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3/8/2016 1 ATIVIDADE DE ÁGUA EM ALIMENTOS AGUA TOTAL NOS ALIMENTOS • Água livre - está presente nos espaços intergranulares e entre os poros do material, funciona como solvente, permitindo crescimento dos microrganismos e reações químicas, e é eliminada com relativa facilidade • Água de hidratação ou combinada – está ligada quimicamente com outras substâncias do alimento e difícil de ser eliminada. Não é utilizável como solvente, não permite o desenvolvimento de microrganismo e retarda reações químicas ATIVIDADE DE ÁGUA (Aw) • A pressão de vapor exercida pela agua nos alimentos depende de fatores intrínsecos (umidade e composição) e extrínsecos de alimentos (Temperatura e umidade do ambiente) Pressão de vapor de agua na amostra a °C Aw =_________________________________ Pressão de vapor da agua pura °C ATIVIDADE DE ÁGUA (Aw) • Quando o alimento esta armazenado em uma determinada temperatura constante, o teor de umidade será alterado até entrar em equilíbrio com o vapor de agua do ambiente, e isso é conhecido como Teor de umidade de equilíbrio do alimento • Umidade relativa de equilíbrio é a umidade relativa da atmosfera de armazenagem. Alteração na quantidade de agua afeta: • Crocância • Maciez • Fraturabilidade • Susceptibilidade microbiana • Força para quebra 3/8/2016 2 • Disponibilidade de água • Relação entre fugacidade da água no alimento (f) e fugacidade da água pura na mesma temperatura (fo) Aw = ...f... fo • Em ambiente sem variação de umidade (equilíbrio) Aw = Umidade relativa do ambiente 100 • A variação da Aw está ligada ao crescimento de microrganismos, à deterioração química e deterioração de consistência ISOTERMAS • Expressa as relações entre a atividade de agua de um alimento quando ela é adsorvida ou dessorvida a uma temperatura. - ADSORÇÃO – Adição de agua à amostra seca - DESSORÇÃO – Retirada/Saída de água 3/8/2016 3 Temperatura modifica aa devido a alteração: • ligação da água • dissociação da água • solubilidade de solutos na água • estado da matriz (vítreo vs. amorfo) O efeito da temperatura na aa é específico para cada produto • Reação de Maillard – Escurecimento não- enzimático – Redução da atividade farmacológica ( principal consequência) • Auto oxidação lipídica Mobilidade Molecular • Preservação do alimento • Visa diminuir a agua que iria funcionar como solvente ou reagente, • Considerável diminuição das transformações físicas e químicas 3/8/2016 4 Mobilidade Molecular • Operações unitárias que reduzem a disponibilidade de agua em alimentos • Remoção de agua fisicamente - Desidratação - Evaporação - Liofilização - Concentração por congelamento • Imobilização da agua no alimento - Uso de umectantes - Congelamento (Cristais de gelo) PRODUTOS DUROS E CROCANTES • baixa atividade de água • quebram ao aplicar força • são crocantes e “sonoros” • “amaciam” ao se expor a > aa PRODUTOS MACIOS • aa de intermediária a alta • entortam ao aplicar força • são úmidos, suculento, macios e mastigáveis. • endurecem ao se expor a < aa SOLUÇÕES PARA MANTER A TEXTURA • manter a atividade de água entre os limites críticos para as • características de textura desejada. • prevenir a migração da água entre os multicomponentes. • embalagem HIGROSCOPICIDADE Migração de umidade Sistemas com multi fases • Duas regiões distintas com aa diferentes • Água move de área de alta aa para áreas de baixa aa. • A força de condução da água está diretamente relacionada a aa. • Velocidade da migração depende da estrutura de propriedades de difusão do produto. Migração da umidade causa: • mudança na textura • crescimento microbiano • reações de degradação • alteração organoléptica Desafios: • componentes com a mesma atividade de água reduzir aa dos componentes com alta aa e conservar macio aumentar aa de componentes com baixo aa e conservar crocante • retardar o processo de difusão entre os componentes (> viscosidade) • barreira comestível • embalagens distintas Fluidez de pó / Aglomeração e empedramento • Aglutinação é um processo dependente de atividade de água, tempo e temperatura. Escoamento livre de pós é transformado em grumos e eventualmente em aglomerado sólido. É um problema presente nas indústrias de alimentos e farmacêutica. Solução para manter a fluidez e prevenir a aglomeração: • secagem até baixa aa • tratamento dos pós em atmosferas com baixa umidade. • embalagem com alta barreira a umidade • armazenar a baixas temperaturas • incluir dessecantes • adicionar agentes anti-aglomerantes 3/8/2016 5 Por que controlar a Aw? • Segurança microbiológica • Estabilidade de ingredientes (enzimas) • Conteúdo de proteínas e vitaminas • Cor, textura e valor nutricional • Estabilidade e durabilidade • Solubilidade e Textura • Vida de Prateleira Por que controlar a Aw? • Definir a faixa de Aw adequada para seu produto faz a diferença no controle da sua produção e, especialmente, na manutenção do seu padrão de qualidade Principais aplicações • Indústria de alimentos - Testes de produtos e matérias primas para otimização de durabilidade, coloração, sabor, valor nutricional, condições de processamento e controle microbiológico; - Garantia de qualidade do produto final com a escolha da embalagem adequada Principais aplicações • Indústria de medicamentos e cosméticos - Testes de matérias-primas em produtos acabados e semi-acabados para otimizar as propriedades do processo e possíveis reações, bem como durabilidade, coloração ou alguma peculiaridade durante o processamento - Checagem das propriedades dos produtos em relação as suas interações com o ambiente Principais aplicações • Produtos em pó, granulados , em forma de creme ou gel; • Comprimidos revestidos • Compostos ativos Equipamentos • Higrômetro de cabelo • Higrômetro eletrônico • Higrômetro do ponto de orvalho • Psicrômetro • Osmômetro • Célula de pressão • Ressonância magnética nuclear 3/8/2016 6 IMPORTÂNCIA DA ATIVIDADE DE AGUA PARA INDUSTRIA FARMACEUTICA E ALIMENTÍCIA
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