miércoles, 8 de febrero de 2017

INTRODUCCION

En muchas ocasiones, al agua no se le considera un nutrimento porque no sufre cambios químicos durante su aprovechamiento biológico; pero es un hecho que sin ella no pueden llevarse a cabo las innumerables transformaciones bioquímicas propias de todas las células activas: desde una sencilla bacteria hasta el complejo sistema del organismo del hombre. Tiene un gran número de funciones biológicas basadas en su capacidad física para transportar sustancias, disolver otras y mantenerlas tanto en solución como en suspensión coloidal y también en su reactividad química.

Es, por mucho, el principal constituyente de todos los tejidos vivos, ya que representa generalmente al menos el 60% de su composición. En los alimentos se encuentra hasta en un 96-97%, como es el caso de algunas frutas en las que es un factor fundamental de la frescura.
Para conservar los alimentos es necesario determinar su influencia en el crecimiento microbiano y en las distintas reacciones físicas, químicas y enzimáticas negativas; por mucho, el enemigo a vencer son los diversos microorganismos, hongos, levaduras y bacterias, los cuales son controlados si se les restringe el agua disponible (actividad del agua) para evitar su crecimiento, con procesos como concentración, deshidratación, congelamiento, liofilización, salado y azucarado (estos dos últimos por aumento de la presión osmótica). (Badui, 2006)

CONTENIDO


  • Tipos de agua en los alimentos
  • Actividad de agua
  • Isotermas de adsorción y desorción
  • Importancia de los isotermas durante el procesamiento de los alimentos.
  • Conclusiones
  • Glosario
  • Recursos electrónicos de interes
  • bibliografía


TIPOS DE AGUA EN LOS ALIMENTOS

El término contenido de agua de un alimento se refiere, en general, a toda el agua de manera global. Sin embargo , en los tejidos animal y vegetal, el agua no está uniformemente distribuida debido a los complejos hidratados que se producen con proteínas, a los hidratos de carbono y otros, a las diversas estructuras internas propias de cada tejido, a los microcapilares que se forman, a su incompatibilidad con los lípidos que no permiten su presencia, etc. Esta situación de heterogeneidad de la distribución del agua también se presenta en productos procesados debido a que sus componentes se encuentran en distintas formas de dispersión.
En los alimentos existen diferentes estados energéticos en los que se encuentra el agua, es decir; no toda el agua de un producto tiene las mismas propiedades fisicoquímicas y esto se puede comprobar por las diversas temperaturas de congelamiento que se observan. Este tipo de consideraciones ha llevado a que se emplean términos como agua ligada y agua libre, para hacer referencia a la forma y al estado energético que dicho líquido guarda en un alimento. Se considera que el agua ligada es aquella porción que no congela a -20°C, por lo que también se le llama agua no congelable; su determinación se puede efectuar mediante el análisis térmico-diferencial, por resonancia magnética nuclear, etc. Por otra parte el agua libre también llamada agua congelable y agua capilar, es la responsable de, la actividad de agua.
La relación de concentraciones entre “libre y ligada” se incrementa en la medida en que el producto contiene más agua, mientras que en los deshidratados, dicha relación se reduce considerablemente. El agua ligada está fuertemente unida al alimento por medio de puentes de hidrogeno, y esta físicamente atrapada en una matriz muy viscosa que no permite su movilidad y difusión, por lo tanto no está disponible.

Existen tres zonas hipotéticas en las que se pueden dividir el agua contenida en un producto.
La que integra la zona III se considera “libre”, se encuentra en macrocapilares y forma parte de las soluciones que disuelven las sustancias de bajo peso ,molecular, es la más abundante, fácil de congelar y evaporar, y su eliminación reduce la aw  a 0.8.
 En la zona II, el agua se localiza en, diferentes capas más estructuradas y en microcapilares, es aproximadamente 0.25, esta fracción correspondería, junto con la monocapa, al agua “ligada”.
 Zona I equivale a la capa monomolecular y es la más difícil de eliminar.



ACTIVIDAD DE AGUA

Es la relación que existe entre la presión de vapor de un alimento dado en relación con la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura. Representa el grado de interacción del agua con los demás constituyentes, o  la porción que está disponible en un producto para sustentar las reacciones químicas enzimáticas, hidrolíticas.

Ecuación para calcular la actividad de agua:
El valor de actividad de agua es dependiente de la temperatura. Siempre supondremos como valor estándar un valor de 25ºC. Por debajo de 0 ºC la disminución de la actividad de agua es mucho más drástica. Los alimentos que se someten a congelación van a tenerla misma actividad de agua indiferentemente de la composición del alimento. Hay algunos alimentos en los que la actividad de agua están baja que no varía al congelarlos porque no puede bajar más.

Para entender mas sobre este tema, es necesario ver el vídeo:

ISOTERMAS DE ADSORCIÓN Y DESORCIÓN

El isoterma de adsorción es la curva que indica la cantidad de agua retenida por un alimento en función de la humedad relativa de la atmósfera que le rodea, este representa la cinética con la que un alimento adsorbe humedad y se hidrata. Por otra parte el isoterma de desorción representa la cinética con la que un alimento pierde agua y se deshidrata.
Unos de los factores que influyen en las isotermas: son dependientes de la temperatura. Sabremos el contenido en humedad del alimento en función de la humedad relativa y la temperatura a la que lo almacenemos. A la misma humedad relativa cuanto mayor es la temperatura menor será el contenido en agua. Y con contenidos en agua iguales, a mayor temperatura, mayor actividad de agua


En la siguiente figura se presentan las isotermas de adsorción y desorción en función de la relación entre la actividad de agua y el contenido de agua. Se observa que las curvas no coinciden, es decir, hay histéresis en el fenómeno de adsorción.

IMPORTANCIA DE LOS ISOTERMAS DURANTE EL PROCESAMIENTO DE LOS ALIMENTOS

¿

El conocimiento de las isotermas de adsorción de alimentos es de gran importancia para el desarrollo en la industria alimenticia, ya que brindan información útil para la optimización del proceso de secado y el diseño de secaderos, la selección del material de empaquetamiento, la predicción de la vida útil del producto y de la evolución en el contenido de humedad durante el almacenamiento. 
Un ejemplo seria en el isoterma de adsorcion de la harina de maíz que se muestra a continuacion:

CONCLUSIONES

El agua es el principal elemento por el que están constituidos los alimentos, sin embargo, existen dos tipos de agua por la que se constituyen: el agua ligada y agua libre. El agua ligada es aquella a la que se le considera no congelable o evaporable ya que para que esto se lleve a cabo se necesitarían procesos muy rigurosos y así mismo al retirar esta parte del agua de los alimentos es desventajosos ya que modificaría su estructura y podría perder los nutrientes que este contiene; por otra parte, también existe el agua libre que es aquella que se conoce como agua congelable y es fácil de evaporar. Esta agua libre es la que permite que exista la actividad de agua en los alimentos ya que es al agua disponible en la que los microorganismos pueden reproducirse, se dice que entre más agua libre mayor actividad de agua o mayor reproducción de microorganismos, así como también entre más caluroso sea el ambiente en el que se encuentran los alimentos será mayor la proliferación de los microorganismos.  Por ellos es necesario disminuir la actividad de agua en los alimentos y para ello existen diferentes métodos como lo son la congelación, el secado o la adicción de solutos. Por otra parte, también existen tres zonas en las que se puede encontrar el agua en el alimento las cuales son zona I, II y II. En la zona I se encuentra el agua ligada y es la más difícil de evaporar; en la zona II el agua se encuentra en microcapilares y tiene una a. w. de 0.25 aproximadamente y forma parte también del agua ligada y por ultimo esta la zona III que esta es el agua libre y se encuentra en macrocapilares y tiene una actividad de agua de 0.8.
López Rojo Julissa

El agua que se encuentra en los alimentos se puede clasificar en agua libre y agua ligada. Y así mismo esta agua se encuentra dispersa en tres zonas en los alimentos la zona I y II corresponden al agua ligada, el agua de la zona II se encuentra en microcapilares mientras que el agua de la zona III se encuentra en los macrocapilares y corresponde al agua libre. El agua ligada y libre se refiere a aquella agua que es difícil de eliminar (ligada) del alimento y a la que podemos congelar o evaporar (libre). Esta última es la causante de la actividad de agua, en esta pueden vivir microorganismos y por lo tanto la durabilidad de los alimentos es menos, por lo tanto para que los alimentos puedan conservarse por un largo tiempo e necesario controlar esta actividad de agua por diferentes métodos como lo es la adicción de sulfatos como sal o azúcar, la refrigeración o hasta congelación, deshidratación o secado, entre otros.

Núñez Acosta Gisela Karelia 

GLOSARIO


Adsorción: fenómeno por el cual un sólido o un líquido atrae y retiene en su superficie gases, vapores, líquidos o cuerpos disueltos.

Agua libre: es la que se volatiliza fácilmente, se pierde en el calentamiento, se congela primero y es la principal responsable de la actividad de agua.

Agua ligada: es aquella porción de agua que no congela a -20°C, por lo que también se llama agua no congelable.

 AW: actividad de agua.

Capacidad de retención: es una medida de la cantidad de líquido que puede quedar atrapado en una red, sin que exista sinéresis.

Contenido de agua en un alimento: se refiere a toda el agua de manera global.

Desorción: fenómeno por el cual un gas abandona un sólido cuando este alcanza cierta  temperatura.

Histéresis: cuando se trazan las isotermas de adsorción y desorción, y no hay superposición.

      Isotermas: líneas que unen a puntos con las mismas temperaturas.

  


     
      
     
     
Recursos electrónicos de interés:

BIBLIOGRAFIA



  • Badui, S. (2006). Química de los alimentos. Cuarta edición. Ed. Pearson. 
  • Belitz, H. D., & Grosch, W. (1988). Química de los alimentos. Acribia.
  • Welti-Chanes, J., & Vergara, B. F. (1997). Actividad de agua. Concepto y aplicación en alimentos con alto contenido de humedad. Aguilera, JM Temas em tecnología de alimentos. México, 1, 11-43.