Pectin

Japanese: ペクチン - ぺくちん（英語表記）pectin

It is a type of non-cellulosic polysaccharide pectin, and refers to water-soluble pectinic acid. Its basic structure is a linear chain of galacturonic acid (a uronic acid derived from galactose, a component of various plant mucilages and bacterial polysaccharides), with some of the carboxyl groups (carboxyl groups) being methyl esters. It usually contains more than 6% methoxyl groups CH ₃ O-. It is a yellowish-white amorphous powder that dissolves in water to form a highly viscous colloidal solution, and when acid or sugar is added to it, it becomes jelly-like.

Pectic substances are substances that mainly form the middle layer of plant cell walls, and act as a glue that bonds cells together. Pectin, which exists between the cells of higher plants, is a mixture of three types of polysaccharides, with the main component pectic acid, arabinose units in a branched chain, and galactan, a polymer of galactose. Galacturonic acid polymerized with more than 200 glycosidic bonds is called pectic acid, and pectin is a part of pectic acid that has been methyl esterified, and protopectin is pectin that has been further insoluble by intermolecular bonds with calcium and magnesium. Pectic substances change with the maturation of fruit and play an important role in the ripening process. In the early stages of fruit maturation, only protopectin and pectate accumulate, but as the fruit matures, it changes into water-soluble pectin, and the pectate disappears, causing the fruit to soften. Pectin is present in large quantities in ripe fruits, and can be obtained by heat extraction of crushed apples or citrus fruits with acidic water. In industrial applications, the extract is further purified by decolorization, concentration, or precipitation with alcohol. When sugar is added, it solidifies and becomes gelatinous, so it is used to make jams and jellies. It is used as a solid medium for microbial culture, as a substitute for agar and gelatin, and in medicines, emulsifiers, cosmetics, toothpaste, etc.

Tomatoes and fruits become soft as they ripen because pectin is broken down by the enzyme pectinase (polygalacturonase). In the "long-lasting tomato," a pioneering genetically modified crop, the activity of this enzyme is suppressed by antisense technology, allowing the fruit to ripen without breaking down. In addition to being eaten raw, these improved tomatoes are also suitable for producing ketchup, which has a high pectin content and excellent viscosity.

[Seiichi Yoshida and Takao Minamikawa]

Relationship with the human body

It is a water-soluble polygalacturonic acid (a type of polysaccharide). Pectins with a methoxyl content of 7% or more are called high methoxypectin, and those with a methoxyl content of 7% or more are called low methoxypectin. Under acidic conditions (pH 2-3.5), it has the property of forming a jelly containing 50% or more sucrose and glucose, and low methoxypectin also gels in the presence of calcium ions, so it is used in processing jams and other products. Humans do not have the enzymes to digest pectin and are therefore unable to digest and absorb it, but intestinal bacteria are known to break it down. It is a type of water-soluble dietary fiber, and there is a type of pectin that has the effect of lowering blood cholesterol levels.

[Fuwa Eiji]

"Apples and Health" by Sasaki Naoaki (1990, Daiichi Publishing)" ▽ "Plant Cell Walls and Polysaccharides" by Sakurai Naoki et al. (1991, Baifukan Publishing) ▽ "Cooking Science Lectures 6: Food Ingredients and Seasonings" edited by Hashimoto Keiko and Shimada Junko (1993, Asakura Publishing)" ▽ "Wood Life Science Series 2: Wood Molecular Biology" edited by Higuchi Takamasa (1994, Bun'eido Publishing) ▽ "The Light and Shadow of Genetically Modified Plants" edited by Yamada Yasuyuki and Sano Hiroshi (1999, Academic Press Center)" ▽ "Pectin - The Science and Food Texture" by Manabe Takaaki (2001, Saiwai Shobo Publishing) ▽ "The Intestinal Mysteries of Men and Women - Natural Apple Pectin" by Tazawa Kenji and Nagashima Yutaka (2002, KY Planning, Toseisha Publishing)" ▽ "The Light and Shadow of Genetically Modified Plants 2" edited by Hiroshi Sano (2003, Academic Press Center)" ▽ "The Actual Food Analysis in Flowcharts -- Focusing on Plant-Based Foods" by Takaaki Manabe (2003, Saiwai Shobo)

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

非セルロース性多糖類であるペクチン質の一種で、水溶性のペクチニン酸をいう。基本構造はガラクツロン酸（ガラクトースから誘導されるウロン酸で、各種の植物粘質物、細菌の多糖類などの構成成分）が直鎖状に連なったもので、カルボキシ基（カルボキシル基）の一部がメチルエステルになっている。普通6％以上のメトキシル基CH₃O-をもっている。帯黄白色の無定形粉末で、水に溶けて粘度の高いコロイド溶液となり、これに酸あるいは糖を加えるとゼリー状となる。

　ペクチン質は主として植物の細胞壁の中層を形成する物質で、細胞どうしを接着する糊(のり)の役目をしている。高等植物の細胞間に存在するペクチンは3種類の多糖類の混合物で、主成分のペクチン酸にアラビノース単位が分鎖状になったアラバンとガラクトースの重合体であるガラクタンが混在している。ガラクツロン酸がグリコシド結合で200以上重合したものをペクチン酸といい、ペクチン酸の一部がメチルエステル化したものがペクチンであり、ペクチンがさらにカルシウムやマグネシウムと分子間結合をして不溶性となったものがプロトペクチンである。ペクチン質は果実の成熟に伴って変化し、熟成の過程で重要な役割を果たしている。果実の成熟する初期にはプロトペクチン、ペクチン酸塩だけが蓄積しているが、成熟とともに水溶性のペクチンに変化し、ペクチン酸塩は消失して果実は柔らかくなってくる。ペクチンは熟した果実に大量に存在するので、リンゴやミカン類の果実をすりつぶしたものを酸性の水で熱抽出して得られる。工業的には、さらに抽出物を脱色後、濃縮するかアルコールなどで沈殿させて精製する。砂糖を加えると固まってゼリー状になるので、ジャムおよびゼリー製造に利用される。微生物培養の固形培地として寒天、ゼラチンの代用にするほか、医薬、乳化剤、化粧品、歯みがき粉などに利用される。

　トマトや果実が成熟すると軟らかくなるのはペクチンが分解酵素ペクチナーゼ（ポリガラクツロナーゼ）によって分解されるからである。遺伝子組換え作物の先がけともなった「日持ちするトマト」では、アンチセンス法によってこの分解酵素のはたらきを抑え、果実を崩すことなく完熟させる。このような改良トマトは生食用のほか、ペクチン質の含量が高く粘性のすぐれたケチャップの製造にも適している。

［吉田精一・南川隆雄］

人体との関係

水溶性のポリガラクツロン酸（多糖の一種）である。メトオキシル含量7％以上のものを高メトオキシペクチン、7％以上のものを低メトオキシペクチンという。酸性下（pH2～3.5）でショ糖、グルコースを50％以上含むゼリーをつくる性質があり、低メトオキシペクチンもカルシウムイオンの存在でゲル化するのでジャムなどの加工に利用される。人間はペクチン消化酵素をもたないので消化吸収できないが、腸内細菌は分解するものが知られている。水溶性の食物繊維の一つであり、血中コレステロール濃度を低下させる作用をもったペクチンがある。

［不破英次］

『佐々木直亮著『りんごと健康』（1990・第一出版）』▽『桜井直樹ほか著『植物細胞壁と多糖類』（1991・培風館）』▽『橋本慶子・島田淳子編『調理科学講座6　食成分素材・調味料』（1993・朝倉書店）』▽『樋口隆昌編著『木質生命科学シリーズ2　木質分子生物学』（1994・文永堂出版）』▽『山田康之・佐野浩編『遺伝子組換え植物の光と影』（1999・学会出版センター）』▽『真部孝明著『ペクチン――その科学と食品のテクスチャー』（2001・幸書房）』▽『田沢賢次・永島豊著『男と女の腸内ミステリー――天然アップルペクチン』（2002・ケイワイプランニング、冬青社発売）』▽『佐野浩監修『遺伝子組換え植物の光と影2』（2003・学会出版センター）』▽『真部孝明著『フローチャートで見る食品分析の実際――植物性食品を中心に』（2003・幸書房）』