Pectina
conosciamola meglio
Che cos'è la pectina? Come si utilizza? Cosa significano le sigle NH, LM o HM? Ve lo spieghiamo in questo articolo
La pectina, o meglio, le pectine (tra poco capirete perché il plurale) sono polveri di colore variabile dal bianco al marroncino, praticamente inodori, solubili in acqua calda e insolubili in alcol. In virtù della loro capacità di formare soluzioni viscose e gel sono utilizzate nel settore alimentare come addensanti e gelificanti. La loro applicazione più nota è nella produzione di marmellate e confetture, ma si prestano a molteplici preparazioni sia dolci che salate.
In commercio ne esistono diverse tipologie a presa rapida o lenta, in grado di creare gel più o meno forti, di agire con o senza zucchero e a pH più o meno acidi. In funzione della specifica applicazione si può scegliere quella più adatta: basta leggere le indicazioni sulla confezione. Ma se volete anche sapere il motivo che sta dietro a queste differenze non dovete fare altro che continuare a leggere.
Origine e definizione di legge
Il termine deriva dal greco pektikos, che significa condensato, e indica una famiglia eterogenea di polisaccaridi naturalmente presenti nei vegetali, ai quali conferisce struttura. Isolata per la prima volta nel 1825 dal chimico francese Henri Braconnot, si produce industrialmente a partire per lo più da scorze di agrumi e scarti della lavorazione di mele e barbabietole a zucchero. Il processo produttivo si basa sull’estrazione acquosa a pH acidi seguita da una serie di trattamenti di purificazione e concentrazione. Per facilitare l’estrazione dal materiale di partenza possono essere aggiunti enzimi, successivamente inattivati dalle condizioni di processo (pH bassi, alte temperature…).
Dal punto di vista normativo (Regolamento UE n. 1129/2011 e successive modifiche) si tratta di un additivo alimentare, codificato come E440, con la distinzione in E440i per le pectine tal quali e E440ii per quelle amidate (vedremo di seguito cosa sono). Come per tutti gli additivi, è obbligatorio indicarne la presenza nell’elenco degli ingredienti in etichetta, con il nome o codice alfanumerico accompagnati dalla funzione svolta nel prodotto. Ad esempio: “gelificante pectina”, oppure “gelificante E440”.
Dato che l’impiego di pectina come additivo alimentare non è associato a rischi per la salute, la legge non ha fissato limiti massimi di sicurezza. È curioso sapere che nell’intestino umano si comporta come fibra alimentare, poiché non è digerita dai nostri enzimi né assorbita tal quale, ma viene fermentata dal microbiota intestinale.
Struttura chimica
Per capire come si comportano le diverse tipologie di pectine occorre conoscerne la struttura chimica. È un po’ complicato ma vi guidiamo noi, con l’aiuto delle figure, in cui le sigle corrispondono agli atomi C = carbonio, O = ossigeno, H = idrogeno, N = azoto. Più atomi legati fra loro formano molecole, e più molecole legate fra loro formano polimeri. Le pectine sono appunto polimeri, con uno “scheletro” costituito da tante unità di acido galatturonico in forma ciclica (ad anello) legate l’una all’altra in catene lineari. Ad alcune unità di acido galatturonico possono essere legati altri zuccheri, come ramnosio, galattosio e arabinosio, che formano ramificazioni laterali denominate ballast (= zavorra). Il grado di polimerizzazione (ossia la lunghezza delle catene) varia in funzione dell’origine botanica (scorze d’arancia > mele > barbabietole) e del processo produttivo impiegato.
Scendendo ancora di più in dettaglio, l’acido galatturonico è una molecola a 6 atomi di carbonio simile allo zucchero galattosio ma con un gruppo acido chiamato carbossile (-COOH), che può essere esterificato e diventare metossile (-OCH3). Si parla di grado di metossilazione per indicare la percentuale di gruppi metossile presenti sul totale degli acidi galatturonici. Il comportamento delle pectine è strettamente legato al grado di polimerizzazione, al grado di metossilazione e alla presenza di cariche negative dovute alla dissociazione dei gruppi carbossile che, in determinate condizioni di pH, perdono l’idrogeno e si trasformano nell’anione -COO–.
Le pectine tendono a formare strutture tridimensionali stabili (gel) grazie a vari tipi di interazioni che si instaurano sia tra catene di acido galatturonico adiacenti, sia tra i componenti delle pectine e le altre molecole presenti nella preparazione alimentare. Il gel si forma scaldando la soluzione e poi raffreddandola lentamente: durante il raffreddamento la pectina solidifica per formazione di un reticolo che trattiene una certa quantità d’acqua.
Diverse tipologie in commercio
A seconda del grado di metossilazione le pectine si comportano in modo differente e richiedono condizioni diverse per gelificare, pertanto sul mercato si distinguono due classi: pectine ad alto metossile (HM = high methoxyl), con più del 50% (di solito 55-75%) delle unità di acido galatturonico contenenti gruppi metossile, e pectine a basso metossile (LM = low methoxyl), con meno del 50% (di solito 20-40%) di unità di acido galatturonico metossilate. Se il grado di metossilazione è inferiore al 10% si parla di acido pectico o pectato. Vediamo di seguito le rispettive caratteristiche:
Diverse tipologie in commercio
A seconda del grado di metossilazione le pectine si comportano in modo differente e richiedono condizioni diverse per gelificare, pertanto sul mercato si distinguono due classi: pectine ad alto metossile (HM = high methoxyl), con più del 50% (di solito 55-75%) delle unità di acido galatturonico contenenti gruppi metossile, e pectine a basso metossile (LM = low methoxyl), con meno del 50% (di solito 20-40%) di unità di acido galatturonico metossilate. Se il grado di metossilazione è inferiore al 10% si parla di acido pectico o pectato. Vediamo di seguito le rispettive caratteristiche:
- pectine HM per gelificare necessitano di una cospicua quantità di zucchero (almeno il 55%) e di un pH intorno a 2,5. A questo valore di pH la maggior parte dei gruppi carbossilici non è dissociata, perciò si instaurano legami chiamati ponti idrogeno e interazioni idrofobiche. Quando la miscela viene raffreddata si forma quindi un gel, cioè una rete continua di pectina che trattiene la soluzione acquosa. Più è alto il grado di metossilazione e più rapidamente avviene la stabilizzazione. Si parla così di pectine a presa rapida (rapid set), con un grado di metossilazione superiore al 72%, e pectine a presa lenta (low set), con valori inferiori al 65%.
- pectine LM il loro processo produttivo prevede un’estrazione prolungata in presenza di acidi, cosa che porta all’idrolisi di un certo numero di gruppi metossile. Sono in grado di formare gel a diversi valori di pH e con un contenuto di zucchero inferiore, però richiedono ioni calcio (o altri ioni con 2 cariche positive), i quali tengono insieme le catene di pectina (cariche negativamente) secondo un modello noto come egg-box (=confezione di uova). Generalmente il calcio è aggiunto in forma di citrato di calcio. Una piccola percentuale di zucchero (10-20%) è comunque utile per evitare la sineresi (rilascio di liquido dal gel) e stabilizzare la struttura.
- In commercio esiste anche una terza categoria: le pectine amidate (o NH), in grado di gelificare senza zucchero e con meno ioni calcio rispetto alle pectine LM. Derivano dalle pectine HM trattate con ammoniaca al fine di convertire parte dei gruppi metossile in gruppi ammide. Considerando che si tratta di una modifica chimica, non possono essere considerate “composti naturali”. Anche nel caso delle pectine amidate si distinguono 2 categorie:
- a presa rapida, con grado di metilazione 30% e grado di amidazione 20%. Gelificano in tempi brevi e a temperature elevate e sono indicate per marmellate e confetture
- a presa lenta con grado di metilazione 35% e grado di amidazione 15%. Gelificano in tempi più lunghi e a temperature inferiori, e sono più utilizzate per caramelle gommose e prodotti privi di sospensioni.
Interazioni con gli altri componenti
Le pectine possono interagire con altri polimeri presenti nella preparazione, come amido, gelatina, agar-agar, gomma di guar, farina di semi di carrube, amido modificato, maltodestrine e gomma arabica. Vediamo alcuni esempi:
- l’aggiunta di pectina alla gelatina migliora la stabilità alle alte temperature e riduce il tempo di presa; modificando il rapporto pectina/gelatina si ottengono texture differenti, più o meno elastiche e viscose
- miscele di amido e pectina si impiegano nella produzione di caramelle gommose
- la combinazione di pectine e agar-agar per la produzione di confetteria con struttura aerata come i marshmallow. Si ottiene infatti una texture più viscosa che migliora la palatabilità del prodotto e favorisce la capacità di legare acqua con un conseguente miglioramento della shelf life
- l’interazione fra pectine e gomma arabica può migliorare alcuni parametri del pane parzialmente cotto e surgelato, come umidità, coesione della crosta, morbidezza della mollica e volume.
A questo punto avrete intuito che, impiegando diverse tipologie di pectine, da sole o in miscela fra loro, e aggiungendo anche altri ingredienti, è possibile ottenere un numero praticamente infinito di risultati in termini di strutture e consistenze.
Rossella Contato
Bibliografia
Re-evaluation of pectin (E 440i) and amidated pectin (E 440ii) as food additives, EFSA Scientific Opinion, EFSA Journal Volume 15, Issue 7 e04866
Sriamornsak P., Chemistry of pectin and its pharmaceutical uses: A review, Silpakorn University International Journal 3 (1-2), 206-228
AAVV, Chimica organica delle sostanze alimentari, Clesav 1982
