ペクチンによってケチャップがチキソトロピーを示す理由

質問

ペクチンによってケチャップがチキソトロピーを示す理由が
いまいちよくわかりません。
キリオ化学さんのＨＰにも
このことは載っていたのですが、よく理解できませんでした。
ペクチンは水素結合しか作ることができなくて、
水素結合は結合力が弱いということでしょうか？
豆腐にはペクチンがなく、金属イオンによる結合のため
固体なのでしょうか？
また、ペクチンは砂糖を加えると水素結合でつながるとあるのですが
それは実際にどのような構造式なのでしょうか？

非常に困っています。
少しでもわかる方返信よろしくお願いします（＿＿）

回答No.1

Ce_faci · ベストアンサー

おはようございます
一般に化学結合の大きさ順です。
共有結合＞イオン結合＞金属結合＞ここにはかなり差がある＞水素結合＞分子間力
水素結合とは、たとえば水の分子でいうと、
　　　Ｏ
　／　　　＼　　　　　←／はＯ原子とＨ原子のつながり
Ｈ　　　　　　Ｈ
Ｏ－Ｈの間でＨ側の電子がＯ側に引き寄せられて、∧型の尖っている方（つまり酸素原子側）がマイナス、水素原子側がプラスの電気を帯び、これを分極といいます。水分子の＋側と他の水分子の－側で引き寄せあいます。がっちり手を繋いではいませんが、引き寄せるのです。これが水素結合。（磁石とは違いますが、磁石と磁石が引き合うイメージです。）結びつきの強さは弱いです。詳しくは化学の参考書を。

豆腐はまあ、ＯＫ

ペクチンにはＲ－ＣＯＯＨカルボキシル基と呼ばれる部分があります。（Ｒはペクチンのその他の部分）ＣＯＯＨは水の中でＣＯＯマイナスイオンとＨ＋イオンに分かれますが、レモンなど酸を加えるとまたＣＯＯＨに戻ります。このとき、ＣＯＯＨのＯＨの部分で分極して、砂糖と水素結合をします。砂糖の分子にもＯＨの部分があります。
ケチャップやジャムが固まっても（ゲル化）、ドロッとしている（弱い）は水素結合だからです。

ところで、ケチャップのことが分からなくて・わからなくて、地に足が着かないという意味でこのカテなのでしょうか。

補足

おはようございます。
Ce_faci さん回答ありがとうございました！
化学結合については理解することができました。
どうもありがとうございました（＿＿）

あの、もう少し聞きたいことがあります。
ペクチンにはＲ－ＣＯＯＨカルボキシル基と呼ばれる部分があるという所です。
ペクチンは-ＣＯ－ＯＣＨ3ではないんでしょうか？？
加水分解された状態がーＣＯ－ＯＨのようになるのでしょうか？

ペクチンに酸を加えたときに水素結合ができるのか、
それともペクチンに砂糖を加えたときに水素結合ができるのかが
よくわかりません。

お手数ですが回答いただけるとありがたいです（＿＿）

回答No.3

Ce_faci

No.1です
少し長くなります。

>加水分解されるとーＣＯ－ＯＨのようになる、で合っているんですか？
>加水分解されると-COOマイナスイオンと-Hプラスイオンになる
というのは間違っているんでしょうか？

Ｒ－ＣＯ－ＯＨの形は水に溶けているときのペクチンです。
ペクチンを水に溶かす前は、Ｒ－ＣＯ－ＯＣＨ３です。
これを水の中に入れて加熱すると、
Ｒ－ＣＯ－ＯＣＨ３　＋　Ｈ２Ｏ　→　Ｒ－ＣＯ－ＯＨ　＋　ＣＨ３ＯＨ
（Ｈ２Ｏが入って分解するから、加水分解）
となります。－ＣＯ－ＯＣの部分をエステルといい、極性をもたない（分極しない）ので水に溶けにくい性質です。これに何らかの処置をすると（たとえば加熱するとか）、カルボン酸Ｒ－ＣＯ－ＯＨが出来るのです。カルボン酸とはカルボキシル基を持った有機酸の総称です。カルボン酸は水の中では、Ｒ－ＣＯＯＨの状態とＲ－ＣＯＯマイナスイオン（＆Ｈプラスイオン）の状態の両方が存在します。水に溶けてイオンになることを電離といい、両方の状態にあることを電離平衡（または平衡状態）といいます。

もう一度まとめると、溶ける前のペクチンＲ－ＣＯ－ＯＣＨ３は、加水分解でＲ－ＣＯＯＨになり、当然水の中なのでＲ－ＣＯＯＨとＲ－ＣＯＯマイナスイオン（＆Ｈプラスイオン）の状態になります。

さて、何故、酸を加えるか？
平衡状態を動かすためです。
Ｈプラスイオンが増えると、Ｒ－ＣＯＯマイナスイオンがＲ－ＣＯＯＨになる反応が頻繁に起こり、結果Ｒ－ＣＯＯマイナスイオンは減り、
Ｒ－ＣＯＯＨは増えるのです。
酸を加えなくても、ペクチンＲ－ＣＯＯＨと砂糖の水素結合はおきますが、ペクチンＲ－ＣＯＯＨが少ないので、これを増やすために酸を加えるのです。
詳しくは高校化学の参考書で化学平衡をご覧ください。

水との水素結合の件は、考えなくてもいいです。実際にはありますが、この場合は余談なのでいらないです。かえって混乱させてしまいましたことをお詫び申し上げます。

お礼

理解できました。
どうもありがとうございました！
大変助かりました（￥＿＿）

回答No.2

Ce_faci

No1です
>ペクチンにはＲ－ＣＯＯＨカルボキシル基と呼ばれる部分があるという所です。
>ペクチンは-ＣＯ－ＯＣＨ3ではないんでしょうか？？
>加水分解された状態がーＣＯ－ＯＨのようになるのでしょうか？
その通りです。

>ペクチンに酸を加えたときに水素結合ができるのか、
>それともペクチンに砂糖を加えたときに水素結合ができるのか
どちらも正解。
相手が水なのか砂糖なのかの違いでしょう。

補足

nra01958です。
Ce_faci さん　どうもありがとうございました。

>ペクチンは-ＣＯ－ＯＣＨ3ではないんでしょうか？？
>加水分解された状態がその通りです。

あの、たびたび申し訳ないのですが・・
加水分解されるとーＣＯ－ＯＨのようになる、で合っているんですか？
加水分解されると-COOマイナスイオンと-Hプラスイオンになる
というのは間違っているんでしょうか？
ーＣＯ－ＯＨのようになるのは酸を加えたときではないんでしょうか？

>ペクチンに酸を加えたときに水素結合ができるのか、
>それともペクチンに砂糖を加えたときに水素結合ができるのか
どちらも正解。
相手が水なのか砂糖なのかの違いでしょう。

相手が酸なのか砂糖なのかの違いではなく
相手が水なのか砂糖なのかの違い、なんででしょうか？

お手数ですが宜しくお願いします（＿＿）