pektin adalah kelompok polisakarida dari sayuran struktural lebih bersifat kompleks, yang struktur utama terdiri dari residu D-galacturonic asam terikat oleh ikatan glukosida jenis α-1,4-D.
Pada tumbuhan dikotil dan beberapa monokotil nongramin, pektin membentuk sekitar 35% dari molekul yang ada di dinding sel primer. Mereka adalah molekul yang sangat melimpah di dinding sel yang tumbuh dan membelah, serta di bagian “lunak” jaringan tanaman.
Unit dasar pektin, asam galakturonat yang diesterifikasi menjadi gugus metil (-CH3) (Sumber: Simann13 [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Pada sel tumbuhan tingkat tinggi, pektin juga merupakan bagian dari dinding sel dan beberapa bukti menunjukkan bahwa pektin penting untuk pertumbuhan, perkembangan, morfogenesis, proses adhesi sel-sel, pertahanan, pensinyalan, ekspansi sel, hidrasi biji, perkembangan buah. , dll.
Polisakarida ini disintesis di kompleks Golgi dan kemudian diangkut ke dinding sel melalui vesikel membran. Pektin, sebagai bagian dari matriks dinding sel tumbuhan, diduga berfungsi sebagai tempat pengendapan dan perluasan jaringan glikan yang berperan penting dalam porositas dinding dan perlekatan pada sel lain.
Selain itu, pektin memiliki kegunaan industri sebagai pembentuk gel dan zat penstabil dalam makanan dan kosmetik; Mereka telah digunakan dalam sintesis biofilm, perekat, pengganti kertas dan produk medis untuk implan atau pembawa obat.
Banyak penelitian menunjukkan manfaatnya bagi kesehatan manusia, karena telah ditunjukkan bahwa mereka berkontribusi pada penurunan kadar kolesterol dan glukosa darah, di samping stimulasi sistem kekebalan tubuh.
Indeks artikel
Struktur
Pektin adalah keluarga protein yang pada dasarnya terdiri dari unit asam galakturonat yang terikat secara kovalen satu sama lain. Asam galakturonat mewakili sekitar 70% dari seluruh struktur molekul pektin dan dapat melekat pada posisi O-1 atau O-4.
Asam galakturonat adalah heksosa, yaitu gula dengan 6 atom karbon yang rumus molekulnya adalah C6H10O.
Ia memiliki berat molekul sekitar 194,14 g / mol dan berbeda secara struktural dari galaktosa, misalnya, karbon pada posisi 6 terikat pada gugus karboksil (-COOH) dan bukan pada gugus hidroksil (-OH ).
Berbagai jenis substituen dapat ditemukan pada residu asam galakturonat, yang sedikit banyak menentukan sifat struktural dari setiap jenis pektin; beberapa yang paling umum adalah gugus metil (CH3) yang diesterifikasi menjadi karbon 6, meskipun gula netral juga dapat ditemukan di rantai samping.
Kombinasi domain
Beberapa peneliti telah menentukan bahwa berbagai pektin yang ada di alam tidak lebih dari kombinasi domain homogen atau halus (tanpa cabang) dan yang lain sangat bercabang atau “berbulu”, yang bergabung satu sama lain dalam proporsi yang berbeda.
Domain-domain ini telah diidentifikasi sebagai domain homogalakturonan, yang paling sederhana dan satu dengan rantai samping “mencolok” paling sedikit; domain rhamnogalakturonan-I dan domain rhamnogalakturonan-II, yang satu lebih kompleks daripada yang lain.
Karena adanya substituen yang berbeda dan dalam proporsi yang berbeda, panjang, definisi struktural dan berat molekul pektin sangat bervariasi, dan ini juga tergantung, sebagian besar, pada jenis sel dan spesies yang dipertimbangkan.
Jenis atau domain
Asam galakturonat yang membentuk struktur utama pektin dapat ditemukan dalam dua bentuk struktural berbeda yang merupakan tulang punggung dari tiga domain polisakarida yang ditemukan di semua jenis pektin.
Domain tersebut dikenal sebagai homogalakturonan (HGA), rhamnogalakturonan-I (RG-I), dan rhamnogalakturonan-II (RG-II). Ketiga domain ini dapat dihubungkan secara kovalen, membentuk jaringan tebal antara dinding sel primer dan lamela tengah.
Homogalakturonan (HGA)
Ini adalah homopolimer linier yang terdiri dari residu asam D-galakturonat yang dihubungkan bersama oleh ikatan glukosidik tipe -1,4. Ini dapat mengandung hingga 200 residu asam galakturonat dan ditemukan berulang dalam struktur banyak molekul pektin (terdiri dari sekitar 65% pektin)
Polisakarida ini disintesis di kompleks Golgi sel tumbuhan, di mana lebih dari 70% residunya telah dimodifikasi oleh esterifikasi gugus metil pada karbon milik gugus karboksil pada posisi 6.
Struktur kimia homogalakturonan (Sumber: NEUROtiker [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)
Modifikasi lain yang dapat dialami oleh residu asam galakturonat dalam domain homogalakturonan adalah asetilasi (penambahan gugus asetil) karbon 3 atau karbon 2.
Selain itu, beberapa pektin memiliki substitusi xilosa pada karbon 3 dari beberapa residunya, yang menghasilkan domain berbeda yang dikenal sebagai xylogalacturonan, berlimpah dalam buah-buahan seperti apel, semangka, wortel, dan kulit biji kacang polong.
Ramnogalakturonan-I (RG-I)
Ini adalah heteropolisakarida yang terdiri dari kurang dari 100 pengulangan disakarida yang terdiri dari asam L-rhamnose dan D-galakturonat. Ini mewakili antara 20 dan 35% pektin dan ekspresinya tergantung pada jenis sel dan momen perkembangannya.
Sebagian besar residu rhamnosil di tulang punggungnya memiliki rantai samping yang memiliki residu L-arabinofuranosa dan D-galaktopiranosa individu, linier atau bercabang. Mereka mungkin juga mengandung residu fucose, glukosa, dan residu glukosa termetilasi.
Ramnogalakturonan II (RG-II)
Ini adalah pektin yang paling kompleks dan hanya mewakili 10% dari pektin seluler pada tanaman. Strukturnya sangat terkonservasi pada spesies tumbuhan dan dibentuk oleh kerangka homogalakturonan dari setidaknya 8 residu asam D-galakturonat yang dihubungkan oleh ikatan 1,4.
Dalam rantai sampingnya, residu ini memiliki cabang lebih dari 12 jenis gula yang berbeda, dihubungkan melalui lebih dari 20 jenis ikatan yang berbeda. Adalah umum untuk menemukan rhamnogalakturonan-II dalam bentuk dimer, dengan dua bagian dihubungkan bersama oleh ikatan ester borat-diol.
Fitur
Pektin terutama protein struktural dan, karena mereka dapat berasosiasi dengan polisakarida lain seperti hemiselulosa, juga ada di dinding sel tumbuhan, mereka memberikan ketegasan dan ketangguhan pada struktur tersebut.
Dalam jaringan segar, keberadaan gugus karboksil bebas dalam molekul pektin meningkatkan kemungkinan dan kekuatan pengikatan molekul kalsium antara polimer pektin, yang memberi mereka stabilitas struktural yang lebih baik.
Mereka juga berfungsi sebagai agen pelembab dan sebagai bahan adhesi untuk berbagai komponen selulolitik dinding sel. Selain itu, mereka memainkan peran penting dalam mengendalikan pergerakan air dan cairan tanaman lainnya melalui bagian jaringan yang tumbuh paling cepat di tanaman.
Oligosakarida yang berasal dari molekul beberapa pektin berpartisipasi dalam induksi lignifikasi jaringan tanaman tertentu, yang pada gilirannya mendorong akumulasi molekul inhibitor protease (enzim yang mendegradasi protein).
Untuk alasan ini, pektin penting untuk pertumbuhan, perkembangan dan morfogenesis, sinyal sel-sel dan proses adhesi, pertahanan, ekspansi sel, hidrasi biji, perkembangan buah, antara lain.
Makanan kaya pektin
Pektin merupakan sumber serat penting yang terdapat dalam sejumlah besar sayuran dan buah-buahan yang dikonsumsi setiap hari oleh manusia, karena merupakan bagian struktural dari dinding sel sebagian besar tanaman hijau.
Ini sangat melimpah di kulit buah jeruk seperti lemon, limau, jeruk bali, jeruk, mandarin dan markisa (markisa atau markisa), namun jumlah pektin yang tersedia tergantung pada keadaan kematangan buah.
Buah yang lebih hijau atau kurang matang adalah yang memiliki kandungan pektin yang lebih tinggi, sebaliknya buah yang terlalu matang atau terlalu matang.
Selai, manis atau jeli, salah satu aplikasi kuliner pektin (Gambar oleh RitaE di pixabay.com)
Buah kaya pektin lainnya termasuk apel, persik, pisang, mangga, jambu biji, pepaya, nanas, stroberi, aprikot, dan berbagai jenis beri. Sayuran yang kaya akan pektin antara lain tomat, buncis, dan kacang polong.
Selanjutnya, pektin biasanya digunakan dalam industri makanan sebagai aditif pembentuk gel atau penstabil dalam saus, galea dan banyak jenis olahan industri lainnya.
Kegunaan
Dalam industri makanan
Mengingat komposisinya, pektin adalah molekul yang sangat larut dalam air, itulah sebabnya mengapa mereka memiliki banyak aplikasi, terutama dalam industri makanan.
Ini digunakan sebagai agen pembentuk gel, penstabil atau pengental untuk berbagai persiapan kuliner, terutama jeli dan selai, minuman berbasis yogurt, milkshake dengan susu dan buah-buahan, dan es krim.
Pektin populer untuk persiapan selai (Gambar oleh Michal Jarmoluk di pixabay.com)
Perolehan pektin industri untuk tujuan ini didasarkan pada ekstraksi dari kulit buah-buahan seperti apel dan beberapa buah jeruk, proses yang dilakukan pada suhu tinggi dan dalam kondisi pH asam (pH rendah).
Dalam kesehatan manusia
Selain hadir secara alami sebagai bagian dari serat di banyak makanan nabati yang dikonsumsi manusia setiap hari, pektin telah terbukti memiliki aplikasi “farmakologis”:
– Dalam pengobatan diare (dicampur dengan ekstrak chamomile)
– Memblokir perlekatan mikroorganisme patogen pada mukosa lambung, menghindari infeksi saluran cerna
– Mereka memiliki efek positif sebagai pengatur kekebalan pada sistem pencernaan
– Menurunkan kolesterol darah
– Menurunkan tingkat penyerapan glukosa dalam serum pasien obesitas dan diabetes
Referensi
- BeMiller, JN (1986). Pengantar pektin: struktur dan sifat. Kimia dan fungsi pektin, 310, 2-12.
- Dergal, SB, Rodríguez, HB, & Morales, AA (2006). Kimia makanan. Pendidikan Pearson.
- Mohnen, D. (2008). Struktur dan biosintesis pektin. Pendapat terkini dalam biologi tumbuhan, 11 (3), 266-277.
- Thakur, BR, Singh, RK, Handa, AK, & Rao, MA (1997). Kimia dan penggunaan pektin — ulasan. Ulasan Kritis dalam Ilmu Pangan & Gizi, 37 (1), 47-73. Thakur, BR, Singh, RK, Handa, AK, & Rao, MA (1997). Kimia dan penggunaan pektin — ulasan. Ulasan Kritis dalam Ilmu Pangan & Gizi , 37 (1), 47-73.
- Voragen, AG, Coenen, GJ, Verhoef, RP, & Schols, HA (2009). Pektin, polisakarida serbaguna yang ada di dinding sel tumbuhan. Kimia Struktur , 20 (2), 263.
- Willats, WG, McCartney, L., Mackie, W., & Knox, JP (2001). Pektin: biologi sel dan prospek untuk analisis fungsional. Biologi molekuler tanaman, 47 (1-2), 9-27.
