PECTINA: ESTRUTURA, FUNÇÕES, TIPOS, ALIMENTOS, APLICAÇÕES - BIOLOGIA - 2025

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

Em plantas dicotiledôneas e em algumas monocotiledôneas não herbáceas, 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.

Unidade básica de pectina, ácido galacturônico esterificado a um grupo metil (-CH3) (Fonte: Simann13 via Wikimedia Commons)

Nas 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. Pectinas, sendo parte da matriz da parede celular vegetal, são pensadas para funcionar como um local de deposição e extensão da rede de glucanas que tem papéis importantes na porosidade da parede e aderência a outras células.

Além disso, as pectinas têm usos 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 se mostrado contribuir 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 composta essencialmente 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 outros altamente ramificados ou "peludos", que se combinam entre si em proporções diferentes.

Esses domínios foram identificados como o domínio homogalacturonano, que é o mais simples de todos e aquele com o menor número de 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, e isto depende também, 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 média.

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 de 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.

Estrutura química do homogalacturonano (Fonte: NEUROtiker via Wikimedia Commons)

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 vegetais 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 de borato-diol.

Recursos

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 uma parte estrutural das paredes celulares da maioria das plantas verdes.

É muito abundante nas cascas de frutas cítricas como limões, limas, toranjas, laranjas, tangerinas e maracujás (maracujá ou maracujá), porém a quantidade de pectina disponível depende do estado de maturação dos 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.

Compota, doce ou geleia, uma das aplicações culinárias da pectina (Imagem de RitaE em pixabay.com)

Outras frutas ricas em pectina incluem maçãs, pêssegos, bananas, manga, goiaba, mamão, abacaxi, morango, damasco e vários tipos de frutas vermelhas. Entre as hortaliças que possuem quantidades abundantes de pectina estão o tomate, o feijão e a 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 pectina é popular para fazer compotas (Imagem de Michal Jarmoluk em pixabay.com)

A produção industrial de 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 (pH baixo).

Na saúde humana

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

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

- Bloqueia a aderência de microrganismos patogênicos à mucosa 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

1. BeMiller, JN (1986). Uma introdução às pectinas: estrutura e propriedades. Química e função das pectinas, 310, 2-12.
2. Dergal, SB, Rodríguez, HB e Morales, AA (2006). Química alimentar. Pearson Education.
3. Mohnen, D. (2008). Estrutura e biossíntese da pectina. Opinião atual em biologia vegetal, 11 (3), 266-277.
4. Thakur, BR, Singh, RK, Handa, AK, & Rao, MA (1997). Química e usos da pectina-a revisão. Critical Reviews in Food Science & Nutrition, 37 (1), 47-73. Thakur, BR, Singh, RK, Handa, AK, & Rao, MA (1997). Química e usos da pectina-a revisão. Critical Reviews in Food Science & Nutrition, 37 (1), 47-73.
5. Voragen, AG, Coenen, GJ, Verhoef, RP, & Schols, HA (2009). Pectina, um polissacarídeo versátil presente nas paredes celulares das plantas. Structural Chemistry, 20 (2), 263.
6. Willats, WG, McCartney, L., Mackie, W., & Knox, JP (2001). Pectina: biologia celular e perspectivas para análise funcional. Biologia molecular de plantas, 47 (1-2), 9-27.