เพคติน (Pectins)

เพคตินเป็นสารพอลิแซกคาไรด์ประเภท heteropolysaccharide พบได้ในผนังเซลล์ของพืชที่ขึ้นบนดิน โดยทั่วไปจะใช้ในรูปผงสีขาวหรือน้ำตาลอ่อน ซึ่งสกัดจากผลไม้ตระกูลส้ม

มักใช้เป็นสารที่ทำให้เกิดเจล (gelling agent) ในกระบวนการผลิตอาหารโดยเฉพาะในแยมและเยลลี่ นอกจากนี้ยังเป็นสารที่ทำให้เกิดการคงตัว (stabilizer) ในเครื่องดื่ม เช่น นม น้ำผลไม้ เป็นต้น

เพคตินเป็นส่วนหนึ่งของอาหารที่คนบริโภคในทุกวัน แต่ไม่นับเป็นส่วนของโภชนาการ โดยปกติเราได้รับเพคตินจากผักและผลไม้ประมาณ 5 กรัม หากบริโภคผักและผลไม้ปริมาณ 500 กรัม
การบริโภคเพคตินมีส่วนช่วยในการลดระดับคลอเรสเตอรอลในเลือด โดยเพคตินจะเพิ่มความหนืดในช่วงล้ำไส้เล็ก ทำให้มีการดูดซึมโคเลสเตอรอลจากอาหารและน้ำดีลดลง

ชนิดของเพคติน

โดยทั่วไปเพคตินจะถูกจำแนกโดยใช้จำนวน degree of methoxylation (DM) เป็นเกณฑ์ ซึ่งจำนวน degree of methoxylation
สามารถแสดงเป็นอัตราส่วนของหมู่ methylated galacturonic acid ต่อหมู่ galacturonic acid ทั้งหมดที่มีอยู่ในโมเลกุลของเพคติน
ทำให้มีผลต่อคุณสมบัติของเพคติน โดยเฉพาะความสามารถในการละลายและลักษณะการขึ้นรูปเจล

High methoxyl (HM) pectin

HM pectin คือ เพคตินที่ได้จากกระบวนการสกัดแบบปกติและมีค่า DM มากกว่าร้อยละ 50 มีความสามารถในการสร้างเจลในสารละลายที่มีของแข็งละลายอยู่สูงถึง 50 % และค่า pH ต่ำ ประมาณ 2.0-3.5

HM pectin สามารถแบ่งได้เป็น 3 ประเภทหลักตาม gelling time ได้แก่

• Rapid set คือ เพคตินที่มีค่า DM ประมาณ 72-75 % มักใช้ในการผลิตแยม เนื่องจากเกิดเจลได้รวดเร็วโดยใช้เวลาเพียง 20-70 วินาที ซึ่งช่วยขัดขวางการลอยตัวของผลไม้ในแยม
• Medium set คือ เพคตินที่มีค่า ค่า DM ประมาณ 68-71 %
• Slow set คือ เพคตินที่มีค่า ค่า DM ประมาณ 62-68 % มักใช้ในการผลิตเจลลี่ เนื่องจากใช้เวลาในการเกิดเจลนานประมาณ 3-4 นาที ทำให้มีเวลาพอให้ฟองอากาศสามารถออกจากเจลลีออกไปก่อนได้

ดังนั้นการนำเพคตินมาใช้ประโยชน์จึงขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์และชนิดของผลิตภัณฑ์อาหาร

Low methoxyl (LM) pectins

LM pectin สามารถเกิดเจลในสารละลายที่มีของแข็งละลายอยู่ 10-80 % มี pH ช่วงกว้างตั้งแต่ 2.9-5.5 และมีปริมาณของแคลเซียมไอออน (Ca²⁺) ขึ้นกับชนิดของ LM pectin จะได้เจลชนิด thermoreverible
กล่าวคือ เนื้อเจลมีลักษณะเนื้อสัมผัสอ่อนนุ่มและยืดหยุ่นมากกว่าเจลที่ได้จาก HM pectin หรืออาการ์ (Agar)

LM pectin สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ได้แก่

•  Conventional Low Methoxyl (LMC) pectin คือ เพคตินที่ได้จากการปรับกระบวนการสกัด โดยใช้กรดในการปรับปรุงสมบัติ ทำให้ได้เพคตินที่มีโครงสร้างของกรดคาร์บอกซิลิกมากขึ้น สามารถใช้ในการผลิตแยม เครื่องดื่มผลไม้ หรือผลิตภัณฑ์เครื่องดื่มโปรตีนที่มีกรด เช่น นมเปรี้ยว และใช้เป็นสารทดแทนไขมันในเบเกอรี่ LMC pectin สามารถทำงานได้ประสิทธิภาพสูงสุดในช่วง pH ตั้งแต่ 2.8-6.5 และเป็นเจลที่อุณหภูมิ 50-70^๐C และมีปริมาณแคลเซียมไอออน 30-50 mg of calcium per gram of Pectin
• Amidated Low Methoxyl (LMA) pectin คือ เพคตินที่ได้จากการปรับกระบวนการสกัด โดยใช้แอมโมเนียในการไฮโดรไลซ์ ทำให้มีหมู่เอไมด์ (-CONH₂) ในโครงสร้างของเพคติน LMA pectin สามารถใช้ในการผลิตอาหารเช่นเดียวกับ LMC pectin แต่สามารถทำงานได้ดีที่สุดในช่วง pH ตั้งแต่ 3.2-3.6 และเป็นเจลที่อุณหภูมิ 40-70^๐C และมีปริมาณแคลเซียมไอออน 10-30 mg of calcium per gram of Pectin

กระบวนการผลิตเพคติน

แหล่งของเพคติน

เพคตินสามารถพบได้ในผักและผลไม้ทุกชนิด แต่มีปริมาณแตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของผลไม้ สามารถแบ่งเป็น 3 กลุ่มหลัก ดังนี้

• High pectin content เช่น มะนาว เลมอน ส้ม และ แอปเปิ้ล
• Average pectin content เช่น แอปพลิคอท และ แบล็คเบอรี่
• Low pectin content เช่น เชอรี่ พีช สับปะรด

ตัวอย่างปริมาณเพคตินในผลไม้ชนิดต่าง ๆ

*ในผลไม้ตระกูลส้ม เพคตินจะอยู่บริเวณเนื้อของเปลือกและเนื้อเยื่อผิวของเกล็ดส้มมากที่สุด
ขั้นตอนการผลิต

ในการผลิตเพคติน สภาพอากาศ ชนิดและคุณภาพของผลไม้ที่ใช้ เวลาเก็บเกี่ยว และเอนไซม์ที่ใช้ล้วนเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของเพคตินที่สกัดได้ ดังนั้นการเลือกแหล่งของวัตถุดิบจึงเป็นสิ่งสำคัญในกระบวนการผลิตเพคติน การผลิตเพคตินมีขั้นตอนแรกคือ การคั้นน้ำจากเปลือกหรือเนื้อผลไม้ และนำไปไฮโดรไลซ์ด้วยกรดที่อุณหภูมิสูง เพคตินจะลอยอยู่ในของเหลวที่สกัดได้ในรูปสารแขวนลอย จากนั้นนำสารที่ได้ไปแยกเพคตินด้วยวิธีการกรอง (filtration) และการทำให้เข้มข้น (concentration)  จากนั้นตกตะกอน (precipitation) ในแอลกอฮอล์ และเข้าสู่กระบวนการทำแห้ง (drying) และมีการปรับปรุงโครงสร้าง เพื่อให้ได้เพคตินชนิดต่าง ๆ

การประยุกต์ใช้

• ใช้ทำแยมและน้ำผลไม้ โดยใช้เป็นสารทำให้เกิดเจล และสารทำให้คงตัว
• ใช้เป็นส่วนผสมสำหรับอาหารควบคุมน้ำหนัก
• ใช้เป็นส่วนผสมในการการผลิตยารักษาอาการท้องเสีย
• ใช้เป็นสารให้ความคงตัวในผลิตภัณฑ์เพื่อความสวยงาม โดยใช้รักษาแผลจากการผ่าตัดทวารหนัก
• ใช้เป็นส่วนผสมในการผลิตอาหารสัตว์
• ใช้ทดแทนกาวจากธรรมชาติในการทำซิการ์ ซึ่งสามาถช่วยลดอันตรายจากใบยาสูบได้

อ้างอิง

• ชนิดของเพคตินและ setting time
• COMMERCIAL CLASSIFICATION and RAW MATERIALS FOR PECTIN PRODUCTION
• สมบัติทางเคมีของคาร์โบไฮเดรท-ไฮโดรคอลลอยด์ และการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม