atuВестник Алматинского технологического университетаThe Journal of Almaty Technological University2304-568X2710-0839АО "АТУ"10.48184/2304-568X-2026-2-85-94atu-3096Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ПИЩЕВОЙ И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИFOOD AND PROCESSING INDUSTRY TECHNOLOGYОптимизация параметров добавления низко- и высокометоксилированных пектинов в творожную массу в геропротекторных целяхOptimization of parameters for adding low- and high-methoxylated pectins to curd mass for geroprotective purposeshttps://orcid.org/0000-0003-0868-127XЕркебаеваС. У.YerkebayevaS. U.

160012, г.Шымкент, проспект Тауке хана, 5

 160012, Shymkent, Tauke Khan Avenue, 5

erkesapash@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0002-7571-3614ОтешА. Т.OteshA. T.

160012, г.Шымкент, проспект Тауке хана, 5

 160012, Shymkent, Tauke Khan Avenue, 5

otesh.aidana2021@mail.ruНекоммерческое акционерное общество «Южно-Казахстанский университет им.М.Ауэзова»Казахстан"M.Auezov South Kazakhstan University" non-profit joint stock companyKazakhstan20261906202615228594Copyright © Еркебаева С.У., Отеш А.Т., 20262026Еркебаева С.У., Отеш А.Т.Yerkebayeva S.U., Otesh A.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://atu.ejournal.kz/jour/article/view/3096

Считается, что пектины обладают геропротекторными свойствами за счет энтеросорбции, антиоксидантной активности и стабилизации структуры молока. Целью исследования является научное обоснование оптимального значения рН, количества и стадий добавления низкометоксилированного и высокометоксилированного пектина в творожную массу для достижения максимальной влагоудерживающей способности, наименьшего значения синерезиса и улучшения структурно-механических свойств. Исследовали добавление низкометоксилированного и высокометоксилированного пектина по отдельности и в комбинации в количестве 0,25–1,5% при рН 3,0–6,0. Кроме того, был проведен тест при рН в диапазоне 4,1–4,5 для комбинированного добавления. Были оценены влагоудерживающая способность, синерезис, твердость и когезивность, а также вязкость. Равномерность распределения пектина контролировали методом метиленового синего и кальций-пектатным методом; распределение было признано равномерным во всех образцах. Эксперименты проводились трижды, статистическая обработка выполнена с использованием ANOVA post-hoc и критерия Тьюки (p<0,05). Оптимальный уровень рН для высокометоксилированного пектина составил 3,5, для низкометоксилированного – 4,6. В очень узком диапазоне рН 4,3 синерезис был самым высоким при соотношении 50:50. Оптимальное количество каждого пектина составило 1,0%. Добавление на начальном этапе (в свежеприготовленный творог из коровьего молока) эффективно для обоих видов пектина, но для комбинированного добавления был предложен способ: в свежеприготовленный творог добавляют низкометоксилированный пектин, а в готовую творожную массу — высокометоксилированный пектин. При рН 4,3 соотношение пектинов 50:50 обеспечило максимальную влагоудерживающую способность (78,0%), минимальный синерезис (3,2% в первый день, 8,0% через 14 дней) и твердость 0,67 Н. По сравнению со значением контрольного эксперимента (2,9 ммоль/кг) перекисное число липидной фракции через 14 дней составило 1,6 ммоль/кг, что ниже порога окисления для молочных продуктов (≤4 ммоль/кг). Рекомендуемые параметры: общая концентрация пектинов 1,0% (0,5% низкометоксилированного +0,5% высокометоксилированного), рН 4,3, добавление низкометоксилированного пектина на начальном этапе и высокометоксилированного — на заключительном. Готовая творожная масса обладала улучшенными геропротекторными и структурно механическими характеристиками.

Pectins are considered to have geroprotective properties through enterosorption, antioxidant activity and stabilization of milk structure. The aim of the study is to scientifically substantiate the optimal pH, amount and stages of addition of low-methoxylated and high-methoxylated pectin to the curd mass in order to achieve the maximum moisture retention capacity, the lowest syneresis value and improved structural and mechanical properties. The addition of low-methoxylated and high-methoxylated pectin separately and in combination at amounts of 0.25–1.5% was studied at pH 3.0–6.0. In addition, a pH test was carried out in the range of 4.1–4.5 for combined addition. Moisture retention capacity, syneresis, hardness and cohesiveness, and viscosity were evaluated. The uniformity of pectin distribution was controlled by the methylene blue dye method and the Ca-pectate method, and the distribution was recognized as uniform in all samples. The experiments were carried out three times and statistical processing was performed using ANOVA post-hoc with Tukey's criterion (p<0.05). The optimal pH for high-methoxylated pectin was 3.5, for low-methoxylated pectin – 4.6. Within a very narrow pH range of 4.3, the syneresis value was the highest at a 50:50 ratio. The optimal amount of each pectin was 1.0%. Addition at the initial stage (to freshly prepared curd from cow's milk) is effective for both types of pectin, but for combined addition, a method was proposed: adding low-methoxylated pectin to freshly prepared curd, and high-methoxylated pectin to the finished curd mass. At pH 4.3, the 50:50 pectin ratio provided the maximum moisture retention capacity (78.0%), the minimum syneresis (3.2% on the initial day, 8.0% after 14 days) and a hardness of 0.67 N. Compared to the control experiment value of 2.9 mmol/kg, the lipid peroxidation value after 14 days was 1.6 mmol/kg (which is below the oxidation threshold for dairy products of ≤4 mmol/kg). Recommended parameters: total pectin concentration 1.0% (0.5% low-methoxylated pectin + 0.5% high-methoxylated pectin), pH 4.3, addition of low-methoxylated pectin at the initial stage, and high-methoxylated pectin at the final stage. The finished curd mass had improved geroprotective and structural-mechanical characteristics.

низкометоксилированный пектинвысокометоксилированный пектинтворожная массагеропротекторные свойствавлагоудерживающая способностьсинерезисlow-methoxylated pectinhigh-methoxylated pectincurd massgeroprotective propertiesmoisture retention capacitysyneresisReferencesYadav K., Yadav S., Anand G., Yadav P. K., Yadav D. Hydrolysis of complex pectin structures: Biocatalysis and bioproducts // Polysaccharide-degrading biocatalysts. - 2023. ‒ P. 205-225. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99986-1.00011-9Yadav K., Yadav S., Anand G., Yadav P. K., Yadav D. Hydrolysis of complex pectin structures: Biocatalysis and bioproducts // Polysaccharide-degrading biocatalysts. - 2023. ‒ P. 205-225. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-99986-1.00011-9Freitas C. M. P., Coimbra J. S. R., Souza V. G. L., Sousa R. C. S. Structure and applications of pectin in food, biomedical, and pharmaceutical industry: A review // Coatings. ‒ 2021. ‒ Vol. 11, № 8. ‒ P. 922. https://doi.org/10.3390/coatings11080922Freitas C. M. P., Coimbra J. S. R., Souza V. G. L., Sousa R. C. S. Structure and applications of pectin in food, biomedical, and pharmaceutical industry: A review // Coatings. ‒ 2021. ‒ Vol. 11, № 8. ‒ P. 922. https://doi.org/10.3390/coatings11080922Said N. S., Olawuyi I. F., Lee W. Y. Pectin hydrogels: Gel-forming behaviors, mechanisms, and food applications // Gels. ‒ 2023. ‒ Vol. 9, № 9. ‒ P. 732. https://doi.org/10.3390/gels9090732Said N. S., Olawuyi I. F., Lee W. Y. Pectin hydrogels: Gel-forming behaviors, mechanisms, and food applications // Gels. ‒ 2023. ‒ Vol. 9, № 9. ‒ P. 732. https://doi.org/10.3390/gels9090732Liang W.-l., Liao J.-s., Qi J.-R., Jiang W.-x., Yang X.-q. Physicochemical characteristics and functional properties of high methoxyl pectin with different degree of esterification // Food Chemistry. ‒ 2022. ‒ Vol. 375. ‒ P. 131806. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131806Liang W.-l., Liao J.-s., Qi J.-R., Jiang W.-x., Yang X.-q. Physicochemical characteristics and functional properties of high methoxyl pectin with different degree of esterification // Food Chemistry. ‒ 2022. ‒ Vol. 375. ‒ P. 131806. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2021.131806Krishna Murthy C., Salomi Suneetha D., Vijaya Nirmala P., Tingirikari J. M. R. Low methylated pectin: structure, sources, functional properties, and emerging role in gut health and industrial applications // International Polymer Processing. ‒ 2026. – Vol.41, № 1. – P.1-30. https://doi.org/10.1515/ipp-2025-0083Krishna Murthy C., Salomi Suneetha D., Vijaya Nirmala P., Tingirikari J. M. R. Low methylated pectin: structure, sources, functional properties, and emerging role in gut health and industrial applications // International Polymer Processing. ‒ 2026. – Vol.41, № 1. – P.1-30. https://doi.org/10.1515/ipp-2025-0083Lootens D., Capel F., Durand D., Nicolai T., Boulenguer P., Langendorff V. Influence of pH, Ca concentration, temperature and amidation on the gelation of low methoxyl pectin // Food hydrocolloids. ‒ 2003. ‒ Vol. 17, № 3. ‒ P. 237-244. https://doi.org/10.1016/S0268-005X(02)00056-5Lootens D., Capel F., Durand D., Nicolai T., Boulenguer P., Langendorff V. Influence of pH, Ca concentration, temperature and amidation on the gelation of low methoxyl pectin // Food hydrocolloids. ‒ 2003. ‒ Vol. 17, № 3. ‒ P. 237-244. https://doi.org/10.1016/S0268-005X(02)00056-5El-Nawawi S., Heikel Y. Factors affecting gelation of high-ester citrus pectin // Process Biochemistry. ‒ 1997. ‒ Vol. 32, № 5. ‒ P. 381-385. https://doi.org/10.1016/S0032-9592(96)00076-3El-Nawawi S., Heikel Y. Factors affecting gelation of high-ester citrus pectin // Process Biochemistry. ‒ 1997. ‒ Vol. 32, № 5. ‒ P. 381-385. https://doi.org/10.1016/S0032-9592(96)00076-3Noor N., Shah A., Gani A., Gani A., Jhan F., ul Ashraf Z., Ashwar B. A., Ganaie T. A. Food biopolymers: Structural, functional and nutraceutical properties: Pectin. – New York: Springer, 2021. ‒ P. 127-171. https://doi.org/10.1007/978-3-030-27061-2Noor N., Shah A., Gani A., Gani A., Jhan F., ul Ashraf Z., Ashwar B. A., Ganaie T. A. Food biopolymers: Structural, functional and nutraceutical properties: Pectin. – New York: Springer, 2021. ‒ P. 127-171. https://doi.org/10.1007/978-3-030-27061-2Krapivnytska I., Ladyka V., Ianchyk M., Omelchenko S., Melnyk O., Pertsevyi F. Scientific and practical aspects of pectin and pectin products: Monograph. ‒ Kharkiv: Dissa+, 2022. – 228 p. ISBN: 978-617-7927-98-2Krapivnytska I., Ladyka V., Ianchyk M., Omelchenko S., Melnyk O., Pertsevyi F. Scientific and practical aspects of pectin and pectin products: Monograph. ‒ Kharkiv: Dissa+, 2022. – 228 p. ISBN: 978-617-7927-98-2Kastner H., Kern K., Wilde R., Berthold A., Einhorn-Stoll U., Drusch S. Structure formation in sugar containing pectin gels–Influence of tartaric acid content (pH) and cooling rate on the gelation of high-methoxylated pectin // Food Chemistry. ‒ 2014. ‒ Vol. 144. ‒ P. 44-49. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.06.127Kastner H., Kern K., Wilde R., Berthold A., Einhorn-Stoll U., Drusch S. Structure formation in sugar containing pectin gels–Influence of tartaric acid content (pH) and cooling rate on the gelation of high-methoxylated pectin // Food Chemistry. ‒ 2014. ‒ Vol. 144. ‒ P. 44-49. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2013.06.127Capel F., Nicolai T., Durand D., Boulenguer P., Langendorff V. Calcium and acid induced gelation of (amidated) low methoxyl pectin // Food Hydrocolloids. ‒ 2006. ‒ Vol. 20, № 6. ‒ P. 901-907. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2005.09.004Capel F., Nicolai T., Durand D., Boulenguer P., Langendorff V. Calcium and acid induced gelation of (amidated) low methoxyl pectin // Food Hydrocolloids. ‒ 2006. ‒ Vol. 20, № 6. ‒ P. 901-907. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2005.09.004Löfgren C., Hermansson A.-M. Synergistic rheological behaviour of mixed HM/LM pectin gels // Food hydrocolloids. ‒ 2007. ‒ Vol. 21, № 3. ‒ P. 480-486. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2006.07.005Löfgren C., Hermansson A.-M. Synergistic rheological behaviour of mixed HM/LM pectin gels // Food hydrocolloids. ‒ 2007. ‒ Vol. 21, № 3. ‒ P. 480-486. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2006.07.005Harte F., Montes C., Adams M., San Martin-Gonzalez M. Solubilized micellar calcium induced low methoxyl-pectin aggregation during milk acidification // Journal of dairy science. ‒ 2007. ‒ Vol. 90, № 6. ‒ P. 2705-2709. https://doi.org/10.3168/jds.2006-629Harte F., Montes C., Adams M., San Martin-Gonzalez M. Solubilized micellar calcium induced low methoxyl-pectin aggregation during milk acidification // Journal of dairy science. ‒ 2007. ‒ Vol. 90, № 6. ‒ P. 2705-2709. https://doi.org/10.3168/jds.2006-629Sultana N. Biological properties and biomedical applications of pectin and pectin-based composites: A review // Molecules. ‒ 2023. ‒ Vol. 28, № 24. ‒ P. 7974. https://doi.org/10.3390/molecules28247974Sultana N. Biological properties and biomedical applications of pectin and pectin-based composites: A review // Molecules. ‒ 2023. ‒ Vol. 28, № 24. ‒ P. 7974. https://doi.org/10.3390/molecules28247974Pratsinis H., Mavrogonatou E., Zervou S.-K., Triantis T., Hiskia A., Kletsas D. Natural Product-Derived Senotherapeutics: Extraction and Biological Evaluation Techniques // Oncogene-Induced Senescence: Methods and Protocols. Part of the book series: Methods in Molecular Biology. - Springer, 2025. – Vol.2906. ‒ P. 315-359. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-4426-3_19Pratsinis H., Mavrogonatou E., Zervou S.-K., Triantis T., Hiskia A., Kletsas D. Natural Product-Derived Senotherapeutics: Extraction and Biological Evaluation Techniques // Oncogene-Induced Senescence: Methods and Protocols. Part of the book series: Methods in Molecular Biology. - Springer, 2025. – Vol.2906. ‒ P. 315-359. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-4426-3_19Тюсюпова Б., Артыкова Д., Тажибаева С., Мусабеков К. Биополимерлер, қауын езбесі және сүзбе негізіндегі тағамдық сірнелердің реологиялық қасиеттері // Алматы технологиялық университетінің хабаршысы. ‒ 2018. - № 3. ‒ Б. 37-42.Tüsiupova B., Artykova D., Tajibaeva S., Musabekov K. Biopolimerler, qauyn ezbesı jáne süzbe negіzіndegі taghamdyq sіrnelerdіń reologıialyq qasıetterі [Rheological Properties of Food Gels Based on Biopolymers, Melon Pulp and Cottage Cheese] // Almaty tehnologıialyq ýnıversıtetіnіń habarshysy. ‒ 2018. - № 3. ‒ B. 37-42. [In Kazakh]Thakur B. R., Singh R. K., Handa A. K., Rao M. Chemistry and uses of pectin—A review // Critical Reviews in Food Science & Nutrition. ‒ 1997. ‒ Vol. 37, № 1. ‒ P. 47-73. https://doi.org/10.1080/10408399709527767Thakur B. R., Singh R. K., Handa A. K., Rao M. Chemistry and uses of pectin—A review // Critical Reviews in Food Science & Nutrition. ‒ 1997. ‒ Vol. 37, № 1. ‒ P. 47-73. https://doi.org/10.1080/10408399709527767Gryger T., Stěnička M., Vincová A., Lorencová E., Šantová K., Salek R.-N. Role of pectin in maintaining the physicochemical, textural, rheological, and organoleptic properties of model quark cheese spreads during simulated vibrations and storage // International Journal of Biological Macromolecules. ‒ 2025. ‒ Vol. 310, Part 3. ‒ P. 143449. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.143449Gryger T., Stěnička M., Vincová A., Lorencová E., Šantová K., Salek R.-N. Role of pectin in maintaining the physicochemical, textural, rheological, and organoleptic properties of model quark cheese spreads during simulated vibrations and storage // International Journal of Biological Macromolecules. ‒ 2025. ‒ Vol. 310, Part 3. ‒ P. 143449. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.143449

The authors declare that there are no conflicts of interest present.