Desde el punto de vista químico, la pectina está constituida escencialmente por ésteres metílicos parciales del ácido poligalacturónico y de sus sales de sodio, potasio, calcio o amonio, con un peso molecular máximo de 150.000 Dalton.
La pectina se obtiene por extracción acuosa de un oportuno material vegetal comestible (por lo general cítricos o manzanas), seguida por una precipitación selectiva efectuada con alcohol y sales. Las materias primas usadas contienen una elevada concentración de pectina de calidad superior y están disponibles en cantidad suficiente para hacer el proceso de industrialización económicamente ventajasoso.
La pectina se clasifica normalmente en base a su grado de metoxilación (DM). Es definido grado de metoxilación la relación entre los grupos metoxilados y aquellos ácidos libres presentes en la cadena molecular de la pectina.
La pectina, producida según un proceso de extracción normal, contiene más del 50% de los grupos metoxílicos y se clasifica como pectina de alto metoxilo (HM).
Estructura molecular de la pectina HM
Variaciones en el proceso productivo o bien un tratamiento ácido prolongado llevan a la formación de pectina de bajo metoxilo convencional (LMC) que contiene menos del 50% de los grupos metoxílicos.
Estructura molecular de la pectina LMC
Si se efectúa una hidrólisis blanda en ambiente alcalino con amoníaco partiendo de una pectina HM, se obtiene pectina de bajo metoxilo amidada (LMA) que, además de tener menos del 50% de grupos metoxílixos, contiene entre el 1y el 25% de grupos amídicos.
Estructura molecular de la pectina LMA
La pectina se clasifica, en base al grado de metoxilación, en:
El grado de metoxilación influecia las propiedades de la pectina, en particular la solubilidad y las condiciones de gelatinización. Las pectinas HM, de hecho, pueden formar un gel en sistemas acuosos con elevado contenido de sólidos solubles y bajos valores de pH.
Las pectinas LM se caracterizan por la capacidad de formar un gel solo en presencia de una sal polivalente, normalmente iones Ca++, también en sistemas con valores bajísimos de sólidos solubles y un rango de pH muy amplio.
La pectina se identifica según el sistema numérico europeo de los aditivos en E440(i) para las pectinas de alto metoxilo y de bajo metoxilo convencionales y en E440(ii) para las pectinas de bajo metoxilo amidadas.
Clasificación de la pectina
La fruta y la verdura contienen concentraciones de pectina variables en función de la especie vegetal. El máximo rendimiento de extracción si obtiene un poco antes de la maduración de la fruta y varía de año en año en base a las diferentes condiciones climáticas y ambientales. La tipología y la calidad de la fruta usada, la época en que se realiza la cosecha y la degradación enzimática son algunos de los factores que afectan las características químico fisicas de la pectina.
La siguientes clasificación se basa en la cantidad media de pectina contenida en las diversas tipologías de fruta fresca:
En los cítricos (naranja, limón y limas) la pectina está contenida en el albedo, el estrato blanco interior de la cáscara que circundan las vesículas que contienen el jugo y las lamelas. La cáscara y el albedo, residuales de la preparación de jugos y bebidas a base de jugos, son usados tal cual, previo lavado, o secados para la extracción de la pectina.
Cáscara de limón: Una fuente de alto contenido de pectina.
La pectina presenta propiedades gelatinizantes, espesantes y estabilizantes si se dispersa en una solución acuosa en forma correcta y si se conserva en un lugar fresco y seco. Sus características principales son:
La pectina tiene que ser disuelta completamente para asegurar su completa utilización y evitar la formación de un gel heterogéneo. La eventual formación de grumos durante la disolución de la pectina lleva a la pérdida del poder gelatinizante. El mejor método para preparar tal solución es premezclar la pectina con azucar en relación de 1:3 y dispersarla, con agitación, en agua caliente (85-90°C) con un mixer de alta velocidad, manteniendo el contenido de sólidos solubles debajo del 20%. La pectina, como los otros agentes gelificantes, no se disuelve en el sistema si existen ya las condiciones de gelatinización.
La pectina, para mantener inalteradas sus características, se debe conservar en un lugar fresco y seco. Temperaturas mayores respecto a la temperatura ambiente determinan una degradación de la pectina debido a una reducción del peso molecular. El pH óptimo de la pectina está comprendido entre 2,8 y 4,7.
Las soluciones de pectina presentan una viscosidad menor comparadas con aquella de otros espesantes naturales. La presencia de sales polivalentes (Ca++ y Mg++) tiende a aumentar la viscosidad. En particular, elevadas concentraciones de sales pueden gelatinizar las soluciones de pectinas LM. En las soluciones que no poseen sales polivalentes, la viscosidad baja al aumentar la acidez.
Las condiciones óptimas que favorecen la gelatinización de las diversas tipologías de pectina se describen en la siguiente tabla.
| Parámetros | Pectinas HM | Pectinas LM |
|---|---|---|
| Grado de metoxilación (DM) | > 50% | < 50% |
| Contenido de sólidos solubles | ≥ 65% | 10 - 70% |
| pH | 2,0 - 3,8 | 2,6 - 7,0 |
| Iones bivalentes, Ca++ (mg/g) | - | ≥ 15 |
Las pectinas HM pueden formar un gel solo si el contenido de sólidos solubles totales es superior al 65% y el pH está entre 2,0 y 3,8. Esta pectina en solución acuosa da origen a suspensiones de elevada viscosidad por la formación de enlances hidrógeno entre los grupos polares de la molécula pectica y el agua. Los centros de carga negativa, originados por los grupos carboxílicos disociados que tienden a repelerse, mantienen a las moléculas en suspensión, impidiendo la formación de enlaces pectina – pectina que son la base de la formación del gel. En esta tipología de pectina:
Las pectinas LM pueden gelificar solo en presencia de cationes polivalentes, generalmente calcio (cantidad mínima 15 mg Ca++ por cada gr. pectina). Pueden formar además gel en un amplio intervalo de pH, de 2,6 a 7,0 y con una concentración de sólidos solubles totales que puede variar de 10 a 70%. El enlace con el Ca++ no es una simple interacción de iones sino que involucra enlaces intermoleculares de tipo quelante, llevando a la formación de agregados macromoleculares (cavidad egg-box). En esta tipología de pectina:
Mecanismos de gelificación de la pectina HM
La pectina es un hidrocoloide alimenticio que se beneficia de un alto nivel de aceptación entre los cosumidores, puesto que es percibida como un producto natural, y es utilizada por la industria en todo el mundo.
El Comité Conjunto de Expertos en Aditivos Alimenticios (JECFA) de la Organización para la Alimentación y la Agricultura (FAO) y de la Organización Mundial de la Salud (OMS) han aprobado la pectina como un aditivo seguro para el uso en el sector alimenticio y le han asignado una dosis diaria aceptable (DGA) no especificada. Esto se aplica cada vez que los datos toxicológicos, bioquímicos y clínicos disponibles permiten concluir que la absorción total de tal substancia, a causa de su presencia natural y/o de su uso en la alimentación dentro de las normas de buena fabricación (NBF) a los niveles necesarios para obtener el efecto técnico deseado, no presenta riesgos para la salud.
En Estados Unidos, la pectina es reconocida como segura (GRAS) por la FDA y por lo tanto puede ser usada en los alimentos según la cantidad necesaria para cada apliación específica.
