تصنيع البكتين

البكتين
===
ويعرف بانه(بوليمر) وحدات متعددة من حمض الجلاكتورونيك galacturonic acid
http://www.ippa.info/basics/gal-acid.gif
Galacturonic Acid Unit
على الاقل حوالى 65% واما ان يكون حر او فى صورة استر ميثيل او مع املاح الصوديوم او البوتاسيوم او الكالسيوم او الامونيوم او فى صورة مجموعات اميد البكتين


البكتين بيكون فى صورة معقد فى جدر النباتات والثمار فى صورة سكريات معقدة واساسها حمض الجلاكتورونيك ولا يكون فى شكل عشوائى بينما فى شكل متجانس homogalacturonic acid يسمى احيانا smooth regions يحتوى على عديد من السكريات الطبيعية (rhamnose, galactose, arabinose, and lesser amounts of other sugars) ويكون فى هيكل متشعب ويسمى hairy regions
http://www.ippa.info/basics/cell-wall.gif


هيكل البكتين فى جدار الخليه النباتيه
عندما يستخلص البكتين يتم كسر التشعبات له مع ابقاء اساس السلسلة البكتينية حيث تكون السلاسل للسكريات الناتجة قريبه من بعضها فى الطول طبعا بيختلف المصدر للبكتين فى اطوال السلسة للسكريات الطبيعية المكونه للبكتين ومن الخصائص للبكتين وجود سكرياته فى صورة استر الميثل ويكون لها ثاثير على تفاعل البكتين مع الاملاح مثل الكالسيوم وغيره من الايونات


انواع البكتين :


البكتين المستخلص طبيعيا ووجود اكثر من 50% من وحدات الحامض المؤسترة ويصنف بانه بكتين مرتفع الميثوكسيل high methyl ester (HM) pectin


http://www.ippa.info/basics/hmpectin.gif
ويعبر عنه بنسبة الاسترة الموجوده بالبكتين وتصنف عالية الاستر في مجموعات وفقا لدرجة حرارة لسرعة او بطىء التكون للحالة الجيلية للبكتين


يستخدم بالدرجه الاولى في انتاج المربى والهلام صناعيا وكذلك محليا


تطبيقاته : المربي والهلام ، والحلويات ولتحضيرات الفاكهة لاستخدامها فى منتجات الالبان –تحميض اللبن وصناعة مشروب البروتين وتغليظ الرائب او الزبادى –صناعة الحلوى الجيلية والجيلى ويتميز بالمنتجات الصحية والطبيعية وكذلك يستخدم فى المنتجات الدوائية والصيدلانية ويستخدم للحفظ وخصوصا اثناء الطبخ تحت تفريغ للمنتجات مثل المنتجات المرتفعة فى نسبة السكر كالمربى والبسكويت والحلوى تستخدم لتحقيق استقرار الحمضيه البروتين مثل منتجات الزبادي ، وشرش اللبن والصويا ضد حرارة التصنيع تستخدم في مجموعة واسعة من المنتجات المنخفضة السكر


بينما البكتين الذى عند استخلاصه اقل من 50%استر ويكون حسب عملية التصنيع والستخلاص ويمكن استخدام المعاملة الحامضية فيه يكون منخفض الميثوكثيل low methyl ester LM) pectin




http://www.ippa.info/basics/lmpectin.gif
LM pectin formula
يوجد بكتين اثناء استخلاصه وصناعته يعامل باملاح المونيا لانتاج اميد البكتين التي لها ميزات خاصة في بعض التطبيقات




http://www.ippa.info/basics/amidepectin.gif



Amidated pectin formula


طبعا باختلاف تلك الانواع يختلف التطبيقات لها
باختلاف التركيب لجزيئات البكتين هو المفتاح لخصائصه وكذلك اختلاف تطبيقاته فى الاغذية


1-جزيئات طويلة للبكتين ، والتشابك بسهولة مع بعضها البعض ، مما تسبب في التثخن يمكن تحسين القوام للمشروبات المنخفضة السكر
2-السكر المضاف اذا كان كافى يعمل على خفض قدرة الماء على اذابة جزيئات البكتين كاملة حيث تتشابك جزيئات البكتين لتكوين شبكة جيلية مرنة ارتفاع السكر التقيلدى فى المربى يعتمد على حالة البكتين ونوعه وايضا المحتوى المطلوب من السكر


3-لأن حمض مجموعات ضعيفة نسبيا ، يحدث تغيرات في الحموضة (pH) حسب كمية الشحنات فى سلاسل البكتين
يمكن للبكتين ان يترابط سلاسله معا تحت الظروف الحامضية حيث الشحنات الكافية من الحموضةالمنخفضة (ارتفاع الpH) لصد كل منهما الآخر وهذا ما يفسرلماذا يحتاج كل من السكر وحمض لنضع المربي او الهلام
المجموعات الحامضية فى البكتين تستطيع ربط الايونات الموجبة مثل ايون الكالسيوم حيث يربط ايون الكالسيوم بين مجموعتين سلبيتين –لو وجد مجموعتين سالبتين كما فى البكتين المنخفض الاستر بكفاية مع بعضهم يمكن ان يتكون الحالة الجيلية دون الاحتياج لكمية اخرى من السكر لذلك يستخدم فى صناعة الاغذية


4- يمكن لجزيئات البكتين السالبة الشحنة الارتباط مع بروتينات موجبة الشحنة وحمايتها من التخثر فى درجة الحرارة - يمكن استخدامه فى الرائب او الزبادى السائل بحيث انه يمنع تخثر البروتين فى الحرارة (الحرارة الخاطفة UHT)


الانتاج التجارى للبكتين




تفاصيل العملية الانتاجية تتفاوت بين مختلف الشركات ، وانما العملية العامة على النحو التالي:


المصنع يتلقى بقايا التفاح (ثفل) او قشره او الليمون من عدد من المنتجين للعصير. في معظم هذه الحالات المواد قد تم غسلها وتجفيفها بحيث انه يمكن نقلها وتخزينها دون تلف (عند استخدام المكونات تكون فى حاله جافة لعدم تدهور الناتج ونشاط الانزيمات عند التخزين )




المادة الخام يضاف اليها الماء الساخن ويستخدم مادة مساعدة (عادة ما يكون حامض معدنى ، او آخرين مثل الانزيمات يمكن استخدامها).
المياه وحدها لن تؤدي الا الى انتزاع قدر محدود جدا من pectin


بعد الوقت لاستخلاص pectin ، يتم فصل المواد الصلبه الباقيه ، وتركيز الناتج عن طريق ازالة بعض من المياه.


فإن من الممكن فصل المواد الصلبه عن طريق فلتر ، أجهزة الطرد المركزي ، او اي وسيلة اخرى. المحلول يتمم ترشحه مرة اخرى للتنقية اذا لزم الامر.


مباشرة او بعد فترة يتم تحويل البكتين بتركيز السائل مع خلطه مع الكحول حتى الترسيب
فى هذه المرحلة يكون البكتين جزئيا مؤستر


يتم فصل الراسب وغسله مع المزيد من الكحول لإزالة الشوائب ، والتجفيف
يتم غسل النتج بالكحول وبعض الايونات او الكاتيونات لتحويل البكتين الى شكل جزئى للملح (sodium, potassium, calcium, ammonium)


الكحول عادة يكون ايزوبروبانول ويكون محول بكفاءة عالية ويعاد استعماله لمزيد من الراسب في pectin


قبل أو بعد التجفيف يجوز ان يعامل البكتين مع الامونيا لانتاج amidated pectin اذا اقتضى الامر وتكون هي المفضلة بالنسبة لبعض التطبيقات


المجفف الناتج يتم تحويله الى بودر ثم يتم خلطه مع السكر او الدكستروز بنسب معينة لتكوين بودر الجيل او يستخدم لتطبيقات اخرى كالخصائص الوظيفية مثل اللزوجة ا و الثبات للبودر .
البكتين يباع حسب المخلوط مع الاضافات الغذائية الأخرى المعتمدة لاستخدامها في منتجات محددة
ملحوظة
البكتين فى صناعة المربى تجاريا بتكون نسبته حوالى 1% والسكر 65% الى نسبة الفاكهة 45% والحموضة لانتاج المربى يكون حوالى pH 3.1وزيادة نسبة البكتين تؤدى الى الصلابه للمربى بينما زيادة السكر تؤدى الى زيادة السيولة

شكرا لك و بارك الله فيك