Les pectines

PectinePour présenter la pectine de manière un peu rapide, nous pourrions dire qu’elle est au monde végétal ce que la gélatine est au monde animal, un liant entre les cellules et un produit qui – à l’ère industrielle – est extrait de sous-produits (le marc et les peaux d’agrumes utilisés pour faire du jus de fruits pour la pectine, les carcasses de porcs ou de bœufs pour la pectine).

La pectine consiste en un ensemble complexe de polysaccharides. Son composant principal est l’acide galacturonique, un acide sucré dérivé du galactose. Elle est principalement utilisée comme gélifiant alimentaire (confitures, gelées, confiseries), mais également comme stabilisant dans les jus de fruits et les boissons lactées, et enfin comme source de fibres alimentaires. Vous la trouverez avec la douce appellation E440 dans la liste des ingrédients. En termes de commercialisation, la pectine est conditionnée sous forme de poudre blanche à brun clair.

Petite histoire de la pectine

Une découverte au XIXe siècle

"Qu'on ne pense pas que ce sel reste sans usages ; je suis persuadé qu'il recevra de nombreuses applications dans l'art du confiseur. Il est en effet remarquable qu'une si petite quantité de cette combinaison puisse communiquer à de grandes masses d'eau sucrée la propriété de se gélatiniser.

J'ai fait dissoudre dans une quantité d'eau tiède une partie de ce sel produit avec la racine de navet ; j'ai fait dissoudre du sucre dans la liqueur, puis j'y ai ajouté une infimement petite quantité d'acide ; un instant après,le tout était pris en une masse de gelée tremblante du poids de 300 parties. J'ai préparé, par ce moyen, des gelées aromatisées parfaitement transparentes et incolores, fort agréables au goût et à l’œil."
Henri Braconnot
Pharmacien militaire, botaniste et chimiste français.

C’est en ces termes que s’exprime Henri Braconnot en 1824 lorsqu’il décrit sa découverte de ce qu’il nomme pectique qui deviendra par la suite pectine.

Extrait de l’article de M. H. Braconnot sur la découverte de la pectine

Dans cet article, l’auteur décrit précisément comment il a découvert cette substance. Le point de départ fut la découverte d’un acide commun aux tubercules de dahlia, de topinambours et de céleris. Puis la découverte s’étendit aux feuilles, aux branches, etc. Après quelques traitements, il obtient dans tous les cas une sorte de gelée dont la saveur est sensiblement acide. Incolore, elle fond dans l’eau chaude. Cette substance étrange coagule en présence de sucre et avec une certaine sensibilité aux acides. H. Braconnot nous décrit dans les moindres détails ses expériences, ses découvertes et ses conclusions. En lisant son article, nous assistons à l’avènement de cette pectine qui nous est si familière aujourd’hui.

Ce phénomène de gélification végétale était pourtant bien connu jusque-là pour la réalisation de confitures par exemple. Mais c’était de manière pleinement empirique, personne ne l’avait encore expliqué. Voilà désormais chose faite en ce début du XIXe siècle.

Au XXe siècle

Il faudra cependant attendre près d’un siècle pour connaître une exploitation plus massive et industrielle de la pectine. En 1908, en Allemagne, ce sont les producteurs de jus de pomme qui ont vu en premier une belle opportunité pour valoriser leur sous-produit (le marc, i.e. la pulpe de pommes pressée résultant de la production du jus). Puis, comme toute invention, elle a voyagé pour passer de l’autre côté de l’Atlantique, aux États-Unis où un brevet a été déposé par la Douglas Pectin Corporation en 1913.

De nos jours, elle est produite massivement à partir de sous-produits issus de l’exploitation de pommes, d’oranges, de citrons et autres agrumes. C’est devenu ainsi, comme la gélatine, un excellent moyen de valoriser toutes les parties d’un produit et d’éviter un gaspillage conséquent.

Fabrication de la pectine

Source : https://ippa.info/factsheet-hub/how-is-pectin-how-is-pectin-made/

Le site de l’association internationale des producteurs de pectine nous décrit parfaitement les opérations qui mènent à la production de ce gélifiant végétal.

Étape 1 : les fruits

Tous les fruits et légumes contiennent de la pectine mais à des taux très différents. Les fruits qui contiennent le plus de pectines sont : les écorces d’ agrumes (taux de pectine de 30%), les fruits de l’églantier (taux de pectine de 15%), les oranges (taux de pectine de 0,5 à 3,5%), les pommes (taux de pectine de 1 à 1,5%). A l’inverse, les fruits rouges, tels que les cerises ou les fraises, contiennent une trop petite quantité de pectine pour pouvoir être utilisé.

Aussi, la plupart des pectines sont fabriquées à partir de marc (résidus de pomme) et d’écorces d’agrumes issus de la production de jus de fruits. C’est une manière (écologique) de valoriser les déchets de production, et donc de ne pas gaspiller, en sélectionnant tout de même les éléments pour leur haute qualité.

Les marcs humides et les zestes d’agrumes se détériorant très rapidement, ils sont lavés et séchés immédiatement afin soit d’être transportés jusqu’à l’usine de pectine, soit stockés pendant de plus longues périodes jusqu’à ce qu’ils soient utilisés.

Étape 2 : extraction

Comme ces matières contiennent également d’autres substances, elles sont placées dans de l’eau chaude ainsi que dans un acide minéral naturel (pH entre 1 et 3,5) ou des enzymes afin d’en extraire le plus possible la pectine. Cette dernière va alors se dissoudre. Il ne reste que les éléments solides qui seront séparés par filtration (effectuée en plusieurs fois).

Étape 3 : précipitations

Une fois clarifiée (et donc débarrassée des éléments solides), il faut maintenant éliminer une partie de l’eau de la solution obtenue pour obtenir un concentré de pectine. On entame alors à partir de ce concentré un processus de précipitation, c’est-à-dire passer la pectine de l’état liquide à l’état solide. Cela se fait en mélangeant ce concentré avec de l’alcool ou des sels, ce qui provoque la solidification de la pectine. La pectine obtenue est enfin séparée du reste de la solution et lavé pour éliminer toutes les impuretés. Elle est ensuite séchée.

Étape 4 : désestérification

La pectine solide va subir un traitement dans lequel l’ester galacturonique se transforme en acide galacturonique (qui est par ailleurs responsable de la rigidité des parois des cellules végétales). Le degré de désestérification peut être contrôlé afin que la pectine produite offre des propriétés différentes dans une gamme de produits (NH, jaune, etc.). Parfois, un processus appelé amidation aura également lieu au cours de cette étape. Il s’agit de l’ajout d’ammoniac à la pectine pour la rendre plus adaptée à une utilisation dans des applications à très faible teneur en sucre.

Étape 4 : normalisation et livraison

La pectine sèche et solide est broyée en une poudre, testée et mélangée avec du sucre ou du dextrose pour atteindre un niveau standardisé et constant de gélification, de viscosité ou de stabilisation. La pectine est alors conditionnée.

Propriétés et usages de la pectine

Petit rectificatif, on ne devrait par parler de LA pectines mais DES pectines.

L’activation des caractéristiques gélifiantes des pectines s’obtient à partir de 80/85 °C. D’où la nécessité de porter votre préparation à ne ébullition lente et progressive? Cela permet à la pectine de s’hydrater progressivement et correctement. Attention cependant à la teneur en Calcium de votre préparation. Si elle est trop élevée (supérieure à 80ppm), la dissolution peut s’avérer compliquée. Elle nécessitera un ajout de sels qui neutralisent le calcium.

Les pectines se regroupent en deux catégories en fonction du degré de méthoxylation (suivant qu’elles sont plus ou moi ns estérifiées) :

  • HM (méthoxyle élevé) : pectines jaune, rapid set, medium rapid set, slow set
  • LM (méthoxyle faible) :

La relation entre les groupes méthoxyles et les acides libres présents dans la chaîne moléculaire de la pectine définit le degré de méthoxylation. Le degré de méthoxylation influence les propriétés de la pectine, notamment les conditions de gélatinisation. Le gel de pectine HM est un gel acide et sucré. Le gel de pectine LM est principalement calcique et thixotrope.

Les pectines HM

Ce sont des pectines qui vont donner des gels très forts (haute viscosité) et qui vont résister à la chaleur. La gélification se fait avec une teneur en sucre (Brix) comprise entre 60% et 80%, et un pH compris entre 2 et 3,5. Ainsi plus le Brix de votre solution est grande, plus la force du gel obtenu et plus la température de gélification sont élevées. Pour une valeur de pH et une quantité de pectine HM fixes, la dureté du gel atteindra son maximum (i.e. 150 Bloom, moins qu’une gélatine classique) vers 75%. De même, la variation du pH est très importante : 0,1 unité de pH peut faire baisser la température de gélification de 10 °C.

Ainsi, l’acide et le sucre sont très importants pour obtenir la gélification de votre préparation. Si pour certaines raisons, vous souhaitez “dé-sucrer” votre préparation, cela peut mettre en péril le processus de gélification. En effet, le sucre intervient ici comme un élément important pour une réaction chimique et non pour le goût uniquement. Il s’agit ici d’un agent déshydratant (abaissement de l’activité de l’eau) qui va favoriser le rapprochement des macromolécules (environ 70 % de la force de gel) pour former le fameux réseaux de la gélification. Si vous voulez moindre de sucre, il faudra alors se tourner sur un autre gélifiant.

pectines HM - source : https://www.sosa.cat/
Source : https://www.sosa.cat/

👁 Présentation : la pectine jaune se présente sous forme d’une poudre fine de couleur blanc-crème à beige-clair. Elle est insipide et inodore. Elle se compose de pectine d’agrumes fortement estérifiée (E440i), de tartrate de sodium et potassium (E337) et de polyphosphate sodique (E452i). Ces deux derniers sont des sels retardateurs de gélification.

💬 Propriétés : cette variété de pectine agit en milieu acide (pH compris entre 3,1 et 3,5) et très sucré (supérieur ou égal à 76%). Elle donne un gel assez ferme et peu fondant. Le gel obtenu n’est pas thermoréversible. La prise est relativement lente.

👨‍🍳Utilisation : pâtes de fruits, confiseries avec ou sans pulpe.

🥛 Dosage : 1 à 1,7% selon utilisation (pâtes de fruits 1,0 à 1,2 %, confiseries gélifiées 1,6 à 1,7 %), soit 10 à 20g par kg.

📋 Mode d’emploi :

  • Pour faciliter sa dispersion, soit le pré-mélanger à sec avec d’autres ingrédients secs (idéalement avec 4 à 5 fois de sucre). Puis verser la préparation dans le liquide sous vive agitation. Soit l’incorporer à un milieu non solvant (huile, alcool, solutions concentrés de sucres < 65°Brix).
  • Si la dispersion se fait à froid (vers 60°C), chauffer à 80-85°C pour assurer une dissolution rapide et complète.
  • Compter environ 15 minutes pour une dispersion complète.
  • Le nappage fabriqué avec cette pectine est réversible et supporte plusieurs refontes et gélifications successives en conservant ses qualités.
  • La gélification se produit en ajoutant l’acide à la solution finale après la cuisson.

👁 Présentation : la pectine Rapid Set 150 se présente sous forme d’une poudre fine de couleur blanc-crème à beige-clair. Elle est insipide et inodore. Elle se compose de pectine de fruits fortement estérifiée (E440). Son code est : E440i.

💬 Propriétés : cette variété de pectine agit en milieu acide (pH compris entre 3 et 3,2) à ajouter juste avant la coulée et sucré (supérieur à 60% par rapport à l’extrait sec). Le gel obtenu n’est pas thermoréversible. La prise est rapide (4 à 8 minutes).

👨‍🍳 Utilisation : confitures, gelées et fourrages (surtout adaptée pour les confitures avec morceaux).

🥛 Dosage : 1 à 3 g/kg de produit fini

📋 Mode d’emploi :

  • Afin d’éviter la formation de grumeaux pré-mélanger avec d’autre ingrédients secs (avec 3 à 5 fois son poids de sucre par exemple). Puis verser la préparation dans le liquide chaud sous vive agitation. Maintenir cette agitation jusqu’à dispersion complète.
  • Se solubilise aisément en 15 à 20 minutes.

👁 Présentation : la pectine Medium Rapid Set 150 se présente sous forme d’une poudre fine de couleur blanc-crème à beige-clair. Elle est insipide et inodore. Elle se compose de pectine de fruits fortement estérifiée (E440i) et de sucre.

💬 Propriétés : cette variété de pectine agit en milieu acide (pH compris entre 2,8 et 3,1) à ajouter juste avant la coulée et sucré (supérieur à 64%). Le gel obtenu n’est pas thermoréversible. La prise est peu rapide (15 à 25 minutes) .

👨‍🍳 Utilisation : gelées à prise lente et confitures.

🥛 Dosage : 2,5 % dans l’eau froide (température inférieure à 10°C), 4 à 5 % dans l’eau chaude (pour emploi immédiat) ; pâtes de fruits 10 à 12 g/kg de masse.

📋 Mode d’emploi :

  • Disperser la pectine dans l’eau sous agitation rapide afin d’éviter la formation de grumeaux.
  • La dissolution complète s’obtient en 15 minutes environ.
  • Pré-mélangée à 3 à 5 fois son poids de sucre fin, il est possible de la disperser et de la dissoudre dans les pulpes peu ou pas sucrées sous vive agitation

👁 Présentation : la pectine jaune se présente sous forme d’une poudre fine de couleur blanc-crème à beige-clair. Elle est insipide et inodore. Elle se compose de pectine de fruits fortement estérifiée (E440i) et de sucrose.

💬 Propriétés : cette variété de pectine agit en milieu acide (pH compris entre 3,1 et 3,5) et sucré (minimum 50%). Le gel obtenu n’est pas thermoréversible. La prise est très lente (24 heures).

👨‍🍳 Utilisation : épaississant ou gélifiant (pâtes de fruits ou garnitures fruitées)

🥛 Dosage : 2,5 % dans l’eau froide (température inférieure à 10°C), 4 à 5 % dans l’eau chaude (pour emploi immédiat).

📋 Mode d’emploi :

  • Afin d’éviter la formation de grumeaux pré-mélanger avec d’autre ingrédients secs (avec 3 à 5 fois son poids de sucre par exemple), puis verser la préparation dans le liquide chaud sous vive agitation et maintenir cette agitation jusqu’à dispersion complète.
  • Pré-mélanger avec d’autres ingrédients secs puis verser la préparation dans le liquide sous vive agitation qu’il faut maintenir jusqu’à dispersion complète Une dissolution totale est obtenue à partir de 80 à 85°C.

Les pectines LM

Ce sont des pectines qui vont donner des gels à faible viscosité, certains seront thermoréversibles, d’autres non. La gélification ne se fait qu’en présence d’ions calcium (Ca++) – dans du lait par exemple ; plus la quantité de calcium est importante et plus le gel formé sera ferme. Attention tout de même, car trop de calcium peut déstructurer le gel. La concentration en sucre ou en solides solubles faible (Brix) va influer sur la quantité de calcium nécessaire à la gélification. Plus le Brix sera important et moins il faudra de calcium. Même si ce type de pectine est moins sensible au pH de la préparation, un pH bas augmentera la réactivité de la pectine.

Les gels obtenus ont la particularité d’être thixotropes (phénomène par lequel le mélange passe de l’état de gel à celui de liquide par une légère agitation). Selon le dosage et la température d’hydratation, ces pectines peuvent agir comme des épaississants.

Dans ce groupe, on distingue deux sous-groupes :

  • Les pectines LMC (méthoxyle faible conventionnel), qui vont former des gels transparents et non thermoréversibles ;
  • Les pectines LMA (méthoxyle faible amidée), qui vont former des gels plus durs et thermoréversibles

👁 Présentation : la pectine NH nappage se présente sous forme d’une poudre fine de couleur blanc-crème à beige-clair. Elle est insipide et inodore. Elle se compose de pectine de fruits amidée (16 à 20 %) et faiblement estérifiée (26 à 33 %) (E440ii), de dextrose, de diphosphate disodique (E450i) et dee phosphate tricalcique (E341iii). Ces deux derniers sont des sels retardateurs de gélification.  

💬 Propriétés : cette variété de pectine agit en milieu acide (pH d’environ 3,6) et sucré (58 à 68 %). Elle donne un gel ferme, brillant, de texture agréable. Le gel obtenu est thermoréversible (entre 40 et 60°C)

👨‍🍳 Utilisation : nappages pâtissiers avec fruits, non dilués ; produits de fourrages (insert entremets) ; s’utilise dans des milieux aqueux ou fruités.

🥛 Dosage : 10 g/kg de masse de nappage ; 0,8 à 2% selon la teneur en pulpe ; 3 à 4% dans l’eau froide (inférieur à 10°C) ; 6 à 8% dans l’eau chaude (emploi immédiat)

📋 Mode d’emploi :

  • Pour faciliter sa dispersion, soit le pré-mélanger à sec avec d’autres ingrédients secs puis verser la préparation dans le liquide sous vive agitation, soit l’incorporer à un milieu non solvant (huile, alcool, solutions concentrés de sucres < 65°Brix).
  • Si la dispersion est faite à froid, chauffer à 80-85°C pour assurer une dissolution rapide et complète.
  • Compter environ 15 minutes pour une dispersion complète.
  • Le nappage fabriqué avec cette pectine est réversible et supporte plusieurs refontes et gélifications successives en conservant ses qualités.

👁 Présentation : la pectine 325 NH95 se présente sous forme d’une poudre fine de couleur blanc crème à beige clair. Elle est insipide et inodore. Elle se compose de pectine de fruits faiblement estérifiée et amidée (E440). Son code est : E440ii.

💬 Propriétés : cette variété de pectine agit avec le calcium disponible dans la préparation utilisée. Le gel s’obtient après 24h (prise très lente). Elle supporte une pasteurisation rapide.

👨‍🍳Utilisation : confitures à texture épaisse, sauces pour nappages, purée de fruits, desserts lactés gélifiés, fourrage de confitures non gélifiés.

🥛 Dosage : 0,3 à 0,5 g/kg ou 4 à 5 g/l de lait.

📋 Mode d’emploi :

  • Pré-mélanger à sec avec d’autres ingrédients secs (par exemple : avec 3 à 5 fois son poids de sucre). Puis verser la préparation dans le liquide (la dissolution est favorisée par le traitement thermique et elle est totale à 80/85°C) sous vive agitation. Maintenir l’agitation jusqu’à dissolution complète. Attention, elle peut-être délicate dans un milieu riche en calcium.
  • OU l’incorporer à un milieu non solvant (huile, alcool, solutions concentrés de sucres < 65°brix)

👁 Présentation : la pectine X58 se présente sous forme d’une poudre fine de couleur blanc-crème à beige-clair. Elle est insipide et inodore. Elle est composée de pectine de fruits faiblement estérifiée et amidée (E440ii), de dextrose, de diphosphate de sodium (E450i) et de phosphate tricalcique (E341iii). Ces deux derniers sont des sels retardateurs de gélification.

💬 Propriétés : cette variété de pectine réagit avec le calcium disponible dans la préparation où elle est utilisée. Elle agit en milieu acide (pH compris entre 3,5 et 3,7) et sucré (entre 55%et 60% par rapport à l’extrait sec). Le gel obtenu est thermoréversible entre 40 et 60°C. Elle donne un gel ferme, brillant, de texture élastique.

👨‍🍳 Utilisation : nappages réversibles, à faible teneur en sucres avec une texture élastique très bien gélifiée qui peuvent s’utiliser pour napper des tartes, des génoises ou biscuits, vers 50 à 55°C ; en confiserie dans la fabrication de fourrages acides, tels que ceux pour coques en chocolat (ES>78%) ; confitures à faible teneur en sucre ou en calcium ; fruits gélifiés.

🥛 Dosage : 0,8 à 1,5 % en fonction de la formulation et de la texture souhaitée, 15 g pour 1 kg de nappage

📋 Mode d’emploi :

  • Pour disperser le produit sans grumeaux :
  • Soit le pré-mélanger à sec avec d’autres ingrédients secs puis verser la préparation dans le liquide sous vive agitation.
  • Soit l’incorporer à un milieu non solvant (huile, alcool, solutions concentrés de sucres < 65°Brix)
  • S’utilise dans des milieux aqueux ou fruités.
  • Si la dispersion est faite à froid, chauffer à 80 – 85°C pour assurer une dissolution rapide et complète.

👁 Présentation : la pectine 843 se présente sous forme d’une poudre fine de couleur blanc-crème à beige-clair. Elle est insipide et inodore.

💬 Propriétés : cette variété de pectine réagit avec le calcium disponible dans la préparation où elle est utilisée. La prise est très lente (24 heures). Le gel obtenu est thermoréversible et se fluidifie facilement par agitation. Cette pectine donne un gel ferme, brillant, de texture élastique très bien gélifiée et agréable.

👨‍🍳 Utilisation : sauces topping à base de fruits, d’arômes de fruits ou neutre ; glaces à 2 composants (marbrure) ; sauce de marbrage ; produits de fourrages ou de décor pour pâtes levées fraîches ; nappages à froid ; épaississant et gélifiant pour obtenir des suspensions, des gels très souples.

🥛 Dosage : 0,4 à 1% dans les fabrications de sauces acides et neutres, pour desserts laitiers ou glacés ; 1 à 1,5 dans les ripples ; pâtes de fruits 10 à 12g/kg de masse ; 0,3 à 0,5 % dans les sauces caramel pour nappage.

📋 Mode d’emploi :

  • Dans un récipient bien sec, pré-mélanger la pectine 843 avec à 3 à 5 fois son poids de sucre puis verser la préparation sous vive agitation. Maintenir l’agitation jusqu’à dispersion complète.
  • L’ incorporer à un milieu non solvant (huile, alcool, solutions concentrés de sucres > 65° Brix)

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Sources :