Оптимизация параметров добавления низко- и высокометоксилированных пектинов в творожную массу в геропротекторных целях

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.

1. Yadav 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/B978-0-323-99986-1.00011-9

2. Freitas 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/coatings11080922

3. Said 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/gels9090732

4. Liang 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.2021.131806

5. Krishna 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-2025-0083

6. Lootens 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)00056-5

7. El-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)00076-3

8. Noor 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/10.1007/978-3-030-27061-2

9. Krapivnytska 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: 978-617-7927-98-2

10. Kastner 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.2013.06.127

11. Capel 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.2005.09.004

12. Löfgren 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.2006.07.005

13. Harte 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.2006-629

14. Sultana 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/molecules28247974

15. Pratsinis 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_19

16. Тюсюпова 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.

17. 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/10.1080/10408399709527767

18. Gryger 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