Para o estudo da cinética de gelificação, a quantidade necessária de pectina era dispersa em água destilada e deionizada, aquecida a 95°C durante 5 minutos. Sob aquecimento e agitação constantes, a quantidade necessária de sacarose era adicionada em três porções e o sistema pectina-sacarose, a pH 3,0, era mantido a 95°C por um período de 15 minutos. A água perdida por evaporação era reposta e a amostra transferida para o sistema de medida do instrumento na temperatura da análise. O tempo decorrido desde o início do processo de aquecimento até o início da análise era de 18 minutos.
Os resultados de análise mostraram que a pectina A apresentou grau de metoxilação GM=64%, enquanto que na pectina B, GM=57%.
Na Tabela 1, são apresentados os teores de açúcares neutros e sua composição nas amostras das pectinas purificadas e analisadas por GLC. A pectina A contém um teor de açúcares neutros maior do que a pectina B (Tabela 1). Durante a extração da pectina, o processo mais utilizado produz pectina com grau de esterificação mais alto, geralmente entre 70 e 80%. Já as pectinas com menor grau de metoxilação são produzidas por desesterificação controlada de pectinas com alto grau de metoxilação, em meio ácido, básico ou enzimaticamente, sendo a desesterificação ácida a mais usada[11]. Portanto, a diferença nos teores e composição dos açúcares neutros das amostras de pectina estudadas pode ser atribuída a diferenças nas fontes da matéria-prima.
Analisando a composição dos açúcares neutros na Tabela 1, verifica-se que o teor de L-ramnose aumenta na amostra B, em relação à amostra A. Por outro lado, a fucose e a ribose não são detectados na amostra B. Ainda, o teor de manose aumenta e o de galactose diminui na amostra B, em relação à amostra A. Isto pode ser explicado pelo fato de a ligação glicosídica (1®2) entre o C-1 do ácido galacturônico e o C-2 da ramnose ser uma ligação resistente à hidrólise ácida[18,19], enquanto que as ligações dos outros açúcares neutros à ramnose são lábeis em meio ácido.
A Tabela 2 apresenta valores de viscosidade intrínseca, [h]. Pode-se verificar que esses valores a pH 7,0 são maiores do que a pH 3,0 para ambas as amostras. O valor mais baixo de [h] a pH 3,0 pode ser atribuído à contração da cadeia de pectina, um polieletrólito, devido à supressão de repulsões eletrostáticas intermoleculares e/ou a um aumento na interação segmentar intramolecular. Comparando os valores de [h] de ambas as pectinas a pH 7,0, a pectina B possui um valor menor, o que era inesperado, pois a pectina B possui um GM menor. A pH 3,0, os resultados estão concordantes com o esperado, pois em pectinas de alto grau de metoxilação a viscosidade das soluções geralmente aumenta com o grau de metoxilação crescente.
Testes preliminares mostraram que a concentração mínima de pectina que resultava em gel, em espaço de tempo relativamente curto, era de aproximadamente 3 g/L. O pH necessário para a formação desses géis foi testado na faixa de 2,0 a 3,5, sendo o pH 3,0 escolhido. A concentração de sacarose escolhida foi de 60% (em peso), após avaliações na faixa de 55 a 80% (em peso). Para estudar o sistema pectina/sacarose na transição de fase sol-gel foram escolhidas as concentrações de pectina na faixa de 3 a 10 g/L.
Na Figura 2 são apresentadas, como exemplos, as curvas que representam a evolução de G' e G" (a uma freqüência constante de 0,464 Hz) em função do tempo de gelificação e da concentração da pectina A (na faixa de concentração de 3 a 10 g/L) em presença de 60% de sacarose, a 25oC. Para ambos os polímeros, no início do processo de gelificação, o módulo de perda é maior que o módulo de armazenamento, G" > G', caracterizando um comportamento viscoso do sistema. Com a evolução do tempo, G' e G" aumentam, como conseqüência do aumento do número de zonas junção. O G' aumenta mais acentuadamente do que o G", e após a interseção das duas curvas, G' passa a exceder G".
O critério utilizado neste trabalho para determinar o ponto gel foi o tempo necessário para que G' e G" se igualassem, em uma dada freqüência[20,21]. Na verdade, a igualdade de G' e G" não deve ser considerada como uma propriedade universal do ponto gel, pois o tempo necessário para que a interseção de G' com G" ocorra pode ser muito próximo, mas não é idêntico ao tempo necessário para a transição de fase sol-gel. No entanto, esse critério é simples e vem sendo utilizado por muitos autores. Deve-se, porém, levar em conta que o momento de interseção de G' com G" depende da freqüência do experimento dinâmico e, portanto, não deve ser usado como um critério absoluto para a determinação do ponto gel[20,21].
Após a interseção de G' com G", G'continua tendo uma grande variação crescente, enquanto que o G" também aumenta, mas menos acentuadamente. Este aumento rápido de G' resulta da formação rápida de zonas de junção entre cadeias de pectina que formam a rede do gel.
Ainda na Figura 2, as curvas que representam G' como uma função do tempo, para diferentes concentrações de pectina A, mostram que com o aumento da concentração, a variação de G' é mais acentuada antes da transição de fase sol-gel. Entretanto, a concentrações mais baixas, G' aumenta mais lentamente seguido por um aumento relativamente mais acentuado. Além disso, o tempo necessário para o cruzamento de G' e G" aumenta com o decréscimo da concentração. Comportamento similar foi encontrado para outros biopolímeros[22,23] como por exemplo o sistema pectina de baixo grau de metoxilação/cálcio[24] .
A Figura 3 mostra que o tempo de transição de fase sol-gel, tg, diminui com o aumento de concentração de pectina, o que está de acordo com dados reportados na literatura[18]. Porém, para as pectinas A e B, os valores absolutos são diferentes. O perfil da curva tg (min) versus C (g/L) confirma que o grau de metoxilação é o fator intrínseco mais importante para a gelificação de amostras de HMP, controlando a taxa de formação das zonas de junção da rede durante o processo de gelificação[8, 25]. A transição de fase sol-gel para a pectina A que apresenta o maior grau de metoxilação é sempre mais rápida, para uma dada concentração, do que para a pectina B, em todas as concentrações estudadas. Geralmente, para as HMP, o tempo de gelificação é inversamente proporcional ao grau de esterificação[26].
O valor de G' no ponto gel é plotado como uma função da concentração para as pectinas A e B na Figura 4. A pectina A, além de necessitar de menor tempo para a transição, fornece valores de G' maiores do que aqueles da pectina B, em toda a faixa de concentração estudada. Provavelmente, o gel de pectina A possui um número maior de zonas de junção.