SESION 1. SUSTANCIAS PECTICAS

M.Sc. HUBERT ARTEAGA MIANO

TECNOLOGIA DE LOS PAI II

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H. A

RTE

AG

A

SUSTANCIAS PECTICAS

Son polmeros lineales de acido galacturnico que tienen una parte importante de grupos carboxlico esterificados por radicales metil (CH3)(Ester metlico).

Existe una terminologa dentro de esta generalidad que es importante conocer:

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Pectinas: Cadenas poligalacturonicas metiladas al 100%.

cidos pectinicos: Proporcin de metilacin menor al 100%.

Acido pctico: cidos poligalacturonicos exentos de metxilo.

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En las sustancias pcticas la proporcin de metilacin se expresa por el contenido de metoxilo OCH3. La metoxilacin (metilacin) es muy importante por la cual las pectinas comerciales se ha dividido en dos grandes grupos:

Alto metoxilo: Entre 55 a 80% de sus grupos carboxilo

Bajo metoxilo: Solo presenta del 18 45% de esterificacin.

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CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS Peso molecular: Variable y puede incluir desde algunas

unidades a varios centenares de acido galacturnico, PM entre 1000 a 30000.

Solubilidad: Esta relacionada al tamao de partcula y al grado de dispersin y al grado de metilacin. La dispersin puede aumentarse con la adicin de pequeas cantidades de iones metlicos como iones de Al, Cu, Fe, etc.

Viscosidad: Depende de la cantidad y calidad de la pectina, es mayor a valores mas altos de pH.

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pH: La presencia de grupos carboxilo libres dan lugar a la que la solucin de pectina tiene un pH acido.

Contenido de acetil: Algunos de los grupos hidroxilo de las pectinas que se obtienen de un tejido vegeta estn acetiladas. Estos acetatos si se encuentran en gran cantidad (como en la remolacha) impiden la formacin de gel, tenindose que reducir a menos de 1%.

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Grado de metilacin: La esterificacin de los grupos carboxilo por radicales metilo se conoce como metilacin de la pectina.

Precipitacin: La pectina que se encuentra solubilizada en agua es fcilmente precipitada por adicin de alcohol o acetona, tambin puede darse mediante sales como sulfato de aluminio e hidrxido amnico que forman hidrxido de aluminio cuyas partculas coloidales tienen carga positiva (carga de signo opuesto a la pectina) hacindola precipitar.

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Tiempo y temperatura de gelificacin: El tiempo se define como el lapso requerido para que una jalea tome una rigidez bajo condiciones controladas de temperatura, y la temperatura a la cual ocurre la gelificacin se denomina temperatura de gelificacin de asentamiento.

Poder gelificante: Aptitud para formar geles, el poder gelificante depende de la longitud de la molcula pctica y el grado de metilacin.

- Longitud de la cadena: Condiciona la rigidez o firmeza, por debajo de cierta longitud, la pectina no da geles.

- Grado de metilacin: Contribuye a regular la velocidad de gelificacin.

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La propiedad mas importante de las sustancias pcticas es su poder gelificante, que se debe a la facilidad de producir una red tridimensional estabilizada por dos mecanismos diferentes:

1 En el caso de las de baja esterificacin, se requiere de iones calcio y de un pH de 2.8 a 6.5 ya que en estas condiciones los carboxilos se encuentran ionizados y pueden establecer uniones inicas con otras molculas de pectina mediante el Ca++.

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Pectinas

Polisacridos del cido galacturnico parcial o totalmente

metilado con enlaces glicosidicos a (1-4)

Abundantes en frutos (membrillo), se extrae de pulpa de

manzana, corteza de naranja y residuos de fabricacin de

zumos

Polmero lineal

n 100 a 300 n

COOCH3O

O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

Polisacridos de las plantas

Polisacridos

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Pectinas

COOCH3O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOCH3OOHHO

O

OCOOCH3

Fbricas de pectinas fbricas de zumos de manzana o

naranja-

De pulpas prensadas y cortezas, en caliente se extraen y se

precipitan con alcohol ( Al3+ y descomponer luego el pectato

con cido)

-En la maduracin de los frutos, las pectinas se degradan (fcil

hidrlisis tanto de los enlaces ster como de los glicosdicos) y

los tejidos se hacen blandos.

Polisacridos de las plantas

Polisacridos

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Pectinas

COOCH3O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOCH3OOHHO

O

OCOOCH3

Las jaleas se fabrican hirviendo la pulpa de fruta con pectina,

cido ctrico y sacarosa y al dejar enfriar gelifican.

La jalea de membrillo se obtiene con la pectina propia del

fruto.

-Las disoluciones viscosas de pectinas forman geles, a pH cido

en presencia de sacarosa, por formar retculos de puentes de

hidrgeno que retienen agua (Fabricacin de jaleas).

Polisacridos de las plantas

Polisacridos

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Pectinas

Pectin estearasa

Pectina de bajo ndice de metoxilo

COOCH3O

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOCH3OOHHO

O

OCOOCH3

H2O

COOHO

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOHHO

O

OCOOCH3

Polisacridos de las plantas

Polisacridos

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Pectinas Pectina de bajo ndice de metoxilo

COOHO

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOHHO

O

OCOOCH3

Protopectinas: Los grupos no esterificados estn unidos a

celulosa y hemicelulosas.

Contienen intercaladas con la cadena poligalacturnico,

arabanas y galactanas

Polisacridos de las plantas

Polisacridos

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Pectinas Pectina de bajo ndice de metoxilo

COOHO

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOHHO

O

OCOOCH3

Jaleas de rgimen

sin azcar

Si no neutralizadas se conocen tambin como cidos pectnicos

Gelifican mal con azcar

pero lo hacen bien con

iones Ca 2+

Polisacridos de las plantas

Polisacridos

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Pectinas

Pectin estearasa

Pectina de bajo ndice de metoxilo

H2O

COOHO

HOOH O

COOCH3 O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOHHO

O

OCOOCH3

COOHO

HOOH O

COOH O

HO OHO

OOHHO

OCOOHOOHHO

O

OCOOH

cido pctico (poligalacturnico)

Polisacridos de las plantas

Polisacridos

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- Las uniones son electrostticas con iones de calcio

- No necesitan acido ni azcar

- Se puede utilizar para gelificar leche, preparar jaleas de fruta si agregar azcar (diabticos)

Por esta razn el ablandamiento de las frutas se puede prevenir aadiendo sales de calcio, lo cual da lugar a los pectatos de calcio que incrementa la rigidez de la pared celular.

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2 Pectinas de alto metoxilo: gelifican dentro de un rango de pH que es de 2.0 a 3.5 y con 60 a 65% de sacarosa. El proceso consiste de:

- El grado de hidratacin se reduce mediante la adicin de azcar (65 a 70Brix) y de un aporte de iones H+ (acido) hasta un pH de 3.2 a 3.6, favoreciendo las interacciones polisacrido-polisacrido de manera hidrfoba y se crea una estructura tridimensional que rodea las molculas de sacarosa altamente hidratadas, tambin reduce la carga negativa entre las molculas de pectina estableciendo los puentes de hidrogeno a partir de los carboxilos que se encuentran protonados.

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Geles Pectina-Azcar-Acido

Para alto contenido de metoxilo, la formacin, rigidez y las restantes caractersticas del gel depende de distintos factores, principalmente:

- Contenido en pectina

- Azcar

- pH

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La adicin de azcar en cantidades de hasta 65 70Brix tiene como finalidad deshidratar parcialmente la pectina, mientras que llevar el pH a 3.2 3.6 permite reducir la carga negativa de la pectina, bajo estas condiciones las molculas de pectina pueden establecer puentes de hidrogeno entre si atrapando en redes tridimensionales el agua que se encuentra en la suspensin, a travs del OH del acido galacturnico que queda libre formando puentes de hidrogeno con el agua.

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Defectos Pectinas de alto metoxilo Si a estas pectinas no se les reduce el pH hasta el optimo, no ser

posible formar el gel, solo se incrementara su viscosidad.

Pero si se excede la reduccin del pH (

Influencia de las pectinas sobre la turbidez de los zumos de frutas

Las pectinas en solucin en los zumos de las frutas contribuye a mantener en suspensin las finas partculas de pulpa que le dan la turbidez.

Para eliminar la pectina (zumo claro) es preciso utilizar enzimas pectolticas naturales:

a)Poligalacturonasa (rompe enlaces 1-4)

b)Pectin-estearasa (desmetilarla)

c)Pectin- transeliminasa (rompe molculas de pectina).

Enzimas pectinoliticas del comercio son producidas por mohos y entre estos el pectinol (EE.UU) y el Filtragol (Alemania).

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DEGRADACION DE PECTINAS

Se degradan por dos procesos diferentes: Despolimerizacin: Con calentamiento en medio

acido o la accin de las pectinasas, originan escisin de la cadena en trozos mas cortos. La accin se lleva a cabo a un pH optimo de 4 o menos.

Desmetilacin: Durante el madurado de las frutas ocurren variaciones en la metilacin, es decir en la maduracin disminuye el grado de metilacin, la accin de alcoholes aun en fro, lcalis y de enzimas como la pectinmetilestearasa produce la desesterificacin de las pectinas.

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Relacin entre el grado de esterificacin y el contenido de metoxilo en pectina

Grado de esterificacion % Contenido metoxilo

0 0

10 1.63

20 3.26

30 4.90

40 6.53

50 8.16

60 9.79

70 11.42

80 13.06

90 14.69

100 16.32

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METODOS DE OBTENCION DE PECTINA

a) Precipitacin con solventes orgnicos

- Etanol

- Alcohol isopropilico

- Acetona

b) Precipitacin con sales metlicas

- Sulfato de amonio

c) Precipitacin con iones polivalentes

- Hidrxido de amonio

- Soda

- Clorhidrato de aluminio

- Clorhidrato de sulfato

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Contenido medio de pectina de algunas frutas

Frutas Contenido de pectina (pectato

clcico %)

Uvas 0.81

Ciruelas 0.82

Manzanas 0.75

Fresas 0.53

Moras 0.59

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USOS DE LA PECTINA

En la industria alimentaria

- Pectinas de alta esterificacion: se emplea para la elaboracin de jaleas y mermeladas.

- Pectinas de baja esterificacion: se utiliza en helados, pudines y postres de bajo contenido de azcar.

En la industria farmacutica

- En el tratamiento de heridas como agente hemosttico

- Como sustituto del plasma sanguneo

- Desintoxicante de envenenamiento con metales pesados.

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