Tema 9 Actividad de agua PDF

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Apuntes tomados en clase con Eva, creo que están muy completos, alguna cosa puede falta, pero para aprobar la asignatura va de sobra. Aún así ir a clases con ella no es mala idea, vas repasando el tema y además te enteras de que es más y menos importante...

Description

Tema 9: Actividad de agua Contenido 1

Introducción .............................................................................................................. 2

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Distribución del agua en los alimentos: .................................................................... 4

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Actividad de agua (Aw) ............................................................................................ 4

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Isotermas de adsorción .............................................................................................. 6

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Actividad de agua y la estabilidad de los alimentos.................................................. 8

1 Introducción -

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Importante desde el punto de vista cualitativo ya que es el principal componente del organismo. o Importante reguladora de la temperatura corporal o Disolvente o Vehículo portador de nutrientes y productos catabólicos o Reactivo y medio de reacción o Lubricante y plastificador Contribuye a la estructura y textura y su interacción con otros componentes determina la estabilidad relativa durante el almacenamiento. Es un factor importante en el deterioro de alimentos por el papel que desempeña en diferentes reacciones químicas y enzimáticas, así como en el desarrollo microbiano. Casi todos los alimentos tienen como componente mayoritario el agua, algunas con el 95% de agua, por tanto, la industria de os alimentos tiene que desarrollar una serie de métodos de conservación que me permitan aumentar la vida útil del alimento, y la mayoría de estos están basados en la reducción del contenido en agua, como la desecación, ahumado, salazón, liofilización, congelación. Hay que buscar el método adecuado ya que algunos métodos pueden afectar las características de los alimentos como una congelación lenta que hace que se formen cristales de helo grandes.

Ilustración 1 Agua en alimentos: Estructura, aspecto y sabor de los alimentos, susceptibilidad de alteración %agua

2 Distribución del agua en los alimentos: -

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Cuando hablamos del agua, hablamos de toda la que tienen contenida, sin embargo, la distribución de esta no es uniforme, unas veces está libre y en otras está formando complejos, uniones, etc. Complejos hidratados que se forman con proteínas o hidratos de carbono Diversas estructuras internas propias de cada tejido Incompatibilidad con los lípidos En los productos procesados, sus componentes se encuentran en distintas formas de dispersión

Es decir, no todo esa agua esta disponibles para que se produzcan reacciones de alteración en los alimentos Se distinguen dos tipos de agua en los alimentos, -

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Agua de hidratación verdadera o agua ligada: supone sólo el 10% esta se divide en tres (contenida en proteínas) o Agua constitucional: fuertemente retenida o Agua vecinal: 5% de agua verdadera junto con el agua constitucional o Agua multicapa: otro 5% Agua libre: 90% en los alimentos o Agua inmovilizada: se elimina por fuerzas de condensación o Agua lábilmente retenida

Desde hace mucho tiempo se ha venido viendo que la vida útil de varios alimentos con el mismo contenido en agua puede diferir de unos a otros, por tanto, el contenido en agua tal cual de los alimentos no es un buen indicador de la vida útil de los alimentos. Surge, por tanto, el concepto de actividad de agua:

3 Actividad de agua (Aw) Contenido en agua libre de los alimentos y este concepto si que influye en los cambios en la estabilidad y vida útil como interactúa con el resto de los componentes, pero, además, hay que tener presente el concepto de hidratación y rehidratación relacionada con la migración de la humedad en el almacenamiento.

Contenido en agua libre de los alimentos: capaz de propiciar cambios debido a su movilidad y disponibilidad. -

Predecir la estabilidad y la vida útil de un producto Refleja el grado de interacción con los demás constituyentes Control de los procesos de deshidratación y rehidratación Relacionada con la migración de la humedad en el almacenamiento

Algo con muy baja actividad de agua tiende a captar mucha agua, como la leche en polvo, que tenderá a captar agua.

Relación entre dos magnitudes relativas a un estado estándar que es el agua pura (aw=1) -

Actividad de agua=HR/100 (Es lo único que hay que saber de esta ecuación) HR= humedad relativa.

3.1 Valores mínimos de actividad de agua para el desarrollo de microorganismos Microorganismo Aw Bacterias 0.91 Levaduras 0.88 Mohos 0.80 Bacterias halófilas 0.75 Mohos xerófilos 0.65 Levaduras osmófilas 0.60 - Halófilo: Que soporta una concentración de sal elevada - Xerófilo: Microorganismos que pueden resistir bajas concentraciones de agua - Osmófilo: Microorganismo que necesita una presión osmótica elevada Obtenemos la intensidad con la que el agua se une a varios constituyentes no acuosos. La actividad de agua es la relación entre dos magnitudes a un estado estándar que es el agua pura (aw=1) La actividad de agua y humedad relativa están relacionadas con la ley de Rault. La Aw es importante porque muchas reacciones de deterioro de los alimentos se relacionan muy bien con la actividad de agua, de tal modo que al disminuir la actividad de agua se frenan o se ralentizan las reacciones químicas de alteración y de crecimiento microbiano. Las bacterias son los microorganismos que producen mayor alteración en los alimentos y su actividad se inhibe por actividad de agua inferior a 0.91, mientras los mohos y levaduras soportan un menor rango de actividades de agua La mayoría de los alimentos frescos tiene actividad de agua mayor a 0.9, para su conservación necesitas un método que inhiba el crecimiento microbiano, como la refrigeración, en general los alimentos con bajo pH y actividad de agua son poco susceptibles a la contaminación y, por tanto, son más duraderos.

4 Isotermas de adsorción

Ilustración 2 Curvas típicas de las isotermas de adsorción y desorción de los alimentos

Lo normal es que, al aumentar el contenido en agua del alimento, también aumente a actividad de agua de este, sin embargo, no se puede establecer un relación lineal entre ambos, son necesarios cálculos empíricos, que me permitan establecer, la relación entre la actividad de agua y el contenido en agua de alimento. Estos métodos deducen las isotermas de adsorción. En estos gráficos se puede observar que en las isotermas de adsorción y desorción no siguen el mismo camino, esto se debe a un fenómeno de histéresis. Las isotermas de adsorción nos dan idea de cómo el alimento va a captar el agua, mientas que las de desorción, nos indican como se elimina el agua

Ilustración 3 Influencia de la temperatura en las isotermas de adsorción

El interés de estas curvas radica en que son el método más antiguo en medir la actividad de agua, pero también me dan idea de cómo debo conservar el producto en función de que este capte más o menos humedad, la act, de agua del producto se determinará a partir del contenido en humedad de la muestra en equilibrio con soluciones salinas saturadas de actividad de agua conocida. Lo primero que se hace es preparar las soluciones saturadas, ponemos las muestras en un ambiente con ellas y en función de la humedad relativa de la solución salina, mi alimento captará o cederá agua. El problema de estos métodos es que hay una isoterma para cada temperatura y son específicas para cada alimento. Las curvas están divididas en tres zonas (ABC) En la zona gua, hasta actividad de 0,25 tenemos el agua fuertemente adsorbida, es un agua inmóvil que está unida a sitios polares, desde 0,25 a 0,8 hay una zona donde el agua está menos fuertemente unida, y de 0,8 a 0,1 donde el agua está cada vez menos ligada.

Definición Isotermas de adsorción son curvas que nos indican las relaciones entre humedad y la actividad de agua, se calculan empíricamente a partir de soluciones entre el alimentos y una serie de soluciones salinas saturadas y conocidas. (Examen) Es decir, estas curvas me dan idea de la higroscopicidad del producto, así sabremos como envasar el alimento, y sabremos como es la rehidratación

5 Actividad de agua y la estabilidad de los alimentos.

Ilustración 4 Actividad de agua y estabilidad de los alimentos. La Aw por sí sola no informa de la estabilidad del alimento pero tiene una influencia directa en la pérdida de la vida útil. a) oxidación de lípidos, reacciones hidrolíticas, oscurecimiento no enzimático, isoterma de adsorción, actividad enzimática, crecimiento de hongos, crecimiento de levaduras, crecimiento te bacterias

La actividad de agua no siempre es proporcional a la velocidad de la reacción , no todas las reacciones empiezan a la misma actividad de agua, hay reacciones como por ejemplo la oxidación de los lípidos que suben y bajan de manera aleatoria, -

la primera zona (I) es la zona más estable, este agua está unida a las zonas polares, por tanto, el agua no está muy disponible, en la zona II se llevan la mayor parte de reacciones, aquí tienes suficiente cantidad de agua libre para que se unan los sustratos y los centros de reacción, pero en la zona III hay algunas reacciones que no se dan porque están muy divididos, están muy diluidos, no se llega a dar la reacción a. Enranciamiento de los lípidos tiene lugar incluso a baja actividad de agua, la oxidación de los lípidos es el resultado de la acción del oxígeno sobe ácidos grasos no saturados en la que intervienen además radicales libres y grupos peróxido, cuanto más insaturaciones haya, más oxidable, ya que hay más dobles

enlaces y tiene más sitios de unión, existe enranciamiento a temperaturas de congelación, en este proceso se forman unos compuestos que intervienen en el olor, y se altera el valor nutritivo, en general la baja actividad de agua ralentiza el proceso de oxidación de los lípidos. Al aumentar la actividad de agua aumenta la velocidad de enranciamiento hasta alcanzar un máximo, se piensa que a baja actividad de agua se disminuye la oxidación porque a estas actividades de agua se ligan hidroperóxidos que son necesarios para la oxidación de los lípidos, al aumentar la act, de agua existe más oxígeno, y aumenta la V de enranciamiento. En la zona III debería de empezar a disminuir la concentración de los agentes oxidantes y por tanto se ralentizaría (no se ve) b. Pardeamiento no enzimático aumenta hasta una actividad de agua de 0.7, cae de nuevo por la dilución de los solutos necesarios para la reacción c. Hidrólisis enzimática y no enzimática: Velocidad aumenta al aumentar la actividad de agua, probablemente esto se deba a que el sustrato se disuelve y difunde más fácilmente a las enzimas, cuando hay una actividad de agua de 0,8, la mayoría de las enzimas son inactivas, aunque existe la excepción de las lipasas, las cuales actúan incluso a baja actividad de agua, porque no necesitan la presencia de agua para que el sustrato se una a la enzima.

Ilustración 5: Actividad de agua y estabilidad de los alimentos. Valores mínimos de la actividad del agua para el crecimiento de microorganismos de importancia en alimentos

El crecimiento de mohos levaduras y bacterias depende la cantidad de agua Aunque hay excepciones 1) Estabilidad de las vitaminas a) Hidrosolubles Aw= 0.2 – 0.3 Oxidación muy lenta b) Liposolubles Aw= 0.2, 0.3 Oxidación muy rápida 2) Pardeamiento no enzimático

Al aumentar Aw disminuye energía de activación y Tº necesaria en el secado es importante disminuir Tº (curvas de adsorción) 3) Oxidación de lípidos (vitaminas liposolubles) 4) Reacciones que necesitan movilidad (vitaminas hidrosolubles) 5) Proliferación microbiana

Resumen

Salvo a alguna excepción a bajas actividades no se puede dar movimientos, no se dan reacciones, a mucha actividad, están muy diluidos todos y no se encuentran....