agua

07/06/2015

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EL AGUA

Mg.Sc. Ing. Elena Chau L.

UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA QUMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

QUMICA DE LOS ALIMENTOS

Mg. Sc. Ing. Elena Chau L.

El agua, una molcula simple y extraa, puede ser considerada como el lquido de la vida.

Es la sustancia ms abundante en la biosfera, dnde la encontramos en sus tres estados.

Es adems el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de la mayor parte de las formas vivas es agua.


Debido a que no tiene un valor energtico, ya que no sufre cambios qumicos durante su utilizacin biolgica, el agua en muchas ocasiones no se considera como nutrimento, sin embargo sin el no podran llevarse acabo las reacciones bioqumicas.

Estructura


La molcula de agua est formada por dos tomos de H unidos a un tomo de O por medio de dos enlaces covalentes.

No es lineal, es altamente polar

La molcula de agua se comporta como un dipolo

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Propiedades Fisicoqumicas


Casi todas las propiedades fisicoqumicas del agua presentan particularidades derivadas de su capacidad de formacin de enlaces o puentes de hidrgeno.

Estados Fsicos


El agua puede presentar los tres estados fsicos conocidos: gas, lquido y slido.

A una atmsfera de presin, estas formas estn en funcin exclusivamente de la temperatura, por lo que O C se presenta como hielo y a 100 C, como vapor.


Sin embargo, a una presin de 610.4 kPa y a 0.0099C , se considera que dichos estados fsicos se encuentran conjuntamente en equilibrio: Punto Triple del Agua.

Estructura del agua

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El hielo es una estructura simtrica de molculas de agua unidas ntegramente por medio de puentes de hidrgeno.

Los oxgenos interaccionan de tal manera que generan planos paralelos, que hacen que el hielo adquiera un arreglo hexagonal simtrico en donde cada vrtice est representado por un tomo de oxgeno.

Distribucin del Agua en los Alimentos


El agua representa el constituyente ms abundante en la mayor parte de nuestros alimentos en estado natural, a excepcin de los granos.

Por eso tiene un papel esencial para la estructura y dems caracteres de los productos vegetales y animales, de los que nos alimentamos, tal como la textura, pero a la vez es responsable de su aptitud hacia el deterioro.

Contenido de agua en diversos alimentos (%)

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Alimento Contenido de agua (%)

Carne de resCarne de cerdo

7060

Manzana 88

Lechuga esprragoBrocoli

9590

PanGalletas

405


En los tejidos animal y vegetal el agua no est uniformemente distribuida debido a los complejos hidratados que se establecen con protenas, carbohidratos, lpidos y otros constituyentes.

En general, el contenido de humedad de un alimento se refiere a toda el agua en forma global, sin considerar que en la mayora de los productos existen zonas o regiones microscpicas que debido a una alta acumulacin de lpidos no permiten su presencia y la obligan a distribuirse en forma heterognea.

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Se emplean trminos como "agua ligada" y "agua libre", para referirse a la forma y el estado energtico que dicho lquido guarda en un alimento.

Agua Total, Libre y Ligada


Aunque en realidad no hay una definicin precisa para cada una de estas fracciones, se considera que el agua ligada es aquella porcin que no congela en las condiciones normales de congelamiento a - 20C;

Por otra parte, el agua libre es la que se volatiliza fcilmente, se pierde en el calentamiento, se congela primero y es la principal responsable de la actividad acuosa.

En la actualidad muchos autores prefieren usar los trminos "agua congelable", en lugar de libre, y "agua no congelable" para la ligada.

Actividad de Agua


El agua es, probablemente, el factor individual que ms influye en la alterabilidad de los alimentos.

Por otra parte est perfectamente demostrado que alimentos con el mismo contenido en agua se alteran de forma distinta de lo que se deduce claramente que la cantidad de agua por s sola no es un fiel indicativo de deterioro de los alimentos.

Actividad de Agua


El trmino de Aw indica la intensidad de las fuerzas que unen el agua con otros componentes no acuosos y, en consecuencia, el agua disponible para el crecimiento de microorganismos y para que se puedan llevar a cabo diferentes reacciones qumicas y bioqumicas.

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La actividad de agua se define como la relacin existente entre la presin de vapor de una solucin o de un alimento (P) con respecto a la presin de vapor del agua pura (Po), a la misma temperatura.

donde: P = presin de vapor de la solucinPo = Presin de vapor del agua pura.

PoPAw


El agua presente en los alimentos ejerce, por lo tanto, una presin de vapor que depende de la cantidad de agua, de la concentracin de solutos en el agua y de la temperatura.

Actividad de Agua de algunos alimentos

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Alimento Aw

FrutasJugos

HuevosCarnePan

GalletasAzcar

0.970.970.970.970.960.100.10

Isotermas de Sorcin


Una isoterma de adsorcin (o de desorcin) es la curva que indica, en el equilibrio y para una temperatura determinada, la cantidad de agua retenida por un alimento en funcin de la humedad relativa de la atmsfera que le rodea; o, si se quiere, e inversamente, la presin parcial de vapor ejercida por el agua del alimento, en funcin del contenido de agua en el mismo.

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Al representar las isotermas de sorcin de agua de un alimento es necesario indicar a la temperatura que han sido construidas.

Para un mismo contenido en agua, la Aw aumenta a medida que lo hace la temperatura.



En las isotermas de sorcin de agua se pueden distinguir tres zonas poco delimitadas que indican la forma en que el agua se encuentra ligada a los alimentos

Zona I


Es el agua ms fuertemente ligada y menos mvil. Corresponde con el agua fija a los grupos polares de ciertos compuestos especialmente a NH3+ y COO- de las protenas y a los grupos OH- de los almidones, as como al agua de cristalizacin de azcares y sales.

Es muy difcil extraer, no es congelable y no se encuentra disponible para actuar como disolvente o reactivo.

Constituye una cantidad muy pequea del agua total de un alimento y corresponde a una Aw inferior a 0,2-0,3.

El lmite entre las zonas I y II es la denominada monocapaBET.

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Zona II


Comprende el agua correspondiente a las capas de hidratacin de los constituyentes solubles, es decir, protenas, sales, azcares, etc.

Est ligada por puentes de hidrgeno e interacciones dipolo-dipolo o retenida fsicamente en microcapilares de dimetro inferior a 1 m.

El punto de congelacin y la capacidad solvente se encuentran muy reducidos.

La Aw est comprendida entre 0,20-0,30 y 0,80 aproximadamente.

Zona III


Representa la mayor parte del agua de los tejidos frescos.

Es el agua menos ligada y ms mvil de los alimentos. Se encuentra retenida fsicamente en membranas

capilares (dimetro superior a 1 m), por lo que se puede eliminar fcilmente por diversos procedimientos. Su retencin est determinada por el pH y las fuerzas inicas.

Es la responsable de la alteracin de los alimentos ya que est disponible para el desarrollo de microorganismos y las reacciones qumicas.

Equivale a una Aw de 0,80-0.99.

Histresis de las Isotermas de Sorcin


La isoterma de adsorcin para un producto determinado no es superponible a la isoterma de desorcin.

Esta falta de coincidencia de las dos grficas se conoce como histresis de las isotermas de sorcinde agua y se detecta sobre todo en la zona intermedia de las grficas.

Histresis de las Isotermas de Sorcin

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La magnitud de la histresis es variable y depende de diferentes factores como son la naturaleza del alimento, los cambios fsicos ocurridos cuando se aade o elimina agua, el grado de desorcin, la cantidad de agua eliminada durante la desorcin y la temperatura.

Los alimentos con una Aw, determinada, a una temperatura constante siempre presentan mayor contenido de agua durante la desorcin que en la adsorcin.

Actividad de agua y Estabilidad de los alimentos

Ing. Elena Chau L.

Aplicacin de las Isotermas de Sorcin en la Tecnologa de Alimentos


Permiten evaluar la estabilidad de los alimentos. Permiten prever la Aw de mezclas de diversos

ingredientes. Permiten estimar el tiempo mximo de

almacenamiento de un producto en un envase con una permeabilidad al vapor de agua conocida

Aplicacin de las Isotermas de Sorcin en la Tecnologa de Alimentos


Permiten mejorar los procesos de conservacin basados en la reduccin del contenido en agua puesto que mediante las isotermas de sorcinpodemos determinar cul es el contenido de humedad residual ptima para un alimento determinado.

Permiten determinar la temperatura ptima de almacenamiento de productos congelados, estableciendo una relacin entre sta y la Aw.

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Importancia del Agua en la Industria Alimentaria


Proceso

Generacin de vapor

Sistema de enfriamientoLavado

Transporte

agua

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