पेक्टिने

पेक्टिने : फळे व वनस्पतींच्या इतर भागातील कोशिका-भित्तींमध्ये (पेशींच्या भित्तींमध्ये) आढळणाऱ्या, उच्च रेणुभार व जटिल संरचना असलेल्या अम्लधर्मी व अस्फटिकी पॉलिसॅकॅराइडांचा [ → कार्बोहायड्रेटे] एक गट. अम्ले, साखर व पाणी मिसळल्याने ही जेल अवस्थेत [ → जेल] जातात. या गुणामुळेच त्यांना विशेष औद्योगिक महत्त्व आहे.

उपस्थिती : ही सर्व वनस्पतींत त्यांच्या विविध भागांत आढळतात. तथापि संत्री, लिंबे इ. सिट्रस वंशाच्या फळांच्या साली; सफरचंद, बीट, गाजरे इत्यादींचे गर व सूर्यफुलातील बिया काढून घेतल्यावर उरणारा भाग यांमध्ये यांचे प्रमाण उच्च असते. फळे पिकतात तेव्हा त्यांमधील प्रोटोपेक्टीन (पेक्टिनाद्य) या घटकाचे पेक्टिनात रूपांतर होते व त्यानंतर त्याच्या अपघटनाने (रेणूचे लहान तुकडे होऊन) इतर पदार्थ बनतात. त्यामुळे नुकत्याच पिकलेल्या फळांपेक्षा अतिपक्क फळात त्यांचे प्रमाण कमी असते.

भौतिक गुणधर्म : ही पिवळसर रंगाची व जवळजवळ गंधहीन चूर्णे असून चवीला गिळगिळीत असतात. त्यांना निश्चित वितळबिंदू नाहीत. तापविल्याने ती करपतात व अपघटन पावतात. त्यांचे रेणुभार ३०,००० ते ३,००,००० या मर्यादेत असतात. पेक्टिनाचा उद्गम (ज्या पदार्थातून काढले आहे तो पदार्थ), निष्कर्षणाची पद्धत आणि रेणुभार मापनासाठी वापरलेली पद्धत यांना अनुसरून रेणुभारांच्या मूल्यात फरक पडतो. पेक्टिने पाण्यात विरघळतात परंतु त्यांच्या कणांचा पाण्याशी संपर्क झाला म्हणजे बाहेरून बुळबुळीत व आतून कोरडे असे यांचे गोळे बनतात. म्हणून पाण्यात विरघळविण्यापूर्वी ती ॲसिटोन किंवा अल्कोहॉल यांनी ओली करून घेणे सोयीचे असते. फॉर्मामाइड, डायमिथिल फॉर्मामाइड, डायमिथिल सल्फॉक्साइड व उष्ण ग्लिसरॉल यांखेरीज इतर कार्बनी विद्रावकांत ती विरघळत नाहीत. अल्कोहॉल व ॲसिटोन यांसारखी जलविद्राव्य कार्बनी विद्रावके तसेच चतुर्थक प्रक्षालके [ → पृष्ठक्रियाकारके; प्रक्षालके], पॉलिएथिलीन अमाइन यांसारखी क्षारकीय बहुवारिके [ → प्लॅस्टिक व उच्च बहुवारिके] आणि केसिनासारखी काही प्रथिने पेक्टिनांच्या जलीय विद्रावात मिसळली असता पेक्टिने अवक्षेपित होतात (न विरघळणाऱ्या साक्याच्या रूपात वेगळी होतात). एस्टरीकरण मात्रा [→ एस्टरीकरण] नीच असलेली पेक्टिने (२.४—४.५ % मिथॉक्सी गट) बहुसंयुजी ऋणायनांनी [→ आयन] वरीलप्रमाणे अवक्षेपित होतात.

शुद्ध पेक्टिनांचे जलीय विद्राव अत्यंत श्यान (दाट) असतात. त्यांची श्यानता रेणुभार, एस्टरीकरण मात्रा, pH मूल्य [→ पीएच मूल्य], तापमान व संहती (विद्रावातील प्रमाण) यांवर अवलंबून असते. अवक्षेपण होणार नाही असे विद्युत् विच्छेद्य (ज्यातून विद्युत् प्रवाह जाऊ दिल्यास ज्यातील घटक अलग होतात असे) पदार्थ मिसळले असता त्यांच्या विद्रावांची श्यानता कमी होते. पेक्टिनांचे सरासरी  विशिष्ट  घूर्णन  [→ ध्रुवणमिति ], [α]_D²⁰, सु. +२३०° असते. D — गॅलॅक्ट्युरोनिक अम्लाच्या विशिष्ट घूर्णनाचे मूल्य +५१.९° असते.

रासायनिक गुणधर्म : पेक्टिनांचे जलीय विद्राव अम्लधर्मी असतात. यांच्या ०.५ ते १ % संहतीच्या विद्रावाचे pH मूल्य  ३.२—३.४ असते. पेक्टिनांच्या संघटनेत काही कार्-बॉक्सी गट मुक्तरूपात असतात त्यांचे अनुमापन करता येते [→ अनुमापन]. त्याचप्रमाणे त्यात काही कार्‌बॉक्सी गटांचे मिथिल अल्कोहॉलाने एस्टरीकरण झालेले असते. काही पेक्टिनांत, उदा., बीटापासून मिळणाऱ्या पेक्टिनात, काही हायड्रॉक्सी गटांचे ॲसिटिलिकरण [→ ॲसिटिलीकरण ] झालेले असते. पेक्टिनांचे रेणू हे D — गॅलॅक्ट्युरोनिक अम्लाची अनेक एकके, त्यातील १ व ४ या क्रमांकांचे कार्बन अणू आल्फा ग्लायकोसाइडी बंधांनी एकमेकांस जोडले जाऊन तयार होणाऱ्या दीर्घ शृंखलांचे बनलेले असतात. त्यांमधील काही कार्-बॉक्सी गटांचे मिथिल एस्टरात रूपांतर झालेले असते. वेगवेगळ्या शृंखलांत परस्परांत हायड्रोजन बंध असण्याची शक्यता आहे. अरॅबिनोज, गॅलॅक्टोज इ. पॉलिसॅकॅराइडेही त्यांत थोड्या प्रमाणात आढळतात. ती सहसंयुजी बंधांनी [→ रेणवीय संरचना ] रेणूंना जोडलेली असावी, असा अंदाज आहे.

उष्ण अम्लांच्या विक्रियेने मिथिल एस्टर गटांचे व ग्लायकोसाइडी बंधांचेही जलीय विच्छेदन होऊन (पाण्याच्या विक्रियेने अलगीकरण होऊन) शेवटी गॅलॅक्ट्युरोनिक अम्ल मिळते. तापमान कमी असल्यास फक्त एस्टर गटांचेच जलीय विच्छेदन होते. एस्टर गटांचे प्रमाण कमी असलेली पेक्टिने (२.४—४.५ % मिथॉक्सी गट) बनविण्यासाठी या विक्रियेचा उपयोग केला जातो. पेक्टिनातील एस्टर गटांचे आणि ग्लायकोसाइडी बंधांचे जलीय विच्छेदन कोठी तापमानासही (सर्वसामान्य तापमानासही) फार त्वरेने घडते.

ऑक्सिडीकारकांच्या [→ ऑक्सिडीभवन ] विक्रियेने पेक्टिने अपघटन पावतात.

पेक्टिनामध्ये असलेले मुक्त कार्‌बॉक्सी गट आणि द्वितीयक हायड्रॉक्सी गट यांवर लाक्षणिक विक्रिया घडवून पेक्टीन अनुजात (पेक्टिनापासून तयार करता येणारी अन्य संयुगे) बनविता येतात.

अभिज्ञान व मापन : वनस्पतींच्या ऊतकात (समान रचना व कार्य असलेल्या कोशिकांच्या समूहात) असलेल्या पेक्टिनाचे अभिज्ञान (अस्तित्व ओळखणे) अमोनियामध्ये विरघळविलेल्या रूथेनियम ऑक्सिक्लोराइड या विक्रियाकारकाने अभिरंजन (रंगविण्याची क्रिया) केल्याने होते. हायड्रॉक्सिल अमाइनाच्या विक्रियेने पेक्टिनांपासून जी संयुगे मिळतात ती फेरिक आयनांच्या योगाने तांबड्या रंगाची अविद्राव्य जटिल संयुगे बनवितात. या गुणधर्माचा उपयोग करूनही अलीकडे इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याने पेक्टिनांची उपस्थिती ठरविता येते.

हायड्रोक्लोरिक अम्लाच्या १२ % विद्रावाबरोबर उकळल्यास पेक्टिनातून कार्बन डाय-ऑक्साइड वायू निघतो. त्याचे मापन करून किंवा जलीय विच्छेदन करण्यापूर्वी आणि केल्यावर अनुमापनाने मुक्त कार्‌बॉक्सी गटांचे मापन करून निष्कर्षण (आवश्यक घटक अलग मिळविण्याची क्रिया) न करता पदार्थातील पेक्टीन प्रमाण ठरविता येते. निष्कर्षात असलेल्या पेक्टिनाचे प्रमाण जलीय विच्छेदन केल्यावक कॅल्शियम क्लोराइडाने अवक्षेपण करून किंवा कार्‌बॉक्सिनिरास करून अथवा कार्‌बॅझोल वापरून वर्णमापकाच्या [→ वर्ण व वर्णमापन ] साहाय्याने निश्चित करता येते.

उत्पादन : सफरचंदाचा रस काढून घेतल्यावर उरणारा चोथा, संत्री-नारिंगे इत्यादींच्या सालींतील बाष्पनशील तेल (बाष्परूपाने उडून जाणारे तेल) काढून घेतल्यावर उरणारा भाग यांपासून मुख्यतः पेक्टिने निष्कर्षणाने काढतात. बीटामधील साखर काढून घेतल्यावर जो लगदा राहतो त्यापासून आणि सूर्यफुलातील बिया काढल्यावर शिल्लक राहणारा फुलाचा भाग यांपासूनही पेक्टिनांचे काही उत्पादन होतो. निष्कर्षणासाठी वापरावयाची सामग्री लाकूड, ॲल्युमिनियम, निष्कलंक (स्टेनलेस) पोलाद किंवा भाजलेल्या मातीचे अस्तर असलेले लोखंड यांपासून बनविलेली अम्लरोधी असते.

सफरचंदाचा चोथा प्रथम पाण्यात टाकून भिजवितात. त्यामुळे त्यामध्ये असलेली साखर आणि वर्णद्रव्ये विरघळून जातात. या धुतलेल्या चोथ्यात नंतर अम्लाचा जलीय विद्राव मिसळतात. पेक्टिन द्रवरूपातच हवे असेल, तर सायट्रिक, लॅक्टिक, टार्टारिक इ. कार्बनी अम्ले किंवा फॉस्फोरिक अम्ल आणि घनरूपात हवे असेल, तर सल्फ्यूरस किंवा सल्फ्यूरिक अम्ले यासाठी वापरता येतात. pH मूल्य २—२.८ या दरम्यान राहील अशा रीतीने व ७९.४° ते ८५° से. या तापमान मर्यादेत सु. २ तास मिश्रण सावकाश ढवळतात व नंतर निष्कर्ष वेगळा करतात. चोथ्यावर दाब देऊन त्यातील निष्कर्षही काढून घेतला जातो. उरलेला चोथा जनावरांना खाद्य म्हणून उपयोगी पडतो. हा निष्कर्ष गढूळ असतो. तो नितळ व थोडा थंड व्हावा म्हणून काही तास संथ राहू देतात. तापमान ३७.८° से. इतके झाले म्हणजे त्याचे pH मूल्य ४.५ इतके चढवून स्टार्च, डेक्स्ट्रिने व प्रथिने जलीय विच्छेदनाने नाहीशी करणारी एंझाइमे (जीवरासायनिक विक्रिया त्वरेने घडवून आणणारे प्रथिन पदार्थ) त्यात मिसळतात. त्यांची क्रिया पूर्ण झाल्यावर त्यांना निष्क्रिय बनविण्यासाठी निष्कर्षाचे तापमान ८५° से. इतके वाढवितात. त्यानंतर निष्कर्ष थंड करून दाब-गाळणीने गाळतात.

घरगुती उपयोगासाठी विद्रावरूप पेक्टिने बनवावयाची असल्यास हा निष्कर्ष बाष्पीकरण यंत्रसामग्रीने संहत करतात (विद्रावातील प्रमाण वाढवितात), त्यात उभय प्रतिरोधी द्रव्ये [→उभय प्रतिरोधी विद्राव] मिसळतात व निर्जंतुक बाटल्यांत भरतात. त्यामध्ये परिरक्षक (टिकाऊपणा वाढविण्याकरिता वापरावयाचा पदार्थ) म्हणून सोडियम बेंझोएट घालण्याचाही प्रघात आहे. मुरंबे वगैरे करण्याच्या धंद्यात वापरावयाचे विद्राव उष्णतेने किंवा सल्फर डाय-ऑक्साइडाच्या योगाने परिरक्षित करतात.

घनरूप पेक्टिने बनविण्यासाठी पेक्टीन निष्कर्षात एथिल अल्कोहॉल (यासाठी तयार केलेले विकृत-डिनेचर्ड-अल्कोहॉल) किंवा आयसोप्रोपिल अल्कोहॉल मिसळतात [→ अल्कोहॉल ] व अवक्षेपित झालेले पेक्टिन गाळून व दाबून काढतात. अवक्षेप पुन्हा अल्कोहॉलात संधारित करून (लोंबकळत्या स्थितीत ठेवून) आणि पुन्हा गाळून व दाबून काढून ७९.४° से. तापमानास ठेऊन कोरडा करतात व थंड करून दळतात आणि आवेष्टनात भरतात.

धातूंच्या लवणांनी अवक्षेपण करण्याचीही एक पद्धत आहे. त्यात पेक्टिन निष्कर्षात प्रथम ॲल्युमिनियम क्लोराइड घालतात व सोडियम कार्बोनेट मिसळून pH मूल्य ३.८ ते ४.२ इतके करतात. यामुळे जो अवक्षेप मिळतो तो तरंगू लागावा म्हणून मिश्रणात हवेचा प्रवाह सोडतात व अवक्षेप गाळून थंड पाण्याने धुवून काढतात. अवक्षेपातील ॲल्युमिनियम काढून टाकण्यासाठी प्रथम अम्लयुक्त अल्कोहॉलाने व शेवटी उदासीन अल्कोहॉलाने धुवून मिळालेले पेक्टिन सु. ८२° से. तापमानात ठेवून वाळवितात व चूर्णरूप करतात.

लिंबे, संत्री इ. सिट्रस फळांच्या सालीपासून पेक्टीन बनविण्याची पद्धत पुष्कळशी वरील पद्धतीप्रमाणे आहे. कोरड्या पेक्टीन नमुन्याची गुणवत्ता पुढील मूल्यावरून ठरविली जाते : (१) जलांश आणि राखेचे प्रमाण, (२) मुक्त व एस्टरीभूत कार्-बॉक्सी गट, (३) ॲसिटिल गटांचे प्रमाण (बीटातील पेक्टिनासाठी), (४) सरासरी रेणुभार, (५) जेली-प्रतवारी, (६) मिसळलेली साखर व उभय प्रतिरोधी द्रव्ये यांचे प्रमाण.

जेली, मुरंबे इत्यादींच्या उत्पादनात जेली-प्रतवारी दर्शविणाऱ्या अंकाला महत्त्व आहे. वजनी १ भाग पेक्टीन जितके भाग साखर मिसळल्याने प्रमाणित परिस्थितीत जेलरूप धारण करील त्या आकड्याने त्याची प्रत दर्शविली जाते. उदा., प्रत १०० चे पेक्टिन याचा अर्थ त्याचा १ भाग १०० ग्रॅ. साखरेने जेलीरूप बनले.

जेल सिद्ध होण्यास लागणारा वेळ हाही या धंद्यात महत्त्वाचा असतो. ५०°—६०° से. तापमानास सु. १ तासात सिद्ध होणाऱ्या पेक्टिनाला ‘मंदगति-सिद्ध’ व ९०°—९५° से. तापमानास काही मिनिटांच्या अवधीत सिद्ध होणाऱ्या नमुन्याला ‘त्वरित-सिद्ध’ म्हणतात. दोन्ही प्रकारची पेक्टिने या धंद्यात उपयोगी पडतात. नीच एस्टर पेक्टिनांमध्ये मिथॉक्सी गटांचे प्रमाण २.५—४.५ % इतके अल्प असते (नेहमीच्या पेक्टिनात ते ७ ते १२ % असते). नीच एस्टर पेक्टिने साखरेशिवाय किंवा कमी साखरेबरोबर जेलरूप धारण करू शकतात. ती पेक्टिनापासून अम्लांच्या योगाने एस्टरीकरण-निरास करून बनविली जातात.

उपयोग : मुरंबे, जेली, मार्मालेड, टोमॅटो सॉस, केचप इ. खाद्यांत जेलीकारक म्हणून त्याचप्रमाणे आइसक्रीममध्ये स्थिरकारी पदार्थ (न वितळता अधिक काळ टिकण्यास मदत करणारा पदार्थ) म्हणून पेक्टिने वापरली जातात. हे त्यांचे महत्त्वाचे उपयोग होत. काही औषधांमध्येही ती उपयोगी पडतात. उदा., पेक्टिनाची पिष्टी (पेस्ट) शय्याव्रण व क्षते यांवर लावण्यासाठी वापतात. पेक्टीन-इन्शुलीन ह्या औषधांमुळे शरीरात इन्शुलीन हळूहळू शोषण केले जाते. अतिसाररोधक आणि रक्तक्लथनदोषहारक (रक्त साखळण्याच्या क्रियेतील दोष काढून टाकणारे) म्हणूनही पेक्टीन वापरले जाते.

भारतीय उद्योगधंद्याला लागणारे पेक्टीन आयात करावे लागते. आंब्याच्या सालींमध्ये १३ ते १८ % पेक्टीन (७-८ % जलांश असलेले) असते, असे भाभा अणु संशोधन केंद्र येथील संशोधनात आढळून आले आहे व त्याच्या निष्कर्षणाची प्रायोगिक पद्धतही बसविण्यात आली आहे. ह्या पेक्टिनाची प्रतही १५५—२०० असते, असे प्रसिद्ध करण्यात आले आहे.

देशपांडे, ज्ञा. मा.; केळकर, गो. रा.