Enzime Pectolitice

Substanţele pectice

Substanţele pectice sunt răspândite în produse de origine vegetală (tulpini, frunze, rădăcini, fructe), asigurând acestora forma şi structura rigidă.

Ţesuturile meristematice şi parenchimatoase sunt deosebit de bogate în substanţe pectice. S-au descoperit pectine în structurile miceliene ale câtorva ciuperci ca Phymatotrichum omnivorum şi în pereţii celulari ai câtorva alge.

În conditii naturale, în plante, substanţele pectice se află sub formă de protopectină. Protopectina este o substanţă insolubilă ce conţine acid D-galacturonic ca unităţi de bază ale lanţului polimeric şi are masă moleculară foarte diferită: 20000-50000 Da. Radicalii de acid sunt legaţi între ei prin legături α 1,4 glicozidice. Aceste laţuri prezintă grupăari COOH, care pot fi libere sau metoxilate cu CH3OH.

Grupările COOH pot fi parţial combinate cu diferiţi ioni (Ca2+ şi Mg2+) rezultând o structură complexă, insolubilă în apă, dar care poate fi hidrolizată enzimatic dând diferite produse intermediare: pectina, acizi pectinici, acizi pectici.

Structura protopectinei (figura 1) este foarte complexă, insuficient elucidată, lanţirule de acizi poligalacturonici putând fi asociate cu celuloze şi hemiceluloze, cu care se leagă prin legături de hidrogen sau ionice. Pe lângă celuloze şi hemiceluloze în protopectină se mai găsesc: arabani, galactani. Lanţurile liniare pot fi legate prin intermediul ionilor de Ca2+ rezultând puţi ionice.

PME(PE) PME(PE)

G-COO-CH3 H3C-COO-G

G-COOH HOOC-G

G-COO Ca2+ OOC-G

Lanţ de acid Lanţ de acid

Poligalacturonic poligalacturonic

(acid pectinic) (acid pectinic)

Figura 1: Structura protopectinei

În figura 1, G reprezintă acidul galacturonic care poate fi esterificat cu alcool metilic.

După gradul de metoxilare, pectinele pot fi:

• Puternic metoxilate (HM), la care peste 70% din grupările carboxilice ale acizilor pectinici sunt esterificate. Aceste pectine gelifică rapid în mediu acid şi în prezenţa unei concentraţii mari de zahăr;

• Slab metoxilate (LM), gradul de esterificare fiind ≤ 50%. Aceste pectine gelifică în prezenţă de Ca2+, la pH aproape de netralitate şi în prezenţa unei cantităţi reduse de zahăr.

Protopectină Acizi pectinici (acizi polimetil-galacturonici realtiv

(insolubilă) insolubili, dar care gelifică)

Acizi pectici (polimer de acid galacturonic care nu

Are grupări metoxilate)

În urma procesului de hidroliză a protopectinei, prin acţiunea enzimelor din ţesuturile vegetale sau enzimelor exogene, pot rezulta produşi denumiţi substanţe pectice, care se diferenţiază prin masa moleculară şi gradul de metoxilare:

Acizii pectinici – sunt lanţuri lungi de acizi poligalacturonici (zeci-sute molecule de acid D-galacturonic) având masă moleculară mare, un grad de esterificare foarte mare ≈ 75% şi capacitatea de a forma săruri cu diferiţi ioni metalici, care la rândul lor leagă alte lanţuri de acizi poligalacturonici (figura 2). Când sunt integraţi în structura protopectinei, acizii poligalacturonici au grad de metoxilare mi mic decât atunci când sunt eliberaţi.

La extracţie, pectinele sunt totdeauna mai mult sau mai puţin heterogene. Adesea, arabanii şi galactanii rămân legaţi covalent de lanţurile pectice propriu-zise.

Prin hidroliza completă a pectinelor purificate rezultă în medie: 65-95% acid D-galacturonic, 3-8% metanol, 0-6% acid acetic şi 8-10% zaharuri neutre din care cele mai răspândite sunt L-arabinoza, D-galactoza, L-ramnoza, D-xiloza. Pectinele comerciale au mase moleculare cuprinse între 10 şi 200 000.