O que é a pectina de baixo metoxilo E440? Tipos, estabilidade, método, utilizações

9 de novembro de 2022
16:29 h
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Pectina com baixo teor de metoxilo (A pectina é uma pectina com um grau de esterificação inferior a 50%. É normalmente extraída de discos de girassol ou de batatas, ou obtida a partir de pectina com elevado teor de éster por tratamento ácido ou alcalino para reduzir a sua metoxilação por desesterificação.

A pectina linear é uma pectina pouco metoxilada com elevada reatividade aos iões de cálcio. A gelificação da pectina linear pode ser controlada através do ajuste do pH e da adição de diferentes sais de cálcio durante o processo de gelificação.

A pectina linear pode ainda ser dividida em pectina linear normal e pectina linear amidada.

1. Parâmetros básicos da pectina com baixo teor de metoxilo

Nome do produto	Pectina com baixo teor de metoxilo, pectina LM	Grau de Esterificação	<50%
Matérias-primas	Maçã, citrinos, toranja, disco de girassol, etc.	Método de preparação	Método alcalino, método enzimático
Classificação	Pectina normal com baixo teor de metoxilo, pectina amidada com baixo teor de metoxilo	Aplicações	Doces com baixo teor de açúcar, produtos lácteos, produtos de panificação

2. Tipos de pectina com baixo teor de metoxilo

A pectina com baixo teor de metoxilo pode ainda ser classificada em pectina com baixo teor de metoxilo normal e pectina com baixo teor de metoxilo amidada (pectina LMA).

3. Estabilidade da pectina com baixo teor de metoxilo

A pectina com baixo teor de metoxilo é ligeiramente mais estável em condições de pH mais elevado. Em condições alcalinas, as pectinas podem sofrer desesterificação mesmo à temperatura ambiente. Se a desesterificação for efectuada com amoníaco, uma parte dos metoxis do éster metílico é convertida em amino da amida. As pectinas amidadas com baixo teor de metoxilo têm melhores propriedades físicas do que outras pectinas com baixo teor de metoxilo e podem ser amplamente utilizadas como agentes gelificantes.

4. Mecanismos de gelificação da pectina com baixo teor de metoxilo

4.1 Mecanismos de gelificação da pectina regular com baixo teor de metoxilo

O mecanismo de formação de gel da pectina com baixo teor de metoxilo é completamente diferente do da pectina com alto teor de metoxilo. O seu gel é o resultado da ligação iónica entre os grupos carboxilo das duas cadeias de moléculas de pectina através da ponte de cálcio e da ação conjunta da ligação de hidrogénio. Este gel é influenciado pela concentração de iões de cálcio no sistema e não é evidente para os açúcares e ácidos, pelo contrário.

As condições de gel da pectina de baixo metoxilo: intervalo de pH 2-6, teor de sólidos solúveis 10%-80%, o gel formado é termicamente reversível.

A gelificação da pectina com baixo teor de metoxilo é influenciada pelas condições de esterificação da pectina, pela massa molecular relativa, pelo teor de cálcio, pelo pH, por outros substituintes e pela taxa de arrefecimento.

Entre elas, o cálcio é uma condição necessária, e está provado que são necessários cerca de 25 mg de cálcio por grama de pectina com baixo teor de metoxilo. A pectina de baixo metoxilo com diferentes graus de esterificação tem uma atividade de cálcio diferente.

A relação entre o grau de gelificação e o grau de esterificação da pectina de baixo metoxilo é oposta à da pectina de alto metoxilo. A temperatura de gelificação da pectina de baixo metoxilo é inversamente proporcional ao grau de esterificação, e a temperatura de gelificação da geleia de pectina de baixo metoxilo tem pouca ou nenhuma diferença em relação à temperatura de fusão.

5. Factores que afectam a resistência dos géis de pectina com baixo teor de metoxilo

5.1 Qualidade da pectina

Com alta qualidade molecular, a zona de ligação do modelo "caixa de ovos" pode ser formada facilmente e a qualidade da formação do gel é boa.

5.2 Valor DE e valor DA da pectina

Se o valor DE aumentar, a temperatura de formação do gel diminui; se o valor DA aumentar, a temperatura de formação do gel também aumenta. No entanto, se o valor DA for tão elevado que a temperatura de gelificação for superior à temperatura de ebulição do sistema, o sistema formará imediatamente um pré-gel.

5.3 Teor de pectina

Se o teor aumentar, a resistência do gel e a temperatura do gel aumentarão, mas um teor demasiado elevado conduzirá à formação de pré-gel, pelo que a resistência do gel será reduzida.

5.4 Concentração de iões de cálcio

Para certas pectinas com valores DE e DA, antes de atingir a força óptima do gel, a concentração de iões de cálcio aumenta, e a força do gel e a temperatura do gel aumentam; Depois de atingir a força óptima do gel, a concentração de iões de cálcio continua a aumentar, e a força do gel começa a tornar-se frágil e fraca, e finalmente forma pré-gel.

5.5 Quelante de iões de cálcio

A adição ou presença de polifosfato, citrato, etc., que podem quelar iões de cálcio no sistema, pode reduzir a concentração efectiva de iões de cálcio, reduzindo assim o risco de formação de pré-gel, especialmente quando o teor de sólidos no sistema é elevado.

5.6 Teor de sólidos solúveis

Quando o conteúdo aumenta, a força do gel aumenta e a temperatura de formação do gel aumenta, mas um valor demasiado elevado levará à formação de pré-gel.

5.7 Tipos de sólidos solúveis

Diferentes substâncias afectam a capacidade da pectina para ligar iões de cálcio em diferentes graus. Sob as condições fixas de pH=3,0, teor de sólidos=31% e teor de iões de cálcio de 20mg/g de pectina, por exemplo, a magnitude da força do gel é açúcar de decocção> xarope de glicose 42DE> xarope de frutose elevado>sorbitol, respetivamente. A sensibilidade das diferentes espécies de sólidos aos iões de cálcio que produzem o pré-gel também é diferente.

5.8 pH do sistema

O pH pode situar-se entre 2,6 e 6,8. Um aumento do pH requer mais pectina ou iões de cálcio para formar a mesma qualidade de gel; um aumento do pH resulta numa temperatura de formação de gel mais baixa.

5.9 Método de utilização

Se a solução de iões de cálcio for adicionada à solução de pectina a uma temperatura inferior à temperatura de formação do gel, o sistema formará imediatamente um pré-gel.

A solução de iões de cálcio deve ser adicionada numa forma mais diluída, caso contrário, conduzirá à formação local de pré-gel ou a um fenómeno local de não formação de gel.

Se forem utilizados sais de cálcio que só podem ser dissolvidos lentamente, a formação e a resistência do gel podem ser melhoradas ao longo do tempo.

Os géis formados pela pectina de baixo metoxilo, especialmente a pectina amidada, são géis termicamente reversíveis. Se o valor DE for alto e o teor de sólidos for alto, os géis formados também terão melhor estabilidade térmica.

A pectina com baixo teor de metoxil tem boa tixotropia e o gel torna-se bombeável por força de cisalhamento, especialmente para a produção de iogurte polposo.

Com um baixo teor de sólidos (20%), a CMC ou a goma de alfarroba combinada com pectina de baixo metoxilo pode melhorar a organização do gel. A goma xantana composta com pectina reduz a organização do gel.

6. Método de preparação da pectina com baixo teor de metoxilo

O fabrico de pectina é geralmente extraído com água quente em condições de baixa acidez e alcalinidade, e quando se produz pectina em pó, esta é seca e pulverizada após precipitação com álcoois, e a pectina extraída é a pectina HM.

Se a desesterificação for efectuada em condições ácidas ou alcalinas, pode produzir-se pectina linear e podem obter-se vários tipos de pectinas alterando as condições de extração ou de desesterificação.

6.1 Método alcalino

Coloque o concentrado de pectina numa panela de aço inoxidável, adicione hidróxido de amónio para ajustar o pH a 10,5, e mantenha-o a uma temperatura constante de 15℃ durante 3h. Em seguida, adicione um volume igual de álcool 95% e uma quantidade apropriada de ácido clorídrico para diminuir o pH para cerca de 5.

Depois de agitar, deixe repousar durante 1h, filtre a pectina precipitada, esprema-a, depois lave-a com álcool 50% e 95%, respetivamente, durante 1 vez, pressione-a e espalhe-a num tabuleiro de cozedura, seque-a num secador a vácuo a 65℃, leve-a e triture-a bem, embale-a para obter o produto acabado.

O rendimento é de cerca de 90% da quantidade de pectina.

6.2 Método enzimático

O método enzimático consiste em extrair a pectina com baixo teor de metoxi pelo método de desengorduramento com lipase.

Em comparação com os métodos tradicionais alcalinos e ácidos, tem as vantagens de um fácil controlo do processo, elevada qualidade do produto, poupança de energia e redução de custos.

Fluxo do processo Matérias-primas → trituração → lavagem → desengorduramento → extração de goma → filtragem → precipitação → filtragem → dessalinização lavagem de álcool → filtragem → secagem → trituração → produto acabado.

7. Utilizações da pectina com baixo teor de metoxilo

A pectina com baixo teor de metoxilo é utilizada numa vasta gama de aplicações, tais como compotas com baixo teor de açúcar, produtos lácteos, produtos de panificação, pectina de espelho e acompanhantes de iogurte.

O teor de sólidos tem de ser inferior a 60% e o produto tem de conter cálcio ou outros iões metálicos para formar o gel final.

A pectina com baixo teor de metoxilo é utilizada em sistemas com pH=2,6-6,8, teor de sólidos superior a 10% e a presença de iões de cálcio (pelo menos 15mg/g de pectina), principalmente para compotas com baixo teor de açúcar, bases de polpa de iogurte, balas de goma, doces, glacés de pastelaria, etc.

A escolha da pectina para uma aplicação específica depende inteiramente das condições do sistema, dos custos de produção e dos requisitos do produto.

A pectina amidada tem maior versatilidade do que a pectina normal com baixo teor de metoxilo.

Geralmente, a pectina deve ser dissolvida em água pura antes de ser misturada com outros excipientes.

As soluções de pectina pura têm uma viscosidade baixa e são fluidos newtonianos. A aplicação geral de pectina em compotas ou geleias varia entre 0,3% (Pectina de alto metoxilo, cerca de 65% de sólidos solúveis) e 0,7% (Pectina amidada ou de baixo metoxilo, cerca de 35% de sólidos solúveis).

Em geral A pectina com alto teor de metoxil não forma géis acima de pH 3,5; a pectina com baixo teor de metoxil não forma géis após pH > 6,5.

A partir da natureza e função da pectina, sabe-se que qualquer alteração nas condições do sistema afectará a utilização do efeito, se a formação de pré-gel, não só para aumentar os custos de produção, mas também para reduzir a qualidade do produto, alterar outros factores também pode fazer com que o fenómeno do pré-gel desapareça.

Alimentação	Função	Tipo preferido	Motivo da seleção	Concentração da aplicação/%
Compota com baixo teor de sólidos (matéria em suspensão <55%)	Agente gelificante	Pectina amidada	Gelificação sem adição de sais de cálcio	0.4-1.0
Geleia alimentar de açúcar suave com sabor natural	Agente gelificante	Pectina hidrolisada com ácido (utilizada em combinação com amido)	Suporta sólidos solúveis elevados (76%-78%)	1.0-2.0
Cobertura de geleia de pão quente reversível	Agente gelificante	Pectina amidada	Géis numa gama ligeiramente mais ampla de sólidos solúveis	1.0-2.0
Produtos gelatinosos à base de leite de vaca azedo	Agente gelificante	Pectina amidada		0.5-1.0
Conservas de fruta para a preparação de doces de fruta com leitelho	Agente gelificante	Pectina amidada ou hidrolisada com ácido	Necessidade de adicionar leitelho aos produtos de fruta para controlar o efeito de gelificação	0.8-1.2
Pó para pudim instantâneo	Agente gelificante	Pectina amidada	Necessita de uma dissolução rápida em água e de uma gelificação rápida quando se adiciona leitelho	0.8-1.2
Base de xarope para pudim de chocolate ou baunilha pronto a consumir	Agente gelificante	Pectina amidada	O xarope não precisa de ser demasiado espesso, o xarope deve ter um pH neutro com leitelho para uma gelificação rápida	0.8-1.2