UNIVERSIDAD DE COSTA RICA Evelyn Montoya SánchezSistema de Estudios de Posgrado A33376Escuela de Tecnología de AlimentosPrograma de Posgrado en Ciencias de Alimentos Fundamentos de Química de Alimentos

Informe #1: Aw

1. Determinar valor promedio y desviación estándar.

A continuación, se presentan los resultados obtenidos al determinar el Aw de diferentes alimentos utilizando el equipo AquaLab 4TE.

Cuadro 1. Resultados obtenidos al medir el Aw de diferentes alimentos con el AquaLab 4TE, en el laboratorio del CITA, el 18 de marzo del 2013.

Tipo de alimentos

AwRéplica 1 Réplica 2 Réplica 3

Promedio

Desviación estándar

Té de manzanilla 0,6574 0,6573 0,6567 0,6571 0,000378594Harina de palmito 0,244 0,2455 0,2448 0,2448 0,000750555Puntas de corazón de palmito 0,9948 0,9955 0,9954 0,9952 0,000378594Mix de snacks 0,3616 0,361 0,3608 0,3611 0,000416333Chayote 0,9971 0,997 0,997 0,9970 5,7735E-05Pan sin gluten 0,9552 0,9558 0,9557 0,9556 0,000321455Pan 0,9633 0,9635 0,953 0,9599 0,006005275Encurtido 0,9708 0,9705 0,9709 0,9707 0,000208167Salsa de soya 0,9117 0,9115 0,9118 0,9117 0,000152753Agua 0,9993 0,9993 0,9993 0,9993 0NaCl 6 mol/L 0,7597 0,7596 0,7596 0,7596 5,7735E-05

Fuente: elaboración propia.

Como se puede apreciar en el cuadro anterior, se utilizó agua y NaCl 6 mol/L como sustancias estándares, lo cual siempre es necesario al medir el Aw con el AquaLab 4TE, ya que esto puede reducir considerablemente los errores de medición, tal y como se especifica en el manual de dicho equipo “los patrones de calibración se preparan especialmente con soluciones de sal que tienen una molalidad específica y una constante Aw”. Por estas razones, se recomienda utilizar los estándares que se muestran en el siguiente cuadro.

Cuadro 2. Valores esperados de actividad del agua para los estándares Decagon.Estándar de Verificación AwAgua USP 1,000 ± 0,003NaCl 6 m 0,760 ± 0,003LiCl 8,5 m 0,500 ± 0,003LiCl 13,4 m 0,250 ± 0,003

Fuente: Decagon (2009).

Como se puede observar en los dos cuadros anteriores, el agua tuvo una desviación estándar de cero, por lo cual no hay variación en sus 3 diferentes réplicas; dicho resultado fue de 0.9993, lo cual concuerda con el valor esperado de 1.000, ya que en los valores de estándar de verificación, el agua presenta una incertidumbre de ±0.003. Esto mismo ocurre con el NaCl 6 mol/L, ya que su desviación estándar fue de 5.7735E-05, lo que quiere decir que la variación entre las tres réplicas fue mínima (como lo

demuestra dicho número: 0.000057735). Además, el promedio también concuerda con el valor esperado de 0.760, ya que en los valores de estándar de verificación, el NaCl 6

presenta una incertidumbre de ±0.003. Por lo anterior, se puede decir que el equipo se encontraba calibrado al momento

de analizar las muestras, tal y como lo indica el Manual Aqua Lab 4 para la verificación de calibración del equipo (Decagon, 2009).

El resto de los alimentos analizados (ver cuadro 1) dieron como resultados desviaciones estándares muy pequeñas, por lo que presentan variaciones mínimas entre las tres diferentes réplicas.

2. Contrastar valor de aw con el tipo de alimento (buscar la composición).

Cuadro 3. Composición de los alimentos analizados en laboratorio del CITA, por cada 100 gramos del alimento.

Tipo de alimentoComposición por cada 100g del alimento

Agua (g) Proteína (g)

Grasa (g) CHO (g) Vitaminas y minerales (g)

Harina de palmito 14.20 1.70 0.50 81.00 2.6Puntas de palmito 90.20 2.52 0.62 4.62 2,04Mix de snacks 1.50 5.76 35.76 54.10 2.88Chayote 90.80 0.90 0.20 7.70 0.4Pan sin gluten 40.20 7.80 3.60 41.86 6,54Pan 36.44 7.64 3.29 50.51 1.7Encurtido 94.08 0,33 0,20 2,26 3,13Salsa de soya 66.0 10.51 0.10 5.57 17.82Agua 100 - - - -

Fuente: Tabla de Composición de Alimentos de Centroamérica.

Tanto en el té de manzanilla, la harina de palmito y mix de snacks, como en el NaCl (ver cuadro 3), se obtuvieron bajos Aw, esto debido a que la actividad de agua de un alimento puede reducirse aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos, mediante la extracción del agua o mediante la adición de solutos. Algunas moléculas del agua se orientan en torno a las moléculas del soluto y otras quedan absorbidas por los componentes insolubles de los alimentos. En ambos casos, el agua queda en una forma menos reactiva. La deshidratación es un método de conservación de los alimentos basado en la reducción de la aw, durante el curado y el salazonado, así como en el almíbar y otros alimentos azucarado son los solutos los que, al ser añadidos, descienden la Aw (Karel et al, 2003).

Como se puede observar en el cuadro 3, la harina de palmito presenta 14.20% de agua y el mix de snacks 1.5%, debido a esto, dichos alimentos presentan bajos Aw: 0.2448 y 0.3611 respectivamente (ver cuadro 1), ya que estos han sido sometidos a tratamientos de deshidratación. Siendo esta una técnica de conservación que trata de preservar la calidad de los alimentos bajando la actividad de agua (aw) mediante la disminución del contenido de humedad, evitando así el deterioro y contaminación microbiológica de los mismos durante el almacenamiento (Karel et al, 2003).

En el caso del té de manzanilla, no se encontró su composición. No obstante, al ser un producto deshidrato al igual que la harina de palmito y mix de snacks, su Aw es bajo, ya que se sometió a un tratamiento térmico que disminuyó su contenido de agua.

Por otra parte, la solución de NaCl 6 mol/L tiene un Aw de 0.7596, este resultado es de esperarse, ya que, a pesar de que dicha solución es agua con sal, al agregar NaCl al H2O se forman interacciones ión dipolo, al interactuar el Na+ que es positivo con el oxígeno y el Cl- al ser negativo con el hidrógeno. Este efecto también conocido como solvatación, disminuye el Aw al atrapar el agua con las sustancias iónicas agregadas. Por este motivo, el Aw del agua dio como resultado 0.9993 y al

agregarle NaCl 6 mol/L al agua disminuyó a 0.7596 (Marin et al, 2006).

La salsa de soya y el encurtido presentan Aw elevados, 0.9117 y 0.9707 respectivamente, esto se debe a que ambos alimentos presentan altos porcentajes de agua 66.0% y 94.08%. No obstante, es mayor en el encurtido, ya que este contiene vegetales y dichos alimentos presentan altos Aw (Hui et all, 2003).

En el caso del pan sin gluten y el pan, estos presentaron un Aw elevado 0.9556 y 0.9599 respectivamente, a pesar de que su contenido de humedad no es alto (pan con gluten 40.20% y pan 36.44%). Esto se debe que el pan una vez preparado gana agua del ambiente rápidamente, por lo que su vida útil es baja.

Los alimentos que obtuvieron Aw más altos fueron las puntas de corazón de palmito 0.9952 y el chayote 0.9970. Esto se debe a que ambos alimentos presentan porcentajes de agua elevados 90.20% y 90.80% respectivamente, y baja cantidad de macro y micronutrientes (ver cuadro 3). Y como se menciona en la literatura, los alimentos frescos como vegetales y frutas presentan Aw altos, entre 1.00 y 0.90 debido a un alto porcentaje de humedad (Hui et all, 2003).

3. De acuerdo a los valores de aw, clasificar los alimentos anteriores en al menos tres categorías, y definir para cada categoría los microorganismos capaces de crecer en dichos alimentos.

La actividad de agua de un alimento, va a determinar el crecimiento de microorganismos importantes para la seguridad alimentaria y así predecir la vida útil de los alimentos, mediante la clasificación de los alimentos en estables o no perecederos, semiestables o semiperecederos y perecederos. Dichos microorganismos, se pueden observar en el siguiente cuadro.

Cuadro 4. Clasificación de los microorganismos presentes en los diferentes alimentos según el rango de Aw.

Fuente: Beauchut, 1981. p. 345-349, citado por Hui et al, 2003.

Alimentos estables o no perecederos: son alimentos cuyos valores de Aw se encuentran por debajo de 0.65, lo que corresponde a un contenido total de humedad menor al 20%, tales productos son en su mayoría alimentos deshidratados (Potter et al, 1998). Los alimentos que entran en esta categoría son la harina de palmito y el mix

de snacks cuyos Aw son respectivamente 0.2448 y 0.3611. No obstante, las mediciones del Aw siempre está sujeta a errores, por ejemplo, errores de metodología; por esta razón productos como el té de manzanilla que son tan estables, dio por milésimas un Aw que lo ubicaría en los alimentos de mediana estabilidad, dicho Aw fue de 0.6571; los microorganismos que podrían crecer en esos alimentos se

presentan a continuación (ver cuadro 4).

Saccharomyces rouxii Aspergillus echinulatus Monacus bisporus

Alimentos semiestables o semiperecederos: los alimentos cuyos valores de Aw se encuentren entre los 0.65 y 0.90 y sus valores de humedad van desde el 20% y 60%, son considerados semiperecederos (Potter et al, 1998). Dentro de los cuales tenemos al NaCl 6 mol/L cuyo Aw es de 0.7596; los microorganismos que podrían crecer en esos

alimentos son los siguientes (ver cuadro 4). Micrococcus Cándida Turolopsis Hansemila Staphyloccocus aureus Penicillia micotoxigénica Saccharomyces spp. Debaryomyces

Aspergilli micotoxigénico Bacterias halofílicas Aspergillus chevalieri A. candidus Wallemia sebi Saccharomyces bisporus

Alimentos perecederos: alimentos cuyo Aw sea mayor a 0.90 crecerán la mayoría de las bacterias alimentarias más importantes (Potter et al, 1998). De los alimentos analizados, los siguientes se encuentran en esta categoría con su respectivo Aw puntas de corazón de palmito 0.9952, chayote 0.9970, pan sin gluten 0.9556, pan 0.9599, encurtido 0.9707, salsa de soya 0.9117; enseguida se muestran los microorganismos que podrían crecer en esos alimentos (ver cuadro 4).

Pseudomonas Eschericherichia Proteus Shigella Klebsiella Bacillus Clostridium perfringens Salmonella

Vibrio parahaemolyticus Clostridium botulinum Serratia Lactobacillus Pediococcus Rhodotorula Pichia

BIBLIOGRAFÍA

BEAUCHUT, L. 1981. Microbial stability as affected by water activitity. Cereal Foods World. 26(7). p. 345-349.

DECAGON. 2009. Aqua Lab 4 Water Activity Meter: Operator’s Manual. Decagon Devices Inc. Washington, Estados Unidos. P. 33-34. INTERNET. http://www.aqualab.com/assets/Manuals/AquaLab3v6.pdf

HUI, H.; GHAZALA, S.; MURELL, K. & WAI-KIT, N. 2003. Handbook of Vegetable Preservation and Processing. Marcel Dekker Inc. Washington, Estados Unidos. p. 39-54. INTERNET. https: //sibdi.ucr.ac.cr/http://www.crcnetbase.com/doi/pdf/10.1201/978020391 2911.pt5

INCAP/OPS. 2006. Tabla de Composición de Alimentos de Centroamérica. 2 ed. Guatemala.

KAREL, M. K. & LUND, D. 2003. Physical principles of food preservation. Marcel Dekker Inc. Washington, Estados Unidos. INTERNET. https://sibdi.ucr.ac.cr/http://www.crcnetbase.com/doi/pdf/10.1201/9780203911792.ch5

MARIN, E.; LEMUS, R.; FLORES, V.  &  VEGA, A. 2006. La rehidratación de alimentos deshidratados. Rev. Chil. Nutr. 33 (3) p. 527-538. INTERNET. http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0717-75182006000500009&script=sci_arttext

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