Água e Umidade Bromatologia

Prévia do material em texto

Bromatologia 
Água e Umidade – Aula 3 
Introdução 
• É a substância mais abundante nos sistemas 
vivos, constituindo mais de 70% do peso da 
maioria dos organismos. 
– Atividade Metabólica 
– Idade 
– Espécie 
• A vida iniciou em ambiente aquoso. 
• As estruturas e os processos biológicos só podem 
ser compreendidos considerando-se as 
propriedades físico-químicas da água. 
Estrutura 
• A água é formada por uma molécula de 
oxigênio O2 e duas de hidrogênio H = H2O 
• A molécula tem uma geometria angular fora 
dos padrões, essa formação dá à molécula um 
caráter altamente polar. 
• Essa conformação tridimensional 
é responsável pelas propriedades 
incomuns da água. 
 CORPO HUMANO POSSUI CERCA DE 75% DE ÁGUA 
 
PERDAS DIÁRIAS: 
 
- Respiração = 0,4 litros 
- Urina = 1,2 litros 
- Transpiração = 0,6 litros 
- Evacuação = 0,1 a 0,3 litros 
 
 TOTAL = 2,5 litros 
 
COMO REPOR DIARIAMENTE? 
 
- Beber água = 1,5 litros 
- Ingerir alimentos = 1,0 litro 
Estados Físicos 
Pontes de Hidrogênio 
• Uma molécula de água pode 
formar 4 pontes de hidrogênio. 
• Essa formação tetraédrica leva a 
uma estrutura aberta e a uma rede 
de ligações tridimensional. 
• Essa formação singular é 
responsável pelas demais 
propriedades da água. 
Densidade 
• Na forma sólida – gelo, a água 
expande-se devido à 
elasticidade das ligações de 
hidrogênio. 
• Aumentando dessa forma seu 
volume e diminuindo 
consequentemente sua 
densidade. 
Miscibilidade 
É a propriedade de homogeneiza- 
ção que a água tem de se misturar 
completamente com outro líquido. 
A água é uma substância polar, ou seja, tem carga, 
logo ela é miscível em muitas substâncias, também 
polares, como o etanol. 
Substâncias apolares não se misturam com a água - 
substâncias hidrofóbicas. 
Afinidade 
HIDROFÍLICA 
HIDROFÓBICO 
Coesão 
• É a propridade que dá estabilidade as gotas de 
água. 
• Isso pode ser visto quando se coloca pequenas 
quantidades de água numa superfície como o 
vidro: a água se mantém unida sob a forma de 
gotas. 
• Essa propriedade é importante para a vida. Por 
exemplo, quando a água é transportada pora 
cima, ou seja contra a gravidade. 
• As fortes atrações intermoleculares mantêm as 
moléculas de água unidas. 
 
Tensão Superficial 
• É a propridade derivada da coesão. 
• Nessa propriedade verifica-se a formação de 
uma “película” ou “membrana” que garante 
que alguns objetos leves e/ou pequenos 
“flutuem” sobre a água. 
• Com essa propriedade pode-se observar a 
formação de bolhas e as ondulações que uma 
superficie aquosa forma com o impacto de 
algum objeto. 
Adesão 
• A água adere a si mesma (por coesão) por ser polar. Pelo 
mesmo motivo, também apresenta fortes propriedades de 
adesão. 
• Pode-se observar por exemplo numa superfície de vidro 
muito limpa, que a água ali depositada pode formar uma 
fina camada, porque as forças moleculares entre o vidro e a 
água (forças adesivas) são mais fortes que as coesivas. 
• Nas células e em suas organelas, a água está em contato 
com superfícies hidrofílicas, que apresentam forte atração 
pela água. 
• Desidratar superfícies hidrofílicas, isto é, remover as 
camadas de água fortemente aderidas a elas requer esforço 
significativo contra as forças de hidratação. 
Capilaridade 
• A capilaridade se refere ao processo de a água 
subir por um tubo estreito, contra a força da 
gravidade. 
• O fenômeno acontece porque a água adere às 
paredes do tubo e a tensão superficial tende a 
nivelar a superfície, elevando-a e, por coesão, 
mais água entra na parte de baixo do tubo. 
• O processo continua até que haja no tubo água 
suficiente para que a força da gravidade 
contrabalance a força de adesão. 
Quanto mais fino 
o tubo, maior 
será a altura da 
coluna d’água. 
Solubilidade 
• É a propriedade onde verifica-se a capacidade 
que um solvente tem em interagir com um 
soluto de maneira mais forte do que as 
partículas do soluto têm de interagir entre si. 
• Devido ao seu caráter polar dissolve 
substâncias polares e iônicas conhecidas como 
hidrofílicas 
Osmose 
• A osmose é o nome dado ao movimento da água 
entre meios com concentrações diferentes de 
solutos, separados por uma membrana 
semipermeável. 
• É um processo físico-químico importante na 
sobrevivência das células. 
• A água movimenta-se sempre de um meio 
hipotônico (menos concentrado em soluto) para 
um meio hipertônico (mais concentrado em 
soluto) com o objetivo de se atingir a mesma 
concentração em ambos os meios (isotônicos). 
 
Osmose 
Osmose 
pH 
• pH é o símbolo para a grandeza físico-química 
potencial hidrogeniônico, que indica a acidez, 
neutralidade ou alcalinidade de uma solução 
aquosa. 
• O termo pH foi introduzido, em 1909, pelo 
bioquímico dinamarquês Søren Peter Lauritz 
Sørensen, com o objetivo de facilitar seus 
trabalhos no controle de qualidade de cervejas. 
• O "p" vem do alemão potenz, que significa poder 
de concentração, e o "H" é para o íon de 
hidrogênio (H+). 
 
Importância do pH 
– Verificar o estado de conservação dos produtos: decomposição 
(hidrólise, oxidação, fermentação) altera a concentração de H+; 
 
– Verificar a vida útil dos alimentos: ácido inibe o crescimento de 
microrganismos e a ação de enzimas; 
 
– Verificar o estádio de maturação de frutos; 
 
– Determinar o tratamento térmico o qual o alimento deverá ser 
submetido: 
• pH=4,5 – limite estabelecido para definição de tipo de tratamento 
térmico; 
• pH<4,5 – alimentos ácidos – tratamento térmico mais brando 
(pasteurização); 
• pH>4,5 – alimentos de baixa acidez – tratamento térmico mais drástico 
(esterilização). 
pH 
Acidez 
• Ácido, no âmbito da química, é um 
composto capaz de transferir prótons (H+) 
numa reação química – por tal pode ser chamado 
também de "doador de próton". 
 
• Ácidos também reagem com bases para formar sais 
numa reação de neutralização. 
 
• A definição mais simples de um ácido se resume a 
uma substância de gosto azedo. 
 
• Os ácidos são substâncias que tem o valor de pH 
inferior a 7. 
Alcalinidade 
• Alcalinidade representa a capacidade que um 
sistema aquoso tem para neutralizar ácidos. 
 
• A alcalinidade é devida principalmente aos 
carbonatos e bicarbonatos e, secundariamente, aos 
íons hidróxidos, silicatos, boratos, fosfatos e 
amônia - bases. 
 
• Defini-se por apresentar um sabor adstringente. 
 
• As bases são substâncias que tem o valor de pH 
superior a 7. 
 
 
 
Umidade nos Alimentos 
• Refere-se a quantidade de água que os 
alimentos contém. 
• Sua disponibilidade no alimento é variada. 
• Quanto maior a quantidade de água no 
alimento melhor para o desenvolvimento da 
maioria dos microrganismos. 
• Pode ser classificada como: 
– Umidade de superfície: água livre ou presente na 
superfície externa do alimento, facilmente 
evaporada; 
– Umidade adsorvida: água ligada, encontrada no 
interior do alimento, sem combinar-se 
quimicamente com o mesmo. 
 
Umidade nos Alimentos 
• Umidade fora das recomendações técnicas 
influencia: 
– A estabilidade química; 
– A deterioração microbiológica; 
– As alterações fisiológicas (brotação). 
 
Umidade nos Alimentos 
• A água do alimento: 
– Parte da água do alimento está fortemente ligada 
a sítios moleculares e iônicos; 
– Parte encontra-se menos fortemente ligada mas 
indisponível como solvente; 
– Outra parte está fracamente ligada aos 
componentes do alimento → ÁGUA LIVRE 
Atividade de Água (Aw) 
• É o índice de água que se encontra livreno 
alimento para que ocorra reações químicas e 
desenvolvimento de microrganismos. 
• Valores: 
– Água pura = 1,0 
– Alimentos < 1,0 
• Adição de solutos (sal, açúcar, etc) ou a 
desidratação diminui a Aw. 
Atividade de Água (Aw) 
• Alimentos desidratados: 
– Umidade < 25% 
– Aw = 0,6 (LIMITE para o crescimento microbiano) 
 
• Aw reduzida: 
– Aw entre 0,4 a 0,5 = alimento com característica macia; 
 
– Aw entre 0,35 a 0,45 = ocorre mudanças físicas. (perda de 
crocância, da dureza, recristalização de açúcares ); 
 
– Aw entre 0,2 a 0,3 = alimentos desidratados com vida útil 
máxima, componentes protegidos por uma monocamada 
(não há crescimento de microrganismo, nem reação 
química, exceto a oxidação lipídica). 
 
Atividade de Água (Aw) 
Valores de Aw Alimentos 
Superior a 0,98 
carnes e pescado frescos, frutas e hortaliças frescas, 
leite e a maioria das bebidas, hortaliças, enlatadas 
em salmoura, frutas enlatadas em pouco açúcar. 
0,93 a 0,98 
pasta de tomate, queijo industrial, carnes curadas 
enlatadas, embutidos enlatados e frutas enlatadas 
com alta concentração de açúcar. 
0,85 a 0,93 
embutidos secos e fermentados, presunto fresco, 
queijo cheddar velho, leite condensado. 
0,60 a 0,85 
 
frutas dessecadas, farinhas, cereais, geleias e 
compotas, nozes. 
Inferiores a 0,60 
bolachas, chocolate, pastelaria, mel, ovos e 
hortaliças desidratados e em pó. 
Umidade Relativa do Ar 
• Há correlação direta com a Aw dos alimentos. 
• Umidade Alta + Aw Baixa = alimento absorve umidade do 
ambiente, amolece e pode sofrer deterioração geralmente 
de origem fúngica. 
 
• Umidade Baixa + Aw Alta = Desidratação superficial do 
alimento com alteração nas propriedades organolépticas. 
 
• A relação U/Aw deve ser levada em conta para garantir o 
controle do desenvolvimento microbiano e o 
prolongamento do tempo de armazenagem. 
• Determinação de umidade corresponde à 
perda em peso sofrida pelo produto quando 
aquecido em condições nas quais a água é 
removida. 
• Reflete teor de sólidos e a perecibilidade do 
alimento. 
Determinação de Umidade 
Determinação de Umidade 
• Métodos de determinação – quantitativo: 
baseia-se na secagem do alimento 
considerando que toda perda de peso decorre 
da perda de umidade. 
• Pesa-se a amostra antes e depois da secagem 
que ocorre em condições controladas. 
Materiais e 
Equipamentos 
• Método de Estufa (perda de massa por 
dessecação): 
– 2 a 10g alimento (precisão de 0,01mg) → 105ºC → 
remoção da água → Tempo: 6 a 18h (até peso 
constante); 
– Cálculo: 
 
% umidade = peso amostra – peso da amostra seca 
 peso da amostra 
Determinação de Umidade 
• Método do Infravermelho (balança com fonte 
da radiação acoplada): 
 
– Amostra → prato de alumínio → balança 
(massa inicial é registrada). 
 
– Em seguida, faz-se incidir a radiação 
sobre a amostra, após o processo 
registra-se novamente a massa. 
Determinação de Umidade 
Determinação da Aw 
• Colocar amostra no recipiente específico → 
acoplá-lo no aparelho → leitura direta. 
• Na câmara a atmosfera interna equilibra-se 
com a da amostra → equipamento mede a 
umidade relativa da 
câmara que corres- 
ponde a Aw. 
Determinação do pH 
• PRINCÍPIO: 
– Ácidos doam prótons; 
– Bases recebem prótons. 
 
De acordo com o grau de dissociação e de ionização, 
ácidos e bases são classificadas em: 
FRACOS, MÉDIOS E FORTES. 
• Método Eletrométrico: 
– Utiliza o equipamento pHmetro ou 
potenciômetro (aparelho medidor 
de diferença de potencial), 
que possui: 
 
Determinação do pH 
ELETRODO 
Bulbo em vidro especial contendo solução 
tamponada de cloreto em contato com o 
eletrodo de referência interno. 
O sensor do eletrodo encontra-se na 
extremidade do bulbo (membrana de 
vidro que, hidratada, forma uma camada 
de gel, externa, seletiva de íon 
hidrogênio). 
Determinação do pH 
• PROCEDIMENTO: 
1. Ligar os instrumentos; 
2. Antes do uso, lavar o(s) eletrodo(s) com água 
destilada, absorver o excesso de água com um papel 
absorvente macio; 
3. Antes da medição da amostra: Calibrar usando as 
soluções-tampão. 
– Amostras: 
• Líquida: determinação de pH diretamente na amostra com a 
imersão do eletrodo. 
• Sólidas: diluir uniformemente 10g de amostra em 100 mL 
de água a 25ºC e fazer a imersão do eletrodo. 
Determinação do pH 
• Método Titulométrico: 
– Avalia a quantidade de ácido de uma amostra que 
reage com uma base de concentração conhecida. 
– Pode ser expressa em mL de solução molar % ou 
em gramas do componente ácido principal. 
– O procedimento é feito com a titulação de uma 
alíquota de amostra com uma base de 
normalidade conhecida utilizando fenolftaleína 
como indicador do ponto de viragem. 
Determinação do pH 
• PROCEDIMENTO: 
 1. Pesar 10 g da amostra; 
 2. Adicionar num Becker de 250 mL, contendo 
100 mL de água destilada. 
 3. Titular, sob agitação, com solução de NaOH 
a 0,1 N até haver a virada (mudança de cor). 
Determinação do pH 
• Calcular: 
% acidez em solução molar = V x f x 100 
 P x c 
• Onde: 
– V = volume da solução de NaOH gasto na titulação 
– f = fator da solução de NaOH 0,1 ou 0,01 M 
– P = peso da amostra usado na titulação 
– c = correção para solução de NaOH 1 M: 
• 10 para solução NaOH 0,1 M 
• 100 para solução NaOH 0,01 M. 
Determinação do pH 
• Calcular: 
ATT (%) = V x N x f x F x 100 
 P 
• Onde: 
– V = volume da solução de NaOH gasto na titulação 
– N = normalidade da solução de NaOH 
– f = fator da solução de NaOH 0,1 ou 0,01 M 
– F = fator do ácido predominante no fruto (conforme 
Tabela ) 
– P = peso da amostra usado na titulação 
Determinação do pH 
Determinação do pH 
• Em bebidas carbonatadas: O CO2 pode aumentar o 
valor da acidez dos ácidos orgânicos, pois ele forma 
ácido carbônico em meio ácido. 
• Sua eliminação antes da titulação da amostra é 
importante e pode ser feita de várias maneiras: 
1. Por agitação da amostra e transferência de um frasco 
para outro. 
2. Por aquecimento em frasco aberto, evitando 
aquecimento muito prolongado (máx. 30 a 60 segundos). 
3. Por adição de água quente fervida e neutralizada. 
4. Por agitação contínua a vácuo por 1 ou 2 minutos 
 
 
Determinação do pH 
• Produtos cárneos possuem baixa acidez (pH 
5,3 a 7,9) e o ácido predominante é o ácido 
láctico . 
• Produtos vegetais possuem acidez variável e 
na maioria das espécies: 
– Ácido cítrico: várias frutas (limão, laranja, figo, 
pêssego, pêra, abacaxi, morango e tomate); 
– Ácido málico: maçã, alface, brócolis e espinafre; 
– Ácido tartárico: uvas e tamarindo. 
Determinação do pH