Propriétés
Les pectines possèdent des propriétés de gélification qui dépendront essentiellement de leur composition.
Fondamental :
D'une façon générale, la gélification est due d'une part à l'écartement des chaînes engendré par le rhamnose et la présence des saccharides neutres qui vont venir faciliter l'hydratation de l'ensemble.
Le mécanisme de gélification sera différent selon qu'on sera en présence d'une pectine HM ou d'une pectine LM.
Gélification des pectines hautement méthylées (HM)
En solution aqueuse diluée, les pectines vont se retrouver fortement hydratées et chargées négativement du fait des fonctions acides non estérifiées. Pour que le gel puisse se former il faut que l'hydratation des pectines diminue et que la répulsion entre les groupements acides soit rendue aussi faible que possible.
Le recul d'hydratation sera obtenu en introduisant des dépresseurs d'eau sous la forme de saccharides. Le saccharose sera plus particulièrement utilisé car il va casser l'enveloppe en eau des pectines.
Le recul d'ionisation sera obtenu en réduisant la dissociation des fonctions acides en abaissant tout simplement le pH du milieu. Lorsque ces deux conditions sont remplies les interactions polymères-polymères sont favorisées par rapport aux interactions polymères-solvant. Des ponts hydrogène s'établissent entre les différentes chaînes et les zones de jonctions sont dues à la présence du rhamnose qui permet la formation d'une structure tridimensionnelle.
Le principe énoncé ici est applicable à la fabrication des confitures et marmelades et peut se résumer de la façon suivante : les fruits sont cuits dans un minimum d'eau ce qui a pour but de ramollir les fruits et de casser la liaison de la protopectine de façon à libérer les pectines. On ajoute ensuite le sucre et l'acide si nécessaire et on porte à ébullition à une température qui est de l'ordre de 104 à 105°C. Cette ébullition va entraîner une perte d'eau par évaporation et parfaire la déstructuration des cellules végétales (destruction des membranes, mise en présence des contenus des vacuoles et libération des acides organiques). L'ébullition qui dépasse rarement 7 à 10 minutes permet en même temps une pasteurisation du produit, une bonne dissolution du saccharose et une inversion partielle de ce dernier. Lorsque le temps de cuisson est supérieur à 10 minutes, il y a une dégradation des pectines, une dégradation trop importante du saccharose, de la saveur et de l'arôme du produit. Le mélange est ensuite refroidi très rapidement vers 80°C de façon à augmenter la viscosité du milieu ce qui permet d'obtenir une répartition homogène des morceaux dans la masse du produit (gelées, confitures ou marmelades). La gélification réversible intervient dans une zone de température située entre 60 et 50°C. L'assurance de l'obtention d'un gel peut être obtenue par l'addition de pectines dans la recette du produit à élaborer.
Par l'intermédiaire du diagramme de Spencer il est possible de déterminer l'état de gel ou de sol en fixant la concentration en pectines hautement méthylées en fonction du pH du milieu et de la concentration en saccharose. On pourrait même envisager la production de confiture sans l'utilisation de fruits.
Gélification des pectines faiblement méthylées (LM)
En solution aqueuse diluée, les pectines faiblement méthylées expriment trop de charges négatives libres pour envisager un recul d'ionisation par abaissement de pH. Ce pH trop acide détruirait la structure des pectines. La seule façon d'envisager la gélification est d'utiliser cet excès de charges négatives pour construire des pontages par l'intermédiaire d'interactions ioniques (utilisation des ions calcium ou baryum). La qualité des gels en présence ou non de saccharides sera fonction de la concentration en pectine et de la concentration en ions. Les gels les plus souples sont obtenus avec le calcium.
