Hidrocoloides Vegetales

8/17/2019 Hidrocoloides Vegetales

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SESION 1 HIDROCOLOIDES VEGETALES

M Sc HUBERT ARTEAGA MIÑANO

TECNOLOGIA AGROINDUSTRIAL II

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• Pectinas: Cadenas poligalacturonicas metiladas al 100%.

• Ácidos pectinicos: Proporción de metilación menor al 100%.

• Acido péctico: Ácidos poligalacturonicos exentos de metóxilo.

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En las sustancias pécticas la proporción de metilación seexpresa por el contenido de metoxilo – OCH3. La metoxilación(metilación) es muy importante por la cual las pectinascomerciales 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 esterificación. 0 5 / 0 4 / 2 0 1 6

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CARACTERISTICAS FISICOQUIMICAS• Peso molecular: Variable y puede incluir desde algunas

unidades a varios centenares de acido galacturónico, PM entre

1000 a 30000.• Solubilidad: Esta relacionada al tamaño de partícula y al grado

de dispersión y al grado de metilación. La dispersión puedeaumentarse con la adición de pequeñas cantidades de ionesmetálicos como iones de Al, Cu, Fe, etc.

•

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

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• pH: La presencia de grupos carboxilolibres dan lugar a la que la solución de

pectina tiene un pH acido.• Contenido de acetil: Algunos de los

grupos hidroxilo de las pectinas que se

obtienen de un tejido vegeta estánacetiladas. Estos acetatos si seencuentran en gran cantidad (como en la

remolacha) impiden la formación de gel,teniéndose que reducir a menos de 1%.

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• Grado de metilación: La esterificación de los gruposcarboxilo por radicales metilo se conoce como

metilación de la pectina.• Precipitación: La pectina que se encuentra

solubilizada en agua es fácilmente precipitada poradición de alcohol o acetona, también puede darse

mediante sales como sulfato de aluminio e hidróxidoamónico que forman hidróxido de aluminio cuyaspartículas coloidales tienen carga positiva (carga designo opuesto a la pectina) haciéndola precipitar.

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• Tiempo y temperatura de gelificación: El tiempo sedefine como el lapso requerido para que una jaleatome una rigidez bajo condiciones controladas de

temperatura, y la temperatura a la cual ocurre lagelificación se denomina temperatura de gelificaciónde asentamiento.

• Poder gelificante: Aptitud para formar geles, el poder

gelificante depende de la longitud de la moléculapéctica y el grado de metilación.

- Longitud de la cadena: Condiciona la rigidez ofirmeza, por debajo de cierta longitud, la pectina noda geles.- Grado de metilación: Contribuye a regular lavelocidad de gelificación.

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La propiedad mas importante de las sustanciaspécticas es su poder gelificante, que se debe a la

facilidad de producir una red tridimensionalestabilizada por dos mecanismos diferentes:

1° En el caso de las de baja esterificación, se requierede iones calcio y de un pH de 2.8 a 6.5 ya que en

estas condiciones los carboxilos se encuentranionizados y pueden establecer uniones iónicas conotras moléculas de pectina mediante el Ca++.

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Pectinas

Polisacáridos del ácido galacturónico parcial o totalmente

metilado con enlaces glicosidicos – (1-4)

Abundantes en frutos (membrillo), se extrae de pulpa demanzana, corteza de naranja y residuos de fabricación de

zumos

Polímero lineal

n 100 a 300 n

COOCH3O

O

HOOH

OCOOCH3 O

HO OH

O

Polisacáridos de las plantas

Polisacáridos

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Pectinas

COOCH3O

HOOH O

COOCH3 O

HO OH

O

O

OHHO

OCOOCH3

OOH

HO

O

OCOOCH3

Fábricas de pectinas – fábricas de zumos de manzana onaranja-

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

precipitan con alcohol (ó Al3+

y descomponer luego el pectatocon ácido)

-En la maduración de los frutos, las pectinas se degradan (fácilhidrólisis tanto de los enlaces éster como de los glicosídicos) y

los tejidos se hacen blandos.


Polisacáridos

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Pectinas

COOCH3O

HOOH O

COOCH3 O

HO OH

O

O

OHHO

OCOOCH3

OOH

HO

O

OCOOCH3

Las jaleas se fabrican hirviendo la pulpa de fruta con pectina,ácido cítrico y sacarosa y al dejar enfriar gelifican.

La jalea de membrillo se obtiene con la pectina propia delfruto.

-Las disoluciones viscosas de pectinas forman geles, a pH ácidoen presencia de sacarosa, por formar retículos de puentes de

hidrógeno que retienen agua (Fabricación de jaleas).


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Pectinas

Pectin estearasa

Pectina de bajo índice de metoxilo

COOCH3O

HOOH O

COOCH3 O

HO OH

O

O

OHHO

OCOOCH3

OOH

HO

O

OCOOCH3

H2O

COOH O

HOOH

OCOOCH

3 O

HO OH

O

O

OHHO

OCOOHO

OHHO

O

OCOOCH3


Polisacáridos

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Pectinas Pectina de bajo índice de metoxilo

COOH O

HOOH

OCOOCH3 O

HO OH

O

O

OHHO

OCOOH

OOH

HO

O

OCOOCH3

Protopectinas: Los grupos no esterificados están unidos acelulosa y hemicelulosas.

Contienen intercaladas con la cadena poligalacturónico,

arabanas y galactanas


Polisacáridos

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Pectinas Pectina de bajo índice de metoxilo

COOH O

HOOH

OCOOCH3 O

HO OH

O

O

OHHO

OCOOH

OOH

HO

O

OCOOCH3

Jaleas de régimensin azúcar

Si no neutralizadas se conocen también como ácidos pectínicos

Gelifican mal con azúcar

pero lo hacen bien coniones Ca 2+


Polisacáridos

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Pectinas

Pectin estearasa

Pectina de bajo índice de metoxilo

H2O

COOH O

HOOH

OCOOCH3 O

HO OH

O

O

OHHO

OCOOH

OOH

HO

O

OCOOCH3

COOH O

HOOH

OCOOH

O

HO OH

O

O

OHHO

OCOOHO

OHHO

O

OCOOH

Ácido péctico (poligalacturónico)


Polisacáridos

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- Las uniones son electrostáticas con iones de calcio

- No necesitan acido ni azúcar

- Se puede utilizar para gelificar leche, preparar jaleas de fruta siagregar azúcar (diabéticos)

Por esta razón el ablandamiento de las frutas se puede prevenirañadiendo sales de calcio, lo cual da lugar a los pectatos de calcioque incrementa la rigidez de la pared celular.

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2° Pectinas de alto metoxilo: gelifican dentro de unrango de pH que es de 2.0 a 3.5 y con 60 a 65% desacarosa. El proceso consiste de:

- El grado de hidratación se reduce mediante la adiciónde azúcar (65 a 70°Brix) y de un aporte de iones H+(acido) hasta un pH de 3.2 a 3.6, favoreciendo las

interacciones polisacárido-polisacárido de manerahidrófoba y se crea una estructura tridimensionalque rodea las moléculas de sacarosa altamentehidratadas, también reduce la carga negativa entre

las moléculas de pectina estableciendo los puentesde hidrogeno a partir de los carboxilos que seencuentran protonados.

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Geles Pectina-Azúcar-Acido

Para alto contenido de metoxilo, la formación, rigidez y lasrestantes características del gel depende de distintos factores,principalmente:

- Contenido en pectina

- Azúcar- pH

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• La adición de azúcar en cantidades de hasta 65 –70°Brix tiene como finalidad deshidratarparcialmente la pectina, mientras que llevar el pH a3.2 – 3.6 permite reducir la carga negativa de lapectina, bajo estas condiciones las moléculas depectina pueden establecer puentes de hidrogeno

entre si atrapando en redes tridimensionales el aguaque se encuentra en la suspensión, a través del OHdel acido galacturónico que queda libre formandopuentes 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 será

posible formar el gel, solo se incrementara su viscosidad.• Pero si se excede la reducción del pH (


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Influencia de las pectinas sobre la

turbidez de los zumos de frutasLas pectinas en solución en los zumos de las frutas

contribuye a mantener en suspensión las finaspartículas de pulpa que le dan la turbidez.

Para eliminar la pectina (zumo claro) es preciso

utilizar enzimas pectolíticas naturales:a)Poligalacturonasa (rompe enlaces 1-4)

b)Pectin-estearasa (desmetilarla)

c)Pectin- transeliminasa (rompe moléculas de

pectina).Enzimas pectinoliticas del comercio son producidaspor mohos y entre estos el pectinol (EE.UU) y elFiltragol (Alemania).

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DEGRADACION DE PECTINAS

Se degradan por dos procesos diferentes:• Despolimerización: Con calentamiento en medio

acido o la acción de las pectinasas, originan escisiónde la cadena en trozos mas cortos. La acción se llevaa cabo a un pH optimo de 4 o menos.

• Desmetilación: Durante el madurado de las frutasocurren variaciones en la metilación, es decir en lamaduración disminuye el grado de metilación, laacción de alcoholes aun en frío, álcalis y de enzimascomo la pectinmetilestearasa produce ladesesterificación de las pectinas.

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Relación entre el grado de esterificación y el contenido

de metoxilo en pectina

Grado de esterificacion % Contenido metoxilo0 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) Precipitación con solventes orgánicos

- Etanol- Alcohol isopropilico

- Acetona

b) Precipitación con sales metálicas

- Sulfato de amonio

c) Precipitación con iones polivalentes

- Hidróxido 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

cálcico %)

Uvas 0.81

Ciruelas 0.82

Manzanas 0.75Fresas 0.53

Moras 0.59

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USOS DE LA PECTINA

• En la industria alimentaria

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

- Pectinas de baja esterificacion: se utiliza en helados,

pudines y postres de bajo contenido de azúcar.• En la industria farmacéutica

- En el tratamiento de heridas como agente hemostático

- Como sustituto del plasma sanguíneo

- Desintoxicante de envenenamiento con metalespesados.

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