A água desempenha funções vitais nos alimentos e sua disponibilidade determina a deterioração microbiológica e química. A atividade de água (aw) mede a água disponível e influencia o crescimento microbiano. Os principais métodos de conservação reduzem a aw por secagem, adição de solutos ou congelamento.
2. Desempenha funções importantes:
• estabilizador da T corporal;
• transportador de nutrientes;
• reagente e meio de reação;
•Estabilizador da conformação de
polímeros formados por biomoléculas;
• facilitador do comportamento dinâmico
de macromoléculas, etc..
• importante fator no controle da taxa de
deterioração dos alimentos;
3. Disponibilidade da água para atividade
microbiológica, enzimática ou química é que
determina a “vida-de-prateleira” de um
alimento.
A água na quantidade, localização e estrutura
adequada é essencial para o processo vital,
influencia na textura, na aparência, no sabor
e na deterioração química e microbiológica
dos alimentos.
4. Quanto maior o teor de água nos alimentos,
maior a sensibilidade a deterioração
Por isso, a maioria dos métodos de
conservação dos alimentos baseia-se na
• remoção da água por secagem;
• redução da mobilidade da água por
congelamento;
• adição de solutos;
5. Exemplos de operações unitárias que reduzem a
aw em alimentos:
• remover fisicamente a água (desidratação,
secagem, evaporação, liofilização ou
concentração por congelamento;
• adição de substâncias umectantes e formação
de cristais;
Atividade de água (aw): designa o quanto de
água está disponível no alimento, ou seja, para
indicar a intensidade com que a água está
associada aos constituintes não aquosas.
6. Propriedades físicas da água
• a água apresenta pontos de fusão e de
ebulição muito mais elevados que o metano,
amônia e ácido fluorídrico;
• apresenta altos valores de tensão superficial,
constante dielétrica, calor específico, calor de
mudança de fase ;
Esses dados e os altos valores das
propriedades caloríficas da água são
importantes nas operações de processamento
de alimentos como secagem e congelamento.
7. A água apresenta um valor moderadamente
baixo para densidade e uma capacidade não
usual de se expandir na solidificação
A condutividade térmica da água líquida é
MAIOR que a dos outros líquidos.
A condutividade térmica da água em estado
sólido é maior que dos outros sólidos não
metálicos
A cond. térmica da água no estado sólido (0o
C)
é 4x maior que o da água líquida na mesma
temperatura
8. A água no estado sólido apresenta uma
difusividade térmica de aproximadamente 9x
maior que da água líquida – qdo submetido ao
mesmo gradiente de temperatura, a água no
estado sólido sofrerá mudanças de T numa
maior velocidade.
9. As propriedades da água são atribuídas:
• À estrutura de sua molécula;
• À sua habilidade de formar pontes de H
com outras mol. de água;
• À formação de estruturas típicas nos
estados líq. e sól.
10.
11. A interação química entre 2 átomos de H e 1
de O é formada pela interação de elétrons nos
orbitais atômicos.
Molécula de água - Tetraedro distorcido com
ângulo de 104o
28’ – repulsão entre si devido
aos eletrons não ligantes
A estrutura tetraédrica da mol. de água confere
baixa densidade molecular e volume, enquanto
que a dif. de cargas resulta num alto valor da
constante dielétrica. Isto juntamente com o alto
momento dipolar são responsáveis pelas
características especiais da água como
solvente.
12. 4 mol de água
forças intermol muito fortes – pontes de H – que é
uma ligação eletrostática dipolo-dipolo com baixo
nível energético
13. Estrutura da água no estado sólido
• estrutura geométrica hexagonal simétrica;
• a mobilidade das mol de água no estado
sólido tem relação com a velocidade de
deterioração dos alimentos armazenados
em baixa T;
• no congelamento as mol de água se
associam de maneira ordenada para
formar a estrutura mais rígida que é mais
aberta (ou menos densa) que a forma
líquida
14.
15. 0o
C – água contém redes semelhantes
àquelas encontradas no gelo.
Aproximadamente metade das P H. a -183o
C
permanecem intactas.
100o
C – metade das P H estão intactas. No
entanto, todas as P H se quebram qdo a
água líquida a 100o
C se transforma em
vapor, o que explica o grande calor de
vaporização da água.
17. interage fortemente com substâncias hidrofóbicas
por meio de ligações iônicas, dipolo-dipolo ou
covalentes
Resulta em alterações
• na estrutura e mobilidade da
água
• estrutura e reatividade das
subst. hidrofílicas
18. A água presente nos alimentos encontram-
se em 2 formas:
• água livre
• água ligada
Outros autores separam como
• Água ligada
• Água de capilar
• Água livre
19. Água ligada – água em contato com solutos e
outros constituintes não aquosos, que exibem
mobilidade reduzida e não congela a -40o
C.
Portanto, esta água não se comporta como a
água pura.
Vários graus de ligação da água
subdividida em:
Água constitucional;
Água vicinal;
Água de multicamada;
20. Água constitucional – representa uma pequena
fração da água presente nos alimentos com alto
teor de umidade. É a água mais fortemente
ligada aos constituintes não aquosos dos
alimentos por ligações iônicas.
Água vicinal – representa a próxima camada
de água adjacente á água constitucional.
Ocupa os sítios mais próximos da maioria
dos grupos hidrofílicos presentes nos
constituintes não aquosos.
21. Água multicamada – representa a água ligada
em menor intensidade que a água vicinal.
Seria a água ligada de forma mais fraca aos
constituintes não aquosos dos alimentos mas
que ainda possui uma intensidade de ligação
com os solutos que não lhe permite se
comportar como a água pura.
A água ligada, de maneira geral, está
presente em quantidades muito pequenas
no alimento e não está disponível para o
crescimento m.o. nem reações
enzimáticas.
22. Água livre – água que apresenta as
mesmas propriedades da água pura, que
está disponível para o crescimento de m.o.
e para reações enzimáticas, mas que não
flui livremente do alimento qdo este é
cortado.
23. Capacidade de ligar água – algumas
macromoléculas tem habilidade de aprisionar
grandes quantidades de água prevenindo,
assim, sua exudação.
Essa água não flui livremente do alimento, mas
é facilmente retirada durante processo de
secagem e convertido em gelo durante
congelamento.
Constitui a principal fração de água presente
nos alimentos e que alteração na sua
quantidade ou forma de ligação com os sólidos
afeta a qualidade no alimento
24. Deterioração dos alimentos:
resultante do crescimento m.o.
atividade enzimática
reações químicas
Perecibilidade – termo que designa a
facilidade com que o alimento deteriora.
25. A capacidade de sobrevivência ou de
multiplicação dos microorganismos que estão
presentes em um alimento, depende de uma série
de fatores. Dentre estes, pode-se citar a atividade
de água (Aw).
26. Atividade de água (aw): designa o quanto de
água está disponível no alimento, ou seja, para
indicar a intensidade com que a água está
associada aos constituintes não aquosas.
A aw correlaciona-se suficientemente bem
com as velocidades de crescimento de m.o. e
de outras reações de deterioração
Indicador útil qto à estabilidade de
um produto e sua segurança
microbiológica.
27. Água fortemente presa a sítios moleculares ou
iônicos,
Água menos fortemente mas ainda indisponível
como solvente para diversas entidades
químicas ou substrato para microrganismos
Água fracamente ligada aos componentes dos
alimentos, sendo chamada de água livre.
28. São gráficos que relacionam o teor de água
do alimento (massa de água/unidade de
massa de matéria seca da amostra) com sua
Aw em uma T constante.
Uteis para:
Processo de concentração
Secagem de alimentos
Hidratação de alimentos
29.
30.
31.
32. Uma isoterma pode ser dividida em 3 regiões:
RI – água de monocamada – mais fortemente
adsorvida e imóvel. Adsorvida por sítios polares
dos alimentos e também se liga a outras
moléculas de água através de P H;não atua
como solvente; comporta-se como sólido
RII – ocupa os sítios remanescentes e várias
camadas adicionais em torno dos grupos
hidrofílicos e é denominada de água de
multicamada. O teor de água presente é menor
que 5% da água contida num alimento com alto
teor de umidade (maior que 90%).
33. RIII – encontra-se a água ligada mais fracamente
e mais móvel, a água livre. É congelável, está
disponível como solvente e permite o
desenvolvimento de m.o., reações enzimáticas e
químicas.
34. A adição de sais, de açúcar e de outras
substâncias promove uma diminuição do valor
de Aw de um alimento, visto que, uma redução
no valor da pressão parcial de vapor da água
contida no alimento diminui.
A Aw de um alimento também pode ser
reduzida através da desidratação e do
congelamento.
35.
36. Os microorganismos têm um valor mínimo e um
valor máximo de Aw para a sua multiplicação
37.
38. Os alimentos são classificados em função da Aw
em 3 grupos:
Alimentos com baixa umidade – aw até 0,6
Alimentos com umidade intermediária – aw entre
0,6 e 0,9
Alimentos com alta umidade – aw maior que 0,9
39. O controle microbiano através da desidratação- método
mais antigo de conservação de alimentos.
Alimentos desidratados - teor de umidade inferior a
25% e atividade de água inferior a 0,60.
Aw sendo igual a 0,60 é considerada como o valor
limitante para a multiplicação de qualquer
microorganismo.
Microorganismos mais perigosos nos alimentos
desidratados são os bolores do gênero Aspergillus.
40. Umidade alerta é utilizada como parâmetro para
estimar a estabilidade de alimentos desidratados
durante o armazenamento.
Está relacionado a um determinado conteúdo de
água, que não deve ser excedido, caso se deseje
evitar o crescimento de bolores.
41.
42. 0,2 a 0,3 -
Representam valores ótimos para alimentos
desidratados
Vida útil máxima
Componentes protegidos por uma mono-camada
de água
43. 0,35 a 0,45
Mudanças físicas, perda da crocrância da dureza
e recristalização de açúcares
Transição de quebradiço/crocante para
borrachento e macio
Pode predizer a vida útil de um produto crocrante
devido a permeabilidade da embalagem e a
umidade relativa externa
44. 0,4 a 0,5
Alimentos cuja característica é a maciez tornam
endurecidas devido a transição vítrea Ex frutas
desidratadas
Sorvetes com 0,8 ea casca do cone com 0,2
45. 0,6 começa a faixa onde ocorre crescimento de
microrganismo se a umidade aumentar
0,6 a 0,8
Reações química indesejáveis atingem
velocidade máxima
Acima de 0,85
Ocorre desenvolvimento microbiano inclusive de
patógenos
46. A atividade de água pode ser determinada pela
umidade relativa na vizinhança do alimentos uma
vez estabelecido o equilíbrio
47. Câmara fechada onde atmosfera interna equilibra
com a amostra colocada dentro da câmara
Após equilíbrio mede-se a umidade relativa a
temperatura de equilíbrio
Utiliza o ponto de orvalho para medir a umidade
relativa dentro da câmara
48. Equipamento
Câmara hermeticamente fechada com um
espelho
Um sensor ótico
Um ventilador interno
Um sensor infravermelho para temperatura
49. No equilíbrio a umidade relativa do ar
corresponde a Aw
Espelho é resfriado –placa cerâmica(efeito Peltier)
Abaixamento da temperatura
Condensação do vapor de água (ponto de
orvalho)
50. Temperatura é medida pelo termopar acoplado
ao espelho (temperatura do bulbo úmido)
Sensor de reflectância ótica detecta momento
que o espelho começa embaçar
A temperatura é medida (temperatura bulbo
seco
A diferença de temperatura entre o bulbo seco e
o bulbo úmido fornece a umidade relativa