Pektine

Pektin (von griechisch πηκτός, pektós - fest, geronnen) ist ein auf pflanzlicher Basis gewonnener, das Gelieren fördernder Stoff. Pektin ist ein Polysaccharid.

Pektin ist heute ein unverzichtbarer Bestandteil in vielen Produkten, die Geliermittel, Verdickungsmittel und Stabilisierungsmittel einsetzen. In der Nahrungsmittelindustrie wird Pektin zur Herstellung von Konfitüren, Süßwaren, Backwaren und Milcherzeugnissen verwendet und in der Kosmetik- und Pharmaindustrie eingesetzt, hier hat Pektin in den letzten Jahren zusehends an

Bedeutung

Die Gewinnung von Pektin erfolgt mit großem technischen Aufwand aus pflanzlichen Rohstoffen mit hohem Pektingehalt, wie beispielsweise Apfel-, Citrus- oder Rübentrester. Durch das verschiedene Ausgangsmaterial entstehen unterschiedliche Pektintypen mit verschieden nutzbaren Eigenschaften.

Chemische Struktur und Eigenschaften

Pektine als Substanzklasse besitzen in der Pflanzenwelt eine Vielzahl von Strukturen. Allen gemein ist, dass es sich hierbei um Polysaccharide handelt, deren Hauptbestandteil die D-Galakturonsäure als Monomer ist. Diese sind über alpha-1,4-glykosidische Bindungen miteinander verbunden und bilden so das Rückgrat des Pektinmoleküls. Dieses „backbone“ wird periodisch durch 1,2-bindungen mit L-Rhamnose unterbrochen, was dazu führt, dass es in der linearen Polygalakturonsäurekette zu Unterbrechungen kommt und die Bezeichnung Rhamno-galakturonsäure synonym für Pektin verwandt wird. Die Verzweigungen in der Kette durch L-Rhamnose treten nicht regelmäßig auf, sondern häufen sich in den sogenannten „hairy regions“. Im Gegensatz dazu heißen die linearen Teile der Kette „smooth regions“.

Neben den Verzweigungen der Hauptkette finden sich weitere Merkmale des Pektinmakromoleküls. Die Hydroxylgruppen am C2- oder C3-Atom der Galakturonsäureeinheiten sind zu geringen Teilen acetyliert oder durch weitere Neutralzucker (wie D-Galaktose, D-Xylose, L-Arabinose, L-Rhamnose) substituiert. Die Carboxylgruppen der Polygalakturonsäure sind teilweise mit Methanol verestert. Der Grad der Veresterung und Acetylierung schwankt mit der Herkunft des Pektins.

Hochmethyliertes Pektin hat per Definition einen Veresterungsgrad größer 50%, niedrigmethyliertes dementsprechend kleiner 50%. Der anwendungstechnische Hauptunterschied zwischen beiden Strukturen liegt in der Neigung, Gele aus wässrigen Lösungen zu bilden. Hochmethyliertes Pektin ist nur in der Lage Gele zu bilden, wenn der Zuckeranteil der Lösung mindestens 55% beträgt und die Lösung einen pH zwischen 1 und 3,5 hat. Niedrigmethyliertes Pektin ist im Gegensatz dazu in der Lage, Gele aus vollständig zuckerfreien Lösungen zu bilden. Auch der pH-Bereich, in dem dies geschieht, ist wesentlich größer (pH 1-7). Einzige Bedingung ist die Anwesenheit von Calcium-Ionen oder anderen mehrwertigen Kationen.

Anwendungen und industrieller Einsatz

Pektine werden, aufgrund ihrer Fähigkeit Gele zu bilden, hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie (Lebensmittelzusatzstoff E 440) zur Herstellung von Gelees, Konfitüren und Marmeladen eingesetzt. Niedrigmethylierte Pektine finden Anwendung in der Joghurt-Produktion und bei der Pasteurisierung von Sauermilchprodukten, wo die Koagulation des Caseins durch die Anwesenheit von Pektin unterbunden wird.

Ihre Eigenschaften als Verdickungsmittel, Schutzkolloide und Stabilisatoren werden auch in der Pharma- und Kosmetikindustrie genutzt, um die Viskosität und Stabilität von Emulsionen und Suspensionen zu erhöhen und verschiedene Gele, Cremes und Pasten zu erzeugen.

Weitere medizinische Anwendungen der Pektine sind gegeben durch die Fähigkeit, als Komplexbildner bei der Entgiftung bei Schwermetallvergiftungen mitzuwirken und durch ihre Eigenschaft den Chloresterinwert im Blut zu senken. Außerdem wird es in manchen Medikamenten zur Durchfallbehandlung eingesetzt.

Ernährungsphysiologisch betrachtet sind Pektine für den Menschen Ballaststoffe. Mikroorganismen dagegen sind in der Lage, Pektine beziehungsweise Galakturonsäure zu verstoffwechseln.