איך עובד פקטין?

כשמבשלים פרי וסוכר מתקבל מוצר חדש – ריבה. זאת הודות לרכיב נסתר מן העין, הפקטין. בצמח, פקטין מצוי בדפנות התאים וביניהם, ונותן לדפנות חוזק מכני. יש המדמים את הפקטין ל"דבק" או ל"מלט", כיוון שהוא מחזק את הדפנות כמו שמלט מחזק את הלבנים בקיר. בפירות, הפקטין נמצא בעיקר בקליפה, בליבת הפרי ובזרעים. כאשר הפרי מתחיל להבשיל, אנזימים בצמח מתחילים לפרק את הפקטין, דפנות התאים מתרככות, והפרי נעשה מוכן למאכל. ככל שהפקטין ממשיך להתפרק, הפרי נעשה בשל מדי ורך מאד ולבסוף מרקיב. תהליך דומה קורה בקצוות של עוקצי עלים נשירים, מה שמאפשר להם לנשור בסתיו.

"פקטין" הוא בעצם שם כולל לקבוצה גדולה של רב-סוכרים (פוליסכארידים) – שרשראות סוכרים ארוכות – בצמחים, שנבדלות זו מזו באורכי השרשרת, במידת הסיעוף שלהן, ובהרכבן הכימי. קשה מאד להכליל את המבנה של פקטין כיוון שאורכי השרשרות, והכמויות והסוגים של ה"ענפים" המסתעפים משתנות מאד, אפילו בתוך אותו צמח. הודות למבנה המורכב של הפקטינים, דפנות התאים הם בעלי צורה קשיחה.

לפקטין תפקיד מכריע בהכנת ריבות. בישול הפירות משחרר את הפקטינים מהתאים אל התערובת המתבשלת. בתנאים מתאימים של טמפרטורה, ריכוז סוכר ורמת חומציות, שרשראות הפקטין הארוכות יכולות להיקשר זו לזו וליצור מבנה של רשת תלת-מימדית המכונה ג'ל – רשת של פוליסכארידים (או חלבונים) שכולאת בתוכה מים. הג'ל נוצר סביב 104 מעלות צלסיוס, והוא ממשיך להתפתח ולהסמיך את הריבה כשהיא מתקררת. ג'לים של פקטין, בדומה לאלה של ג'לטין, הם שקופים וצלולים.

תכולת הפקטין בפירות משתנה בהתאם לפרי ולדרגת הבשלות שלו. בפירות כמו תפוחים יש רמות גבוהות של פקטין, לעומת תותים, שמכילים הרבה פחות ממנו. לכן, כשמכינים ריבה מפרי בעל תכולת פקטין נמוכה, מקובל להוסיף לתערובת פירות שמכילים רמות גבוהות של פקטין או אבקת פקטין. האבקה מופקת מליבות תפוחים ומקליפות הדרים, אשר עשירים מאד בפקטין. אפשר להוסיף גם גרעיני פרי צרורים בצרור, אותו זורקים לאחר הבישול.

פירות עתירי פקטין פירות דלי פקטין
קליפות הדרים, ענבים, חמוציות, חבושים, שזיפים חמוצים, תפוחים חמוצים, פטל שחור, עגבניות, פלפלוני צ'ילי משמשים, אוכמניות, דובדבנים, בשר פירות הדר, תאנים, מלונים, אפרסקים, נקטרינות, אגסים, אננס, תותים, שזיפים מתוקים, פטל אדום

מפרי לריבה

ישנם שני מנגנונים שבאמצעותם פקטין יוצר ג'ל. כדי להבין את פלאי הפקטין וכיצד הוא עובד, נסתכל על המבנה הכימי שלו כדי ועל תפקידם של הרכיבים השונים שבסיר – אלה הגלויים לעין, כמו סוכר ומיץ לימון, ואלה הנסתרים מהעין, כמו פקטין וקבוצות כימיות שונות שקשורות אליו לאורך השרשרת.

מנגנון I. ג'ל סוכר-חומצה-פקטין.

pectin2

ציור 1. קטע משרשרת פקטין. בירוק: חומצה גלקטורונית. באדום: אסטר של חומצה גלקטורונית.

פקטין. פקטין הוא כאמור שרשרת ארוכה של סוכרים, העיקרי שבהם הוא חומצה גלקטורונית (galacturonic acid), שהיא החומצה של הסוכר גלקטוז. חומצה גלקטורונית בנויה בצורת משושה, שלאחד הקודקודים שלו קשורה קבוצת חומצה COOH (ראו סימון בירוק, ציור 1).

קבוצת החומצה COOH בנויה משני חלקים שטעונים במטען חשמלי (יונים) ומושכים זה את זה: יון מימן טעון במטען חיובי, +H, וקבוצה בעלת מטען שלילי, COO. בתנאים החומציים שיש ברוב הפירות, קבוצת החומצה נמצאת במצב שבו היא מאבדת את יון המימן החיובי ונשארת טעונה במטען שלילי, COO. המטענים החשמליים השליליים על שרשרת פקטין אחת דוחים את המטענים השליליים על שרשרת סמוכה, וכך השרשראות מתרחקות זו מזו ואינן נוטות להגיב ביניהן.

מלבד חומצה גלקטורונית, שיחידותיה החוזרות מהוות את עיקר שרשרת הפקטין, קשורות לאורך השרשרת גם יחידות סוכר אחרות, כמו קסילוז, גלקטוז וארבינוז, שאליהן נקשרים סוכרים נוספים, והשרשראות מסתעפות לכיוונים שונים, לתת את המבנה המורכב של הפקטין.

חומצה. על-מנת לנטרל את המטענים החשמליים ולגרום למולקולות הפקטין להתקרב זו לזו, להיקשר זו לזו וליצור את הג'ל המיוחל, צריכים להיות בתערובת מספיק יוני מימן טעונים חיובית, שינטרלו את המטען השלילי. רוב הפירות מכילים די חומצות, כמו חומצה ציטרית, חומצה מאלית וחומצה טרטרית. במהלך הבישול, תאי הפרי מתפרקים, והחומצות, הפקטין ושאר הרכיבים בפרי, נשפכים אל התערובת ומגיבים זה עם זה. לפעמים רמת החומציות בשלב זה אינה מספיקה ויש להוסיף חומצה. בדרך-כלל מוסיפים מיץ לימון, שמכיל חומצה ציטרית. המטרה היא שה pH (דרגת החומציות) של התערובת ירד ויהיה בערך 2.8-3.3. ב pH זה, קבוצות ה COOH אינן מיוננות (אינן מופרדות לשני מטענים חשמליים), ואין דחיה בין השרשראות.

בדרך-כלל פירות עם הרבה פקטין הם גם בעלי חומציות גבוהה ולהיפך (ויש גם פירות כמו גויאבה ופיג'ויה, שהם עתירי פקטין ודלים בחומצה). לכן רוב המתכונים מוסיפים מיץ לימון לפירות דלי חומצה כמו דובדבנים מתוקים, תותים ואפרסקים. יש מכיני ריבות שממליצים להוסיף מספר כפות מיץ לימון לכל ריבה, כדי לוודא שה pH אכן ירד. חשוב לא להגזים עם הכמות, שכן יותר מדי חומצה עלולה לפרק את הפקטין.

סוכר. בהכנת ריבות, אנו נעזרים בשתי תכונות חשובות של סוכר: היותו חומר היגרוסקופי, סופח מים, והיותו חומר משמר. בתחילת הבישול, שרשראות הפקטין נמצאות במים שבתאי הפרי, כל אחת בנפרד. השרשראות לא מתקרבות מדי זו לזו, עקב הדחיה החשמלית ביניהן. חלק מהמים מתאדים במהלך הבישול, אך הסוכר קושר אליו את רוב המים, ומשאיר את שרשראות הפקטין חשופות. כעת יש להן פחות מרחב "לשחות" בו, והן נאלצות להתקרב זו לזו ובסופו של דבר, להיקשר וליצור ג'ל.

על-ידי כך שהסוכר מושך אליו את המים, הוא מפחית את כמות המים החופשיים בריבה, עד שהיא נמוכה מדי לגדילת חיידקים והריבה לא מתקלקלת מהר (אם כי עובש עלול לצמוח על-פני השטח). ריכוז מתאים של סוכר חשוב מאד על-מנת לקבל ג'ל יציב וריבה מאריכת ימים. רוב המתכונים מדברים על יחס של קילוגרם סוכר על כל קילוגרם פרי. תכולת הסוכר הסופית בריבה צריכה להיות 65-69%. בריכוז כזה, ריבות מחזיקות מעמד שנים ללא קירור.

סוף-סוף, ריבה. לסיכום: מולקולות הפקטין לא מגיבות זו עם זו עקב דחיה חשמלית ביניהן. החומצה בתערובת מנטרלת את המטענים החשמליים על הפקטין. הסוכר מושך אליו את המים שהמיסו את הפקטין וכעת שרשראות הפקטין חשופות ויכולות להתקרב זו לזו. כיוון שהן ארוכות ומסועפות, הן מסתבכות זו בזו, נקשרות ביניהן ומתקבל ג'ל.

מנגנון II. ג'ל סידן-פקטין.

אסטרים. הריבות הקלאסיות מכילות, כאמור, הרבה מאד סוכר, קילוגרם סוכר על כל קילוגרם פרי. כיום ניתן למצוא בשווקים גם ריבות דלות סוכר. כיצד זה ייתכן? איך ניתן להכין ריבה עם פחות סוכר מהמינימום הנדרש? ההסבר מצוי בקבוצה כימית נוספת בפקטין.

כאמור, יחידות החומצה הגלקטורונית מתאפיינות בקבוצה החומצית COOH (או COO). אולם, לאורך שרשרת הפקטין, בעמדות רבות, נקשרת לעמדה זו על המשושה של החומצה הגלקטורונית, קבוצה אחרת, בעלת המבנה COOCH3, שנקראת מתיל-אסטר (או מתוקסיל) [מסומנת באדום, ציור 1] כך, במקום קבוצה בעלת מטען חשמלי (COO) נמצאת קבוצה ללא מטען חשמלי.

אסטרים הן מולקולות בעלות המבנה RCOOR'. במקרה שלנו, R' הוא החומצה הגלקטורונית בפקטין ו- R הוא קבוצת המתיל, CH3. הרבה אסטרים הם בעלי ריחות נעימים ומהווים מרכיב מרכזי בניחוחות של פירות ופרחים.

מבחינת תהליך יצירת הריבה, מה שחשוב הוא כמה עמדות בשרשרת הפקטין הן עמדות אסטר. בפקטינים שבהם יותר מ- 50% מהעמדות הן אסטר, אפשר להכין ריבה במנגנון שתואר למעלה. אולם, כאשר פחות מ- 50% מהעמדות מכילות אסטר, מנגנון זה לא עובד. ככל שיש פחות אסטרים, יש יותר מטענים חשמליים שליליים על השרשראות והחומצות אינן מספיקות לנטרול הדחייה החשמלית. פה יש צורך בפיתרון אחר ליצירת הג'ל.

סידן. הפתרון הוא להוסיף סידן לפרי המתבשל. בניגוד ליון המימן שטעון במטען חשמלי חיובי יחיד, 1+, יוני הסידן טעונים במטען חשמלי חיובי כפול, 2+, כך שכל יון סידן יכול לקשור אליו שתי שרשראות פקטין סמוכות, כל אחת מהן בעלת מטען חשמלי שלילי בודד, 1-. בפקטינים בעלי מעט אסטרים, יוני הסידן הם אלה שמאפשרים למולקולות הפקטין להתקרב זו לזו וליצור את הג'ל.

בריבות אלה תפקיד הסוכר אינו קריטי לתהליך יצירת הג'ל ולכן אפשר להשתמש בפחות סוכר, או אף בממתיקים אחרים שאינם סוכרים, וליצור ריבות דיאטטיות. כמובן, שבמקרים אלה אין מספיק סוכר לשמש כחומר משמר, וחשוב לשמור ריבות כאלה במקרר ולצרוך אותן מהר, או להוסיף חומר משמר אחר.

פקטין ביוגורט ובקופסת השימורים

פקטין משמש בתעשיית המזון גם במאכלים אחרים, מלבד ריבה. מוסיפים אותו ליוגורטים, ממתקים ומילויים לעוגות, כדי לשפר את המרקם שלהם ולתת תחושה נעימה יותר בפה, מושג בשם mouthfeel.

ומהכיוון ההפוך, מוסיפים סידן לפירות ביוגורטים שמכילים חתיכות פרי ולקופסאות שימורים שמכילים פירות שלמים, כדי לחזק את דפנות הפירות, על-מנת שישמרו על צורתם ולא יהפכו לסמרטוטיים. לכן, כאשר קונים קופסת שימורי פרי, כדאי לבדוק את רשימת הרכיבים בהתאם לשימוש שבו אנו מעוניינים. אפשר להשתמש בשימורים שמכילים סידן כאשר אנו מתכננים להכין סלט פירות או תבשיל עגבניות עם חתיכות פרי. כשמעוניינים להכין רוטב עגבניות בעל מרקם חלק, כדאי לחפש שימורי עגבניות ללא תוספת סידן. כאמור, הסידן שומר את העגבניות יפות ושלמות, מאט את קצב התפרקות דפנות התאים במהלך הבישול, והעגבניות כמעט לא יתפרקו.

* בעיתוי מושלם, יערוך עודד פישר, קונדיטור וקולגה, שיעור אינטרנטי (וובינר) על הכנת ריבות ביום שני, ח' בשבט 18/01 בשעה 21:00. קוראי "מדע בצלחת" מוזמנים להירשם לוובינר במחיר מיוחד של 39 ש"ח (במקום 79 ש"ח). בעת ההרשמה הכניסו קוד קופון: NS0118 . פרטים והרשמה בקישור הזה.

פוסט זה פורסם בקטגוריה ג'לים, ירקות ופירות, סוכר, שיטות בישול, עם התגים , , , , , , , , , . אפשר להגיע ישירות לפוסט זה עם קישור ישיר.

16 תגובות על איך עובד פקטין?

  1. פינגבאק: ריבת יין – פתיתים

  2. אורית סמוכיאן הגיב:

    נעמי שלום,
    רציתי להגיד לך שאת תותחית על.
    כל פוסט שלך מעניין, מושקע ומגיע לרזולוציות מגניבות ועם הרבה ידע.

    כל פוסט כזה ,מלמד אותי המון ובעיקר יוצר חשק לעשות מלא ניסויים במטבח.
    כל הכבוד!

  3. לימור הגיב:

    מצטרפת לנאמר. פוסט מעניין מאוד

  4. יתיר הגיב:

    יש טענה שלציטין יכול להחליף ביצים במתכונים הדורשים אפייה.
    האם אכן פקטין מחדיר אוויר לתערובת תוך כדי האפייה?

    • נעמי זיו הגיב:

      לציטין הוא חומר מתחלב (אמולסיפייר), כלומר, חומר שיכול לקשור אליו גם חומרים שומניים וגם חומרים מסיסים במים. חלמון ביצה מכיל רמות גבוהות של לציטין, ואפשר להפיק אותו גם ממקורות אחרים, סויה למשל. אך לביצים עוד תפקידים באפיה מלבד התחלבות.
      עוד על תפקידן באפיה, ועל מספר אפשרויות לתחליפים -תוכל לקרוא עוד בקישורים שצירפתי.
      פקטין יוצר מבנה של ג'ל – רשת מסועפת תלת-מימדית של שרשראות ענק, שלוכדת בתוכה מים. גם החלבונים בביצה יוצרים ג'ל. לכן במקרים מסויימים אפשר להחליף את ג'ל הביצים בג'ל פקטין, כאשר מוסיפים לבצק מחית פרי.
      אוויר לא יכול להיכנס לתערובת תוך כדי אפיה. האוויר שבבצק נכנס אליו בשלב ערבוב הרכיבים והכנת הבצק, אז נוצרים ברחבי הבצק כיסי אוויר. לאחר מכן, בזמן האפיה, האוויר הזה מתחמם וגורם לבצק להתנפח. בכל-מקרה, אין לכך קשר לפקטין, שכאמור, נמצא בפירות.

      • יתיר הגיב:

        שלום,
        תודה על התגובה.
        יש לי בבית לציטין אני יודע שהוא חומר פעיל שטח ואני גם מצליח להכין ממנו מוס שוקולד לדוגמא ללא שמנת (נניח עם קרם קוקוס – אבל לא החלק המוצק בלבד) – לציטין אף הוא לוכד אוויר.
        באפייה טבעונית לרוב שמים רסק תפוחים שידוע שיש בו הרבה פקטין.
        בכל אופן אני יסביר למה אני שואל: אם אני אכין עוגיות עם ביצים וללא ביצים מן הסתם העוגיות עם הביצים יהיו הרבה יותר אווריריות, וידוע כמו שאמרת שיש בביצים הרבה פקטין. אז בואי נניח לרגע שאני שם כמות גדולה של פקטין (שמגיע כאבקה) באותה המסה ומערבב כדי להכניס אוויר האם אני יוכל לקבל תוצאה דומה לאותה המסה עם שימוש בביצים?

        שוב תודה.

      • יתיר הגיב:

        האמת הסתכלתי שוב על מה שכתבת ושאר הפוסטים.
        כרגע נראה לי שהבנתי.
        שבת שלום

      • נעמי זיו הגיב:

        אוקיי. הערה לשם חידוד המושגים: פקטין ולציטין הן שתי מולקולות שונות, בעלות מבנה ותפקיד שונה.
        פקטין מצוי בצמחים (ולא בביצים) וכאמור יוצר מבנה של ג'ל (רשת ענקית שכולאת נוזלים) ויכול לשמש תחליף לביצים (שהחלבונים שלהן גם הם יוצרים מבנה של ג'ל). הוספת רסק פרי לתערובת העוגה תיתן מבנה ועסיסיות.
        לציטין הוא מולקולה קטנה שקושרת גם שומן וגם מים, ומאפשרת לחבר את שתי הפאזות האלה למרקם חלק (אחרת, מים ושמן נפרדים).
        אם אתה מעוניין באווריריות, פתרון יהיה קצף (בועות אוויר מצופות בחלבונים ומים). אם לא קצף חלבון ביצה, אז אפשר למשל קצף מהמים בפחית שימורי חומוס, שהם עתירי חלבונים.

  5. פינגבאק: נל"פ: ריבה | מדע בצלחת

  6. פינגבאק: על קצה המזלג: פיתות, עוף ומלח, ממרח פלפלים, תמיסת מלח לכבושים, טחינה מתפרקת | מדע בצלחת

  7. פינגבאק: על קצה המזלג: קצף מנוזל שימורי חומוס, קצף בבישול קטניות, קצף מודרניסטי, קצף אספרסו | מדע בצלחת

  8. גבי ברשי הגיב:

    שאלתי היא – האם פקטין יכול להתקלקל? מה עם אבקת פקטין במיכל שפג תוקפו.
    בתודה
    גבי

    • נעמי זיו הגיב:

      פקטין לא מתקלקל אך יעילותו יכולה להשתנות עם הזמן – הוא עלול לספוג לחות מהאוויר, ואולי לעבור תהליכי פירוק כלשהם עקב חשיפה לחום או אור, ואז הוא יהיה פחות יעיל והריבה תצא דלילה יותר מהצפוי. זה תלוי בתנאי האחסון, או אם האריזה פתוחה או סגורה. אם נראה שיש גושים קטנים באבקה, או שהצהיבה, כדאי לקנות חדש. אם היא נראית טוב, ותאריך הפג-תוקף הוא מהזמן האחרון, סביר שאפשר להשתמש ולקבל ריבה סמיכה. אם התאריך הוא מלפני כמה שנים, הייתי הולכת על חדש, ליתר ביטחון.

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s