СТРУКТУРНА ОРГАНІЗАЦІЯ ТА ФУНКЦІОНАЛЬНІ ПАРАМЕТРИ ПЕКТИНІВ ZOSTERA MARINA ВИЛУЧЕНИХ ІЗ БІОМАСИ АКВАТОРІЙ ЧОРНОГО ТА ЕГЕЙСЬКОГО МОРІВ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.69.20540Ключові слова:
пектин, Zostera marina, морська біомаса, FTIR-аналіз, органічні відходи, водорості, екологічна безпекаАнотація
У роботі представлено порівняльне дослідження хімічного та елементного складу Zostera marina з Егейського та Чорного морів, а також впливу різних сезонів збору на структурні особливості полігалактуронатів. Встановлено, що літні зразки характеризуються підвищеним вмістом Ca²⁺, що забезпечує формування впорядкованих «egg-box» структур і високої гелеутворюючої здатності пектинів. Осінні зразки містять більше Fe та Br, що супроводжується зміною щільності та пружності гелевих структур. Оцінено вплив трьох технологічних схем екстракції (кислотної, оксалатної та спиртової) на вихід, ступінь етерифікації та функціональні властивості пектинових фракцій. Показано, що кислотна схема призводить до часткової деградації полімеру та нестабільних гелів; оксалатна дозволяє зберегти етерифікацію і формує еластичні гелі; спиртове осадження забезпечує найвищий вихід і світлий колір пектину. Отримані результати демонструють визначальний вплив геохімії середовища та технологічних параметрів екстракції на структуру й функціональність пектинів морських трав та можуть бути використані для оптимізації технологій їх виділення і застосування у харчовій та біоматеріальній промисловості.
Посилання
Oliveira, M. E. C., Rosa, M. F., Cavalcante, F. L., Pereira, P. H. F. Extraction and characterization of pectins from marine plants. Carbohydrate Polymers. 2018. Vol. 195. P. 472–479. DOI: 10.3390/app11146596
Yang, Z., Zhang, Y., Jin, G., Lei, D., Liu, Y. Insights into the impact of modification methods on the structural characteristics and health functions of pectin: A comprehensive review. International Journal of Biological Macromolecules. 2024, Vol. 232, Article 129851. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2024.129851
Voragen, A. G. J., Schols, H. A., Visser, R. G. P. Pectin: structure and engineering. In: Polysaccharides: Structural Diversity and Functional Versatility. 3rd ed. Boca Raton: CRC Press, 2015. P. 379–420.
Grant, G. T., Morris, E. R., Rees, D. A., Smith, P. J. C., Thom, D. The “egg-box” model for calcium–pectate gelation. FEBS Letters. 1973. Vol. 32, No. 1. P. 195–198. DOI: https://doi.org/10.1016/0014-5793(73)80770-7
Morris, E. R., Powell, D. A., Gidley, M. J. Conformations and interactions of pectins. Food Hydrocolloids. 2012. Vol. 28, No. 1. P. 31–40. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2011.12.030.
Shao, Z., Duan, D. The Cell Wall Polysaccharides Biosynthesis in Seaweeds: A Molecular Perspective. Frontiers in Plant Science. 2022, Vol. 13. DOI: 10.3389/fpls.2022.902823
Haug, A., Larsen, B. Studies on water‐soluble polysaccharides of marine plants. Acta Chemica Scandinavica. 1962. Vol. 16. P. 1908–1918.
Rioux, L. E., Turgeon, S. L., Beaulieu, M. Characterization of pectin extracted from brown algae Zostera marina. Journal of Applied Phycology. 2009. Vol. 21, No. 4. P. 451–460. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2007.01.009
Levigne, S., Ralet, M.-C., Thibault, J.-F. Characterization of pectins extracted from fresh sugar beet under different conditions using an experimental design. Carbohydrate Polymers. 2002. Vol. 49. P. 145–153. DOI: https://doi.org/10.1016/S0144-8617(01)00314-9
Bagherian, H., Ashtiani, F. Z., Fouladitajar, A., Mohtashamy, M. Comparisons between alcohol and acid precipitation methods for pectin extraction. Food Hydrocolloids. 2011. Vol. 25. P. 1645–1651. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2006.03.016
Voragen, A. G. J., Coenen, G.-J., Verhoef, R. P., Schols, H. A. Pectin, a versatile polysaccharide present in plant cell walls. Structural Chemistry. 2009.
Willats, W. G. T., et al. Pectin: cell biology and prospects for functional analysis. Plant Molecular Biology. 2001.
Braccini, I., Pérez, S. Molecular basis of Ca²⁺-induced gelation in HG pectins. Biomacromolecules. 2001. Vol. 2, No. 4. P. 1089–1096. DOI: https://doi.org/10.1021/bm010008g
Freitas, C.M.P.; Coimbra, J.S.R.; Souza, V.G.L.; Sousa, R.C.S. Structure and Applications of Pectin in Food, Biomedical, and Pharmaceutical Industry: A Review. Coatings 2021, 11, 922. https://doi.org/10.3390/coatings11080922
Khotimchenko, The mercury binding activity of pectin isolated from the seagrass Zostera marina, Russ J Mar Biol, № 32, с. 312 DOI: 10.1134/S1063074006050099
Караюмер А. Ю., Кустовська А. Д. Використання волокнистих відходів комплексної переробки водоростевої біомаси роду Zostera для виробництва паперових матеріалів // Наукоємні технології. 2025. № 2(66). С. 278–287.DOI: 10.18372/2310-5461.66.19918.
Kamermans, P., Hemminga, M. Mineral composition variability in Zostera marina. Marine Ecology Progress Series. 1999.
Lahlou, F. Z., et al. Mineral uptake and ion distribution in seagrasses. Botanica Marina. 2018.
Orth, R. J., Carruthers, T., Dennison, W., et al. A global crisis for seagrass ecosystems. BioScience. 2006. Vol. 56(12). P. 987–996. DOI: https://doi.org/10.1641/0006-3568(2006)56[987:AGCFSE]2.0.CO;2
Rengasamy, R., Kulkarni, M. G. Marine-derived pectins: chemistry and industrial relevance. Carbohydrate Polymers. 2022. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules13092069
Oliveira, T. I. S., et al. Effect of extraction and precipitation methods on pectin structure. Food Hydrocolloids. 2016. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2621.2008.01849.x?urlappend=%3Futm_source%3Dresearchgate.net%26medium%3Darticle
Liu, J., et al. Structural modification of low-methoxyl pectin under different extraction conditions. Carbohydrate Research. 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carpta.2025.100885
Popov, A. M., Chubarenko, I. P. Sorption properties of pectin extracted from Zostera marina toward cerium ions. Journal of Hazardous Materials. 2020.
Sergushkina, O., et al. Adhesive and cryoprotective properties of marine plant polysaccharides. Journal of Applied Phycology. 2023. DOI: https://doi.org/10.37871/jbres1655
Gorshkova, T., Mikshina, P., et al. Cell-wall polysaccharides of Posidonia oceanica: structure and properties. Carbohydrate Polymers. 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/plants12173155
Fourqurean, J. W., Marbà, N., Duarte, C. M. Seagrass ecosystems as globally significant carbon stocks. Nature Geoscience. 2015. Vol. 5. P. 505–509. DOI: https://doi.org/10.1038/ngeo1477
Wijsman, J., Herman, P., Middelburg, J., et al. Geochemical characteristics of the Black Sea sediments. Marine Chemistry. 2001. Vol. 75(1). P. 45–60.
Kara, A., Ayhan, V., Turker, U. Halogens in Aegean marine sediments. Chemosphere. 2018. Vol. 195. P. 692–703. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-61667-4_9
Siew CK, Williams PA, Young NW. New insights into the mechanism of gelation of alginate and pectin: charge annihilation and reversal mechanism. Biomacromolecules. 2005 Mar-Apr;6(2):963-9. doi: https://doi.org/10.1021/bm049341l
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Наукоємні технології
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Науковий журнал дотримується принципів відкритого доступу (Open Access) та забезпечує вільний, негайний і постійний доступ до всіх опублікованих матеріалів без фінансових, технічних або юридичних обмежень для читачів.
Усі статті публікуються у відкритому доступі відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).
Авторські права
Автори, які публікують свої роботи в журналі:
-
зберігають за собою авторські права на свої публікації;
-
надають журналу право на перше опублікування статті;
-
погоджуються на поширення матеріалів за ліцензією CC BY 4.0;
-
мають право повторно використовувати, архівувати та поширювати свої роботи (у тому числі в інституційних та тематичних репозитаріях) за умови посилання на первинну публікацію в журналі.
