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PRÁCTICA Nº 1
ACTIVIDAD DE AGUA Y DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE ADORCIÓN
I. INTRODUCCIÓN:
La 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. Una definición más sencilla sería la cantidad de agua libre que
hay en un alimento, es decir, la cantidad de agua disponible para reaccionar
químicamente con otras sustancias y provocar el crecimiento microbiano.
La actividad de agua es un parámetro estrechamente ligado a la humedad del
alimento lo que permite determinar su capacidad de conservación, de
propagación microbiana, etc. La actividad de agua de un alimento se puede
reducir aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los
alimentos mediante la extracción del agua (liofilización) o mediante la adición
de nuevos solutos. La actividad de agua junto con la temperatura, el pH y el
oxígeno son los factores que más influyen en la estabilidad de los productos
alimenticios.
Las unidades de medida van de 0 a 1 Aw y equivalen a la humedad relativa
de equilibrio (ERH) que va de 0…100% H.R.
Cuando un producto está expuesto al aire ambiente, la actividad del agua del
producto tiende a equilibrarse con la humedad relativa del aire que lo rodea
(ERH). Productos con alta actividad del agua tienen una textura jugosa,
húmeda, blanda; cuando baja la actividad del agua se vuelven resecos. Por
ejemplo: si se deja un embutido o un queso sin tapar, el producto tiene una
alta actividad del agua mientras que el aire que lo rodea está más seco, por
tanto el alimento empieza a liberar humedad al ambiente hasta alcanzar el
equilibrio, provocando que la capa superficial del alimento quede totalmente
reseca.
II. OBJETIVOS
 Conocer el uso del equipo de actividad de agua modelo Hygrolab 2.
 Determinar la actividad de agua de productos agroindustriales.
 Determinar la Isoterma de Adsorción de un producto agroindustrial.
III. FUNDAMENTO TEÓRICO
ACTIVIDAD DE AGUA
El fenómeno de adsorción, debe considerar la distribución del adsorbato entre dos
fases: la superficie de adsorción (adsorbente) y la otra fase que pude ser líquida o
gaseosa, de modo que para las composiciones de las fases en el equilibrio de
adsorción, se cumple la igualdad de potenciales químicos en ambas fases:
El potencial químico de cualquier componente sólido, líquido o gas, sea éste puro o
mezclado, ideal o no, a temperatura constante es:
Dondeμ0 iy f0 i sonel potencial químico y la fugacidad del componente i en el estado
de referencia, μ i y fi son el potencial químico y la fugacidad del componente i en el
estado de interés respectivamente, R la constante de los gases, T la temperatura
absoluta.
En la ecuación 2 el cociente de fugacidades corresponde a la actividad del
componente i
La actividad del componente i es una medida de la diferencia entre su potencial
químico en condiciones dadas y en el estado de referencia. En el caso de los
alimentos la actividad de agua (aw) determina el grado de interacción entre ésta y
los demásconstituyentes del alimento y esuna medida indirecta del aguadisponible
para llevar acabo las diferentes reacciones a las que están sujetos los componentes
así como para el crecimiento microbiano.
En el campo de la ciencia y la tecnología de alimentos, el aw se expresa como:
Donde P y P0 son las presiones de vapor del agua a la temperatura T y del agua pura
a la misma temperatura, %HR es la humedad relativa de equilibrio.
La ecuación 4 define a la actividad de agua como una presión relativa o bien como la
humedad relativa de equilibrio.
ISOTERMAS DE ADSORCIÓN EN ALIMENTOS.
Una isoterma de adsorción es la representación de la relación, en el equilibrio, entre
la cantidad adsorbida y la presión a una temperatura constante.
En la figura 1 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.
A consecuencia de la histéresis, para un valor dado de aw, el contenido de humedad
en la desorción es mayor que en la adsorción, debido a que durante la primera
suceden interacciones entre los componentes del alimento, de modo que
3 los sitios físicos polares donde ocurre la adsorción se pierden; por ejemplo si la
albúmina del suero bovino hidratada se somete a un secado (desorción) en aire de
humedad relativa de 34% a 250C, la albúmina alcanza el equilibrio con el aire a un
contenido de humedad de 10%, mientras que en las mismas condiciones la proteína
deshidratada adsorbe agua hasta que llega al equilibrio con el aire a un contenido
de humedad de 7% La actividad de agua para un valor dado de contenido de
humedad es mayor en la adsorción que en la desorción.
En la parte inferior de la curva de adsorción, están los alimentos deshidratados, al
aumentar el contenido de humedad, se encuentran los alimentos de humedad
intermedia y luego los de alto contenido de humedad.
En la figura 2 se presenta la
clasificación de isotermas según
Brunnauer, Deming y Teller8, el tipo
1 corresponde a la isoterma de
Langmuir que describe la adsorción
monomolecular de gas sobre un
sólido poroso,eltipo 2 esla isoterma
conocida como sigmoide
característica de productos solubles,
muestra una tendencia asintótica
conforme la actividad de agua se
acerca a la unidad. La isoterma tipo
3 o de Flory-Huggings se encuentra
en la adsorción de un disolvente o
plastificante como el glicerol. El tipo
4 muestra la adsorción por un sólido
hidrófilo “hinchable”, hasta que se
alcanza el máximo de sitios de
hidratación.
Finalmente el tipo 5 llamado
isoterma BET porBrunauer, Emmett
y Teller que representa la adsorción
multimolecular observada en la
adsorción de vapor de agua sobre carbón.
Los perfiles de isotermas más frecuentes en alimentos son los tipos 2 y 4.
Para ajustar las curvas isotermas experimentales, se han propuesto varios modelos
matemáticos. Hasta hace unos años, el modelo con mayor aplicación en alimentos
era la ecuación isoterma de Brunauer, Emmett y Teller (BET). Brunauer, Emmett y
Teller, extienden el tratamiento de Langmuir, para explicar la adsorción
multimolecular. Como consecuencia de la similitud entre las fuerzas responsables
de la adsorción física y las fuerzas de licuefacción (fuerzas de van der Waals), la
adsorción en las superficies tanto planas como convexas, no se limita a una
monocapa sino que continua hasta que la superficie queda cubierta con una capa
multimolecular de líquido.
Laisoterma BET (ecuación5), seobtiene igualando las velocidades de condensación
y evaporación en las diversas capas, supone que la energía característica de
adsorción del vapor corresponde a la primera capa, en tanto 4 que la energía de
licuefacción del vapor sirve para las capas siguientes.
Donde V es el volumen adsorbido a la presión P, P0 es la presión de vapor de
saturación. La constante c contenida en la ecuación, representa la diferencia de
energía entre las moléculas adsorbidas en la primera capa y la de las capas
siguientes, la constante Vm representala capacidadde adsorciónenla primeracapa.
La ecuación BET es aplicable en el intervalo 0.05 < aw > 0.35-0.4, el intervalo de
mayor interés en el área de los alimentos abarca desde aw 0.1 hasta 0.9, lo que
representa una limitación importante en la aplicación de la isoterma BET.
El valor de la cantidad adsorbida a presiones relativas mayores a 0.4, con frecuencia
es menor que el predicho por la isoterma BET, se han propuesto tres razones para
explicar este hecho1: i) La energía de adsorción en la segunda capa es menor que la
energía de licuefacción del adsorbato, ii) La estructura del adsorbente es tal que
permite solamente la adsorción de un número finito de capas y iii) A causa de los
efectos de condensación capilar.
Anderson corrige el modelo BET multiplicando la actividad de agua por una
constante k<1, la cual interpreta como el hecho de que la energía de adsorción de la
segunda capa es menor que la de licuefacción en las capas siguientes. Para derivar
unaexpresiónquetome en cuentalo anterior,se postula quela energíade adsorción
de la segunda a la novena capas difiere de la energía de licuefacción en las capas
siguientes, por una cantidad d:
El valor de d también se suma a la energía de adsorción de la primera capa, el
volumen adsorbido esinfinito cuando la presióndel adsorbato seiguala a supresión
de licuefacción (P = P0), bajo estas condiciones límites la cantidad adsorbida en las
primeras nueve capas es despreciable comparada con la cantidad total adsorbida, d
= 0, x = 1 y por tanto x =P/P0, para condiciones diferentes a las límites:
La ecuación isoterma de BET modificada bajo estos conceptos es:
Donde x = presión relativa (P/P0), V es la cantidad adsorbida a la presión P, Vm la
cantidad adsorbida en la monocapa, c y k son constantes.
En la ecuación 10 a y b son las constantes de rapidez de adsorción y desorción
respectivamente y los subíndices corresponden a la primera y segunda capas.
En la figura 31 se presenta la influencia del valor de k, sobre la representación
gráfica de la ecuación 9 para la adsorción de nitrógeno sobre esferas microscópicas
de vidrio a -1950C. La gráfica se construye con valores experimentales de volumen
(V) adsorbido a diferentespresionesrelativas (x), suponiendo unvalor arbitrario de
k menor a uno. De la pendiente y la ordenada de la gráfica para k = 0.715 que
correspondealamejorrepresentaciónlineal enel intervalo de 5presionesrelativas,
se obtienen los valores de la constante c y de Vm, el valor de d se obtiene de la
ecuación 8.
La isoterma BET considera solamente la diferencia de energía entre las moléculas
en la monocapa y las de las capas siguientes a las que le asigna un comportamiento
líquido, en tanto que la isoterma de Guggenheim, Anderson y de Boer (GAB) postula
que las moléculas de agua (adsorbato) tienen entre sí el mismo estado en las capas
segunda a la novena, el cual es diferente al de las moléculas de agua en el estado
líquido, con ello se introduce una segunda etapa de sorción de moléculas de
adsorbato,parala quese requierela constante k quemide la diferenciade potencial
químico estándar entre la moléculas en la segunda etapa y las moléculas de líquido
en el estado líquido puro.
La aplicación de la isoterma GAB, se extendió ampliamente gracias a las rutinas
computarizadas de resolución de cuadrados mínimos, la determinación es posible
ya sea por regresión no lineal partiendo de la expresión directa de la isoterma GAB
o también por regresión parabólica de la ecuación transformada de la isoterma.
La ecuación de la isoterma GAB en términos de los parámetros usados en el campo
de los alimentos se presenta en la ecuación 11
Donde u es el contenido de agua (g de H20/g bs), um el contenido de agua en la
monocapa, k y c constantes de GAB.
Ejemplos de la aplicación de la isoterma GAB.
En general, el estudio de los procesos de adsorción en el campo de los alimentos
sirve para diversos propósitos, particularmente la isoterma GAB tiene entre otras,
las siguientes aplicaciones:
Aporta información valiosa sobre la vida de anaquel, mediante la determinación del
contenido de humedad seguro, es decir, el que garantiza la estabilidad del producto
en condiciones dadas. Constituye una parte esencial del control del proceso de
secado, proporcionando información útil para el diseño del equipo de secado y para
el estudio de la cinética del proceso.
Permite la determinación del número de grupos polares disponibles para la sorción
de agua por macromoléculas (figura 4), la desnaturalización de la proteína produce
un desdoblamiento de la molécula exponiendo un mayor número de sitios polares
disponibles para la unión de agua.
Existe una relación entre el perfil de la isoterma y el estado (cristalino o amorfo) del
sólido (figura 5), que conduce a la determinación de la humedad relativa crítica de
un sólido a determinada temperatura.
A consecuencia de la histéresis, para un valor dado de aw, el contenido de humedad
en la desorción es mayor que en la adsorción, debido a que durante la primera
suceden interacciones entre los componentes del alimento, de modo que los sitios
físicos polares donde ocurre la adsorciónse pierden; por ejemplo si la albúmina del
suero bovino hidratada se somete a un secado (desorción) en aire de humedad
relativa de 34% a 250C, la albúmina alcanza el equilibrio con el aire a un contenido
de humedad de 10%, mientras que en las mismas condiciones la proteína
deshidratada adsorbe agua hasta quese llega al equilibrio con el aire a un contenido
de humedad de 7% La actividad de agua para un valor dado de contenido de
humedad es mayor en la adsorción que en la desorción.
Puede estudiarse la adsorción de agua en mezclas para determinar si es resultado
de una contribución aditiva simple de cada uno de los componentes de la mezcla o
si hay influencia de las interacciones entre éstos.
La aglomeración (caking) de alimentos en polvo puede predecirse para estos
productos insolubles.
IV. MATERIALES Y MÉTODOS
- MATERIALES
Cubetas
Balanza Analítica
Campana De Desecación
Equipo de Actividad de Agua
- MÉTODOS
A. Manejo del equipo
Para poder determinar la actividad de agua en las muestras
utilizaremos este equipo de la marca ROTRONIC, es un instrumento
de sobremesa que está conectado a una sonda donde se introducirá
la cubeta con la muestra.
Cabe indicar que este equipo mide tanto la actividad de agua como la
temperatura, y es necesario llegar al estado de equilibrio para efectuar
la medición de actividad del agua. El tiempo necesario para que esto
ocurra es muy variable,
dependiendo del alimento
a medir, el tiempo puede
oscilar entre pocos minutos
hasta más de 1 hora. Pero
en este caso debido a la
rapidez de la práctica solo
se dejará la muestra por 5
minutos.
Para empezar a medir, primero pulsamos el botón de inicio en el
equipo y esperamos hasta que se estabilice.
Luego colocamos la muestra a analizar dentro del sostenedor de
muestra.
Ponemos el sensor encima del sostenedor de la muestra, y esperamos
los 5 minutos necesarios para poder anotar el valor resultante.
Proceder de igual forma para todas las muestras y elaborar una tabla
de datos con las distintas muestras y graficarlas, de la forma siguiente:
Equipo de Actividad de Agua
B. Preparación de la muestra para la construcción de la Isoterma.
 Diagrama de flujo del proceso realizado:
MUESTRA Aw
Café 0.296
Harina de trigo 0.295
Enumerar
y pesar
Llenar Pesar
Colocar Colocar
Retirar Pesar
Anotar
0.2944
0.2946
0.2948
0.295
0.2952
0.2954
0.2956
0.2958
0.296
0.2962
Actividaddeagua
Muestras
Actividad de agua
Café Harina de trigo
Todos los datos en la
tabla.
Al retirar la cubeta de la
campana pesarla (sin
tapa) sin la balanza.
analítica.
Cada 5 minutos una
cubeta de la campana.
El resto de cubetas en
la campana.
Solo la primera cubeta en el
equipo de Aw por 5 min.
Cada cubeta con el café
Las cubetas sin tapita.
La cubeta, sin tapita,
con el café.
CAFÉ
 Procedimiento visual:
1
2
Enumerar y pesar las cubetas sin tapa donde se analizara la actividad de
agua del café (cubetas del equipo determinador de aw).
Enumeradas
Pesadas
Llenar las 5 cubetas una a una con el café, y pesar las cubetas (peso de
cubeta + materia seca) sin su tapita, llenar en la tabla de datos.
Llenando las cubetas con el café
Pesando cada cubeta con café
3
Seguidamente se introduce la primera cubeta en el equipo que determina la
aw, directamente sin colocarla en la campana, y esperamos 5 minutos para
retirarla.
Colocando la primera
cubeta en el equipo de Aw.
 Temperatura: 27.6°C
 Aw: 0.296
4
Al mismo tiempo se colocan el resto de cubetas en la campana de
desecación, encima de la rejilla. (Tomar la hora a la que es
introducida cada cubeta a la campana).
sin colocarseen la campana.(tomar la hora a la que es introducida
cada cubeta a la campana).
5
Después de 5 minutos retirar la segunda muestra de la campana de
ganancia de agua. Seguidamente pesar la muestra en la balanza
analítica y medir la actividad de agua. Llenar en la tabla de datos.
sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es introducida
cada cubeta a la campana).
Colocando las cubetas en la campana.
Retirando las cubetas de la campana.
HARINA
Pesando las cubetas
6 Después de 5 minutos retirar la tercera, luego la cuarta y así sucesivamente
con todas las cubetas, cada cierto espacio de tiempo. (Tomar la hora a la que
es retirada cada cubeta de la campana).
sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es introducida cada
cubeta a la campana).
Diagrama de flujo del proceso realizado:
Procedimiento visual:
La harina a 100°C,
por 6 horas, 1 día
antes a la
práctica.
Al retirar la cubeta
de la campana
pesarla (sin tapa) sin
la balanza. analítica.
Secar
Enumerar
y pesar Llenar Pesar
ColocarColocarRetirarPesar
Anotar
1
Todos los datos en la
tabla.
Cada 5 minutos
una cubeta de la
campana.
El resto de cubetas
en la campana.
Solo la primera
cubeta en el equipo
de Aw por 5 min.
Cada cubeta con la
harinaLas cubetas sin tapita.
La cubeta (sin tapita)
con la harina.
En una placa petri secar 20 gr aprox. de la harina de trigo, en
una estufa a 100 ºC por 6 horas, previo a la práctica.
Muestra a analizar
2
Enumerar y pesar las cubetas sin tapa donde se analizará la actividad de
agua de la harina de trigo (cubetas del equipo determinador de aw).
Enumeradas
Pesadas
Llenar las 5 cubetas una a una con la harina de trigo, una vez que se cumplió
el tiempo establecido y se la retiro la harina de la estufa, y pesar las cubetas
(peso de cubeta + materia seca) sin su tapita, llenar en la tabla de datos.
Llenando las cubetas
con la harina
Pesando cada cubeta
con la harina
3
Seguidamente se introduce la primera cubeta en el equipo que determina la
aw, directamente sin colocarla en la campana, y esperamos 5 minutos para
retirarla.
Colocando la primera cubeta
en el equipo de Aw.
4
Al mismo tiempo se colocan el resto de cubetas en la campana
de desecación, encima de la rejilla. (Tomar la hora a la que es
introducida cada cubeta a la campana).
sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es
introducida cada cubeta a la campana).
5
 Temperatura: 26.8°C
 Aw: 0.295
Colocando las cubetas en la campana.
Después de 5 minutos retirar la segunda muestra de la campana de
ganancia de agua. Seguidamente pesar la muestra en la balanza
analítica y medir la actividad de agua. Llenar en la tabla de datos.
sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es introducida
cada cubeta a la campana).
6
7
Después de 5 minutos retirar la tercera, luego la cuarta y así
sucesivamente con todas las cubetas, cada cierto espacio de tiempo.
(Tomar la hora a la que es retirada cada cubeta de la campana).
sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es introducida
cada cubeta a la campana).
Retirando las cubetas de la campana.
Pesando las cubetas
Los datos que tomemos en todo el procedimiento del café y la harina se llenarán en las siguientes tablas:
TABLA DE DATOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA ISOTERMA (CAFÉ)
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k)
Muestra
N°
Hora
Inicio
Hora
Final
Peso
cubeta
en gr
Peso
cubeta +
Muestra
(inicio), en
gr
Peso cubeta
+ Muestra
(final), en gr
Peso
(gr)
Muestra
(inicio)
Peso
Muestra
(final), en gr
𝐠𝐫 𝐇 𝟐 𝐎
𝐠𝐫 𝐌.𝐒.∗
𝐠𝐫 𝐇 𝟐 𝐎
𝟏𝟎𝟎 𝐠𝐫 𝐌. 𝐒.∗
Aw
1 --- --- --- 2.05 --- --- --- 0,296
2 9:53 am 9:58 am 2.76 4.79 4.80 2.03 2.04 0.01 0.49 0.386
3 9:53 am 10:03 am 2.74 4.76 4.79 2.02 2.05 0.03 1.485 0.395
4 9:53 am 10:08 am 2.76 4.8 4.86 2.04 2.04 0.00 0.00 0.413
5 9:53 am
10:15
am
2.76 4.76 4.79 2.00 2.00 0.00 0.00 0.423
TABLA DE DATOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA ISOTERMA (HARINA DE TRIGO)
Donde:
(a): Número de Muestra
(b): Hora en que la muestra es sometida dentro de la campana donde captará el agua que se encuentra dentro.
(c): Hora en que la muestra se retira de la campana después de un tiempo que la muestra a ganado agua.
(d): Peso de cada cubeta sin tapa.
(e): Peso de la cubeta con la muestra al inicio, antes de ingresar a la campana que contiene agua
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k)
Muestra
N°
Hora
Inicio
Hora
Final
Peso
cubeta,
en gr
Peso
cubeta +
Muestra
(inicio), en
gr
Peso
cubeta +
Muestra
(final), en
gr
Peso(gr)
Muestra
(inicio)
Peso(gr)
Muestra
(final)
𝐠𝐫 𝐇 𝟐 𝐎
𝐠𝐫 𝐌. 𝐒.∗
𝐠𝐫 𝐇 𝟐 𝐎
𝟏𝟎𝟎 𝐠𝐫 𝐌. 𝐒.∗
aw
1 --- --- 2.75 4.75 --- 2.00 --- --- --- 0.295
2 10:15 am 10:20 am 2.75 4.76 4.77 2.01 2.02 0.01 0.4975 0.315
3 10:15 am 10:25 am 2.75 4.78 4.79 2.03 2.04 0.01 0.4926 0.328
4 10:15 am 10:30 am 2.76 4.81 4.83 2.05 2.07 0.02 0.9756 0.394
5 10:15 am 10:35 am 2.76 4.81 4.84 2.05 2.08 0.03 0.4634 0.365
(f): Peso de la cubeta final, después de retirarla de la campana que contiene
agua.
(g): Diferencia (e) – (d)
(h): Diferencia (f) – (d)
(i): Diferencia (h) – (g)
(j): 100g*(i)/ (g)
C. Construcción de gráficos
 Determinar los valores de Actividad de agua (Aw ) y Humedad de los
diferentes alimentos agroindustriales y construir dos gráficos de barras:
 Alimentos Agroindustriales vs. Actividad de agua
Utilizaremos estos datos y los datos calculados en la práctica:
Alimentos
agroindustriales
AW Temperatura
Café 0.296 26.5°C
Harina de trigo 0.295 26.8°C
 Alimentos Agroindustriales vs. Humedad
Será necesario el uso de esta fórmula:
%𝐻𝑏𝑎𝑠𝑒 =
𝑃𝑖 − 𝑃𝑓
𝑃𝑖
∗ 100
 Elaborar la curva de gr de H2O/ 100gr de Materia Seca Vs. Tiempo
(Ganancia de agua vs. tiempo).
 Elaborar la curva de Actividad de agua Vs. tiempo
DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE ABSORCIÓN
- Procedimiento
 Diagrama de flujo del proceso realizado:
 Procedimiento visual:
Las placas en los
tapers
Las placas con la harina
La harina en las placasLas placas petri
Enumerar
y nombrar
Pesar Colocar
Pesar Colocar Pesar
Las placas petri
Luego de 48 horas las
placas.
1 Enumeramos y nombramos cada placa Petri que utilizaremos
para la harina de trigo y para las sales que vamos a analizar.
Placas enumeradas y
nombradas
Placas que van
en el taper junto
al:
PESO de las
placas
(gramos)
Cloruro de
Magnesio
2.76
Yoduro de Potasio 2.76
Cloruro de Sodio 2.76
Sulfato de Amonio 2.76
Cloruro de Potasio 2.77
Sulfato de Potasio 2.04
Placas
PESO DE LA HARINA
DE TRIGO (gramos)
Cloruro de Potasio 2.00
Yoduro de Potasio 2.00
Cloruro de Potasio 2.01
Sulfato de Amonio 2.00
Cloruro de Potasio 2.02
Sulfato de Potasio 2.01
2 Pesamos las 6 placas Petri
donde estará la harina.
2 Colocamos y pesamos la harina de trigo en
cada placa respectivamente.
Pesando las placas
Pesando las placas con la harina
3
Colocamos la cubeta y la placa Petri dentro del taper hermético:
Placa de harina de trigo y placa con la sustancia respectiva.
Placas dentro del taper.
V. RESULTADOS
 ACTIVIDAD DE AGUA
- Presentar los resultados de actividad de agua y humedad en una tabla.
CAFÉ
Actividad del agua Humedad
0.386 -0.490196
0.395 -1.463414
0.413 0
0.423 0
HARINA DE TRIGO
Actividad del agua Humedad
0.315 -0.4950495
0.328 -0.4901961
0.394 -0.9661836
0.395 -1.4423077
Placas que van
en el taper junto
al:
PESO de
placa + harina
(gramos)
Cloruro de
Magnesio
4.752
Yoduro de Potasio 4.932
Cloruro de Sodio 4.915
Sulfato de Amonio 4.986
Cloruro de Potasio 5.001
Sulfato de Potasio 4.432
4
Luego de 48 horas se retiraran las placas del taper para luego
ser pesadas.
Pesando las placas con la harina.
- Construir las curvas respectiva % humedad (Base seca) vs Aw
-1.6
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.38 0.385 0.39 0.395 0.4 0.405 0.41 0.415 0.42 0.425
HUMEDAD
Axis Title
CAFÉ
-1.6
-1.4
-1.2
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
HUMEDAD
ACTVIDAD DE AGUA
HARINA DETRIGO
 DETERMINAR DE ISOTERMAS DE ABSORCIÒN
- Elaborar el siguiente cuadro
Solución saturada
Aw del
compuesto
(26,8ºC)
Peq P1 - Peq M1
𝐴 𝑤
𝑀1 (1 − 𝐴 𝑤)
Cloruro de Magnesio 0.32674 1.992 g 8x10-3
g 0.4287429257 1.1319377
Yoduro de Potasio 0.68558 2.172 g -0.172 g 0.4287429257 5.085703175
Cloruro de Sodio 0.75228 2.155 g -0.145 g 0.4287429257 7.083069079
Sulfato de Amonio 0.803 2.226 g -0.226 g 0.4287429257 9.50719391
Cloruro de Potasio 0.84066 2.231 g -0.29 g 0.4287429257 12.30548126
Sulfato de Potasio 0.97192 2.359 g -0.349 g 0.4287429257 80.73027807
- Gráfica de los isotermas
y = 0.5304x + 1.802
1.95
2
2.05
2.1
2.15
2.2
2.25
2.3
2.35
2.4
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
PESODELAMUESTRAENEQUILIBRIO
Aw DEL COMPUESTO (28,6)
ISOTERMA
Ecuaciónde larecta:
Ecuacióndel isoterma:
Teniendoena: Teniendoenb:
1.802 =
1
𝑚1∗𝑐
0.5304 =
𝑐−1
𝑚1∗𝑐
𝑚1 ∗ 𝑐 =
1
1.802
… (1) 𝑚1 ∗ 𝑐 =
𝑐−1
0.5304
… (2)
Igualando(1) y (2):
y=a + bx
y =1.802+ 0.5304x
𝑎 =
1
𝑚1 ∗ 𝑐
𝑏 =
𝑐 − 1
𝑚1 ∗ 𝑐
1
1.802
=
𝑐 − 1
0.5304
C = 1.294339623
VI. DISCUSIONES
ACTIVIDAD DE AGUA
 Según Cheftel y Cheftel (1976): En teoría, la actividad del agua de las
soluciones no depende de la temperatura y sí únicamente de la
composición de la solución, pero en la práctica la actividad de las
soluciones siempre es dependiente de la temperatura
 Según Cheftel y Cheftel (1976): Así, el café es susceptible de alterarse
cuando su contenido de agua sobre base seca supera el 3%, mientras
que el tomate se muestra estable para un contenido de agua del 30%.
 Según Cheftel y Cheftel (1976): La reducción del contenido de agua del
alimento, que implica una disminución paralela de su actividad de agua,
justifica el desarrollo y empleo de procesos de deshidratación tales como
secado, la evaporación, la liofilización o la concentración por congelación.
 Como norma general se puede indicar que por debajo de una actividad de
agua de 0,6 se inhibe toda actividad microbiana. Los mohos se inhiben
cuando aw < 0,7, valor que se sitúa en 0,8 para las levaduras y en 0.9
para la mayor parte de bacterias.
 Una baja actividad de agua puede también ayudar a desorber las
sustancias volátiles responsables del aroma. Este extremo resulta
especialmente relevante durante el almacenamiento conjunto de
diferentes alimentos.
 En la actualidad, uno de los campos de investigación de mayor auge en
la industria alimentaria es aquel que se ocupa de establecer la influencia
de la aw sobre las propiedades del alimento; se trata de relacionar las
posibles alteraciones de alimentos de características parejas en función
de su composición, procesadas y almacenamiento.
DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE ABSORCIÓN
 Según Cheftel y Cheftel (1976): Las isotermas se obtienen colocando un
alimento cuyo contenido en agua se conoce, bajo vacío, en un recipiente
cerrado y midiendo, después del establecimiento del equilibrio a una
temperatura determinada, la presión de vapor de agua, con la ayuda de
un manómetro o de un higrómetro.
 Según Cheftel y Cheftel (1976): Las isotermas también se obtienen
colocando muestras de un mismo alimento(seco o húmedo) en una serie
de recipientes cerrados, en los cuales se mantienen – por ejemplo,
mediante soluciones salinas (por lo general saturadas) o ácido sulfúrico
de diversas concentraciones- una gama de humedades relativas
constantes y determinando, en el equilibrio, los contenidos en agua.
 Según Cheftel y Cheftel (1976): Las isotermas permiten prever la actividad
del agua de mezclas de diversos ingredientes, más o menos húmedos.
 Según el libro “Ingeniería de la industria alimentaria”: Los métodos
utilizados para determinar las isotermas de sorción pueden ser
gravimétricos, basados en el seguimiento de las variaciones de peso del
alimento, manométricas, donde la variable a medir es la presión parcial
del vapor de agua en el entorno o higrométricos, en los que se mide la
humedad relativa en equilibrio del aire en contacto con el alimento.
 Las isotermas de adsorción son útiles, por muchos motivos. En primer
lugar corroboran, en varios casos, las interpretaciones teóricas y
permiten, por ejemplo, calcular el número de sitios activos o la superficie
efectiva de un producto. Esto interesa tanto para la adsorción de
sustancias volátiles o de un gas como para diversos compuestos
aromáticos, el oxígeno y nitrógeno.
 Las isotermas de adsorción dan la posibilidad de prever el
comportamiento de un alimento después de su tratamiento o
almacenamiento en unas condiciones distintas a las que se estudió
experimentalmente.
 Si el producto está empacado en un embalaje que posee cierta
permeabilidad al vapor de agua, se puede calcular también la cantidad de
agua absorbida en función del tiempo de almacenamiento y en definitiva
la duración de conservación de un alimento con un nivel de calidad
aceptable.
 Según La cantidad de humedad que tiene los productos siempre va a ser
diferente porque algún productos tienen más cantidad de agua y otros
menos hasta en sus otros componentes. Esta isoterma B.E.T. sugiere por
su conducta que la adsorción no solo una capa sino de varias.
VII. CONCLUSIONES
 La determinación experimental de las isotermas de adsorción de agua en
alimentos y productos alimenticios, conducen al conocimiento del
comportamiento de éstos frente a los ambientes húmedos.
 Además, se observó que la isoterma de adsorción de humedad de la
harina de trigo presentó una clara dependencia con la temperatura para
valores de aw inferiores a 0,75, no observándose esta dependencia para
valores superiores de actividad de agua, donde se presenta la mayor
capacidad higroscópica del producto.
 No debe desestimarse que la exposición del producto en sitios húmedos,
pueden afectar la humedad del mismo, de modo que suba rápidamente la
actividad de agua a valores que afecten las condiciones de seguridad
requeridas.
 La humedad de monocapa (Xm) calculada con las ecuaciones de BET,
presentó dependencia con la temperatura, debido a que a una menor
temperatura disminuye la energía cinética de las moléculas de agua lo
que hace limitar la capacidad higroscópica del producto hasta el valor
máximo de Xm.
 El valor de la monocapa hallada en la harina de trigo es de 0.428742gr
H2O/gr m.s.; según el modelo B.E.T.; este resultado representa la zona
donde la molécula de agua se encuentra ligada en diferentes sitios.
 El equipo de actividad de agua, Hygrolab 2, se utiliza para realizar lecturas
de actividad de agua (Aw) y temperatura (T) de la muestra y ésta lectura
se observa a través de una pantalla. Es un aparato preciso, rápido y de
fácil manejo.
 Se determina la actividad de agua de alimentos y productos
agroindustriales haciendo uso del instrumento de laboratorio, equipo de
actividad de agua, modelo Hygrolab 2; el cual mide la actividad de agua
en función de la temperatura. Según los datos experimentales se
determinó que la actividad de agua del trigo es de 0.627, no difiere mucho
de los datos teóricos.
VIII. CUESTIONARIO
1. Definir Actividad de Agua.
Se denomina actividad de agua a la relación entre la presión de vapor
de agua del substrato de cultivo (P) y la presión de vapor de agua del
agua pura (P0), ambos permaneciendo a una misma temperatura:
Aw = P / Po
De manera práctica, esto es la humedad relativa del aire en equilibrio
con una muestra contenida en una cámara sellada de medición.
Multiplicando la "Aw" por 100 se obtiene la humedad relativa de
equilibrio (HRE) de la atmósfera en equilibrio con el producto.
HRE = Aw x 100
La "Aw" depende de la temperatura (Ver Figura 2), La temperatura
modifica el valor de la "Aw" como consecuencia de los cambios en la
unión y la disociación del agua, la solubilidad de solutos en el agua, o
el estado de la matriz. Y aunque la solubilidad de solutos puede
emplearse como un factor de control, por lo general el control procede
del estado de la matriz (por ejemplo, estado gomoso frente a vidrioso),
ya que éste a su vez es función de la temperatura. Además, la
dependencia de la "aw" de la temperatura varía entre productos.
Algunas sustancias incrementan su valor de "aw" al aumentar la
temperatura mientras que en otras se produce un descenso con el
mismo incremento. La mayoría de los alimentos con un elevado
contenido de humedad experimentan un cambio insignificante con la
temperatura. Por lo tanto, no se puede predecir, ni tan solo la dirección
del cambio de la "aw" con la temperatura, ya que depende de cómo la
temperatura afecta a los factores que controlan la "aw" del producto.
2. ¿Cuál es la importancia de la actividad de agua de los alimentos?
Para muchos productos la actividad del agua es una propiedad muy
importante. Por ejemplo en los alimentos permite predecir la
estabilidad con respecto a sus propiedades físicas, la velocidad de las
reacciones de deterioro y el crecimiento microbiano, influenciando en
la fecha de vencimiento, el color, olor, sabor y consistencia de los
mismos. La Figura 4 representa un mapa general de la estabilidad de
los alimentos en función de la actividad del agua, ilustrando el
comportamiento de las distintas reacciones de deterioro y crecimiento
microbiano en los mismos. Se observa que la habilidad del agua para
actuar como solvente, medio o reactante se incrementa al
incrementarse la actividad del agua. Con la determinación de la
actividad del agua de los alimentos es posible predecir qué
microorganismos pueden causar deterioro y enfermedades, por lo que
se considera una importante propiedad desde el punto de vista de
inocuidad alimentaria. La actividad del agua puede además jugar un
papel clave en la actividad enzimática y vitamínica en los alimentos,
así como en propiedades físicas como la textura y el tiempo de
vencimiento de los mismos.
Su utilidad e importancia como medida de la calidad y la inocuidad de
los alimentos fue reconocida cuando resultó obvio que el contenido de
humedad no reflejaba exactamente las fluctuaciones en el crecimiento
microbiano. El concepto de "Aw" ha servido al microbiólogo y al
tecnólogo en alimentos durante dos décadas como el criterio de
calidad e inocuidad más exacto y utilizado.
3. En función de la humedad de los diferentes alimentos cual es su
actividad de agua.
Se suelen construir isotermas de sorción de alimentos para conocer
la actividad de agua de cada alimento a una determinada temperatura
según su contenido en humedad. En dichas isotermas se representa
la
actividad de agua de un alimento frente a su contenido acuoso. Para
ello, o bien se va deshidratando un alimento y se va midiendo su
actividad de agua (serían isoterma de desorción), o bien se
deshidrata un alimento y luego se va rehidratando y se mide su
actividad de agua en los diferentes contenidos de humedad (sería la
isoterma de resorción o adsorción). Todo ello a temperaturas de 20ºC
aproximadamente.
Al realizarse estas mediciones se debe tener en cuenta el fenómeno
denominado histéresis que es la diferencia en el valor de actividad
de agua que se obtiene para un mismo alimento según su contenido
de
humedad en función de si se está rehidratando o deshidratando un
alimento. Si el alimento se rehidrata tendrá un valor de actividad
de agua mayor para un mismo contenido de humedad que si se está
deshidratando. Ello es debido a que los alimentos tienen capilares
en su estructura y al extraerse el agua, estos capilares se obturan,
se cierran. Al rehidratar el alimento cuesta más que el agua vuelva
a entrar en dichos capilares e incluso en muchas ocasiones no podrá
entrar por lo que quedará mayor cantidad de agua disponible y será
mayor la actividad de agua.
IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Jean-Claude Cheftel y Henri Cheftel. Introducción a la bioquímica y
tecnología de los alimentos. Volumen I. 1976. Impreso en Zaragoza,
España. Editorial Acribia.
Badui Dergal Salvador. Química de los alimentos. Segunda edición.
Im´preso en México. Editorial: Alhambra Mexicana S.A.
José Aguado, José Antonio Calles, Pablo Cañizares, Baldomero López,
Francisco Rodríguez, Aurora Santos, David Serrano. Ingeniería de la
industria alimentaria. Volumen II. 2002. Impreso en Vallehermoso,
Madrid. Editorial Síntesis.
Nuria Bolaños V., Giselle Lutz C., Carlos H. Herrera R. Química de
alimentos, Manual de laboratorio. 2003. Impreso en Costa Rica.
Editorial de la Universidad de Costa Rica Ciudad Universitaria “Rodrigo
Facio”.
Josep Boatella Riera, Rafael Codony Salcedo, Pedro López Alegret.
Química y bioquímica de los alimentos II. 2004. Impreso en España.
Editorial de la Universidad de Barcelona.

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ACTIVIDAD DE AGUA Y DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE ADORCIÓN

  • 1. PRÁCTICA Nº 1 ACTIVIDAD DE AGUA Y DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE ADORCIÓN I. INTRODUCCIÓN: La 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. Una definición más sencilla sería la cantidad de agua libre que hay en un alimento, es decir, la cantidad de agua disponible para reaccionar químicamente con otras sustancias y provocar el crecimiento microbiano. La actividad de agua es un parámetro estrechamente ligado a la humedad del alimento lo que permite determinar su capacidad de conservación, de propagación microbiana, etc. La actividad de agua de un alimento se puede reducir aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción del agua (liofilización) o mediante la adición de nuevos solutos. La actividad de agua junto con la temperatura, el pH y el oxígeno son los factores que más influyen en la estabilidad de los productos alimenticios. Las unidades de medida van de 0 a 1 Aw y equivalen a la humedad relativa de equilibrio (ERH) que va de 0…100% H.R. Cuando un producto está expuesto al aire ambiente, la actividad del agua del producto tiende a equilibrarse con la humedad relativa del aire que lo rodea (ERH). Productos con alta actividad del agua tienen una textura jugosa, húmeda, blanda; cuando baja la actividad del agua se vuelven resecos. Por ejemplo: si se deja un embutido o un queso sin tapar, el producto tiene una alta actividad del agua mientras que el aire que lo rodea está más seco, por tanto el alimento empieza a liberar humedad al ambiente hasta alcanzar el equilibrio, provocando que la capa superficial del alimento quede totalmente reseca. II. OBJETIVOS
  • 2.  Conocer el uso del equipo de actividad de agua modelo Hygrolab 2.  Determinar la actividad de agua de productos agroindustriales.  Determinar la Isoterma de Adsorción de un producto agroindustrial. III. FUNDAMENTO TEÓRICO ACTIVIDAD DE AGUA El fenómeno de adsorción, debe considerar la distribución del adsorbato entre dos fases: la superficie de adsorción (adsorbente) y la otra fase que pude ser líquida o gaseosa, de modo que para las composiciones de las fases en el equilibrio de adsorción, se cumple la igualdad de potenciales químicos en ambas fases: El potencial químico de cualquier componente sólido, líquido o gas, sea éste puro o mezclado, ideal o no, a temperatura constante es: Dondeμ0 iy f0 i sonel potencial químico y la fugacidad del componente i en el estado de referencia, μ i y fi son el potencial químico y la fugacidad del componente i en el estado de interés respectivamente, R la constante de los gases, T la temperatura absoluta. En la ecuación 2 el cociente de fugacidades corresponde a la actividad del componente i La actividad del componente i es una medida de la diferencia entre su potencial químico en condiciones dadas y en el estado de referencia. En el caso de los alimentos la actividad de agua (aw) determina el grado de interacción entre ésta y los demásconstituyentes del alimento y esuna medida indirecta del aguadisponible para llevar acabo las diferentes reacciones a las que están sujetos los componentes así como para el crecimiento microbiano. En el campo de la ciencia y la tecnología de alimentos, el aw se expresa como: Donde P y P0 son las presiones de vapor del agua a la temperatura T y del agua pura a la misma temperatura, %HR es la humedad relativa de equilibrio. La ecuación 4 define a la actividad de agua como una presión relativa o bien como la humedad relativa de equilibrio. ISOTERMAS DE ADSORCIÓN EN ALIMENTOS.
  • 3. Una isoterma de adsorción es la representación de la relación, en el equilibrio, entre la cantidad adsorbida y la presión a una temperatura constante. En la figura 1 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. A consecuencia de la histéresis, para un valor dado de aw, el contenido de humedad en la desorción es mayor que en la adsorción, debido a que durante la primera suceden interacciones entre los componentes del alimento, de modo que 3 los sitios físicos polares donde ocurre la adsorción se pierden; por ejemplo si la albúmina del suero bovino hidratada se somete a un secado (desorción) en aire de humedad relativa de 34% a 250C, la albúmina alcanza el equilibrio con el aire a un contenido de humedad de 10%, mientras que en las mismas condiciones la proteína deshidratada adsorbe agua hasta que llega al equilibrio con el aire a un contenido de humedad de 7% La actividad de agua para un valor dado de contenido de humedad es mayor en la adsorción que en la desorción. En la parte inferior de la curva de adsorción, están los alimentos deshidratados, al aumentar el contenido de humedad, se encuentran los alimentos de humedad intermedia y luego los de alto contenido de humedad.
  • 4. En la figura 2 se presenta la clasificación de isotermas según Brunnauer, Deming y Teller8, el tipo 1 corresponde a la isoterma de Langmuir que describe la adsorción monomolecular de gas sobre un sólido poroso,eltipo 2 esla isoterma conocida como sigmoide característica de productos solubles, muestra una tendencia asintótica conforme la actividad de agua se acerca a la unidad. La isoterma tipo 3 o de Flory-Huggings se encuentra en la adsorción de un disolvente o plastificante como el glicerol. El tipo 4 muestra la adsorción por un sólido hidrófilo “hinchable”, hasta que se alcanza el máximo de sitios de hidratación. Finalmente el tipo 5 llamado isoterma BET porBrunauer, Emmett y Teller que representa la adsorción multimolecular observada en la adsorción de vapor de agua sobre carbón. Los perfiles de isotermas más frecuentes en alimentos son los tipos 2 y 4. Para ajustar las curvas isotermas experimentales, se han propuesto varios modelos matemáticos. Hasta hace unos años, el modelo con mayor aplicación en alimentos era la ecuación isoterma de Brunauer, Emmett y Teller (BET). Brunauer, Emmett y Teller, extienden el tratamiento de Langmuir, para explicar la adsorción multimolecular. Como consecuencia de la similitud entre las fuerzas responsables de la adsorción física y las fuerzas de licuefacción (fuerzas de van der Waals), la adsorción en las superficies tanto planas como convexas, no se limita a una monocapa sino que continua hasta que la superficie queda cubierta con una capa multimolecular de líquido. Laisoterma BET (ecuación5), seobtiene igualando las velocidades de condensación y evaporación en las diversas capas, supone que la energía característica de adsorción del vapor corresponde a la primera capa, en tanto 4 que la energía de licuefacción del vapor sirve para las capas siguientes. Donde V es el volumen adsorbido a la presión P, P0 es la presión de vapor de saturación. La constante c contenida en la ecuación, representa la diferencia de energía entre las moléculas adsorbidas en la primera capa y la de las capas siguientes, la constante Vm representala capacidadde adsorciónenla primeracapa.
  • 5. La ecuación BET es aplicable en el intervalo 0.05 < aw > 0.35-0.4, el intervalo de mayor interés en el área de los alimentos abarca desde aw 0.1 hasta 0.9, lo que representa una limitación importante en la aplicación de la isoterma BET. El valor de la cantidad adsorbida a presiones relativas mayores a 0.4, con frecuencia es menor que el predicho por la isoterma BET, se han propuesto tres razones para explicar este hecho1: i) La energía de adsorción en la segunda capa es menor que la energía de licuefacción del adsorbato, ii) La estructura del adsorbente es tal que permite solamente la adsorción de un número finito de capas y iii) A causa de los efectos de condensación capilar. Anderson corrige el modelo BET multiplicando la actividad de agua por una constante k<1, la cual interpreta como el hecho de que la energía de adsorción de la segunda capa es menor que la de licuefacción en las capas siguientes. Para derivar unaexpresiónquetome en cuentalo anterior,se postula quela energíade adsorción de la segunda a la novena capas difiere de la energía de licuefacción en las capas siguientes, por una cantidad d: El valor de d también se suma a la energía de adsorción de la primera capa, el volumen adsorbido esinfinito cuando la presióndel adsorbato seiguala a supresión de licuefacción (P = P0), bajo estas condiciones límites la cantidad adsorbida en las primeras nueve capas es despreciable comparada con la cantidad total adsorbida, d = 0, x = 1 y por tanto x =P/P0, para condiciones diferentes a las límites: La ecuación isoterma de BET modificada bajo estos conceptos es: Donde x = presión relativa (P/P0), V es la cantidad adsorbida a la presión P, Vm la cantidad adsorbida en la monocapa, c y k son constantes. En la ecuación 10 a y b son las constantes de rapidez de adsorción y desorción respectivamente y los subíndices corresponden a la primera y segunda capas. En la figura 31 se presenta la influencia del valor de k, sobre la representación gráfica de la ecuación 9 para la adsorción de nitrógeno sobre esferas microscópicas de vidrio a -1950C. La gráfica se construye con valores experimentales de volumen (V) adsorbido a diferentespresionesrelativas (x), suponiendo unvalor arbitrario de
  • 6. k menor a uno. De la pendiente y la ordenada de la gráfica para k = 0.715 que correspondealamejorrepresentaciónlineal enel intervalo de 5presionesrelativas, se obtienen los valores de la constante c y de Vm, el valor de d se obtiene de la ecuación 8. La isoterma BET considera solamente la diferencia de energía entre las moléculas en la monocapa y las de las capas siguientes a las que le asigna un comportamiento líquido, en tanto que la isoterma de Guggenheim, Anderson y de Boer (GAB) postula que las moléculas de agua (adsorbato) tienen entre sí el mismo estado en las capas segunda a la novena, el cual es diferente al de las moléculas de agua en el estado líquido, con ello se introduce una segunda etapa de sorción de moléculas de adsorbato,parala quese requierela constante k quemide la diferenciade potencial químico estándar entre la moléculas en la segunda etapa y las moléculas de líquido en el estado líquido puro. La aplicación de la isoterma GAB, se extendió ampliamente gracias a las rutinas computarizadas de resolución de cuadrados mínimos, la determinación es posible ya sea por regresión no lineal partiendo de la expresión directa de la isoterma GAB o también por regresión parabólica de la ecuación transformada de la isoterma. La ecuación de la isoterma GAB en términos de los parámetros usados en el campo de los alimentos se presenta en la ecuación 11 Donde u es el contenido de agua (g de H20/g bs), um el contenido de agua en la monocapa, k y c constantes de GAB.
  • 7. Ejemplos de la aplicación de la isoterma GAB. En general, el estudio de los procesos de adsorción en el campo de los alimentos sirve para diversos propósitos, particularmente la isoterma GAB tiene entre otras, las siguientes aplicaciones: Aporta información valiosa sobre la vida de anaquel, mediante la determinación del contenido de humedad seguro, es decir, el que garantiza la estabilidad del producto en condiciones dadas. Constituye una parte esencial del control del proceso de secado, proporcionando información útil para el diseño del equipo de secado y para el estudio de la cinética del proceso. Permite la determinación del número de grupos polares disponibles para la sorción de agua por macromoléculas (figura 4), la desnaturalización de la proteína produce un desdoblamiento de la molécula exponiendo un mayor número de sitios polares disponibles para la unión de agua. Existe una relación entre el perfil de la isoterma y el estado (cristalino o amorfo) del sólido (figura 5), que conduce a la determinación de la humedad relativa crítica de un sólido a determinada temperatura. A consecuencia de la histéresis, para un valor dado de aw, el contenido de humedad en la desorción es mayor que en la adsorción, debido a que durante la primera suceden interacciones entre los componentes del alimento, de modo que los sitios físicos polares donde ocurre la adsorciónse pierden; por ejemplo si la albúmina del suero bovino hidratada se somete a un secado (desorción) en aire de humedad relativa de 34% a 250C, la albúmina alcanza el equilibrio con el aire a un contenido de humedad de 10%, mientras que en las mismas condiciones la proteína deshidratada adsorbe agua hasta quese llega al equilibrio con el aire a un contenido de humedad de 7% La actividad de agua para un valor dado de contenido de humedad es mayor en la adsorción que en la desorción.
  • 8. Puede estudiarse la adsorción de agua en mezclas para determinar si es resultado de una contribución aditiva simple de cada uno de los componentes de la mezcla o si hay influencia de las interacciones entre éstos. La aglomeración (caking) de alimentos en polvo puede predecirse para estos productos insolubles. IV. MATERIALES Y MÉTODOS - MATERIALES Cubetas Balanza Analítica Campana De Desecación Equipo de Actividad de Agua
  • 9. - MÉTODOS A. Manejo del equipo Para poder determinar la actividad de agua en las muestras utilizaremos este equipo de la marca ROTRONIC, es un instrumento de sobremesa que está conectado a una sonda donde se introducirá la cubeta con la muestra. Cabe indicar que este equipo mide tanto la actividad de agua como la temperatura, y es necesario llegar al estado de equilibrio para efectuar la medición de actividad del agua. El tiempo necesario para que esto ocurra es muy variable, dependiendo del alimento a medir, el tiempo puede oscilar entre pocos minutos hasta más de 1 hora. Pero en este caso debido a la rapidez de la práctica solo se dejará la muestra por 5 minutos. Para empezar a medir, primero pulsamos el botón de inicio en el equipo y esperamos hasta que se estabilice. Luego colocamos la muestra a analizar dentro del sostenedor de muestra. Ponemos el sensor encima del sostenedor de la muestra, y esperamos los 5 minutos necesarios para poder anotar el valor resultante. Proceder de igual forma para todas las muestras y elaborar una tabla de datos con las distintas muestras y graficarlas, de la forma siguiente: Equipo de Actividad de Agua
  • 10. B. Preparación de la muestra para la construcción de la Isoterma.  Diagrama de flujo del proceso realizado: MUESTRA Aw Café 0.296 Harina de trigo 0.295 Enumerar y pesar Llenar Pesar Colocar Colocar Retirar Pesar Anotar 0.2944 0.2946 0.2948 0.295 0.2952 0.2954 0.2956 0.2958 0.296 0.2962 Actividaddeagua Muestras Actividad de agua Café Harina de trigo Todos los datos en la tabla. Al retirar la cubeta de la campana pesarla (sin tapa) sin la balanza. analítica. Cada 5 minutos una cubeta de la campana. El resto de cubetas en la campana. Solo la primera cubeta en el equipo de Aw por 5 min. Cada cubeta con el café Las cubetas sin tapita. La cubeta, sin tapita, con el café. CAFÉ
  • 11.  Procedimiento visual: 1 2 Enumerar y pesar las cubetas sin tapa donde se analizara la actividad de agua del café (cubetas del equipo determinador de aw). Enumeradas Pesadas Llenar las 5 cubetas una a una con el café, y pesar las cubetas (peso de cubeta + materia seca) sin su tapita, llenar en la tabla de datos. Llenando las cubetas con el café Pesando cada cubeta con café 3 Seguidamente se introduce la primera cubeta en el equipo que determina la aw, directamente sin colocarla en la campana, y esperamos 5 minutos para retirarla. Colocando la primera cubeta en el equipo de Aw.  Temperatura: 27.6°C  Aw: 0.296
  • 12. 4 Al mismo tiempo se colocan el resto de cubetas en la campana de desecación, encima de la rejilla. (Tomar la hora a la que es introducida cada cubeta a la campana). sin colocarseen la campana.(tomar la hora a la que es introducida cada cubeta a la campana). 5 Después de 5 minutos retirar la segunda muestra de la campana de ganancia de agua. Seguidamente pesar la muestra en la balanza analítica y medir la actividad de agua. Llenar en la tabla de datos. sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es introducida cada cubeta a la campana). Colocando las cubetas en la campana. Retirando las cubetas de la campana. HARINA Pesando las cubetas 6 Después de 5 minutos retirar la tercera, luego la cuarta y así sucesivamente con todas las cubetas, cada cierto espacio de tiempo. (Tomar la hora a la que es retirada cada cubeta de la campana). sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es introducida cada cubeta a la campana).
  • 13. Diagrama de flujo del proceso realizado: Procedimiento visual: La harina a 100°C, por 6 horas, 1 día antes a la práctica. Al retirar la cubeta de la campana pesarla (sin tapa) sin la balanza. analítica. Secar Enumerar y pesar Llenar Pesar ColocarColocarRetirarPesar Anotar 1 Todos los datos en la tabla. Cada 5 minutos una cubeta de la campana. El resto de cubetas en la campana. Solo la primera cubeta en el equipo de Aw por 5 min. Cada cubeta con la harinaLas cubetas sin tapita. La cubeta (sin tapita) con la harina. En una placa petri secar 20 gr aprox. de la harina de trigo, en una estufa a 100 ºC por 6 horas, previo a la práctica. Muestra a analizar
  • 14. 2 Enumerar y pesar las cubetas sin tapa donde se analizará la actividad de agua de la harina de trigo (cubetas del equipo determinador de aw). Enumeradas Pesadas Llenar las 5 cubetas una a una con la harina de trigo, una vez que se cumplió el tiempo establecido y se la retiro la harina de la estufa, y pesar las cubetas (peso de cubeta + materia seca) sin su tapita, llenar en la tabla de datos. Llenando las cubetas con la harina Pesando cada cubeta con la harina 3
  • 15. Seguidamente se introduce la primera cubeta en el equipo que determina la aw, directamente sin colocarla en la campana, y esperamos 5 minutos para retirarla. Colocando la primera cubeta en el equipo de Aw. 4 Al mismo tiempo se colocan el resto de cubetas en la campana de desecación, encima de la rejilla. (Tomar la hora a la que es introducida cada cubeta a la campana). sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es introducida cada cubeta a la campana). 5  Temperatura: 26.8°C  Aw: 0.295 Colocando las cubetas en la campana.
  • 16. Después de 5 minutos retirar la segunda muestra de la campana de ganancia de agua. Seguidamente pesar la muestra en la balanza analítica y medir la actividad de agua. Llenar en la tabla de datos. sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es introducida cada cubeta a la campana). 6 7 Después de 5 minutos retirar la tercera, luego la cuarta y así sucesivamente con todas las cubetas, cada cierto espacio de tiempo. (Tomar la hora a la que es retirada cada cubeta de la campana). sin colocarse en la campana. (tomar la hora a la que es introducida cada cubeta a la campana). Retirando las cubetas de la campana. Pesando las cubetas
  • 17. Los datos que tomemos en todo el procedimiento del café y la harina se llenarán en las siguientes tablas: TABLA DE DATOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA ISOTERMA (CAFÉ) (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) Muestra N° Hora Inicio Hora Final Peso cubeta en gr Peso cubeta + Muestra (inicio), en gr Peso cubeta + Muestra (final), en gr Peso (gr) Muestra (inicio) Peso Muestra (final), en gr 𝐠𝐫 𝐇 𝟐 𝐎 𝐠𝐫 𝐌.𝐒.∗ 𝐠𝐫 𝐇 𝟐 𝐎 𝟏𝟎𝟎 𝐠𝐫 𝐌. 𝐒.∗ Aw 1 --- --- --- 2.05 --- --- --- 0,296 2 9:53 am 9:58 am 2.76 4.79 4.80 2.03 2.04 0.01 0.49 0.386 3 9:53 am 10:03 am 2.74 4.76 4.79 2.02 2.05 0.03 1.485 0.395 4 9:53 am 10:08 am 2.76 4.8 4.86 2.04 2.04 0.00 0.00 0.413 5 9:53 am 10:15 am 2.76 4.76 4.79 2.00 2.00 0.00 0.00 0.423
  • 18. TABLA DE DATOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA ISOTERMA (HARINA DE TRIGO) Donde: (a): Número de Muestra (b): Hora en que la muestra es sometida dentro de la campana donde captará el agua que se encuentra dentro. (c): Hora en que la muestra se retira de la campana después de un tiempo que la muestra a ganado agua. (d): Peso de cada cubeta sin tapa. (e): Peso de la cubeta con la muestra al inicio, antes de ingresar a la campana que contiene agua (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) Muestra N° Hora Inicio Hora Final Peso cubeta, en gr Peso cubeta + Muestra (inicio), en gr Peso cubeta + Muestra (final), en gr Peso(gr) Muestra (inicio) Peso(gr) Muestra (final) 𝐠𝐫 𝐇 𝟐 𝐎 𝐠𝐫 𝐌. 𝐒.∗ 𝐠𝐫 𝐇 𝟐 𝐎 𝟏𝟎𝟎 𝐠𝐫 𝐌. 𝐒.∗ aw 1 --- --- 2.75 4.75 --- 2.00 --- --- --- 0.295 2 10:15 am 10:20 am 2.75 4.76 4.77 2.01 2.02 0.01 0.4975 0.315 3 10:15 am 10:25 am 2.75 4.78 4.79 2.03 2.04 0.01 0.4926 0.328 4 10:15 am 10:30 am 2.76 4.81 4.83 2.05 2.07 0.02 0.9756 0.394 5 10:15 am 10:35 am 2.76 4.81 4.84 2.05 2.08 0.03 0.4634 0.365
  • 19. (f): Peso de la cubeta final, después de retirarla de la campana que contiene agua. (g): Diferencia (e) – (d) (h): Diferencia (f) – (d) (i): Diferencia (h) – (g) (j): 100g*(i)/ (g) C. Construcción de gráficos  Determinar los valores de Actividad de agua (Aw ) y Humedad de los diferentes alimentos agroindustriales y construir dos gráficos de barras:  Alimentos Agroindustriales vs. Actividad de agua Utilizaremos estos datos y los datos calculados en la práctica: Alimentos agroindustriales AW Temperatura Café 0.296 26.5°C Harina de trigo 0.295 26.8°C  Alimentos Agroindustriales vs. Humedad Será necesario el uso de esta fórmula: %𝐻𝑏𝑎𝑠𝑒 = 𝑃𝑖 − 𝑃𝑓 𝑃𝑖 ∗ 100  Elaborar la curva de gr de H2O/ 100gr de Materia Seca Vs. Tiempo (Ganancia de agua vs. tiempo).  Elaborar la curva de Actividad de agua Vs. tiempo
  • 20. DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE ABSORCIÓN - Procedimiento  Diagrama de flujo del proceso realizado:  Procedimiento visual: Las placas en los tapers Las placas con la harina La harina en las placasLas placas petri Enumerar y nombrar Pesar Colocar Pesar Colocar Pesar Las placas petri Luego de 48 horas las placas. 1 Enumeramos y nombramos cada placa Petri que utilizaremos para la harina de trigo y para las sales que vamos a analizar. Placas enumeradas y nombradas
  • 21. Placas que van en el taper junto al: PESO de las placas (gramos) Cloruro de Magnesio 2.76 Yoduro de Potasio 2.76 Cloruro de Sodio 2.76 Sulfato de Amonio 2.76 Cloruro de Potasio 2.77 Sulfato de Potasio 2.04 Placas PESO DE LA HARINA DE TRIGO (gramos) Cloruro de Potasio 2.00 Yoduro de Potasio 2.00 Cloruro de Potasio 2.01 Sulfato de Amonio 2.00 Cloruro de Potasio 2.02 Sulfato de Potasio 2.01 2 Pesamos las 6 placas Petri donde estará la harina. 2 Colocamos y pesamos la harina de trigo en cada placa respectivamente. Pesando las placas Pesando las placas con la harina 3 Colocamos la cubeta y la placa Petri dentro del taper hermético: Placa de harina de trigo y placa con la sustancia respectiva. Placas dentro del taper.
  • 22. V. RESULTADOS  ACTIVIDAD DE AGUA - Presentar los resultados de actividad de agua y humedad en una tabla. CAFÉ Actividad del agua Humedad 0.386 -0.490196 0.395 -1.463414 0.413 0 0.423 0 HARINA DE TRIGO Actividad del agua Humedad 0.315 -0.4950495 0.328 -0.4901961 0.394 -0.9661836 0.395 -1.4423077 Placas que van en el taper junto al: PESO de placa + harina (gramos) Cloruro de Magnesio 4.752 Yoduro de Potasio 4.932 Cloruro de Sodio 4.915 Sulfato de Amonio 4.986 Cloruro de Potasio 5.001 Sulfato de Potasio 4.432 4 Luego de 48 horas se retiraran las placas del taper para luego ser pesadas. Pesando las placas con la harina.
  • 23. - Construir las curvas respectiva % humedad (Base seca) vs Aw -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.38 0.385 0.39 0.395 0.4 0.405 0.41 0.415 0.42 0.425 HUMEDAD Axis Title CAFÉ -1.6 -1.4 -1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 HUMEDAD ACTVIDAD DE AGUA HARINA DETRIGO
  • 24.  DETERMINAR DE ISOTERMAS DE ABSORCIÒN - Elaborar el siguiente cuadro Solución saturada Aw del compuesto (26,8ºC) Peq P1 - Peq M1 𝐴 𝑤 𝑀1 (1 − 𝐴 𝑤) Cloruro de Magnesio 0.32674 1.992 g 8x10-3 g 0.4287429257 1.1319377 Yoduro de Potasio 0.68558 2.172 g -0.172 g 0.4287429257 5.085703175 Cloruro de Sodio 0.75228 2.155 g -0.145 g 0.4287429257 7.083069079 Sulfato de Amonio 0.803 2.226 g -0.226 g 0.4287429257 9.50719391 Cloruro de Potasio 0.84066 2.231 g -0.29 g 0.4287429257 12.30548126 Sulfato de Potasio 0.97192 2.359 g -0.349 g 0.4287429257 80.73027807 - Gráfica de los isotermas y = 0.5304x + 1.802 1.95 2 2.05 2.1 2.15 2.2 2.25 2.3 2.35 2.4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 PESODELAMUESTRAENEQUILIBRIO Aw DEL COMPUESTO (28,6) ISOTERMA
  • 25. Ecuaciónde larecta: Ecuacióndel isoterma: Teniendoena: Teniendoenb: 1.802 = 1 𝑚1∗𝑐 0.5304 = 𝑐−1 𝑚1∗𝑐 𝑚1 ∗ 𝑐 = 1 1.802 … (1) 𝑚1 ∗ 𝑐 = 𝑐−1 0.5304 … (2) Igualando(1) y (2): y=a + bx y =1.802+ 0.5304x 𝑎 = 1 𝑚1 ∗ 𝑐 𝑏 = 𝑐 − 1 𝑚1 ∗ 𝑐 1 1.802 = 𝑐 − 1 0.5304 C = 1.294339623
  • 26. VI. DISCUSIONES ACTIVIDAD DE AGUA  Según Cheftel y Cheftel (1976): En teoría, la actividad del agua de las soluciones no depende de la temperatura y sí únicamente de la composición de la solución, pero en la práctica la actividad de las soluciones siempre es dependiente de la temperatura  Según Cheftel y Cheftel (1976): Así, el café es susceptible de alterarse cuando su contenido de agua sobre base seca supera el 3%, mientras que el tomate se muestra estable para un contenido de agua del 30%.  Según Cheftel y Cheftel (1976): La reducción del contenido de agua del alimento, que implica una disminución paralela de su actividad de agua, justifica el desarrollo y empleo de procesos de deshidratación tales como secado, la evaporación, la liofilización o la concentración por congelación.  Como norma general se puede indicar que por debajo de una actividad de agua de 0,6 se inhibe toda actividad microbiana. Los mohos se inhiben cuando aw < 0,7, valor que se sitúa en 0,8 para las levaduras y en 0.9 para la mayor parte de bacterias.  Una baja actividad de agua puede también ayudar a desorber las sustancias volátiles responsables del aroma. Este extremo resulta especialmente relevante durante el almacenamiento conjunto de diferentes alimentos.  En la actualidad, uno de los campos de investigación de mayor auge en la industria alimentaria es aquel que se ocupa de establecer la influencia de la aw sobre las propiedades del alimento; se trata de relacionar las posibles alteraciones de alimentos de características parejas en función de su composición, procesadas y almacenamiento.
  • 27. DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE ABSORCIÓN  Según Cheftel y Cheftel (1976): Las isotermas se obtienen colocando un alimento cuyo contenido en agua se conoce, bajo vacío, en un recipiente cerrado y midiendo, después del establecimiento del equilibrio a una temperatura determinada, la presión de vapor de agua, con la ayuda de un manómetro o de un higrómetro.  Según Cheftel y Cheftel (1976): Las isotermas también se obtienen colocando muestras de un mismo alimento(seco o húmedo) en una serie de recipientes cerrados, en los cuales se mantienen – por ejemplo, mediante soluciones salinas (por lo general saturadas) o ácido sulfúrico de diversas concentraciones- una gama de humedades relativas constantes y determinando, en el equilibrio, los contenidos en agua.  Según Cheftel y Cheftel (1976): Las isotermas permiten prever la actividad del agua de mezclas de diversos ingredientes, más o menos húmedos.  Según el libro “Ingeniería de la industria alimentaria”: Los métodos utilizados para determinar las isotermas de sorción pueden ser gravimétricos, basados en el seguimiento de las variaciones de peso del alimento, manométricas, donde la variable a medir es la presión parcial del vapor de agua en el entorno o higrométricos, en los que se mide la humedad relativa en equilibrio del aire en contacto con el alimento.  Las isotermas de adsorción son útiles, por muchos motivos. En primer lugar corroboran, en varios casos, las interpretaciones teóricas y permiten, por ejemplo, calcular el número de sitios activos o la superficie efectiva de un producto. Esto interesa tanto para la adsorción de sustancias volátiles o de un gas como para diversos compuestos aromáticos, el oxígeno y nitrógeno.
  • 28.  Las isotermas de adsorción dan la posibilidad de prever el comportamiento de un alimento después de su tratamiento o almacenamiento en unas condiciones distintas a las que se estudió experimentalmente.  Si el producto está empacado en un embalaje que posee cierta permeabilidad al vapor de agua, se puede calcular también la cantidad de agua absorbida en función del tiempo de almacenamiento y en definitiva la duración de conservación de un alimento con un nivel de calidad aceptable.  Según La cantidad de humedad que tiene los productos siempre va a ser diferente porque algún productos tienen más cantidad de agua y otros menos hasta en sus otros componentes. Esta isoterma B.E.T. sugiere por su conducta que la adsorción no solo una capa sino de varias. VII. CONCLUSIONES  La determinación experimental de las isotermas de adsorción de agua en alimentos y productos alimenticios, conducen al conocimiento del comportamiento de éstos frente a los ambientes húmedos.  Además, se observó que la isoterma de adsorción de humedad de la harina de trigo presentó una clara dependencia con la temperatura para valores de aw inferiores a 0,75, no observándose esta dependencia para valores superiores de actividad de agua, donde se presenta la mayor capacidad higroscópica del producto.  No debe desestimarse que la exposición del producto en sitios húmedos, pueden afectar la humedad del mismo, de modo que suba rápidamente la actividad de agua a valores que afecten las condiciones de seguridad requeridas.
  • 29.  La humedad de monocapa (Xm) calculada con las ecuaciones de BET, presentó dependencia con la temperatura, debido a que a una menor temperatura disminuye la energía cinética de las moléculas de agua lo que hace limitar la capacidad higroscópica del producto hasta el valor máximo de Xm.  El valor de la monocapa hallada en la harina de trigo es de 0.428742gr H2O/gr m.s.; según el modelo B.E.T.; este resultado representa la zona donde la molécula de agua se encuentra ligada en diferentes sitios.  El equipo de actividad de agua, Hygrolab 2, se utiliza para realizar lecturas de actividad de agua (Aw) y temperatura (T) de la muestra y ésta lectura se observa a través de una pantalla. Es un aparato preciso, rápido y de fácil manejo.  Se determina la actividad de agua de alimentos y productos agroindustriales haciendo uso del instrumento de laboratorio, equipo de actividad de agua, modelo Hygrolab 2; el cual mide la actividad de agua en función de la temperatura. Según los datos experimentales se determinó que la actividad de agua del trigo es de 0.627, no difiere mucho de los datos teóricos. VIII. CUESTIONARIO 1. Definir Actividad de Agua. Se denomina actividad de agua a la relación entre la presión de vapor de agua del substrato de cultivo (P) y la presión de vapor de agua del agua pura (P0), ambos permaneciendo a una misma temperatura: Aw = P / Po De manera práctica, esto es la humedad relativa del aire en equilibrio con una muestra contenida en una cámara sellada de medición. Multiplicando la "Aw" por 100 se obtiene la humedad relativa de equilibrio (HRE) de la atmósfera en equilibrio con el producto.
  • 30. HRE = Aw x 100 La "Aw" depende de la temperatura (Ver Figura 2), La temperatura modifica el valor de la "Aw" como consecuencia de los cambios en la unión y la disociación del agua, la solubilidad de solutos en el agua, o el estado de la matriz. Y aunque la solubilidad de solutos puede emplearse como un factor de control, por lo general el control procede del estado de la matriz (por ejemplo, estado gomoso frente a vidrioso), ya que éste a su vez es función de la temperatura. Además, la dependencia de la "aw" de la temperatura varía entre productos. Algunas sustancias incrementan su valor de "aw" al aumentar la temperatura mientras que en otras se produce un descenso con el mismo incremento. La mayoría de los alimentos con un elevado contenido de humedad experimentan un cambio insignificante con la temperatura. Por lo tanto, no se puede predecir, ni tan solo la dirección del cambio de la "aw" con la temperatura, ya que depende de cómo la temperatura afecta a los factores que controlan la "aw" del producto.
  • 31. 2. ¿Cuál es la importancia de la actividad de agua de los alimentos? Para muchos productos la actividad del agua es una propiedad muy importante. Por ejemplo en los alimentos permite predecir la estabilidad con respecto a sus propiedades físicas, la velocidad de las reacciones de deterioro y el crecimiento microbiano, influenciando en la fecha de vencimiento, el color, olor, sabor y consistencia de los mismos. La Figura 4 representa un mapa general de la estabilidad de los alimentos en función de la actividad del agua, ilustrando el comportamiento de las distintas reacciones de deterioro y crecimiento microbiano en los mismos. Se observa que la habilidad del agua para actuar como solvente, medio o reactante se incrementa al incrementarse la actividad del agua. Con la determinación de la actividad del agua de los alimentos es posible predecir qué microorganismos pueden causar deterioro y enfermedades, por lo que se considera una importante propiedad desde el punto de vista de inocuidad alimentaria. La actividad del agua puede además jugar un papel clave en la actividad enzimática y vitamínica en los alimentos, así como en propiedades físicas como la textura y el tiempo de vencimiento de los mismos. Su utilidad e importancia como medida de la calidad y la inocuidad de los alimentos fue reconocida cuando resultó obvio que el contenido de humedad no reflejaba exactamente las fluctuaciones en el crecimiento microbiano. El concepto de "Aw" ha servido al microbiólogo y al tecnólogo en alimentos durante dos décadas como el criterio de calidad e inocuidad más exacto y utilizado.
  • 32. 3. En función de la humedad de los diferentes alimentos cual es su actividad de agua. Se suelen construir isotermas de sorción de alimentos para conocer la actividad de agua de cada alimento a una determinada temperatura según su contenido en humedad. En dichas isotermas se representa la actividad de agua de un alimento frente a su contenido acuoso. Para ello, o bien se va deshidratando un alimento y se va midiendo su actividad de agua (serían isoterma de desorción), o bien se deshidrata un alimento y luego se va rehidratando y se mide su actividad de agua en los diferentes contenidos de humedad (sería la isoterma de resorción o adsorción). Todo ello a temperaturas de 20ºC aproximadamente. Al realizarse estas mediciones se debe tener en cuenta el fenómeno denominado histéresis que es la diferencia en el valor de actividad de agua que se obtiene para un mismo alimento según su contenido de humedad en función de si se está rehidratando o deshidratando un alimento. Si el alimento se rehidrata tendrá un valor de actividad de agua mayor para un mismo contenido de humedad que si se está deshidratando. Ello es debido a que los alimentos tienen capilares en su estructura y al extraerse el agua, estos capilares se obturan, se cierran. Al rehidratar el alimento cuesta más que el agua vuelva a entrar en dichos capilares e incluso en muchas ocasiones no podrá entrar por lo que quedará mayor cantidad de agua disponible y será mayor la actividad de agua.
  • 33. IX. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Jean-Claude Cheftel y Henri Cheftel. Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Volumen I. 1976. Impreso en Zaragoza, España. Editorial Acribia. Badui Dergal Salvador. Química de los alimentos. Segunda edición. Im´preso en México. Editorial: Alhambra Mexicana S.A. José Aguado, José Antonio Calles, Pablo Cañizares, Baldomero López, Francisco Rodríguez, Aurora Santos, David Serrano. Ingeniería de la industria alimentaria. Volumen II. 2002. Impreso en Vallehermoso, Madrid. Editorial Síntesis. Nuria Bolaños V., Giselle Lutz C., Carlos H. Herrera R. Química de alimentos, Manual de laboratorio. 2003. Impreso en Costa Rica. Editorial de la Universidad de Costa Rica Ciudad Universitaria “Rodrigo Facio”. Josep Boatella Riera, Rafael Codony Salcedo, Pedro López Alegret. Química y bioquímica de los alimentos II. 2004. Impreso en España. Editorial de la Universidad de Barcelona.