Пектиновые вещества представляют собой углеводы высшего порядка растительного происхождения. Они присутствуют во всех наземных растениях и в ряде водорослей, в больших количествах содержатся во фруктах, ягодах, а также в стеблях и корнях некоторых растений. Содержание пектиновых вешеств в различных частях растений неодинаково и зависит от многих причин, в том числе от условий произрастания растений.

Пектиновые вещества входят в состав межклеточного вещества растений, придают клеткам пластичность и играют важную роль в жизнедеятельности растений. Благодаря своей гидрофильности они способны удерживать различное количество воды, предохраняя этим растения от высыхания.

Пектиновые вещества относятся к полиуронидам - моносахаридам, у которых первичная спиртовая группа окислена в карбоксильную группу. Молекулы пектиновых веществ имеют линейную структуру и построены из остатков галактуроновых кислот. Карбоксильные группы пектина обычно в значительной степени этерифицированы метальными группами.

Моносахариды в пектиновых веществах имеют, по-видимому, пиранозную форму, так как они отличаются весьма высокой устойчивостью к кислотному гидролизу.

Между моносахаридными остатками имеются глюкозидные связи а-1-4; высокое положительное вращение этих соединений свидетельствует об а-конфигурации их, у пектиновых веществ |а|D²⁰ лежит в пределах от +170 до +230°.

В понятие пектиновых веществ и их производных по принятой терминологии входят следующие соединения:

пектовая кислота - поликислота, построенная из остатков галактуроновой кислоты, связанных а-1,4-глюкозидными связями в длинные цепи, малорастворима в воде;

пектаты - соли пектовой кислоты (соли щелочных металлов растворимы, а щелочноземельных - нерастворимы в воде);

пектиновые кислоты - пектовые кислоты, у которых небольшая часть карбоксильных групп этерифицирована метиловым спиртом;

пектинаты - соли пектиновых кислот (соли щелочных металлов растворимы, а щелочноземельных - нерастворимы в воде);

пектин (гидропектин) - пектиновые кислоты, у которых часть (часто значительная) карбоксильных групп этерифицирована и некоторая часть нейтрализована; структурная формула пектина может быть схематически представлена в следующем виде:

Протопектины - это нерастворимые в воде природные пектипы растений, высокомолекулярные вещества, у которых линейные молекулы пектина связаны поперечными мостиками. Название «протопектин» показывает, что он рассматривается как исходная форма пектиновых веществ. Существует много гипотез о причинах нерастворимости протопектина. Одни объясняют ее наличием в нем многовалентных ионных мостиковых связей через кальций и магний между свободными карбоксильными группами пектиновых молекул. Другие объясняют нерастворимость протопектина механическими переплетениями или разнообразными химическими связями между молекулами пектина и другими группами полисахаридов (целлюлозы, гемицеллюлозы).

Пектиновые вещества представляют собой неоднородную физическую смесь пектиновых макромолекул с различной степенью полимеризации элементарных структурных единиц с сопутствующими веществами, например с пентозанами, гексозанами и др. Поэтому, когда говорят о молекулярной массе пектина, имеют в виду среднюю величину в данном образце.

Пектиновые вещества отличаются некоторой лабильностью, вследствие чего могут существовать различные их модификации. Пектины благодаря наличию гидроксильных и карбоксильных групп могут образовывать эфиры различной сложности.

Известное значение имеют особенности действия на пектин химических реагентов - кислот, щелочей, окислителей и т. п. При действии кислот на пектин (при низких рН) происходит расщепление пектиновых цепей по глюкозидным связям, но наряду с этим кислоты омыляют и эфирные группы пектина. Конечные продукты реакции могут быть различными в зависимости от рН, температуры и времени воздействия.

Щелочи омыляют метоксильные группы пектинов значительно быстрее, чем кислоты, даже без нагревания. Кроме того, щелочи при известных условиях способны разрушать связи в цепи макромолекул пектина. Влияние щелочей сильно возрастает при повышении температуры. Аммиак действует значительно медленнее, чем другие щелочи.

Пектин легко окисляется под действием окислителей: Н₂О₂, К₂Сr₂О₇, KJO₄, хлора, брома, даже аскорбиновой кислоты. Перекись водорода оказывает значительное деградирующее действие даже при самой малой концентрации, при этом образуются углекислота, муравьиная кислота, формальдегид.

Пектины в водном растворе легко разрушаются под действием различных излучений: ультрафиолетового, рентгеновского и особенно гамма-излучения. Расщепление пектиновой молекулы происходит главным образом по радикалам. Пектины в студнеобразном состоянии значительно устойчивее к облучениям и обычно разрушению не подвергаются.

Пектиновые макромолекулы довольно устойчивы по отношению к ионообмену, однако он все же происходит на поверхности ионообменных смол.

Студнеобразующая способность пектина обусловлена его свойствами высокомолекулярного соединения, растворимого в воде. Она в сильной степени зависит от его молекулярной массы, т. е. от размеров молекул, степени их полимеризации. Вместе с тем большое значение имеют степень метоксилирования их, содержания свобод, ных карбоксильных групп и степень замещения их водорода теми или иными катионами. Важную роль играют многие физико-химические свойства пектина, его гидрофильность, вязкость и т. п. Большое влияние оказывают многие другие компоненты, входящие в рецептуры желирующих масс.

Особенность пектиновых веществ состоит в том, что они, в отличие от агара, агароида и фурцеларана, обычно способны образовывать студень в водных растворах только в присутствии сахара и кислоты. Оптимальные условия для получения студня при содержа, нии в нем желирующего пектина в количестве 1 % - присутствие около 60% сахара и 1 % кислоты. Необходимое для студнеобразования соотношение пектина, сахара и кислоты может изменяться в некоторых пределах. Возможно несколько уменьшать дозировку одного из компонентов, но при этом следует изменять дозировку и других компонентов (одного или двух).