Assessment of the complex-forming capacity of pectins obtained from various vegetable and fruit raw materials as a basis for creating special food products

Abstract

Aim: To study the complexing ability of pectins obtained from various vegetable and fruit raw materials with metal ions. Materials and Methods: The content of metals was determined by the atomic emission method (SHIMADZU ICPE–9820 spectrometer); heavy metal measurement methods used were MІ.С3.7.2.01-017 and MІ.С3.7.2.01-018. Statistical analysis of the obtained data was performed using the IBM SPSS Statistics version 29.0.0.0 program; correlation analysis was conducted using the Kendall Tau-b method. Results: It was found that the highest complexing ability towards the mixture of Cu²+, Zn²+, Cd²+, and Pb²+ ions was demonstrated by low-esterified sugar beet pectin (r = 0.600; p < 0.01). Citrus (r = 0.312; p < 0.01), quince (r = 0.292; p < 0.01), and apple (r = 0.271; p < 0.01) pectins also exhibited high complexing rates, while pumpkin (r = 0.214; p < 0.01) and carrot (r = 0.156; p < 0.01) pectins had slightly lower rates. In addition, pectin is found in smaller quantities in carrots and pumpkins than in sugar beet, citrus fruits, quince, and apples. To improve nutritional characteristics, reduce allergenicity, and maintain high complexing ability of the final product, the authors proposed a combination of raw materials from sugar beet and pumpkin, enriched with apple pectin and/or pectin-containing products and juices of pumpkin and apples. Conclusions: It was established that the highest complexing ability in relation to a mixture of lead, cadmium, mercury, zinc, and copper ions is possessed by low-esterified sugar beet pectin. The addition of this pectin to apple pectin and/or pectin-containing apple products and juices increases the potential non-specific detoxification properties of the final food product.

Мета. Дослідження комплексоутворювальної здатності пектинів, отриманих із різної овочевої та фруктової сировини, щодо іонів важких металів. Матеріали та методи. Вміст металів визначали атомно-емісійним методом (спектрометр SHIMADZU ICPE–9820); методи вимірювання важких металів — МІ.С3.7.2.01-017 та МІ.С3.7.2.01-018. Статистичний аналіз отриманих даних виконували у програмі IBM SPSS Statistics версії 29.0.0.0; кореляційний аналіз проводили методом коефіцієнту рангу Кендала. Результати. Встановлено, що найвищу комплексоутворювальну здатність щодо суміші іонів Cu²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺ та Pb²⁺ має низькоестерифікований пектин цукрових буряків (r = 0.600; p < 0.01). Високі показники комплексоутворення також виявлено у цитрусового (r = 0.312; p < 0.01), айвового (r = 0.292; p < 0.01) та яблучного (r = 0.271; p < 0.01) пектинів, тоді як гарбузовий (r = 0.214; p < 0.01) та морквяний (r = 0.156; p < 0.01) пектини характеризувались дещо нижчими значеннями. Крім того, у моркві та гарбузі вміст пектину є меншим, ніж у цукрових буряках, цитрусових, айві та яблуках. Для покращення харчових характеристик, зниження алергенності та збереження високої комплексоутворювальної здатності кінцевого продукту авторами запропоновано поєднання сировини з цукрових буряків і гарбуза, збагачене яблучним пектином та/або продуктами й соками з гарбуза та яблук, що містять пектин. Висновки. Встановлено, що найвищу комплексоутворювальну здатність щодо суміші іонів свинцю, кадмію, ртуті, цинку та міді має низькоестерифікований пектин цукрових буряків. Додавання цього пектину до яблучного пектину та/або продуктів і соків з яблук, що містять пектин, підвищує потенційні неспецифічні детоксикаційні властивості кінцевого харчового продукту.