INFORME 06: GELES DE PECTINA

I. INTRODUCCION

En 1825, el químico francés Henri Braconnot aisló las pectinas por primera

vez, reconociendo su papel en esos productos. La producción comercial de

pectinas comenzó en 1908 en Alemania, a partir de los restos de la

fabricación de zumo de manzana. Actualmente se obtienen de los restos de

la extracción de zumo de manzana y, sobre todo, de los de la industria de

los zumos de cítricos. La pectina de manzana suele ser de un color algo

más oscuro, debido a las reaccciones de pardeamiento enzimático. La

pectina se extrae con agua caliente acidificada, perecipitándo la de la

disolución con etanol o con una sal de aluminio. 

El impulso y Desarrollo de la Industria Alimentaría en nuestro País, se ve

reflejada en las cifras de las exportaciones de mermeladas, yogurt y jaleas,

en especial de tomate. El incremento del consumo de aditivos gelificante

como la pectina, es otro argumento de esta afirmación. La pectina es un

polisacárido constituido por unidades de ácido galacturónico, que posee

propiedades coloidales. Todas las plantas contienen sustancias pépticas

que en combinación con la celulosa son responsables de las propiedades

estructurales de las frutas y vegetales. Se obtiene por la extracción acuosa

de plantas comestibles; las fuentes más comunes comercialmente son las

manzanas y las frutas cítricas. Como la pectina es uno de los

constituyentes principales de la pared celular, ésta se encuentra en el

albedo o cáscaras de las frutas, por lo que el limón y la naranja contienen

gran cantidad de esta sustancia, igualmente el Maracuyá posee un

porcentaje significativo de pectina. Según la fuente de obtención y del

método de extracción varía el rendimiento, calidad y aplicabilidad de la

pectina, porque su capacidad de formar geles está fuertemente relacionada

con el tamaño de la cadena de ácidos galacturónico y con el porcentaje de

grupos carboxilos que se encuentren esterificados. La pectina también se

usa en la industria láctea, farmacéutica, en la manufactura de cigarrillo, en

la preparación de medios microbiológicos y en la alimentación animal.

Existen frutos que contienen alto porcentaje de pectina como el melocotón,

manzana, níspero, limón, naranja, cebolla, semilla de girasol, maracayá,

etc. Las limas deben manipularse con cuidado, ya que son bastante más

delicadas que sus parientes los limones. Pierden agua fácilmente, por lo

que se secan con rapidez, arrugándose y perdiendo su jugosidad. Además

tienen tendencia a amarillear si se las expone a la luz intensa, al tiempo que

su sabor se altera y pierden su acidez característica. A temperatura

ambiente se mantienen durante una semana aproximadamente en buenas

condiciones. Para lograr aumentar su periodo de conservación se las debe

guardar en el frigorífico. El zumo y la cáscara también se pueden congelar,

mientras que la cáscara desecada o confitada se ha de conservaren un

ambiente fresco y seco.

II. OBJETIVOS

Evaluar los cambios en la consistencia y características sensoriales

de geles de pectina como consecuencia de la variación del pH.

Explicar la correlación entre la fuerza del gel y el porcentaje de

hundimiento.

III. FUNDAMENTO TEORICO

Los geles son sustancias semirrígidas y elásticas formadas por soluciones

coloidales o sales. El agua, la cual constituye el volumen máximo de la

mayoría de los geles, esta inmovilizada en los espacios capilares formada

por las moléculas de los agente gelificante. La estructura de red del agente

gelificante atrapa el agua en los intersticios.

Bajo condiciones apropiadas un sol coloidal de pectina puede llegar a ser

un gel. Los ingredientes esenciales de la mayoría de los geles de pectina

son la pectina, el azúcar el ácido y el agua.

Formación de Geles

En un heteropolisacarido las secuencias periódicas de monosacárido están

separadas por intervalos no periódicos. Tales alteraciones de la secuencia

tienen como consecuencia la alteración de la conformación de

heteropolisacaridos. Las de l-carragenato son las importantes para la

obtención de geles por la formación de redes macromoleculares.

Las porciones no perturbadas de la cadena forman dobles hélices con

segmentos correspondientes de otras cadenas, sin embargo cuando

existen puntos de perturbación esto no se da. Por esta razón se construyen

redes tridimensionales que inmovilizan grandes cantidades de disolvente,

los geles.

La interrupción de las secuencias regulares adecuadas para la formación

de estructuras ordenadas es debida a la intercalación de restos de

monosacáridos con diferente geometría de enlace (pectinas) a una

distribución apropiada de grupos carboxilo libre y cadenas laterales

pequeñas.

Pectina

Son muy abundantes en todo el reino vegetal, sin embargo se obtienen

principalmente de las pieles de cítricos y de restos de manzana, 20-40% y

10-20% de la materia seca respectivamente. Su extracción se da a cabo de

pH 1.5-3 y entre 60-100 °C.

Las preparaciones más puras se consiguen por la precipitación de la

pectina con iones que forman sales como el Al3+ y posteriormente se lava

con alcohol acidificado o por precipitación directa con alcohol (isopropanol y

etanol).

Están formadas por restos de α-D-galacturónico:

Las pectinas forman geles termorreversibles a pH ~3 y en presencia de

iones Ca2+ (a pH más altos). La capacidad e formación es directamente

proporcional al peso molecular e inversamente al grado de esterificación.

Las pectinas menos esterificadas necesitan valores muy bajos de pH y/o

iones de Ca2+ en presencia de menores concentraciones de azúcar. Por el

contario las más esterificadas necesitan concentraciones crecientes de

azúcar. La velocidad de formación de gel es mayor entre mayor sea la

esterificación.

TIPOS DE PECTINASGRADOS DE

ESTERIFICACIÓN

TIEMPO DE

GELIFICACIÓN

Gelificación rápida 72-7520-70

Gelificación normal 68-71100-135

Gelificación lenta 62-66180-25

Existen diferentes tipos de sustancias pecticas que son derivados primarios

de las manzanas y del albedo de los frutos cítricos. Estas sustancias están

compuestas de unidades de ácido galacturónico combinados por enlaces

glicosídicos α 1,4.

Las moléculas de pectina son hidrofilicas debido al gran número de grupos

polares en su estructura. Además, las moléculas contienen abundantes

grupos carboxilos, que las hacen acidas y capaces de formar sales.

Algunos grupos carboxilos están también esterificados a grupos de metilo.

Las pectinas están esterificadas en diferentes grados, con el resto de los

grupos carboxilos presentes no combinados o combinados para formar

sales.

La concentración de pectina en el gel final de pectina depende del agua que

se evapore por ebullición y de la proporción de azúcar añadida antes de

que comience la evaporación. La concentración de pectina requerida antes

de que comience la evaporación. La concentración de pectina requerida

para formar un gel varía con la calidad de la misma.

Azúcar

El azúcar afecta en la gelificación de la pectina disminuyendo la actividad

de agua y deshidratando las moléculas de pectina depende de la cantidad y

calidad de pectina utilizada.

Existen dos métodos para controlar la concentración de azúcar en el gel de

pectina acabado. La mezcla puede hervirse hasta un peso predeterminado.

Este se calcula en función del peso de azúcar (atrapada) del gel de pectina.

Normalmente la concentración de azúcar necesaria es de un 60 – 65 %.

Esto significa que la mayoría de los geles de pectina se hacen cuando la

concentración de azúcar es suficiente para elevar el punto de ebullición de

la mezcla a 103 – 105°C.

Acido

El ácido actúa neutralizando las cargas de los grupos carboxilos de la

pectina, por lo que incrementa la tendencia de las moléculas para asociarse

y por tanto formar un gel. La formación de geles de pectina normalmente es

posible solamente por debajo de pH 3,5. Conforme el pH desciende por

debajo de 3,5 la firmeza del gel se incrementa hasta alcanzar un rango

óptimo de pH (2,8 – 3,4). A valores de pH por debajo del pH óptimo se

produce sineris. Los ácidos, como el vinagre, zumo de limón, ácido cítrico,

acido tartárico, se adicionan con frecuencia para fabricar geles de pectina.

El momento en que se adiciona el ácido es otra variable.

El ácido que está presente durante la ebullición hidroliza parte del azúcar

dando lugar a azúcar invertido, lo cual ayuda a prevenir la cristalización de

la sacarosa en los geles de pectina almacenados.

Agua

La función del agua en un gel de pectina es disolver el ácido y el azúcar y

dispersar la pectina.

Existen situaciones en las que las moléculas de pectina están modificadas y

por tanto se pueden producir geles de pectina con poco azúcar o sin

azúcar. Las pectinas más metiladas precisan azúcar para la formación de

geles. Sin embargo, cuando menos metiladas sean las pectinas, menor

será la cantidad de azúcar necesaria para producir la formación de gel,

siempre y cuando haya cationes divalentes. Tales iones forman enlaces

iónicos mediante la reacción de un ion divalente con dos grupos carboxilos.

La fuerza del gel depende de la pectina y de la concentración del ion

divalente.

El porcentaje de hundimiento se calcula con la siguiente formula:

FORMULA………………………………………01

%Hundimiento=alturagel enrecipiente−alturagel fuera delrecipientealtura gel enrecipiente

×100

IV. MATERIALES Y METODOS

MATERIALES

2 kg de azúcar (sacarosa), blanca granulada

Pectina

Ácido cítrico (solución estándar)

Olla de 1 Litro capacidad

Cocina

Balanza

Vasos de precipitación

Papel indicador de pH

Termómetro

1 ciento de vasos descartables Nº 5

Papel aluminio

MÉTODOS:

Se determinó los gramos de pectina a utilizar (0.5%, 1.2%, 2%)

Se determinó la cantidad necesaria de azúcar necesaria restando de 650 la

cantidad de pectina obtenida.

Se colocó en un recipiente 20 a 30 gramos de azúcar y añadimos la

pectina, mezclamos bien.

Luego se añadió 410 mL de agua destilada.

Movimos el contenido del recipiente a la olla y remover con suavidad

durante 2 minutos, procurando sumergir el material sólido en el agua lo

antes posible.

Se colocó la olla sobre la cocina y calentar, removiendo sin cesar hasta

ebullición completa.

Se añadió el resto del azúcar y removimos hasta completa dilución. Hervir

hasta que el peso neto de la mezcla alcance 1.015 g.

La duración total del calentamiento debe ser alrededor de 5 a 8 minutos.

Tras espesado final dejar en reposo en superficie horizontal durante 1

minuto. Enfriar hasta 95°C,

Se vertió el contenido en tres vasos conteniendo 2 mL de solución de ácido

cítrico a diferente concentración. Removimos suavemente.

Después de 15 minutos tapar los vasos y almacenar durante 20 a 24 horas

en la refrigeradora.

Se desmoldó el gel colocando el vaso en posición invertida en ángulo de 45

sobre una placa Petri.

Se evaluó la fuerza del gel con la prueba del % de hundimiento.

Se medió el pH de la mezcla.

Se registró los datos

V. RESULTADOS

CUADRO 01: PARA TODAS LAS MUESTRAS:

ACIDO

CITRICO (gr)

1 2 3 4

pH 0.1 0.3 0.5 1.0

CUADRO 02: % DE PECTINA EL pH Y % DE HUNDIMIENTO

PECTINA % pH % HUNDIMIENTO

0.5 7 27.4509

1.2 8 90.1960

2 7 38.88

CUADRO 03: CONCENTRACION DE ACIDO CITRICO, % DE PECTINA, pH Y %

HUNDIMIENTO

ACIDO CITRICO PECTINA % pH % HUNDIMIENTO

(gr)

1 0.5 7 81.4814

2 0.5 8 29.3103

3 0.5 6 30

4 0.5 7 48.8372

CUADRO 04: CONCENTRACION DE ACIDO CITRICO, % DE PECTINA, pH Y %

HUNDIMIENTO

ACIDO CITRICO

(gr)

PECTINA % pH % HUNDIMIENTO

1 1.2 7 90.3846

2 1.2 7 83.0188

3 1.2 7 88.6792

4 1.2 7.5 90.5660

CUADRO 05: CONCENTRACION DE ACIDO CITRICO, % DE PECTINA, pH Y %

HUNDIMIENTO

ACIDO CITRICO

(gr)

PECTINA % pH % HUNDIMIENTO

1 2 6 22.7272

2 2 7 20.3703

3 2 7 13.7254

4 2 6.5 90.5660

CÁLCULOS DEL % HUNDIMIENTO

FORMAULA 01

Muestra de pectina:

Pectina 0.5%: %H=5.1cm−3.7cm5.1cm

x100

%H=27.4509

Pectina 1.2%: %H=5.1cm−0.5cm5.1cm

x100

%H=90.1960

Pectina 2%: %H=5.4 cm−3.3cm5.4cm

x 100

%H=38.88

Muestra de pectina y ácido cítrico:

Pectina al 0.5% y Ácido cítrico 1gr: %H=5.4 cm−1cm5.4 cm

x100

%H=¿81.4814

Pectina al 0.5% y Ácido cítrico 2gr: %H=5.8 cm−4.1cm5.8cm

x 100

%H=29.3103

Pectina al 0.5% y Ácido cítrico 3gr: %H=5.0 cm−3.5cm5.0cm

x100

%H=30

Pectina al 0.5% y Ácido cítrico 4gr: %H=4.3cm−2.2cm4.3cm

x 100

%H=48.8372

Muestra de pectina y ácido cítrico:

Pectina al 1.2% y Ácido cítrico 1gr: %H=5.2cm−0.5cm5.2cm

x100

%H=¿90.3846

Pectina al 1.2% y Ácido cítrico 2gr: %H=5.3 cm−0.9cm5.3cm

x100

%H=83.0188

Pectina al 1.2% y Ácido cítrico 3gr: %H=5.3 cm−0.6cm5.3cm

x 100

%H=88.6792

Pectina al 1.2% y Ácido cítrico 4gr: %H=5.3 cm−0.5cm5.3cm

x100

%H=90.5660

Muestra de pectina y ácido cítrico:

Pectina al 2% y Ácido cítrico 1gr: %H=4.4cm−3.4cm4.4 cm

x 100

%H=¿22.7272

Pectina al 2% y Ácido cítrico 2gr: %H=5.4 cm−4.3cm5.4cm

x100

%H=20.3703

Pectina al 2% y Ácido cítrico 3gr: %H=5.1cm−4.4 cm5.1cm

x 100

%H=13.7254

Pectina al 2% y Ácido cítrico 4gr: %H=5.5 cm−4.4 cm5.5cm

x100

%H=20

VI. DISCUSIÓN

Según charles Helenen su publicación tecnología de los alimentos: Las moléculas

de pectina son hidrofilicas debido al gran número de grupos polares que

contienen. El grado de esterificación de las pectinas de alto contenido de metoxilo

influye mucho sobre sus propiedades y también la temperatura. Como fue en el

caso de nuestra practica donde no se tubo a una temperatura adecuada también

cometimos el error del agregarle la pectina después se formó grumos de los

cuales no se pudo deshacerse completamente debido eso se tiene que tener

muy en cuenta la preparación y la temperatura adecuada.

Sobre la formación del gel Según Potter Norman N. La ciencia de los alimentos

menciona que: las pectinas son derivados del azúcar, generalmente presentes en

las plantas presenta una serie de característica: como los almidones y la células;

las pectinas están presentes en las frutas hortalizas y son gomosas. La pectina es

soluble en agua y especialmente en agua caliente. Como se comprobó en la

práctica si se pudo disolver en agua y cuando se puso a una temperatura mayor a

30°c se derritió completamente después como se mezcló con más azúcar

comenzó a formarse un gel muy espeso.

VII. CONCLUCION

Podemos concluir que la formación del gel fue muy viscoso el pH fueron

casi todos iguales ya que se midió con papel tornasol lo adecuado era

medirlo con pH-metro. Por eso nos dan un pH tan parecido. Aquí también

bario la temperatura para la formación del gel. Para él % de hundimiento el

que menor tuvo fue el de 2% de pectina y ácido cítrico 3gr que tuvo un

13.7254 % de hundimento y el mayor de todas las muestras fue

% h=90.5660 esto se debió a que después de la refrigeración se tomó una

altura a los vasos donde se depositó dichas muestras. Esto puede variar

solo en el mayor ya que tres muestras más dan una % de hundimiento

similar, solo se llevan decimales ya que en un vaso se pudo echar más y en

otro menos. Eso puede variar con la cantidad de muestra que adiciones.

VIII. BIBLIOGRAFIA

El químico francés Henri Braconnot (1825).

Carbonell, E., E. Costell y L. Durán. 1990. Determinación del Contenido de

Pectinas. Rev. Agroquím. Tecnol.

FENNEMA, R. O. 2000. Química de los alimentos. Segunda Edición.

Editorial Acribia S.A. España. 1258 páginas.

Charles Helenen su publicación tecnología de los alimentos (1995).

Potter Norman N. la ciencia de alimentos,Mexico.Harla.1973.