Pectina: estructura, funciones, tipos, alimentos
Las pectinas son el grupo de polisacáridos de origen vegetal estructuralmente más complejo de la naturaleza, cuya estructura principal está compuesta por residuos de ácido D-galacturónico unidas por enlaces glucosídicos de tipo α-D-1,4.
En las plantas dicotiledóneas y en algunas monocotiledóneas no gramíneas, las pectinas componen aproximadamente el 35% de las moléculas presentes en las paredes celulares primarias. Son moléculas especialmente abundantes en las paredes de las células en crecimiento y división, así como en las partes “blandas” de los tejidos vegetales.
En las células de las plantas superiores, las pectinas también forman parte de la pared celular y múltiples líneas de evidencia sugieren que son importantes para el crecimiento, el desarrollo, la morfogénesis, los procesos de adhesión célula-célula, la defensa, la señalización, la expansión celular, la hidratación de las semillas, el desarrollo de los frutos, etc.
Estos polisacáridos son sintetizados en el complejo de Golgi y luego son transportados hacia la pared celular por medio de vesículas membranales. Se piensa que, al ser parte de la matriz de la pared celular vegetal, las pectinas funcionan como un sitio para la deposición y la extensión de la red de glucanos que tiene importantes funciones en la porosidad de la pared y la adherencia con otras células.
Además, las pectinas tienes utilidades industriales como agentes gelificantes y estabilizantes en alimentos y cosméticos; han sido empleadas en la síntesis de biopelículas, adhesivos, sustitutos de papel y productos médicos para implantes o transportadores de fármacos.
Muchos estudios señalan sus beneficios para la salud humana, puesto que se ha demostrado que contribuyen a la disminución del colesterol y de los niveles de glucosa sanguínea, además de la estimulación del sistema inmunológico.
Índice del artículo
Las pectinas son una familia de proteínas compuestas esencialmente por unidades de ácido galacturónico unidas covalentemente entre sí. El ácido galacturónico representa más o menos el 70% de toda la estructura molecular de las pectinas y puede estar unido en las posiciones O-1 u O-4.
El ácido galacturónico es una hexosa, es decir, es un azúcar de 6 átomos de carbono cuya fórmula molecular es C6H10O.
Tiene un peso molecular de más o menos 194.14 g/mol y se diferencia estructuralmente de la galactosa, por ejemplo, en que el carbono en la posición 6 está unido a un grupo carboxilo (-COOH) y no a un grupo hidroxilo (-OH).
Sobre los residuos de ácido galacturónico pueden encontrarse distintos tipos de sustituyentes, los cuales definen más o menos las propiedades estructurales de cada tipo de pectina; unos de los más comunes son los grupos metilo (CH3) esterificados al carbono 6, aunque también pueden encontrarse azúcares neutros en las cadenas laterales.
Algunos investigadores han determinado que las distintas pectinas presentes en la naturaleza no son más que una combinación de unos dominios homogéneos o lisos (sin ramificaciones) y otros altamente ramificados o “peludos”, que se combinan entre sí en distintas proporciones.
Estos dominios han sido identificados como el dominio homogalacturonano, que es el más simple de todos y el que posee menos cadenas laterales “vistosas”; el dominio ramnogalacturonano-I y el dominio ramnogalacturonano-II, uno más complejo que el otro.
Debido a la presencia de diferentes sustituyentes y en distintas proporciones, la longitud, la definición estructural y el peso molecular de las pectinas es sumamente variable, y ello también depende, en gran medida, del tipo de célula y de la especie que se considere.
El ácido galacturónico que conforma la estructura principal de las pectinas puede hallarse en dos formas estructurales diferentes que constituyen el esqueleto de tres dominios polisacáridos encontrados en todas los tipos de pectinas.
Dichos dominios se conocen como homogalacturonano (HGA), ramnogalacturonano-I (RG-I) y ramnogalacturonano-II (RG-II). Estos tres dominios pueden unirse covalentemente, formando una espesa red entre la pared celular primaria y la laminilla media.
Se trata de un homopolímero lineal compuesto por residuos de ácido D-galacturónico unidos entre sí mediante enlaces glucosídicos de tipo α-1,4. Puede contener hasta 200 residuos de ácido galacturónico y se encuentra repetido en la estructura de muchas moléculas de pectina (comprende más o menos el 65% de las pectinas)
Este polisacárido es sintetizado en el complejo de Golgi de las células vegetales, donde más del 70% de sus residuos han sido modificados por esterificación de un grupo metilo en el carbono perteneciente al grupo carboxilo de la posición 6.
Otra modificación que pueden sufrir los residuos de ácido galacturónico en el dominio homogalacturonano es la acetilación (adición de un grupo acetilo) del carbono 3 o del carbono 2.
Además, algunas pectinas poseen sustituciones de xilosas en el carbono 3 de algunos de sus residuos, lo que rinde un dominio diferente conocido como xilogalacturonano, abundante en frutas como las manzanas, las sandías, en las zanahorias y en la cubierta seminal de los guisantes.
Este es un heteropolisacárido compuesto por poco menos de 100 repetidos del disacárido compuesto por L-ramnosa y ácido D-galacturónico. Representa entre el 20 y el 35% de las pectinas y su expresión depende del tipo de célula y del momento del desarrollo.
Gran parte de los residuos ramnosil de su esqueleto tienen cadenas laterales que poseen residuos de L-arabinofuranosa y D-galactopiranosa individuales, lineales o ramificados. También pueden contener residuos de fucosa, glucosa y residuos metilados de glucosa.
Esta es la pectina más compleja y sólo representa un 10% de las pectinas celulares en las plantas. Su estructura está muy conservada en las especies vegetales y está formada por un esqueleto de homogalacturonano de al menos 8 residuos de ácido D-galacturónico unidos por enlaces 1,4.
En sus cadenas laterales, estos residuos poseen ramificaciones de más de 12 tipos diferentes de azúcares, unidos a través de más de 20 tipos de enlaces diferentes. Es común hallar al ramnogalacturonano-II en forma de dímero, con las dos porciones unidas entre sí por un enlace borato-diol éster.
Las pectinas son principalmente proteínas estructurales y, puesto que pueden asociarse con otros polisacáridos como las hemicelulosas, también presentes en las paredes celulares de los vegetales, confieren firmeza y dureza a dichas estructuras.
En el tejido fresco, la presencia de grupos carboxilo libres en las moléculas de pectina aumenta las posibilidades y la fuerza de unión de moléculas de calcio entre los polímeros de pectina, lo que les confiere aún más estabilidad estructural.
Funcionan también como agente hidratante y como material de adhesión para los diversos componentes celulolíticos de la pared celular. Además, juegan un importante papel en el control del movimiento del agua y de otros fluidos vegetales a través de las porciones de tejido que crecen más rápidamente en una planta.
Los oligosacáridos derivados de las moléculas de algunas pectinas participan en la inducción de la lignificación de ciertos tejidos vegetales, promoviendo, a su vez, la acumulación de moléculas inhibidoras de proteasas (enzimas que degradan proteínas).
Por estas razones es que las pectinas son importantes para el crecimiento, el desarrollo y la morfogénesis, los procesos de la señalización y de adhesión célula-célula, la defensa , la expansión celular, la hidratación de las semillas, el desarrollo de los frutos, entre otros.
Las pectinas son una importante fuente de fibra que está presente en gran cantidad de vegetales y frutas consumidas diariamente por el hombre, pues es parte estructural de las paredes celulares de la mayor parte de las plantas verdes.
Es muy abundante en las cáscaras de frutos cítricos como los limones, las limas, los grapefruits, las naranjas, las mandarinas y las frutas de la pasión (maracuyá o parchita), no obstante, la cantidad de pectina disponible depende del estado de madurez de los frutos.
Las frutas más verdes o menos maduras son aquellas con un mayor contenido de pectinas, caso contrario a aquellas frutas demasiado maduras o pasadas.
Otras frutas ricas en pectina son las manzanas, los duraznos, las bananas, el mango, la guayaba, la papaya, la piña, las fresas, los albaricoques y varios tipos de bayas. Entre los vegetales que poseen abundante cantidad de pectina se encuentran los tomates, las habichuelas y los guisantes.
Además, las pectinas son corrientemente utilizadas en la industria alimentaria como aditivos gelificantes o estabilizadores en salsas, galeas y muchos otros tipos de preparaciones industriales.
Dada su composición, las pectinas son moléculas altamente solubles en agua, razón por la cual tienen múltiples aplicaciones, especialmente en la industria alimenticia.
Es empleada como agente gelificante, estabilizante o espesante para múltiples preparaciones culinarias, especialmente jaleas y mermeladas, bebidas a base de yogurt, malteadas con leche y frutas y helados.
La obtención industrial de pectina con estos propósitos se basa en la extracción de la misma a partir de las cáscaras de frutos como la manzana y algunos cítricos, proceso que se realiza a alta temperatura y en condiciones ácidas de pH (bajo pH).
Además de estar presente naturalmente como parte de la fibra de muchos de los alimentos de origen vegetal que el ser humano consume a diario, se ha demostrado que las pectinas tienen aplicaciones “farmacológicas”:
– En el tratamiento de diarreas (mezclado con extracto de camomila)
– Bloquean la adherencia de microorganismos patogénicos en la mucosa estomacal, evitando infecciones gastrointestinales
– Tienen efectos positivos como inmuno-reguladores del sistema digestivo
– Disminuyen el colesterol en sangre
– Disminuyen la tasa de absorción de glucosa en el suero de pacientes obesos y diabéticos
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