Atividade de água

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Bromatologia
(Química dos Alimentos)
Prof. Dr. Lucas Sátiro do Carmo
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Água
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Peculiaridades da molécula de água:
1) A diferença de eletronegatividade entre o oxigênio e os hidrogênios é
elevada, isso cria cargas parciais positiva e negativa.
2) Isso faz com que esta molécula interaja com outras por meio de
ligações de pontes de hidrogênio.
3) Moléculas que possuem grupos com cargas elétricas interagem com
água.
4) Assim, componentes dos alimentos capazes de interagir através de
pontes de hidrogênio como sais, açúcares, álcoois e alguns
aminoácidos serão francamente solúveis em água, enquanto
moléculas incapazes disso (como as gorduras e os aminoácidos
com cadeia lateral apolar) terão sua solubilidade muito baixa
em água.
Água
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+
-
+
-
+
-
Água
• A água nos alimentos pode estar presente na estrutura de duas
diferentes formas:
• Água Livre - é aquela que se apresenta fracamente ligada aos demais
componentes dos alimentos. Esta água poderá servir de meio de cultivo
para microrganismos (provocando alterações nos alimentos, na imensa
maioria das vezes indesejáveis, levando à perda de sua qualidade) e
como meio para reações químicas e bioquímicas (também provocando
alterações nos alimentos).
• Água Ligada - é aquela que se apresenta fortemente ligada aos demais
componentes dos alimentos, normalmente formando as primeiras
camadas de hidratação das mesmas. Por estar ligada intimamente ao
alimento, não serve como meio de cultivo para microrganismos, assim
como não é meio propício para ocorrência de reações químicas e
bioquímicas 4
Água
• Das duas formas
existentes, a água
livre nos alimentos
é a que reduz a
chamada “vida de
prateleira” dos
alimentos. Embora
este não seja o
principal fator a ser
considerado.
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O teor de umidade de um alimento está diretamente relacionado com a
tecnologia de alimentos, sendo responsável pelo fim que um alimento terá
durante sua estocagem, determinando o tipo mais adequado de embalagem
ou o processamento adotado. Esse termo faz menção a uma definição
quantitativa, sem levar em consideração, as possíveis formas como a água
está presente no alimento, seja em sua forma livre ou solvatando outros
componentes.
Teor de umidade (%)
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*em geral
Atividade de água (Aw)
• A atividade de água (Aw) de um alimento reflete a capacidade
termodinâmica (estado energético) ou a concentração efetiva de água no
alimento que, de fato, pode realmente participar como um agente nos mais
diversos processos químicos e biológicos (relação com a água livre). Valores
entre 0 e 1.
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Sendo:
fa = fugacidade de água em uma mistura.
fao = fugacidade da água em um estado de referência (água pura).
p = pressão de vapor da água no alimento
p0 = pressão de vapor da água pura na mesma temperatura.
depende da temperatura
e do composto!
Pressão de vapor
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Atividade de água (Aw)
• Alternativamente, o valor de Aw pode ser obtido por:
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Sendo:
URE = Umidade Relativa de Equilíbrio.
Aw < UR ar – o alimento adsorve água do ambiente.
Aw > UR ar – o alimento libera água ao ambiente.
Atividade de água (Aw)
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Atividade de água (Aw)
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Atividade de água (Aw)
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- Teor de umidade: 5 pontos de
diferença.
- Aw : 10 pontos de diferença.
Numa situação padrão para os dois,
quem “estragaria” mais rápido?
Atividade de água (Aw)
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Aw = 0,96 Aw = 0,30
Considerando uma UR ar de 60 % (0,60 em valor absoluto), qual dos alimentos acima tende a
secar ou a umedecer?
Atividade de água (Aw)
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Atividade de Água: Isotermas
O gráfico de isotermas é uma curva que relaciona a
quantidade de água de um alimento com a sua Aw, em
uma temperatura constante.
São fundamentais para o planejamento de inúmeras
etapas do processamento de alimentos, como:
concentração, secagem ou hidratação.
Indica a facilidade ou não de se retirar água de um
alimento e sua estabilidade diante de possíveis reações e
alterações.
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Atividade de Água: Isotermas
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Alimentos ricos em
ingredientes cristalinos:
açucares, balas duras,
fibras de celulose.
Alimentos ricos em proteínas
e polissacarídeos: cerais
prontos para consumo, farelo
de aveia, proteínas de soro de
leite (ligações de hidrogênio)
Alimentos com compostos
altamente higroscópios
(sais absorvedores de
água). A água não fica
livre.
Atividade de Água: Isotermas
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Região 1 (Aw = 0,20 a 0,25): água
fortemente ligada ao alimento; teor de
umidade na casa de 7 %, difícil de congelar.
Região 2 (Aw = 0,25 a 0,75): na região 2-A
a água está mais ligada ao alimento do que
na região 2-B. A água atua como
plastificante, “amolecendo” o alimento.
Sigmoidal
Região 3 (Aw = 0,75 a 1): água aqui
possibilita as reações química, enzimáticas e
são observadas mudanças físicas no
alimento.
Histerese: Tal gráfico pode ser obtido
adicionando água ou retirando água, no
entanto, as curvas não se sobrepõem. A
diferença é chamada histerese.
Diagrama de Estabilidade
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Água recobre os lipídios,
evita contato com o oxigênio.
Quando Aw sobe, as reações
voltam a ocorrer (oxigênio
dissolvido)
Escurecimento não-enzimático:
aquecimento, reações de
Maillard ou caramelização.
U
m
id
a
d
e
Determinação de umidade: Experiência.
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Determinação de umidade (%): A forma mais simples de
obter esse valor é a utilização do método de perda por
dessecação em estufa a 105ºC.
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A técnica consiste em pesar de 2 a 10 gramas de amostra
(pulverizada) em cápsula de porcelana (com peso conhecido e
previamente seca em estufa) e levar a estufa para
aquecimento a 105ºC. Após 3 horas, retirar da estufa e
resfriar em dessecador e pesar. Repetir as operações de
aquecimento/resfriamento até peso constante (de 0,5 % a 1 %
de diferença). Após, aplicar os valores obtidos à fórmula:
Determinação de umidade: Experiência.
Determinação de umidade: Experiência.
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𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 = 𝑚𝑐𝑎𝑝.+𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 −𝑚𝑐𝑎𝑝.
𝑚á𝑔𝑢𝑎 = 𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑢𝑚𝑖𝑑𝑎 −𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠. 𝑠𝑒𝑐𝑎
𝑚é𝑑𝑖𝑎( ҧ𝑥) =
σ𝑥𝑖
𝑛
𝑣𝑎𝑟𝑖â𝑛𝑐𝑖𝑎 (𝑠2) =
σ(𝑥𝑖− ҧ𝑥)²
𝑛
𝑑𝑒𝑠𝑣𝑖𝑜 𝑝𝑎𝑑𝑟ã𝑜 (𝑠) = 𝑠²
Método DVS com dessecadores
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Método DVS significa “Dynamic Vapor Sorption” (Sorção
Dinâmca de Vapor). É utilização para realizar a curva de
atividade de água (Aw) isotérmica.
Técnica trabalhosa e que faz uso de dessecadores e soluções
super saturadas.
Método DVS com dessecadores
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Tais soluções criam um ambiente de umidade relativa controlada a 
uma dada temperatura.
Método DVS com dessecadores
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Amostras são colocadas no dessecador (secas ou
hidratadas);
É necessário obter o teor de umidade;
Devem ser preparados diferentes dessecadores, com
diferentes ambientes e a temperatura constante por
cerca de 2 semanas (ou mais) para atingir URE.
Exemplo:
Aw é calculado em cada caso.
Método DVS com dessecadores
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Ao final teremos a curva de Umidade em função de
Aw.
Com o dado de umidade da amostra podemos
determinar sua atividade de água.
Método estático.
Método DVS com dessecadores
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Exemplo: Determine a atividade de água sabendo
que a umidade do alimento é de 6 %.
	Slide 1: Bromatologia (Química dos Alimentos)
	Slide 2: Água
	Slide 3: Água
	Slide 4: Água
	Slide 5: Água
	Slide 6: Teor de umidade (%)
	Slide 7: Atividade de água (Aw)
	Slide 8: Pressão de vapor
	Slide 9: Atividade de água (Aw)
	Slide 10: Atividade de água (Aw)
	Slide 11: Atividade de água (Aw)
	Slide 12: Atividade de água (Aw)
	Slide 13: Atividade de água (Aw)
	Slide 14: Atividade de água (Aw)
	Slide 15: Atividade de Água: Isotermas
	Slide 16: Atividade de Água: Isotermas
	Slide 17: Atividade de Água: Isotermas
	Slide 18: Diagrama de Estabilidade
	Slide 19: Determinação de umidade: Experiência.
	Slide 20: Determinação de umidade: Experiência.
	Slide 21: Determinação de umidade: Experiência.
	Slide 22: Método DVS com dessecadores
	Slide 23: Método DVS com dessecadores
	Slide 24: Método DVS com dessecadores
	Slide 25: Método DVS com dessecadores
	Slide 26: Método DVS com dessecadores