पेक्टिन: संरचना, कार्य, प्रकार, खाद्य पदार्थ, अनुप्रयोग - जीवविज्ञान - 2025

Pectins सब्जी मूल के पॉलीसैकराइड संरचना की दृष्टि से और अधिक जटिल प्रकृति, जिसका मुख्य संरचना डी galacturonic एसिड की अवशेषों α-1,4-डी प्रकार के glucosidic बांड से बंधे से बना है के समूह हैं।

डाइकोटाइलडोनस पौधों और कुछ गैर-घास मोनोकॉट्स में, पेक्टिन प्राथमिक कोशिका की दीवारों में लगभग 35% अणु बनाते हैं। वे विशेष रूप से बढ़ती और विभाजित कोशिकाओं की दीवारों में प्रचुर मात्रा में अणु होते हैं, साथ ही साथ पौधे के ऊतकों के "नरम" भागों में भी होते हैं।

पेक्टिन की मूल इकाई, गैलेक्टुरोनिक एसिड एक मिथाइल समूह (-CH3) से संबंधित है (स्रोत: Simann13 विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से)

उच्च पादप कोशिकाओं में, पेक्टिंस भी कोशिका भित्ति का हिस्सा होते हैं और साक्ष्य की कई पंक्तियों से पता चलता है कि वे विकास, विकास, आकृति विज्ञान, कोशिका-कोशिका आसंजन प्रक्रियाओं, रक्षा, संकेतन, समाधान के लिए महत्वपूर्ण हैं कोशिका विस्तार, बीजों का जलयोजन, फलों का विकास आदि।

इन पॉलीसेकेराइड्स को गोल्गी परिसर में संश्लेषित किया जाता है और फिर झिल्ली पुटिकाओं के माध्यम से कोशिका भित्ति में ले जाया जाता है। पेक्टिंस, प्लांट सेल दीवार मैट्रिक्स का हिस्सा होने के कारण, ग्लूकोन नेटवर्क के निक्षेपण और विस्तार के लिए एक साइट के रूप में कार्य करने के लिए सोचा जाता है जिसमें दीवार के छिद्र और अन्य कोशिकाओं के पालन में महत्वपूर्ण भूमिका होती है।

इसके अलावा, पेक्टिंस का खाद्य और सौंदर्य प्रसाधनों में अदरक और स्थिरीकरण एजेंट के रूप में औद्योगिक उपयोग होता है; इनका उपयोग बायोफिल्म्स, चिपकने वाले, कागज के विकल्प और प्रत्यारोपण या दवा वाहक के लिए चिकित्सा उत्पादों के संश्लेषण में किया गया है।

कई अध्ययन मानव स्वास्थ्य के लिए इसके लाभों की ओर इशारा करते हैं, क्योंकि यह दिखाया गया है कि वे प्रतिरक्षा प्रणाली की उत्तेजना के अलावा, कोलेस्ट्रॉल और रक्त शर्करा के स्तर को कम करने में योगदान करते हैं।

संरचना

पेक्टिन प्रोटीन का एक परिवार है जो अनिवार्य रूप से गैलेक्ट्यूरोनिक एसिड इकाइयों से बना होता है जो एक साथ जुड़े हुए हैं। गैलेक्टुरोनिक एसिड पेक्टिन की पूरी आणविक संरचना का लगभग 70% प्रतिनिधित्व करता है और इसे ओ -1 या ओ -4 पदों पर संलग्न किया जा सकता है।

गैलेक्टुरोनिक एसिड एक हेक्सोज है, अर्थात, यह 6 कार्बन परमाणुओं के साथ एक चीनी है जिसका आणविक सूत्र C6H10O है।

इसका आण्विक भार कम या ज्यादा 194.14 g / mol होता है और संरचनात्मक रूप से गैलेक्टोज से भिन्न होता है, उदाहरण के लिए, इस स्थिति में कार्बन 6 एक कार्बोक्सिल समूह (-COOH) से जुड़ा होता है और हाइड्रॉलिक समूह से नहीं (-OH))।

गैलेक्टुरोनिक एसिड के अवशेषों पर विभिन्न प्रकार के प्रतिस्थापन पाए जा सकते हैं, जो कम या ज्यादा प्रत्येक प्रकार के पेक्टिन के संरचनात्मक गुणों को परिभाषित करते हैं; कुछ सबसे आम मिथाइल समूह (सीएच 3) हैं जो कार्बन 6 को एस्ट्रिफायड हैं, हालांकि साइड चेन में न्यूट्रल शुगर भी पाई जा सकती है।

डोमेन संयोजन

कुछ शोधकर्ताओं ने निर्धारित किया है कि प्रकृति में मौजूद अलग-अलग पेक्टिन सजातीय या चिकनी डोमेन (शाखाओं के बिना) और अन्य अत्यधिक शाखाओं वाले या "बालों वाले" के संयोजन से ज्यादा कुछ नहीं हैं, जो अलग-अलग अनुपात में एक दूसरे के साथ संयुक्त हैं।

इन डोमेन को होमोग्लाक्टुरोनन डोमेन के रूप में पहचाना गया है, जो सभी में सबसे सरल है और सबसे कम "दिखावटी" साइड चेन वाला है; rhamnogalacturonan-I डोमेन और rhamnogalacturonan-II डोमेन, एक से अधिक जटिल।

विभिन्न प्रतिस्थापनों और विभिन्न अनुपातों की उपस्थिति के कारण, पेक्टिन की लंबाई, संरचनात्मक परिभाषा और आणविक भार अत्यधिक परिवर्तनशील होते हैं, और यह बहुत हद तक, सेल के प्रकार और मानी जाने वाली प्रजातियों पर भी निर्भर करता है।

प्रकार या डोमेन

पेक्टिंस की मुख्य संरचना बनाने वाले गैलेक्टुरोनिक एसिड को दो अलग-अलग संरचनात्मक रूपों में पाया जा सकता है जो सभी प्रकार के पेक्टिन में पाए जाने वाले तीन पॉलीसेकेराइड डोमेन की रीढ़ हैं।

इन डोमेन को होमोग्लाक्टुरोनोन (HGA), rhamnogalacturonan-I (RG-I) और rhamnogalacturonan-II (RG-II) के रूप में जाना जाता है। इन तीन डोमेन को सहसंयोजक रूप से जोड़ा जा सकता है, जिससे प्राथमिक सेल की दीवार और मध्य लामेला के बीच एक मोटा नेटवर्क बनता है।

होमोग्लाक्टुरोनन (HGA)

यह डी-गैलेक्टुरोनिक एसिड अवशेषों से बना एक रैखिक होमोपोलिमर है जो α-1,4 प्रकार के ग्लूकोसिडिक बॉन्ड द्वारा एक साथ जुड़ा हुआ है। इसमें 200 गैलेक्टुरोनिक एसिड के अवशेष शामिल हो सकते हैं और इसे कई पेक्टिन अणुओं की संरचना में दोहराया जाता है (इसमें अधिक से अधिक 65% पेक्टिन होते हैं)

यह पॉलीसेकेराइड पौधों की कोशिकाओं के गोल्गी परिसर में संश्लेषित होता है, जहां 70% से अधिक अवशेषों को कार्बोक्सिल समूह 6 में स्थित कार्बन पर मिथाइल समूह के स्थिरीकरण द्वारा संशोधित किया गया है।

Homogalacturonan की रासायनिक संरचना (स्रोत: विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से NEUROtiker)

एक और संशोधन है कि होमोग्लाक्टुरोनन डोमेन में गैलेक्टुरोनिक एसिड के अवशेष कार्बन 3 या कार्बन 2 के एसिटिलिकेशन (एसिटाइल समूह के अलावा) से गुजर सकता है।

इसके अलावा, कुछ पेक्टिंस में उनके कुछ अवशेषों के कार्बन 3 में xylose प्रतिस्थापन हैं, जो कि एक अलग डोमेन xylogalacturonan के रूप में जाना जाता है, सेब, तरबूज जैसे फलों में प्रचुर मात्रा में, गाजर में और मटर के बीज कोट में।

रामनोग्लक्टुरोनन- I (आरजी- I)

यह एक हेटेरोपॉलीसेकेराइड है, जो L-rhamnose और D-galacturonic एसिड से बने डिसैकराइड के सिर्फ 100 रिपीट से बना है। यह 20 से 35% पेक्टिन का प्रतिनिधित्व करता है और इसकी अभिव्यक्ति सेल के प्रकार और विकास के क्षण पर निर्भर करती है।

इसके रीढ़ की हड्डी में बहुत से रैंनोसिल अवशेषों में साइड चेन होती हैं, जो व्यक्तिगत, रैखिक या ब्रांच्ड एल-अरेबिनोफुरानोज और डी-गैलेक्टोप्रोपेनस अवशेषों की होती हैं। इनमें फ़्यूकोस अवशेष, ग्लूकोज और मिथाइलेटेड ग्लूकोज अवशेष भी हो सकते हैं।

रामनोग्लक्टुरोनन II (RG-II)

यह सबसे जटिल पेक्टिन है और पौधों में केवल 10% सेलुलर पेक्टिन का प्रतिनिधित्व करता है। इसकी संरचना पौधों की प्रजातियों में अत्यधिक संरक्षित है और 1,4 बंधों से जुड़ी कम से कम 8 डी-गैलेक्टुरोनिक एसिड अवशेषों के एक होमोग्लाक्टुरोनन कंकाल द्वारा बनाई गई है।

उनकी साइड चेन में, इन अवशेषों में 12 से अधिक विभिन्न प्रकार की शर्करा की शाखाएं हैं, जो 20 से अधिक विभिन्न प्रकार के बांडों के माध्यम से जुड़ी हुई हैं। यह आम है कि रम्नोग्लैक्टुरोनन-द्वितीय को मंद रूप में पाया जाता है, जिसमें दो भाग एक बोरेट-डायोल एस्टर बॉन्ड द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं।

विशेषताएं

पेक्टिन मुख्य रूप से संरचनात्मक प्रोटीन होते हैं और, चूंकि वे अन्य पॉलीसेकेराइड जैसे हेमिकेलुलोस के साथ जुड़ सकते हैं, पौधों की कोशिका दीवारों में भी मौजूद होते हैं, वे उक्त संरचनाओं को दृढ़ता और कठोरता प्रदान करते हैं।

ताजे ऊतक में, पेक्टिन के अणुओं में मुक्त कार्बोक्सिल समूहों की उपस्थिति से पेक्टिन पॉलिमर के बीच कैल्शियम अणुओं की बाध्यकारी शक्ति और संभावनाएं बढ़ जाती हैं, जिससे उन्हें और भी अधिक संरचनात्मक स्थिरता मिलती है।

वे एक मॉइस्चराइजिंग एजेंट के रूप में और सेल की दीवार के विभिन्न सेलुलोलिटिक घटकों के लिए एक आसंजन सामग्री के रूप में भी कार्य करते हैं। इसके अलावा, वे एक संयंत्र में ऊतक के सबसे तेजी से बढ़ते भागों के माध्यम से पानी और अन्य पौधों के तरल पदार्थ के आंदोलन को नियंत्रित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

कुछ पेक्टिन के अणुओं से प्राप्त ऑलिगोसैकराइड कुछ पौधों के ऊतकों के लिग्निफिकेशन के प्रेरण में भाग लेते हैं, जिससे, प्रोटीज इनहिबिटर अणुओं (प्रोटीन को ख़राब करने वाले एंजाइम) का संचय होता है।

इन कारणों के लिए, पेक्टिन विकास, विकास और रूपजनन, कोशिका-कोशिका संकेतन और आसंजन प्रक्रिया, रक्षा, कोशिका विस्तार, बीज जलयोजन, फल ​​विकास, के लिए महत्वपूर्ण हैं। दूसरों के बीच में।

पेक्टिन युक्त खाद्य पदार्थ

पेक्टिन फाइबर का एक महत्वपूर्ण स्रोत है जो मनुष्य द्वारा दैनिक रूप से उपभोग की जाने वाली सब्जियों और फलों की एक बड़ी संख्या में मौजूद है, क्योंकि यह अधिकांश हरे पौधों की कोशिका दीवारों का एक संरचनात्मक हिस्सा है।

यह नींबू, नीबू, अंगूर, संतरे, मंदारिन और जुनून फल (जुनून फल या जुनून फल) जैसे खट्टे फलों के छिलकों में बहुत प्रचुर मात्रा में है, हालांकि, उपलब्ध पेक्टिन की मात्रा परिपक्वता की स्थिति पर निर्भर करती है फल।

हरियाली या कम पके फल पेक्टिन की एक उच्च सामग्री के साथ होते हैं, अन्यथा वे फल जो बहुत पके या अधिक मात्रा में होते हैं।

जाम, मिठाई या जेली, पेक्टिन के पाक अनुप्रयोगों में से एक (पिक्साबाय.कॉम पर रीटा द्वारा छवि)

अन्य पेक्टिन युक्त फलों में सेब, आड़ू, केला, आम, अमरूद, पपीता, अनानास, स्ट्रॉबेरी, खुबानी और विभिन्न प्रकार के जामुन शामिल हैं। जिन सब्जियों में पेक्टिन प्रचुर मात्रा में होता है उनमें टमाटर, बीन्स और मटर होते हैं।

इसके अलावा, पेक्टिन का उपयोग खाद्य उद्योग में आमतौर पर सॉस, गैलिस और कई अन्य प्रकार की औद्योगिक तैयारी में एडिटिव्स या स्टेबलाइजर्स के रूप में किया जाता है।

अनुप्रयोग

खाद्य उद्योग में

उनकी संरचना को देखते हुए, पेक्टिन पानी में अत्यधिक घुलनशील अणु हैं, यही वजह है कि उनके पास कई अनुप्रयोग हैं, खासकर खाद्य उद्योग में।

यह कई पाक तैयारियों, विशेष रूप से जेली और जाम, दही-आधारित पेय, दूध और फलों के साथ मिल्कशेक और बर्फ क्रीम के लिए एक अदरक, स्थिर या गाढ़ा करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किया जाता है।

पेक्टिन जाम बनाने के लिए लोकप्रिय है (Pixabay.com पर मिशाल जरमोलुक द्वारा छवि)

इन उद्देश्यों के लिए पेक्टिन का औद्योगिक उत्पादन फलों के छिलकों जैसे सेब और कुछ खट्टे फलों, जो एक प्रक्रिया है जो उच्च तापमान पर और अम्लीय पीएच स्थितियों (कम पीएच) में किया जाता है, से इसके निष्कर्षण पर आधारित है।

मानव स्वास्थ्य में

पौधे-आधारित खाद्य पदार्थों में फाइबर के हिस्से के रूप में स्वाभाविक रूप से मौजूद होने के अलावा, जो मानव दैनिक उपभोग करते हैं, पेक्टिन को "औषधीय" अनुप्रयोगों में दिखाया गया है:

- दस्त के उपचार में (कैमोमाइल निकालने के साथ मिश्रित)

- गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल संक्रमण से बचने, पेट के म्यूकोसा को रोगजनक सूक्ष्मजीवों के पालन को अवरुद्ध करें

- पाचन तंत्र के इम्युनो-रेगुलेटर के रूप में उनके सकारात्मक प्रभाव हैं

- रक्त में कोलेस्ट्रॉल कम होना

- मोटापे और मधुमेह के रोगियों के सीरम में ग्लूकोज अवशोषण दर में कमी

संदर्भ

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