapat dibuat. Pektin juga dapat digunakan untuk menstabilkan minuman protein asam, seperti minum yogurt, dan sebagai pengganti lemak. Tingkat khas pektin yang digunakan sebagai bahan tambahan makanan adalah antara 0,5 – 1,0% - ini kira-kira jumlah pektin yang sama seperti pada buah segar.

Dalam pengobatan, pektin meningkatkan kekentalan dan volume tinja sehingga digunakan untuk melawan sembelit dan diare. Sampai tahun 2002, itu adalah salah satu bahan utama yang digunakan dalam Kaopectate, bersama dengan kaolinit. Pektin juga digunakan dalam pelega tenggorokan sebagai obat penenang. Dalam produk kosmetik, pektin bertindak sebagai penstabil. Pektin juga digunakan dalam persiapan penyembuhan luka dan perekat medis khusus, seperti perangkat kolostomi.

Dalam nutrisi ruminansia, tergantung pada sejauh mana penandaan dinding sel, pektin hingga 90% dapat dicerna oleh enzim bakteri. Ahli gizi ruminansia merekomendasikan bahwa kecernaan dan konsentrasi energi dalam hijauan dapat ditingkatkan dengan meningkatkan konsentrasi pektin dalam hijauan.

Pektin juga merupakan pengganti lemak dalam makanan yang dipanggang.

Dalam industri cerutu, pektin dianggap sebagai pengganti yang sangat baik untuk lem sayuran dan banyak perokok dan kolektor cerutu akan menggunakan pektin untuk memperbaiki daun pembungkus tembakau yang rusak pada cerutu mereka. Banyak ahli cerutu akan dengan bangga menyarankan bahwa jika Anda memiliki cerutu yang rusak tetapi tidak memiliki akses ke lem sayur atau perekat tembakau komersial, Anda dapat menggunakan pektin sebagai gantinya.

Reaksi biologi

Secara alami, pektin dalam bentuk kompleks, protopektin tidak larut merupakan bagian dari bagian non-kayu dari tanaman terestrial. Di lamela tengah antara sel tumbuhan, pektin membantu mengikat sel bersama dan mengatur air di dalam tumbuhan.

Jumlah dan struktur pektin berbeda antara tanaman dan juga di dalam tanaman dari waktu ke waktu dan di berbagai bagian tanaman. Bagian tanaman yang keras mengandung lebih banyak pektin daripada bagian tanaman yang lunak. Selama pematangan, pektin dipecah; dalam proses ini buah menjadi lebih lembut karena dinding sel rusak.

Pektin adalah bagian alami dari nutrisi manusia. Asupan harian pektin dari buah dan sayuran dapat diperkirakan sekitar 5 g (dengan asumsi konsumsi sekitar 500 g buah dan sayuran per hari).

Dalam pencernaan manusia, pektin tidak digunakan sebagai nutrisi, tetapi melewati usus halus kurang lebih utuh. Di usus besar dan usus besar, mikroorganisme mendegradasi pektin dan melepaskan asam lemak rantai pendek yang berpengaruh positif terhadap kesehatan (efek prebiotik). Pektin dengan demikian merupakan serat makanan larut.

Konsumsi pektin telah terbukti menurunkan kadar kolesterol darah. Mekanismenya tampaknya adalah peningkatan viskositas di saluran usus, yang menyebabkan berkurangnya penyerapan kolesterol dari empedu atau makanan.

Struktur dan komposisi kimia

Struktur karakteristik pektin adalah rantai linier asam D-galakturonat terkait -(1-4) yang membentuk tulang punggung pektin, suatu homogalakturonan.

Dalam tulang punggung ini, ada daerah di mana asam galakturonat digantikan oleh (1-2)-linked L-rhamnose. Dari rhamnose, rantai samping dari berbagai gula netral bercabang. Jenis pektin ini disebut rhamnogalakturonan I.

Semua asam galakturonat ke-25 dalam rantai utama ditukar dengan rhamnose. Beberapa peregangan terdiri dari asam galakturonat bergantian dan rhamnose – “daerah berbulu”, yang lain dengan kepadatan rhamnose yang lebih rendah – “daerah halus”. Gula netral terutama adalah D-galaktosa, L-arabinosa dan D-xilosa; jenis dan proporsi gula netral bervariasi dengan asal pektin.

Jenis pektin struktural ketiga adalah Rhamnogalakturonan II, yang merupakan polisakarida bercabang tinggi yang lebih jarang.

Pektin terisolasi memiliki berat molekul biasanya 60 - 130.000 g/mol, bervariasi dengan asal dan kondisi ekstraksi.

Di alam, sekitar 80% gugus karboksil asam galakturonat diesterifikasi dengan metanol. Proporsi ini berkurang sedikit banyak selama ekstraksi pektin. Rasio asam galakturonat teresterifikasi dan non-esterifikasi menentukan perilaku pektin dalam aplikasi makanan. Inilah sebabnya mengapa pektin diklasifikasikan sebagai pektin ester tinggi vs rendah – atau singkatnya pektin HM vs. LM, dengan lebih atau kurang dari setengah dari semua asam galakturonat teresterifikasi.

Unit asam galakturonat non-esterifikasi dapat berupa asam bebas atau garam dengan natrium, kalium atau kalsium. Garam dari pektin yang teresterifikasi sebagian disebut pektinat, jika derajat esterifikasi di bawah 5% garamnya disebut pektat, bentuk asam yang tidak larut, asam pektat.

Beberapa tanaman seperti gula bit, kentang dan pir mengandung pektin dengan asam galakturonat asetat selain metil ester. Asetilasi mencegah pembentukan gel tetapi meningkatkan efek stabilisasi dan pengemulsi pektin.

Pektin amidated adalah bentuk modifikasi dari pektin. Di sini, beberapa asam galakturonat diubah dengan amonia menjadi amida asam karboksilat. Pektin ini lebih toleran terhadap berbagai konsentrasi kalsium yang terjadi dalam penggunaan.

Untuk menyiapkan pektin-gel, bahan dipanaskan, melarutkan pektin. Setelah pendinginan di bawah suhu pembentuk gel, gel mulai terbentuk. Jika pembentukan gel terlalu kuat, akan terjadi sineresis atau tekstur granular, sedangkan pembentukan gel yang lemah menyebabkan gel yang terlalu lunak. Dalam pektin ester tinggi pada kandungan padatan terlarut di atas 60% dan nilai pH antara 2,8 dan 3,6, ikatan hidrogen dan interaksi hidrofobik mengikat rantai pektin individu bersama-sama. Ikatan ini terbentuk karena air terikat oleh gula dan memaksa untaian pektin untuk saling menempel. Ini membentuk jaring molekul 3 dimensi yang menciptakan gel makromolekul. Mekanisme pembentuk gel disebut gel dengan aktivitas air rendah atau gel gula-asam-pektin.

Dalam pektin ester rendah, jembatan ionik terbentuk antara kalsium dan asam karboksilat dari asam galakturonat. Ini diidealkan dalam apa yang disebut "model kotak telur". Pektin ester rendah membutuhkan kalsium untuk membentuk gel, tetapi dapat melakukannya pada padatan terlarut yang lebih rendah dan nilai pH yang lebih tinggi daripada pektin ester tinggi.

Pektin amidated berperilaku seperti pektin ester rendah tetapi membutuhkan lebih sedikit kalsium dan lebih toleran terhadap kelebihan kalsium. Selain itu, gel dari pektin yang diamidasi bersifat termo-reversibel – dapat dipanaskan dan setelah didinginkan menjadi padat kembali, sedangkan gel pektin konvensional setelahnya akan tetap cair.

Dalam pektin ester tinggi, kecepatan pembentukan gel pektin lebih cepat dengan pektin ester yang lebih tinggi dibandingkan dengan pektin ester yang lebih rendah. Di sisi lain, reaksi dengan kalsium meningkat seiring dengan penurunan derajat esterifikasi. Demikian pula, nilai pH yang lebih rendah atau padatan terlarut yang lebih tinggi (biasanya gula) meningkatkan kecepatan pembentukan gel. Oleh karena itu, pektin yang sesuai dapat dipilih untuk selai dan jeli, atau untuk jeli gula gula yang lebih tinggi.

Di seluruh dunia, sekitar 40.000 metrik ton pektin diproduksi setiap tahun.

Attapulgite (juga dikenal sebagai Palygorskite) adalah phyllosilicate magnesium aluminium dengan rumus (Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O) yang terbentuk pada jenis tanah liat yang umum di Amerika Serikat Tenggara. Ketika digunakan dalam pengobatan, secara fisik mengikat asam dan zat beracun di perut dan saluran pencernaan. Untuk alasan itu, telah sering digunakan dalam obat antidiare. Sampai tahun 2003, itu adalah bahan aktif yang digunakan dalam Kaopectate, sebelum produk itu diformulasi ulang dengan bismut subsalisilat. Seperti bismut, itu tidak diserap ke dalam tubuh, namun keduanya bekerja secara berbeda.

Nama attapulgite berasal dari kota Attapulgus, Georgia, AS, di sudut barat daya negara bagian yang ekstrem, tempat mineralnya melimpah. Ini ditambang permukaan di daerah tersebut, dicampur dengan air menjadi bubur, dan diangkut dengan gerbong tertutup melalui kereta api.

Tujuh sampai sepuluh persen tanah liat attapulgite dicampur dengan garam eutektik, natrium sulfat dekahidrat (garam Glaubers), akan membuat kristal anhidrat tersuspensi dalam larutan di mana mereka akan terhidrasi selama perubahan fase dan karenanya berkontribusi pada panas yang diserap dan dilepaskan ketika garam Glauber digunakan untuk penyimpanan panas.

Palygorskite diketahui telah menjadi konstituen kunci dari pigmen yang disebut "Maya Blue", yang digunakan terutama oleh peradaban Maya pra-Columbus Mesoamerika pada keramik, patung, mural dan (kemungkinan besar) tekstil Maya. Mineral tanah liat juga digunakan oleh suku Maya sebagai obat untuk penyakit tertentu, dan ada bukti yang menunjukkan bahwa itu juga ditambahkan ke perang tembikar. Sebuah sumber wilayah Maya untuk palygorskite tidak diketahui sampai tahun 1960-an, ketika satu ditemukan di sebuah cenote di Semenanjung Yucatán dekat kota modern Sacalum, Yucatán. Kemungkinan situs kedua baru-baru ini (2005) diidentifikasi, dekat Ticul, Yucatán.

Sintetis pigmen Maya Blue juga diproduksi di wilayah Mesoamerika lainnya dan digunakan oleh budaya Mesoamerika lainnya, seperti suku Aztec di Meksiko tengah. Warna biru yang terlihat pada kodeks Maya dan Aztec, serta manuskrip dan peta era kolonial awal, sebagian besar dihasilkan oleh campuran organik-anorganik daun añil dan palygorskite, dengan sejumlah kecil aditif mineral lainnya.