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No confundir con Pecten (biología) , Pecten oculi o Pecten (bivalvo) .
Polvo de pectina producido comercialmente, extraído de frutas cítricas .

La pectina (del griego antiguo : πηκτικός pēktikós , "congelado, cuajado" [1] ) es un heteropolisacárido ácido estructural contenido en las laminillas primarias y medias y en las paredes celulares de las plantas terrestres . Su componente principal es el ácido galacturónico , un azúcar ácido derivado de la galactosa . Fue aislado y descrito por primera vez en 1825 por Henri Braconnot . [2] [3] Se produce comercialmente como un polvo de color blanco a marrón claro, extraído principalmente de frutas cítricas , y se utiliza en alimentos comoagente gelificante , particularmente en mermeladas y jaleas. También se utiliza en rellenos de postres, medicamentos, dulces, como estabilizador en jugos de frutas y bebidas lácteas, y como fuente de fibra dietética .

Biología [ editar ]

En biología vegetal, la pectina consiste en un conjunto complejo de polisacáridos (ver más abajo) que están presentes en la mayoría de las paredes celulares primarias y son particularmente abundantes en las partes no leñosas de las plantas terrestres. [4] La pectina es un componente importante de la laminilla media, donde ayuda a unir las células, pero también se encuentra en las paredes celulares primarias. La pectina se deposita por exocitosis en la pared celular a través de vesículas producidas en el golgi. [5]

La cantidad, estructura y composición química de la pectina difiere entre plantas, dentro de una planta a lo largo del tiempo y en varias partes de una planta. La pectina es un polisacárido importante de la pared celular que permite la extensión de la pared celular primaria y el crecimiento de las plantas. [6] Durante la maduración de la fruta , la pectina es degradada por las enzimas pectinasa y pectinesterasa , en cuyo proceso la fruta se vuelve más blanda a medida que las laminillas medias se rompen y las células se separan unas de otras. [7] Un proceso similar de separación celular causado por la descomposición de la pectina ocurre en la zona de abscisión de los pecíolos de las plantas de hoja caduca en la caída de las hojas. [cita requerida ]

La pectina es una parte natural de la dieta humana , pero no contribuye significativamente a la nutrición . La ingesta diaria de pectina de frutas y verduras se puede estimar en alrededor de 5 g si se consumen aproximadamente 500 g de frutas y verduras por día.

En la digestión humana, la pectina se une al colesterol en el tracto gastrointestinal y ralentiza la absorción de glucosa al atrapar los carbohidratos. Por tanto, la pectina es una fibra dietética soluble . En ratones diabéticos no obesos (NOD) se ha demostrado que la pectina aumenta la incidencia de diabetes. [8]

Un estudio encontró que después del consumo de frutas, la concentración de metanol en el cuerpo humano aumentaba hasta en un orden de magnitud debido a la degradación de la pectina natural (que está esterificada con alcohol metílico) en el colon . [9]

Se ha observado que la pectina tiene alguna función en la reparación del ADN de algunos tipos de semillas de plantas, generalmente plantas del desierto. [10] Las películas de superficie pectinácea, que son ricas en pectina, crean una capa de mucílago que se mantiene en el rocío y ayuda a la célula a reparar su ADN. [11]

Se ha demostrado que el consumo de pectina reduce ligeramente (3-7%) los niveles de colesterol LDL en sangre. El efecto depende de la fuente de pectina; las pectinas de manzana y cítricos fueron más efectivas que la pectina de fibra de pulpa de naranja. [12] El mecanismo parece ser un aumento de la viscosidad en el tracto intestinal, lo que conduce a una reducción de la absorción de colesterol de la bilis o los alimentos. [13] En el intestino grueso y el colon, los microorganismos degradan la pectina y liberan ácidos grasos de cadena corta que tienen una influencia positiva en la salud ( efecto prebiótico ). [14]

Química [ editar ]

Las pectinas, también conocidas como polisacáridos pécticos, son ricas en ácido galacturónico. Se han identificado y caracterizado varios polisacáridos distintos dentro del grupo péctico. Los homogalacturonanos son cadenas lineales de ácido D-galacturónico con enlaces α- (1-4) . [15] Los galacturonanos sustituidos se caracterizan por la presencia de residuos apendientes de sacáridos (como D- xilosa o D- apiosa en los casos respectivos de xilogalacturonano y apiogalacturonano ) que se ramifican a partir de una columna vertebral de residuos de ácido D-galacturónico. [15] [16] Las pectinas de ramnogalacturonano I (RG-I) contienen una columna vertebral del disacárido repetido: ácido 4) -α-D-galacturónico- (1,2) -α-L- ramnosa- (1. De muchos de los residuos de ramnosa, se ramifican cadenas laterales de varios azúcares neutros. Los azúcares neutros son principalmente D- galactosa , L- arabinosa y D-xilosa, y los tipos y proporciones de azúcares neutros varían según el origen de la pectina . [15] [16] [17]

Otro tipo estructural de pectina es el ramnogalacturonano II (RG-II), que es un polisacárido complejo, altamente ramificado y menos frecuente. [18] ramnogalacturonano II se clasifica por algunos autores dentro del grupo de galacturonanos sustituidos desde la columna vertebral ramnogalacturonano II está hecho exclusivamente de unidades de ácido D-galacturónico. [dieciséis]

La pectina aislada tiene un peso molecular de entre 60 000 y 130 000 g / mol, que varía según el origen y las condiciones de extracción. [ cita requerida ]

En la naturaleza, alrededor del 80 por ciento de los grupos carboxilo del ácido galacturónico están esterificados con metanol . Esta proporción se reduce en un grado variable durante la extracción de pectina. Las pectinas se clasifican como pectinas de alto o bajo metoxi (pectinas HM cortas frente a pectinas LM), con más o menos de la mitad de todo el ácido galacturónico esterificado. [19] La proporción de ácido galacturónico esterificado y no esterificado determina el comportamiento de la pectina en aplicaciones alimentarias: las pectinas HM pueden formar un gel en condiciones ácidas en presencia de altas concentraciones de azúcar, mientras que las pectinas LM forman geles por interacción con divalentes. cationes, particularmente Ca 2+, según el modelo idealizado de 'caja de huevos', en el que se forman puentes iónicos entre los iones calcio y los grupos carboxilo ionizados del ácido galacturónico. [20] [21] [19]

En pectinas con alto contenido de éster y metoxi con un contenido de sólidos solubles superior al 60% y un valor de pH entre 2,8 y 3,6, los enlaces de hidrógeno y las interacciones hidrófobas unen las cadenas de pectina individuales. Estos enlaces se forman cuando el agua está unida por el azúcar y obliga a que las hebras de pectina se peguen. Estos forman una red molecular tridimensional que crea el gel macromolecular. El mecanismo de gelificación se denomina gel de baja actividad de agua o gel de azúcar-ácido-pectina. [ cita requerida ]

Si bien las pectinas con bajo contenido de éster / bajo contenido de metoxi necesitan calcio para formar un gel, pueden hacerlo con menos sólidos solubles y valores de pH más altos que las pectinas con alto contenido de éster. Normalmente, las pectinas con bajo contenido de éster forman geles con un rango de pH de 2,6 a 7,0 y con un contenido de sólidos solubles entre el 10 y el 70%. [ cita requerida ]

Las unidades de ácido galacturónico no esterificado pueden ser ácidos libres (grupos carboxilo) o sales con sodio, potasio o calcio. Las sales de pectinas parcialmente esterificadas se denominan pectinatos, si el grado de esterificación es inferior al 5 por ciento, las sales se denominan pectatos, la forma de ácido insoluble, ácido péctico. [ cita requerida ]

Algunas plantas, como la remolacha azucarera , las patatas y las peras , contienen pectinas con ácido galacturónico acetilado además de ésteres metílicos. La acetilación previene la formación de gel pero aumenta los efectos estabilizantes y emulsionantes de la pectina.

La pectina amidada es una forma modificada de pectina. Aquí, parte del ácido galacturónico se convierte con amoníaco en amida de ácido carboxílico . Estas pectinas son más tolerantes a las concentraciones variables de calcio que se producen durante el uso. [22]

Para preparar un gel de pectina, los ingredientes se calientan, disolviendo la pectina. Al enfriarse por debajo de la temperatura de gelificación, comienza a formarse un gel. Si la formación de gel es demasiado fuerte, el resultado es una sinéresis o una textura granular, mientras que una gelificación débil conduce a geles excesivamente blandos.

Las pectinas amidadas se comportan como pectinas con bajo contenido de éster, pero necesitan menos calcio y son más tolerantes al exceso de calcio. Además, los geles de pectina amidada son termo-reversibles; se pueden calentar y, después de enfriar, solidificar de nuevo, mientras que los geles de pectina convencionales seguirán siendo líquidos. [ cita requerida ]

Las pectinas con alto contenido de éster se fijan a temperaturas más altas que las pectinas con bajo contenido de éster. Sin embargo, las reacciones de gelificación con calcio aumentan a medida que disminuye el grado de esterificación. De manera similar, los valores de pH más bajos o los sólidos solubles más altos (normalmente azúcares) aumentan las velocidades de gelificación. Por tanto, se pueden seleccionar pectinas adecuadas para mermeladas y jaleas, o para jaleas de confitería con alto contenido de azúcar. [ cita requerida ]

Fuentes y producción [ editar ]

Las peras, manzanas, guayabas, membrillos , ciruelas, grosellas y naranjas y otras frutas cítricas contienen grandes cantidades de pectina, mientras que las frutas blandas, como cerezas, uvas y fresas, contienen pequeñas cantidades de pectina.

Los niveles típicos de pectina en frutas y verduras frescas son:

  • Manzanas , 1–1,5%
  • Albaricoques , 1%
  • Cerezas , 0,4%
  • Naranjas , 0,5 a 3,5%
  • Zanahorias 1.4%
  • Cáscaras de cítricos , 30%
  • Escaramujos , 15% [23]

Las principales materias primas para la producción de pectina son las cáscaras secas de cítricos o el orujo de manzana , ambos subproductos de la producción de zumos. El orujo de la remolacha azucarera también se utiliza en pequeña medida.

De estos materiales, la pectina se extrae añadiendo ácido diluido caliente a valores de pH de 1,5 a 3,5. Durante varias horas de extracción, la protopectina pierde parte de su ramificación y longitud de cadena y se disuelve. Después de filtrar, el extracto se concentra al vacío y luego la pectina se precipita mediante la adición de etanol o isopropanol. Ya no se utiliza una antigua técnica de precipitación de pectina con sales de aluminio (además de alcoholes y cationes polivalentes, la pectina también precipita con proteínas y detergentes).

A continuación, la pectina precipitada con alcohol se separa, se lava y se seca. El tratamiento de la pectina inicial con ácido diluido conduce a pectinas poco esterificadas. Cuando este proceso incluye hidróxido de amonio (NH 3 (aq)), se obtienen pectinas amidadas. Después de secar y moler, la pectina generalmente se estandariza [se necesita clarificación ] con azúcar y, a veces, con sales de calcio o ácidos orgánicos, para optimizar el rendimiento en una aplicación particular. [24]

Usos [ editar ]

El uso principal de la pectina es como agente gelificante , espesante y estabilizador en los alimentos. La aplicación clásica es dar la consistencia gelatinosa a las mermeladas o mermeladas , que de otro modo serían jugos dulces. La pectina también reduce la sinéresis en mermeladas y mermeladas y aumenta la fuerza de gel de las mermeladas bajas en calorías. Para uso doméstico, la pectina es un ingrediente en el azúcar gelificante (también conocido como "azúcar de mermelada") donde se diluye a la concentración correcta con azúcar y algo de ácido cítrico para ajustar el pH. En algunos países, la pectina también está disponible como una solución o un extracto, o como un polvo mezclado, para hacer mermeladas caseras.

Para las mermeladas y mermeladas convencionales que contienen más del 60% de azúcar y sólidos de fruta solubles, se utilizan pectinas con alto contenido de éster. Con pectinas con bajo contenido de éster y pectinas amidadas, se necesita menos azúcar para poder elaborar productos dietéticos. El extracto de agua de las semillas de aiyu se usa tradicionalmente en Taiwán para hacer gelatina de aiyu , donde el extracto se gelifica sin calentar debido a las pectinas bajas en éster de las semillas y los cationes bivalentes del agua. [19]

La pectina se usa en gelatinas de confitería para dar una buena estructura de gel, un mordisco limpio y para conferir una buena liberación de sabor. La pectina también se puede utilizar para estabilizar bebidas proteicas ácidas, como beber yogur, para mejorar la sensación en la boca y la estabilidad de la pulpa en bebidas a base de jugo y como sustituto de la grasa en productos horneados. [25] Los niveles típicos de pectina que se utilizan como aditivo alimentario están entre el 0,5 y el 1,0%; es aproximadamente la misma cantidad de pectina que en la fruta fresca. [26]

En medicina, la pectina aumenta la viscosidad y el volumen de las heces por lo que se usa contra el estreñimiento y la diarrea . Hasta 2002, fue uno de los principales ingredientes utilizados en Kaopectate, un medicamento para combatir la diarrea, junto con la caolinita . Se ha utilizado en la eliminación suave de metales pesados ​​de sistemas biológicos. [27] La pectina también se usa en pastillas para la garganta como demulcente .

En los productos cosméticos, la pectina actúa como estabilizador. La pectina también se usa en preparaciones para curar heridas y adhesivos médicos especiales, como dispositivos de colostomía .

Sriamornsak [28] reveló que la pectina podría usarse en varias plataformas de administración de fármacos orales, por ejemplo, sistemas de liberación controlada, sistemas gastro-retentivos, sistemas de administración específicos de colon y sistemas de administración mucoadhesivos, de acuerdo con su intoxicación y bajo costo. Se encontró que la pectina de diferentes fuentes proporciona diferentes capacidades de gelificación, debido a variaciones en el tamaño molecular y la composición química. Al igual que otros polímeros naturales, un problema importante con la pectina es la inconsistencia en la reproducibilidad entre muestras, lo que puede resultar en una mala reproducibilidad en las características de administración del fármaco.

En la nutrición de rumiantes , dependiendo del grado de lignificación de la pared celular, la pectina es digerible hasta en un 90% por las enzimas bacterianas. Los nutricionistas de rumiantes recomiendan mejorar la digestibilidad y la concentración de energía en los forrajes aumentando la concentración de pectina en el forraje.

En los puros, la pectina se considera un excelente sustituto del pegamento vegetal y muchos fumadores y recolectores de puros usan pectina para reparar las hojas de tabaco dañadas en sus puros.

Yablokov y col. , escribiendo en Chernobyl: Consecuencias de la catástrofe para las personas y el medio ambiente , cita una investigación realizada por el Centro de Medicina Radiológica de Ucrania y el Instituto Bielorruso de Medicina Radiológica y Endocrinología, concluyó, con respecto a los efectos radioprotectores de la pectina, que "agregar preparados de pectina a los alimentos de habitantes de las regiones contaminadas con Chernobyl promueve una excreción eficaz de radionucleidos incorporados "como el cesio-137" . Los autores informaron sobre los resultados positivos del uso de preparaciones de aditivos alimentarios de pectina en una serie de estudios clínicos realizados en niños en áreas severamente contaminadas, con hasta un 50% de mejora con respecto a los grupos de control. [29]

Durante la Segunda Guerra Mundial, los pilotos aliados recibieron mapas impresos en seda, para la navegación en los esfuerzos de escape y evasión. El proceso de impresión al principio resultó casi imposible porque las varias capas de tinta corrieron inmediatamente, borrando los contornos y haciendo que los nombres de lugares fueran ilegibles hasta que el inventor de los mapas, Clayton Hutton , mezcló un poco de pectina con la tinta y de inmediato la pectina coaguló la tinta y impidió que se ejecutara, permitiendo que pequeñas características topográficas fueran claramente visibles. [30]

Situación legal [ editar ]

En el Informe del Comité Mixto FAO / OMS de Expertos sobre Aditivos Alimentarios y en la Unión Europea , no se ha establecido una ingesta diaria aceptable numérica (IDA), ya que la pectina se considera segura. [31]

En los Estados Unidos , la pectina generalmente se reconoce como segura para el consumo humano.

En el Sistema Internacional de Numeración (SIN), la pectina tiene el número 440. En Europa, las pectinas se diferencian en los números E E440 (i) para las pectinas no amidadas y E440 (ii) para las pectinas amidadas . Existen especificaciones en toda la legislación nacional e internacional que definen su calidad y regulan su uso.

Historia [ editar ]

La pectina fue aislada y descrita por primera vez en 1825 por Henri Braconnot , aunque la acción de la pectina para hacer confituras y mermeladas se conocía mucho antes. Para obtener mermeladas bien cuajadas de frutas que tenían poca o solo pectina de mala calidad, se mezclaron frutas ricas en pectina o sus extractos en la receta.

Durante la revolución industrial , los fabricantes de conservas de frutas se volvieron a los productores de jugo de manzana para obtener manzana seca orujo que fue preparado para extraer la pectina. Más tarde, en las décadas de 1920 y 1930, se construyeron fábricas que extraían comercialmente pectina del orujo de manzana seco y luego de la cáscara de cítricos en regiones que producían jugo de manzana tanto en Estados Unidos como en Europa.

La pectina se vendió primero como extracto líquido, pero ahora se usa con mayor frecuencia como polvo seco, que es más fácil de almacenar y manipular que un líquido. [32]

Ver también [ editar ]

  • Bocadillos de fruta

Referencias [ editar ]

  1. ^ πηκτικός . Liddell, Henry George ; Scott, Robert ; Un léxico griego-inglés en el Proyecto Perseus .
  2. ↑ Braconnot, Henri (1825) "Recherches sur un nouvel acide universellement répandu dans tous les vegetaux" (Investigaciones sobre un nuevo ácido esparcido por todas las plantas), Annales de chimie et de physique , serie 2, 28  : 173-178. De la página 178:… je propos le nom pectique , de πηχτες, coagulum, … (… propongo el nombre pectique , de πηχτες [pectes], coagulum [material coagulado, coágulo o cuajada],…).
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Enlaces externos [ editar ]

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  • Directiva del Parlamento Europeo y del Consejo nº 95/2 / CE de 20 de febrero de 1995 sobre aditivos alimentarios distintos de los colorantes y edulcorantes; Directiva de la UE que enumera los alimentos en los que se puede usar la pectina. Nota: El enlace apunta a una versión "consleg" de la directiva, que puede no incluir los últimos cambios. La Directiva será reemplazada por un nuevo Reglamento sobre aditivos alimentarios en los próximos años.
  • Certo Health: información sobre los beneficios para la salud reportados de la pectina de manzana, (Reino Unido).