Pectina: estrutura, funções, tipos, alimentos, aplicações - Ciência - 2023

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As pectinas São o grupo de polissacarídeos de origem vegetal mais complexo estruturalmente, cuja estrutura principal é composta por resíduos de ácido D-galacturônico ligados por ligações glucosídicas do tipo α-D-1,4.

Em plantas dicotiledôneas e em algumas monocotiledôneas não gramíneas, as pectinas constituem aproximadamente 35% das moléculas presentes nas paredes celulares primárias. São moléculas especialmente abundantes nas paredes das células em crescimento e em divisão, bem como nas partes "moles" dos tecidos vegetais.

Em células vegetais superiores, as pectinas também fazem parte da parede celular e várias linhas de evidência sugerem que são importantes para o crescimento, desenvolvimento, morfogênese, processos de adesão célula-célula, defesa, sinalização, expansão celular, hidratação de sementes, desenvolvimento de frutos, etc.

Esses polissacarídeos são sintetizados no complexo de Golgi e então transportados para a parede celular por meio de vesículas de membrana. Como parte da matriz da parede celular da planta, acredita-se que as pectinas funcionem como um local para deposição e extensão da rede de glicano que tem papéis importantes na porosidade da parede e aderência a outras células.

Além disso, as pectinas têm utilidades industriais como agentes gelificantes e estabilizantes em alimentos e cosméticos; Eles têm sido usados na síntese de biofilmes, adesivos, substitutos de papel e produtos médicos para implantes ou porta-medicamentos.

Muitos estudos apontam seus benefícios para a saúde humana, uma vez que tem sido demonstrado que contribuem para a diminuição dos níveis de colesterol e glicose no sangue, além de estimular o sistema imunológico.

Estrutura

As pectinas são uma família de proteínas essencialmente composta por unidades de ácido galacturônico ligadas covalentemente. O ácido galacturônico representa cerca de 70% de toda a estrutura molecular das pectinas e pode ser ligado nas posições O-1 ou O-4.

O ácido galacturônico é uma hexose, ou seja, é um açúcar com 6 átomos de carbono cuja fórmula molecular é C6H10O.

Tem um peso molecular de mais ou menos 194,14 g / mol e difere estruturalmente da galactose, por exemplo, em que o carbono na posição 6 está ligado a um grupo carboxila (-COOH) e não a um grupo hidroxila (-OH )

Diferentes tipos de substituintes podem ser encontrados em resíduos de ácido galacturônico, que mais ou menos definem as propriedades estruturais de cada tipo de pectina; alguns dos mais comuns são grupos metil (CH3) esterificados em carbono 6, embora açúcares neutros também possam ser encontrados nas cadeias laterais.

Combinação de domínio

Alguns pesquisadores determinaram que as diferentes pectinas presentes na natureza nada mais são do que uma combinação de domínios homogêneos ou lisos (sem ramos) e outras altamente ramificadas ou "peludas", que se combinam entre si em proporções diferentes.

Esses domínios foram identificados como o domínio homogalacturonano, que é o mais simples de todos e o que possui menos cadeias laterais "vistosas"; o domínio rhamnogalacturonan-I e o domínio rhamnogalacturonan-II, um mais complexo do que o outro.

Devido à presença de diferentes substituintes e em diferentes proporções, o comprimento, a definição estrutural e o peso molecular das pectinas são muito variáveis, o que também depende, em grande medida, do tipo de célula e das espécies consideradas.

Tipos ou domínios

O ácido galacturônico que compõe a estrutura principal das pectinas pode ser encontrado em duas formas estruturais diferentes que constituem a espinha dorsal de três domínios polissacarídicos encontrados em todos os tipos de pectinas.

Esses domínios são conhecidos como homogalacturonan (HGA), rhamnogalacturonan-I (RG-I) e rhamnogalacturonan-II (RG-II). Esses três domínios podem ser ligados covalentemente, formando uma rede espessa entre a parede celular primária e a lamela do meio.

Homogalacturonano (HGA)

É um homopolímero linear composto de resíduos de ácido D-galacturônico ligados entre si por ligações glucosídicas do tipo α-1,4. Pode conter até 200 resíduos de ácido galacturônico e se repete na estrutura de muitas moléculas de pectina (compreende mais ou menos 65% das pectinas)

Este polissacarídeo é sintetizado no complexo de Golgi das células vegetais, onde mais de 70% de seus resíduos foram modificados por esterificação de um grupo metil no carbono pertencente ao grupo carboxila na posição 6.

Outra modificação que os resíduos de ácido galacturônico no domínio homogalacturonano podem sofrer é a acetilação (adição de um grupo acetil) do carbono 3 ou carbono 2.

Além disso, algumas pectinas possuem substituições de xilose no carbono 3 de alguns de seus resíduos, o que origina um domínio diferente conhecido como xilogalacturonana, abundante em frutas como maçãs, melancias, cenouras e no tegumento das ervilhas.

Ramnogalacturonan-I (RG-I)

Este é um heteropolissacarídeo composto de pouco menos de 100 repetições do dissacarídeo composto de L-ramnose e ácido D-galacturônico. Representa entre 20 e 35% das pectinas e sua expressão depende do tipo de célula e do momento de desenvolvimento.

Muitos dos resíduos de rhamnosil em sua estrutura possuem cadeias laterais que possuem resíduos de L-arabinofuranose e D-galactopiranose individuais, lineares ou ramificados. Eles também podem conter resíduos de fucose, glicose e resíduos de glicose metilada.

Ramnogalacturonan II (RG-II)

Esta é a pectina mais complexa e representa apenas 10% das pectinas celulares nas plantas. Sua estrutura é altamente conservada em espécies de plantas e é formada por um esqueleto homogalacturonano de pelo menos 8 resíduos de ácido D-galacturônico ligados por ligações 1,4.

Em suas cadeias laterais, esses resíduos apresentam ramificações de mais de 12 tipos diferentes de açúcares, ligados por meio de mais de 20 tipos diferentes de ligações. É comum encontrar ramnogalacturonan-II na forma de dímero, com as duas porções ligadas entre si por uma ligação éster diol-borato.

Características

As pectinas são principalmente proteínas estruturais e, por se poderem associar a outros polissacarídeos como as hemiceluloses, também presentes nas paredes celulares das plantas, conferem firmeza e dureza a essas estruturas.

No tecido fresco, a presença de grupos carboxila livres nas moléculas de pectina aumenta as possibilidades e a força de ligação das moléculas de cálcio entre os polímeros de pectina, o que lhes dá ainda mais estabilidade estrutural.

Eles também funcionam como um agente hidratante e como um material de adesão para os vários componentes celulolíticos da parede celular. Além disso, eles desempenham um papel importante no controle do movimento da água e de outros fluidos vegetais através das porções de tecido de crescimento mais rápido em uma planta.

Os oligossacarídeos derivados das moléculas de algumas pectinas participam da indução da lignificação de certos tecidos vegetais, promovendo, por sua vez, o acúmulo de moléculas inibidoras de protease (enzimas que degradam proteínas).

Por essas razões, as pectinas são importantes para o crescimento, desenvolvimento e morfogênese, processos de sinalização e adesão célula-célula, defesa, expansão celular, hidratação de sementes, desenvolvimento de frutos, entre outros.

Alimentos ricos em pectina

As pectinas são uma importante fonte de fibra que está presente em um grande número de vegetais e frutas consumidos diariamente pelo homem, pois é parte estrutural das paredes celulares da maioria das plantas verdes.

É muito abundante nas cascas de frutas cítricas como limão, lima, toranja, laranja, tangerina e maracujá (maracujá ou maracujá), porém a quantidade de pectina disponível depende do estado de maturação da As frutas.

Os frutos mais verdes ou menos maduros são aqueles com maior teor de pectinas, caso contrário, os frutos muito maduros ou passados demais.

Outras frutas ricas em pectina incluem maçãs, pêssegos, bananas, manga, goiaba, mamão, abacaxi, morango, damasco e vários tipos de frutas vermelhas. Os vegetais ricos em pectina incluem tomate, feijão e ervilha.

Além disso, as pectinas são comumente usadas na indústria alimentícia como aditivos gelificantes ou estabilizantes em molhos, gáleas e muitos outros tipos de preparações industriais.

Formulários

Na industria alimentícia

Pela sua composição, as pectinas são moléculas altamente solúveis em água, por isso têm múltiplas aplicações, principalmente na indústria alimentícia.

É utilizado como agente gelificante, estabilizador ou espessante para múltiplas preparações culinárias, especialmente geleias e compotas, bebidas à base de iogurte, milkshakes com leite e frutas e sorvetes.

A produção industrial da pectina para estes fins baseia-se na sua extração a partir de cascas de frutas como maçãs e alguns citrinos, processo que se realiza a alta temperatura e em condições de pH ácido (baixo pH).

Na saúde humana

Além de estarem naturalmente presentes como parte da fibra em muitos dos alimentos à base de plantas que os humanos consomem todos os dias, as pectinas demonstraram ter aplicações “farmacológicas”:

- No tratamento da diarreia (misturado com extrato de camomila)

- Bloqueia a aderência de microorganismos patogênicos ao revestimento do estômago, evitando infecções gastrointestinais

- Eles têm efeitos positivos como imunorreguladores do sistema digestivo

- Reduzir o colesterol no sangue

- Diminuir a taxa de absorção de glicose no soro de pacientes obesos e diabéticos

Referências

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