Distribución del agua en los alimentos

Interacción por formación de puentes hidrógeno con diversos grupos funcionales de

los hidratos de carbono, proteínas y ácidos grasos

microcapilares macrocapilares

Tipos de agua y propiedades

a. Constitucional o de estructura

b. Vecinal (monocapa) o de la capa monomolecular

c. Multicapa

d. Atrapada físicamente, microcapilar o embebida

e. Agua libre (macrocapilares y en solución)

AGUA FUERTEMENTE

LIGADA

AGUA DÉBILMENTE

LIGADA

tipos de agua

Congelación no congelable mayormente congelable congelable

no congelable

a,b c d e

Capacidad solvente ninguna débil a moderada alta alta

Movilidad muy reducida débil alta alta

Calor de vaporización muy elevado elevado ~normal ~normal

% en alimentos

húmedos ~ 0,5 ~3 ~ 96

Propiedades

agua soluto

Similar tamaño e interacciones

≈ Nw

Nw + ∑ Ns,i

Ley de Raoult,

similar tamaño

interacciones

soluto-solvente

disímil tamaño disímil tamaño

con interacciones

soluto-solvente

q = relación de volumen entre soluto y solvente

β = parámetro de interacción soluto-solvente β >1, buen solvente

β = 1, sin interacciones

soluto-solvente

β <1, mal solvente

Flory-Huggins suponiendo

q = 12,

β = 1

β = 0.64 (mejor ajuste

implicando leve hidrofo-

bicidad de la sacarosa)

Z = -14 (pH=7,0)

q = 900,

β = ?

electrostáticas

e hidrofóbicas suponiendo

disociación

completa

Actividad del agua

Pw = presión parcial de agua en el alimento

Pw o = presión de vapor de agua pura a la misma T

HR = humedad relativa

aw (aa) =

Pw

Pwo

=

HR

100

Medición de la aw

muestra de contenido de

agua conocido

(masa de agua / masa de alimento seco)

T cte

sensor de HR

(eléctrico, de fibras, etc.)

registrador volumen pequeño

Actividad del agua de algunos alimentos

Medición del contenido de agua a una determinada aw

T cte

solución de una sal

de actividad de agua conocida

contenido de agua de la muestra

en el equilibrio, determinado

por gravimetría

desecador

base con agujeros

aw de sales saturadas utilizadas en la determinación del

contenido de agua

.0

valores mínimos de aw para el crecimiento de

Levadura osmófila 0,60

Salmonella 0,95

Clostridium botulinum 0,95

Escherichia coli 0,96

Staphylococcus aureus 0,86

Isoterma de adsorción

Isoterma de adsorción

Isoterma de adsorción de agua

.

a,b c d, e

.0

proteínas y almidones retienen más agua, en la región de menor

aw de las isotermas, que los lípidos y las sustancias cristalinas

(por ej., azúcar).

ISOTERMAS DE SORCIÓN

a partir de producto seco ADSORCIÓN

a partir de producto hidratado DESORCIÓN

< desorción

adsorción

HISTÉRESIS

NO HISTÉRESIS

Causas de histéresis

1) Alta deshidratación, aumento de interacciones

entre componentes, menor cantidad de sitios

disponibles para la rehidratación.

2) No se alcanza el equilibrio termodinámico:

por 1), bajo coeficiente de difusión del agua en

el alimento, etc.)

Influencia de la temperatura (T ó θ)

Clausius-Clapeyron

1

la histéresis tiende a desaparecer con el aumento de temperatura 2

calor

de sorción

q

Contenido de agua para conservación óptima

Legislación: leche en polvo 4 %, lactosuero 2-3 %, caseinato 6%

Influencia de la aw y del pH en la estabilidad de los alimentos

rehidratación

tratamiento térmico

Alimentos de humedad intermedia

aw: 0,65 – 0,86

contenido de agua: 25 -50 %

Inhibición crecimiento S. aureus

pero no de hongos y levaduras

AGREGADO DE SORBATO,

BENZOATO, ETC. DISMINUCIÓN DE LA ACTIVIDAD DE AGUA:

AGREGADO DE SUSTANCIAS QUE CAPTURAN

AGUA (AZÚCARES, SALES, POLIALCOHOLES,

ÁCIDOS, HIDROLIZADOS DE PROTEÍNAS, ETC.)

DISMINUCIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA

NO REHIDRATACIÓN

NO TRATAMIENTO

TÉRMICO