1. OBJETIVO

Determinar o teor de pectina da amostra.

  1. INTRODUÇÃO

O poder gelificante da pectina é usado em alimentos desde que as primeiras geléias à base de frutas foram feitas. As substâncias pécticas ocorrem na maioria dos tecidos vegetais, principalmente em tecidos macios como os frutos. Nos vegetais, desempenham um importante papel na lamela média da célula, auxiliam na manutenção da união celular junto com celulose, hemicelulose e glicoproteínas. Apesar dessa ampla ocorrência, poucos materiais são usados para produção de pectina comercial para sua utilização na indústria de alimentos. Uma das principais razões para isso é que poucas substâncias pécticas presentes na natureza apresentam a propriedade de gelificar. A grande classe de substâncias pécticas inclui muitos compostos, com altos teores de monossacarídeos ou substituídas com acetil ou outros grupos que evitam a gelificação.

A produção industrial de pectina desenvolveu-se como uma indústria de subprodutos, utilizando resíduos da indústria alimentícia, principalmente das indústrias produtoras de sucos de frutas e bebidas a base de frutas.

A pectina comercial é obtida a partir da extração com ácido do albedo de frutas cítricas (20 – 30% de pectina) e de polpa de maçã (10 – 15% de pectina).

    1. Características das pectinas

São polímeros compostos principalmente por unidades de α-D-ácidos galacturônicos ligados por ligações glicosídicas α – 1,4.

O grupo das substâncias pécticas que abrange substâncias com diferentes propriedades e difíceis de serem separadas umas das outras. Um aspecto que as diferencia é o seu grau demetoxilação: grupos metilas esterificados ao grupo carboxílico da molécula. O grau de metoxilação (GM) é definido como 100 vezes a razão entre o número de resíduos de ácido galacturônico esterificados e o número total de resíduos de ácido galacturônico.

Pertencem ao grupo das substâncias pécticas a protopectina, os ácidos pécticos e os ácidos pectínicos. A protopectina é uma substância péctica encontrada em frutas e vegetais não maduros (verdes). É insolúvel em água e confere às frutas e vegetais não maduros uma textura rígida. Os ácidos pécticos não possuem metoxilas e são solúveis em água. Oas ácidos pectínicos são metoxilados e, dependendo do seu grau de metoxilação, formam soluções coloidais ou são solúveis em água. São obtidas a partir da protopectina por ação de enzimas protopectinases e pectina metil esterase. A atuação intensa da enzima pectina metil esterase sobre a protopectina leva à formação dos ácidos pécticos.

A pectina, ácidos pectínicos com número de metoxilas e grau de metoxilação variáveis é capaz de formar géis da presença de sacarose em meio ácido. Essa propriedade da pectina é muito utilizada em alimentos para a produção de geléias e doces de frutas. Durante a maturação de frutos e vegetais, o teor de protopectina diminui e o da pectina aumenta, diminuindo consequentemente a firmeza dos frutos e vegetais. As pectinas naturais podem apresentar um teor de metoxilas de até 80% em relação ao total de grupos.

    1. Estrutura

A estrutura básica de todas as moléculas de pectina consiste em uma cadeia linear de unidades α-D-ácidos galacturônicos. Monossacarídeos, principalmente L-ramnose, também estão presentes. Algumas pectinas contêm cadeias de arabinogalactanas ramificadas ou cadeias curtas, compostas de unidades de D-xilose na cadeia de ramnogalacturonoglicana. As unidades de ramnopiranosil geram irregularidades na estrutura e limitam o tamanho das zonas de junção, afetando a gelificação.

O termo pectina é normalmente usado de forma genérica para designar preparações de galacturonoglicanas hidrossolúveis, com graus variáveis de éster metílico e de neutralização que são capazes de formar gel. Alguns dos grupos carboxila da pectina estão metilados, alguns estão na forma livre e outros na forma de sais de sódio, potássio ou amônio, mais frequentemente na forma de sal de sódio.

As pectinas são subdivididas, em função do grau de esterificação ou metoxilação (GM). Pectinas com GM > 50% são denominadas de pectinas com alto teor de metoxilas (ATM), aquelas com GM < 50% são denominadas de pectinas com baixo teor de metoxilas (BTM). Em ambos os casos, os grupos carboxilas remanescentes estão presentes como uma mistura na forma de ácidos livres (-COOH) e sais ( -COO­- Na+). O grau de amidaçáo indica a porcentagem de grupos carboxilas na forma amida. Os graus de metoxilação e de amidação influenciam fortemente as propriedades funcionais, tais como:solubilidade, capacidade de gelificação, temperatura e condições de gelificação das pectinas.

O tratamento da pectina com amônio dissolvido em metanol converte alguns dos grupos metoxilas em grupos carboxílicos na forma de grupos carboxiamidas.

Em meios ácidos fortes, as ligações glicosídicas da pectina (1,4) são hidrolisadas e em meio alcalino a pectina e desmetoxilada.

A maior parte da pectina comercial é obtida por sua extração com ácidos diluídos de frutas cítricas e é denominada de pectina ATM. A pectina ATM pode ser tratada com reagente alcalino ou com enzima e ser desmetoxilada, produzindo a pectina BTM.

    1. Mecanismo de gelificação

      1. Pectina ATM

Se o pH de uma suspensão de pectina é ajustado a 2,8-3,5 e a sacarose está presente em uma concentração tal que o teor de sólidos solúveis da solução é de 65%, quando essa suspensão for resfriada será formado um gel, que mantêm sua característica, mesmo quando reaquecido a temperaturas próximas a 100°C. À medida que o pH da suspensão de pectia é reduzida, os grupos carboxílicos altamente hidratados e carregados são convertidos em grupos ácidos carboxílicos. A partir da perda dessas cargas e da hidratação, as moléculas poliméricas se associam, formando junções e uma rede de cadeias poliméricas que prende porções da solução aquosa. O ajuste do pH nesta faixa neutraliza as cargas dos grupos carboxílicos e evita sua ionização. As pontes intermoleculares entre as cadeias poliméricas da pectina podem ser hidroxila-hidroxila, carboxila-carboxila ou hidroxila-carboxila. O pH ideal para formação de um gel adequado está na faixa de 2,8 a 3,5. valores maiores resultam em géis moles, menores (até pH=2,0), a pectina é hidrolisada.

A suspensão de pectina na concentração adequada, contendo a concentração adequada de açúcar e o pH adequado, aquecida em uma temperatura acima da temperatura de gelificação e então resfriada, para reduzir a energia térmica das moléculas poliméricas, irá gelificar porque as moléculas poliméricas se associam e formam zonas de junção à medida que elas colidem. A temperatura na qual o gel é formado é denominada temperatura de gelificação.

Quanto maior for o grau de metoxilas de uma pectina, maior é a temperatura na qual ela forma gel, sendo formado mais rapidamente (o gel se forma no resfriamento). Quanto maior o peso molecular da pectina, maior é a rigidez do gel.

As pectinas ATM apresentam vários graus de gelificação em função do grau de metoxilas. Pectinas rápidas possuem um teor de metoxilação de 72 a 75% e formam géis em um intervalo de 20 a 70 segundos em pH de 3,0 a 3,1. a gelificação ocorre em 0,3% de pectina e cerca de 65% de sólidos solúveis. As pectinas médias têm um teor de metoxilas de 68 a 71%, e as pectinas lentas um teor de 62 a 68% de metoxilas e requerem de 180 a 250 segundos para formar gel e um pH mais baixo.

      1. Pectina BTM

As pectinas BTM podem formar géis estáveis, na ausência de açúcares, mas requerem a presença de íons bivalentes, como cálcio, o qual provoca a formação de ligações cruzadas entre as moléculas. Esse tipo de gel é adequado em produtos de baixa caloria ou dietéticos sem açúcar. A pectina BTM é menos sensível ao pH que a ATM, pode formar géis na faixa de pH de 2,5 a 6,5; géis adequados são obtidos na faixa de pH de 2,7 a 3,5.

A pectina BTM não necessita da adição de açúcares como a ATM para formar gel, porém a adição de 10 a 20 g/100 g de sacarse resulta em um gel com textura mais adequada. Sem a adição de açúcar ou de algum texturizante ou, ainda, em pH menores que 3,5, o gel tende a ser quebradiço e menos elástico que o gel da pectina ATM. Em alimentos, um teor de 0,01 a 0,05 g/L de cálcio iônico é suficiente para a formação do gel, e valores mais elevados resultam na precipitação de pectato de cálcio. A ação enrijecedora dos íons cálcio é utilizada na produção de tomates e picles em lata.

A amidação é a introdução de grupos carboxamidas, torna a pectina BTM muito mais sensível aos íons cálcio e, assim, uma menos quantidade de cálcio é necessária para a formação de gel.

A temperatura de gelificação da pactina BTM está na faixa de 30 a 70°C. esses géis são termosensíveis. A pectina BTM pode formar géis em pH de cerca de 6,5, em função de sua dependência apenas do íon cálcio.

A principal aplicação das pectinas BTM é a produção de geléias e doces dietéticos porque não necessita de açúcar para formar gel.

  1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

  1. Suspensão da amostra: sobre 1g de pectina comercial adicionou-se 15 mL de álcool (aos poucos, agitando sempre com auxílio de um bastão de vidro), misturou-se bem e completou-se o volume para 100 mL de água (usou-se agitador magnético).

  2. Quantificação do teor de ácido anidrogalacturônico – AAGlivre: titulou-se o conteúdo do béquer com NaOH 0,05 M até pH 7,0, anotou-se quantos mL foram gastos. Como o equivalente grama do ácido é 178, cada mL de NaOH corresponde a 0,0089 g de ácido anidrogalacturônico.

  3. Desmetoxilação: ao sistema adicionou-se 25 mL de NaOH 0,25 M e deixou-se reagir por 30 minutos à temperatura ambiente. Interrompeu-se o processo com 25 mL de HCl 0,25 M rigorosamente correspondente a solução alcalina adicionada anteriormente.

  4. Quantificação do teor de carboxilas desmetoxiladas – AAGdesmetoxilado: titulou-se o sistema com NaOH 0,05 M até pH 7,0, anotou-se quantos mL foram gastos. Calculou-se, a exemplo do que foi feito anteriormente, o teor de grupamentos carboxílicos liberados pela saponificação.

  5. Calculou-se o grau de esterificação e o teor de pectina, calculando o teor de grupamentos metoxílicos – MeO.

  1. Resultados e Discussão

    1. Cálculo do teor de ácido anidrogalacturônico da amostra:

VNaOH gasto = 28,7 mL

mAAG livre = (VNaOH gasto x MNaOH x 178)/1000

mAAG livre = 0,25543 g

Teor (%) = 25,543%

    1. Cálculo do teor de carboxilas desmetoxiladas:

VNaOH gasto = 28,7 mL

mAAG desmetoxilado = (VNaOH gasto x MNaOH x 178)/1000

mAAG desmetoxilado = 0,25543 g

Teor (%) = 25,543%

    1. Cálculo do teor de grupamentos metoxílicos:

VNaOH gasto = 28,7 mL

MMeO = (VNaOH gasto x MNaOH x 31)/1000

MMeO = 0,04448 g

Teor (%) = 4,448%

    1. Cálculo do grau de esterificação (DE):

DE = [(AAGdesmetoxilado)/(AAGlivre + AAGdesmetoxilado)] x 100

DE = 50%

    1. Cáculo do teor de pectina na amostra e teor de impurezas:

Pectina% = AAGtotal + MeO

Pectina% = 55,534%

Impurezas = 100 – pectina

Impurezas = 44,466%

  1. CONCLUSÃO

A pectina industrial analisada apresentou um percentual de 44,466% de impurezas e 55.534% de pectina. A interpretação deste resultado nos mostra de que não foram feitos erros experimentais suficientemente grandes para a obtenção desse valor tão discrepante. Concluindo-se que a pectina industrial analisada é de má qualidade por apresentar tão elevado grau de impurezas. Lembrando que uma boa pectina deveria apresentar percentuais de impurezas menores que 10 %.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- SERAVALLI, Ribeiro. Química de alimentos, editora Mauá

ALANE PEREIRA CANGANI

ANDRÉA DA CUNHA CAMPOS

FABIOLA DE LEVRERO E BORBA

MAIRA AKEMI CASAGRANDE YAMATO

DETERMINAÇÃO DO TEOR DE PECTINA

Relatório apresentado à disciplina de Bioquímica de Alimentos, turma C do Curso de Engenharia de Alimentos da Universidade Estadual de Ponta Grossa.

Professora: Mareci

PONTA GROSSA

ABRIL DE 2009

Comentários