Наибольшую ценность по своей студнеобразующей способности представляют пектиновые вещества яблок, цитрусовых (корочки лимонов и апельсинов), черной смородины, крыжовника, подсолнечника и свеклы. При правильном ведении технологических процессов они дают студни, обладающие необходимой прочностью.
Менее ценные в этом отношении пектины рябины, айвы, абрикоса, сливы, клюквы. Они образуют студни, обладающие меньшей прочностью.
Из-за непрерывного естественного гидролиза, студнеобразующая способность пектиновых веществ даже для одного и того же сорта плодов меняется в ходе созревания, при их хранении и переработке.
Количественное содержание пектинов, в плодах и растениях колеблется в довольно широких пределах 0,8-28 % к сухой массе растительного сырья. Однако количественное содержание пектинов не характеризует их студнеобразующую способность, так как не все фракции пектина способны участвовать в студнеобразовании.
Решающее значение для практического применения пектинов в кондитерской промышленности имеет их студнеобразующая способность, которая характеризуется по прочности стандартного студня.
Установлено, что студнеобразующие свойства пектиновых веществ предопределяются, в основном, следующими факторами: длиной цепи пектиновой молекулы, степенью метоксилированности остатков галактуроновой кислоты и наличием неуронидных составных частей (органических и минеральных).
В способности пектина образовывать студень главную роль играет длина цепеобразных молекул. Последняя определяется степенью полимеризации цепей главных валентностей и характеризуется значением молекулярной массы пектина.
При естественном гидролизе пектиновых веществ длина цепочек их молекул может изменяться. Поэтому наилучшей студнеобразующей способностью обладает фруктово-ягодное сырье, полученное из плодов так называемой технической зрелости, когда происходит гидролиз протопектина и превращение его в пектин.
Деполимеризация пектиновой молекулы может также происходить под действием ферментов микроорганизмов (при хранении пюре), а также в результате теплового или химического воздействия при переработке пектинсодержащего сырья. Чем дольше это сырье подвергается различным обработкам (нагреванию, действию кислот или щелочей), тем больше опасность деполимеризации пектина, которая проявляется в уменьшении его молекулярной массы. При этом гидролиз пектинов с более низкой молекулярной массой происходит быстрее. Считают, что студнеобразующей способностью обладают те фракции пектинов, которые имеют молекулярную массу не менее 10 ООО, а остальные не участвуют в студнеобразовании.
При одном и том же значении молекулярной массы пектина студнеобразующая способность его зависит от степени этерификации остатков га- лактуроновой кислоты метоксильными группами ОСНг Искусственное получение метиловых эфиров пектиновой кислоты с содержанием меток- сил ьных групп 8,5-11,5 % показало, что по мере увеличения содержания метоксильных групп в пектине прочность его студней возрастает. И наоборот, обработка пектина слабым раствором NaOH, ведущая к отщеплению групп ОСН3, снижает студнеобразующую способность. Наилучшей студнеобразующей способностью обладают высокополимеризированные пектины со степенью метоксилированности выше 50 %.
Прочные студни образует пектин, содержащий 9,5-11,5 % метоксильных групп при рН среды 3,0 и концентрации сахара в растворе 65 %.
Установлено, что пектиновые вещества сохраняют студнеобразующую способность при содержании групп ОСН3 до 5 % и ниже, если при деметилировании не происходит разрыв цепочек главных валентностей.
Однако такое снижение групп ОСН3 ведет к уменьшению скорости студнеобразования и требует других соотношений между сахаром, кислотой и количеством пектина.
Для кондитерской промышленности представляют интерес низкометилированные пектины, так как при изготовлении мармелада можно значительно сократить расход сахара. Эти пектины получают ферментативным, кислотным или щелочным гидролизом пектинсодержащего сырья. Низкометилированные пектины с содержанием метилэфирных групп ОСН3 3,5 — 6 % способны образовывать прочные студни в присутствии солей поливалентных металлов (например, Са, А1) с содержанием 35 % сахара.
Роль кальция и ионов других металлов при образовании этих студней заключается в том, что молекулы пектиновых кислот взаимодействуют между собой за счет свободных карбоксильных групп, связываемых катионами в прочный каркас
Такие студни называются ионосвязанными гелями. На их прочность влияют количество и вид добавленного катиона и аниона. Двух- и трехвалентные катионы, например Са++ и АГ++, повышают прочность студней, а одновалентный ион Na+ при определенных условиях вызывает противоположное действие. Влияние анионов сказывается в том, что при равных условиях в присутствии винной кислоты образуются более прочные студни, чем в присутствии лимонной.
Наравне с метальными группами в составе молекул пектина могут находиться ацетильные группы СН3СО. Содержание в высокоэтерифици- рованном пектине до 0,8 % ацетильных групп не оказывает существенного влияния на его студнеобразующую способность. При более высоком содержании СН3СО — групп наблюдается снижение студнеобразования за счет стерического отталкивания молекул пектина в растворе.
В пектиновом комплексе кроме галактуроновой (уронидной) части присутствуют также арабан, арабиноза, галактоза и другие вещества. Чем меньше их количество, тем больше галактуроновых веществ и тем выше его студнеобразующая способность.