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• Marco Castillo

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¿Qué es la Pectina? La Pectina es una sustancia de origen vegetal, presente en las plantas, principalmente en sus frutos, su característica principal es ser un gelificante natural. La pectina es una sustancia neutra, no cristalizable, incolora y soluble en el agua que existe en los frutos maduros, como resultado de la transformación de la pectosa. Debido a su poder gelificante, se añade en pequeñas cantidades a los ácidos de las frutas, azúcar y agua, se usa para hacer jaleas, conservas y mermeladas (Badui, 2006).

La pectina es un grupo de sustancias derivadas de los jugos de frutas, las cuales forman soluciones coloides en agua y son derivadas de la protopectinas, durante el proceso de maduración de fruta. Bajo condiciones adecuadas, la pectina forma un gel. Las sustancias pécticas se encuentran como constituyentes de las paredes celulares y en los espacios intracelulares de los vegetales, sirviendo como unión entre las células. Las pectinas son carbohidratos coloidales de polímeros lineal es cuya unidad principal es el ácido D — galacturónico. Se pueden distinguir dos clases principales de sustancias pécticas: Los ácidos pectínicos: Que tienen una pequeña porción de sus ácidos poligalacturónicos como ésteres metílicos. Los ácidos pécticos: Que sólo contienen moléculas de ácido poligalacturónico libre de esterificación. Por definición, las pectinas son ácidos pectínicos con diferentes grados de esterificación y neutralización, que pueden contener de 200 a 1,000 unidades de ácido galacturónico. Existen otros compuestos de este tipo, las protopectinas, altamente esterificadas con metanol y muy insolubles en agua, que se encuentran en los tejidos inmaduros de los frutos y son responsables de su textura rígida; sin embargo, la acción de la enzima protopectinasa hace que se conviertan en pectinas solubles o ácido pectínico, en un proceso que ocurre durante la maduración y que trae consigo el ablandamiento del fruto.

Figura 1: Estructura de la Pectina Fuente: (Badui, 2006) La funcionalidad de una pectina, y por ende su posible aplicación, dependen de factores intrínsecos como su peso molecular y su grado de esterificación (que a su vez dependen de la materia prima, de las condiciones de su fabricación, etc.), y por factores extrínsecos, tales como el pH, las sales disueltas y la presencia de azúcares. La viscosidad de sus dispersiones, al igual que la de otros polisacáridos, se incrementa a medida que aumenta el peso molecular; en el caso de las pectinas, la viscosidad es mayor cuanto más se incrementa el grado de esterificación. Determinación del contenido de Pectina El contenido de pectinas en frutas se determina con la finalidad de conocer el grado de madurez de éstas, lo cual es importante en la industria para la elaboración de jugos. Actualmente se conocen varios métodos de obtención de pectina, a escala industrial el más utilizado es la hidrólisis ácida. Por esta razón se prueba este método con algunas modificaciones hasta obtener un proceso sencillo y acorde a nuestro medio, así se trabaja

utilizando varios ácidos como el sulfúrico, tartárico y cítrico, concluyendo que el último reactivo es el más conveniente por varios factores, incluyendo el económico. A pesar de que la pectina sea un polisacárido alimentario muy importante, no han sido establecidos métodos oficiales para su determinación. Los pocos métodos han sido publicados, suponen básicamente su precipitación con alcohol a partir de las mermeladas, jaleas, etc. En las cuales este es el único polisacárido presente. La constante en las pectinas es el ácido D-galacturónico como el componente principal (con frecuencia, al menos el 80%). Sin embargo, las uniones glucosidícas de los ácidos uronicos son difíciles de hidrolizar sin descomposición, de tal modo que los métodos que implican la hidrolisis catalizada por los ácidos y la cromatografía no son aplicables generalmente. El método más reconocido para determinar el contenido de pectina es la hidrólisis ácida, el cual consiste en someter a las cáscaras a una cocción en medio ácido, posterior filtración y purificación, con lo cual se logra separar la pectina presente del resto de compuestos de las cáscaras, para luego secarla y molerla hasta tener un fino polvo listo para comercializarlo. El uso de la saponificación en una disolución

de hidróxido de

sodio seguida por la acidulación y la adición de Ca2+ (calcio a valencia 2 positivo) para precipitar la pectina. El pectato de calcio se recoge, se lava, se seca y se mide gravimétricamente. La precipitación con la sal de amonio cuaternario, bromuro de cetilpiridinio ha sido utilizada con éxito porque la concentración crítica del electrolito para la formación de su sal con la pectina es mucho más baja que para otros polisacáridos ácidos y porque no es probable que se encuentren juntos la pectina y los demás polisacáridos ácidos.

En la determinación de pectina, para calcular el % de ácido péctico se utiliza la siguiente fórmula: % acido pectico = −

¿Qué es la Fibra?

gramos de solidos formados x2 x 100 gramos de muestra original

Con este nombre se designa un grupo muy amplio de polisacáridos, de los considerados estructurales, estos no son aprovechados metabólicamente por los organismos mono gástricos, incluyendo al hombre, pero que cumplen una función muy importante en el bienestar del individuo. La fibra representa la porción no digerible de los alimentos y, por consiguiente, mientras mayor sea su concentración en un producto dado, menor será su valor alimenticio, aunque es importante recomendarlo para el buen funcionamiento del intestino. La naturaleza química de la fibra cruda, aun cuando no está bien establecida, se considera constituida por celulosa, hemicelulosa y lignina. El contenido de fibra en los vegetales de consumo habitual oscila entre un 3-8% de alimento comestible. En la fruta es del 1,4-2,4%, siendo la media del 1,6%. Los alimentos más ricos en fibra son el salvado, las alcachofas, las habas, los espárragos, las espinacas, las judías verdes, las berenjenas, las acelgas, la col lombarda, los puerros, los tomates y otros. La fibra está constituida por los componentes estructurales de las paredes celulares de los vegetales, entre los que destacan la celulosa, la hemicelulosa y las pectinas, de las cuales ya se habló; también se incluye entre estos compuestos la lignina que, aun cuando no es un hidrato de carbono, sino más bien una cadena de compuestos fenólicos como la vanillina, el aldehído siríngico y los alcoholes coniferílico, sinapílico y cumarílico, siempre se encuentra asociada a ellos y es un compuesto no digerible por el tracto digestivo del humano. Estos polímeros no se encuentran de manera natural en los alimentos de origen animal, ya que son exclusivos de los vegetales. La composición de dichas fibras es muy variada en los distintos alimentos y depende de muchos factores, entre los que destaca la madurez del producto

Figura 2: Relacion de hidratos de carbono totales y fibra cruda de algunos alimentos (base humeda). Fuente: (Badui, 2006) Es necesario hacer una clara distinción entre la fibra cruda y la fibra dietética. Fibra Cruda Es la que se consigna generalmente en las tablas de composición de los alimentos, y se determina analíticamente sometiendo los productos a un tratamiento en caliente con ácido sulfúrico y luego con hidróxido de sodio; en estas condiciones se pierde una fracción importante de polisacáridos que sí se incluye en la fibra dietética ya que dado el tratamiento tan fuerte a que se someten los alimentos, se disuelven muchos componentes de la fibra; es decir, la fibra cruda normalmente es menor que la dietética, ya que esta última representa el contenido total de los polímeros antes indicados. En términos generales, el procedimiento de determinación de la fibra cruda provoca la pérdida de 70 a 80% de la hemicelulosa, de 30 a 50% de la celulosa, y hasta 90% de la lignina; algunos autores consideran que la subestimación de la fibra dietética cuando se determina fibra cruda es hasta de seis veces. Tomando en cuenta esto, a lo largo del siglo pasado se fueron desarrollando técnicas analíticas que permitieron evaluar una proporción cada vez más amplia de los componentes de la misma, como la fibra detergente ácida, la fibra detergente neutra, la fibra dietética, la fibra enzimática y otros que permiten evaluar el contenido de azúcares totales en el alimento, incluyendo los digeribles y los no digeribles. Originalmente se pensaba que la fibra no era afectada por las enzimas ni por la microflora intestinal; sin embargo, se ha comprobado que existe cierta hidrólisis, sobre todo de las pectinas, provocada por el ácido clorhídrico estomacal y por los sistemas enzimáticos de ciertas bacterias. De todos los polímeros, la lignina es la más resistente a esta acción degradativa.

Fibra Dietetica La fibra dietética presenta muchas cualidades funcionales, entre ellas como ya se mencionó la habilidad de captar agua, y algunas reducen el contenido de glucosa en sangre. Tomando en cuenta lo anterior, en los últimos años se ha observado una tendencia hacia el desarrollo de productos altos en fibra, destinados a consumo humano, lo cual ha aumentado el valor agregado de la fibra, que antes se destinaba únicamente a la elaboración de alimento balanceado. Entre los alimentos que hoy se producen a partir de fibra están: productos diseñados para evitar problemas de constipación, como cereales y medicamentos, y productos diseñados para personas que desean bajar de peso, en forma de polvos que se hidratan antes de la alimentación, barras energéticas, galletas y panes ricos en fibra, entre otros. La importancia de la fibra en la dieta fue puesta de manifiesto en la década de los setenta; a raíz de esto se han efectuado muchos estudios que relacionan la ausencia de fibra con diversos problemas de salud, tales como constipación, diverticulosis, colitis, hemorroides, cáncer en el colon y en el recto, diabetes mellitus, ateroesclerosis y otros. Su función principal es que tiene la capacidad de hincharse al absorber agua y, por lo tanto, de aumentar el volumen de la materia fecal; esto provoca un incremento en los movimientos peristálticos del intestino y facilita el tránsito, la distensión intestinal y, consecuentemente, la defecación; es decir, su acción primaria se lleva a cabo precisamente en el colon del ser humano. Tipos de fibra alimentaria La fibra insoluble: está integrada por sustancias (celulosa, hemicelulosa, lignina y almidón resistente) que retienen poca agua y se hinchan poco. Este tipo de fibra predomina en alimentos como el salvado de trigo, granos enteros y algunas verduras. Los componentes de este tipo de fibra son poco fermentables y resisten la acción de los microorganismos del intestino. Su principal efecto en el organismo es aumentar el volumen de las heces y disminuir su consistencia y su tiempo de tránsito a través del tubo digestivo. Como consecuencia, este tipo de fibra, al ingerirse diariamente, facilita las deposiciones y previene el estreñimiento.

La fibra soluble: está formada por componentes (inulina, pectinas, gomas y fructooligosacáridos) que captan mucha agua y son capaces de formar geles viscosos. Es muy fermentable por los microorganismos intestinales, por lo que produce gran cantidad de gas en el intestino. Al ser muy fermentable favorece la creación de flora bacteriana que compone 1/3 del volumen fecal, por lo que este tipo de fibra también aumenta el volumen de las heces y disminuye su consistencia. Este tipo de fibra predomina en las legumbres, en los cereales (avena y cebada) y en algunas frutas. La fibra soluble, además de captar agua, es capaz de disminuir y ralentizar la absorción de grasas y azucares de los alimentos (índice glucémico), lo que contribuye a regular los niveles de colesterol y de glucosa en sangre. Determinación de Fibra Puesto que actualmente se exige el contenido de la fibra dietética en el etiquetado de los alimentos, es necesario uno o más métodos oficiales para su determinación. Métodos Gravimétricos Los carbohidratos, lípidos y proteínas se solubilizan selectivamente mediante agentes químicos y/o enzimas. Los materiales no digeribles se colectan, posteriormente, mediante filtración y el residuo de fibras se determina gravimétricamente. Los métodos gravimétricos son más sencillos y rápidos, se limitan al cálculo de las fibras totales o de las fibras solubles e insolubles, los métodos enzimático-químicos en cambio son más complejos y lentos, proporcionan la cantidad de cada uno de los azúcares neutros y ácidos, se pueden estimar por separado la lignina y añadirla a la suma de los azúcares individuales dando el contenido de fibra total. 

Desarrollado en los 1850´s para estimar los carbohidratos no digeribles y alimentos para animales.

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Para los alimentos de humanos, al no haber otro método disponible, también se utilizó hasta principios de los 1970´s.

a) Fibra cruda Se basa en el tratamiento secuencial con ácidos y álcalis en condiciones estandarizadas. Con este método se subvalora en forma importante el contenido de fibra dietética total

(FDT) ya que se disuelve gran parte de la hemicelulosa y lignina, cantidades variables de celulosa y toda la fibra soluble. Los valores de fibra cruda no tienen relación con el verdadero valor de FD de los alimentos humanos. Los valores de FD generalmente son 3 a 5 veces mayores que los valores de fibra cruda, pero no puede hacerse un factor de corrección porque la relación entre fibra cruda y FD varía dependiendo de los componentes químicos. La fibra cruda tiene poca significancia fisiológica en la nutrición humana y no debiera usarse para informar del contenido de fibra de los alimentos. b) Fibra ácido detergente Este método consiste en someter la muestra a ebullición con bromuro de cetiltrimetilamonio en medio ácido y posterior filtración y lavado del residuo. Este método da una buena estimación de celulosa y lignina; en el residuo se pueden analizar Ambas. c) Fibra neutra detergente Este procedimiento envuelve la extracción del alimento con una solución caliente de laurilsulfato de sodio y la subsecuente determinación gravimétrica del residuo. Este método da una buena estimación de la fibra insoluble (celulosa, hemicelulosa y lignina) y ha sido usado ampliamente para evaluar los alimentos de consumo humano. Método Químico Los carbohidratos digeribles son eliminados mediante digestión enzimática. Los componentes de la fibra son hidrolizados mediante un ácido, y se miden los monosacáridos. La suma de los monosacáridos en el hidrolizado ácido representa la fibra. Componentes problemáticos en la determinación de fibra dietética (almidón, glucosa). Preparación de la muestra 

La muestra debe ser baja en grasas (menos de 5-10%)

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Debe estar seca

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Debe ser finamente molida

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Las muestras que no son sólidas se deben liofilizar, extraérseles la grasa, secar y moler

Ecuación para determinar el porcentaje de fibra cruda: % de Fibra cruda (p/p) = n / P x 100

Donde: N= gr de residuo una vez eliminado el peso de las cenizas P= gr de la muestra Método de Weende para determinar fibra bruta La técnica determina el residuo que persiste después de dos hidrólisis sucesivas, una ácida y otra alcalina. En cierto modo, intenta simular el ataque gástrico e intestinal que se produce in vivo. Es una fracción que se encuentra únicamente en las muestras de origen vegetal; las de origen animal han de contener cantidades inferiores a un 2%. Ecuación: % FBMF = 100 x ((Crisol + Residuo) - (Crisol + Czs.))/ g MF muestra

Referencias Bibliográficas Nielsen, S. (2003). Análisis de los Alimentos. España: Acribia, S.A, 188-193 Badui, S. (2006). Química de los Alimentos. México: Pearson, 92-97, 107-109