aula 4 Água 2017

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Água e os Alimentos
Prof. Adriana Seixas
Disciplina de Bromatologia
Os óleos e as gorduras contém apenas traços de água, mas produtos processados com elevados teores de gordura apresentam teores consideráveis de água,como por exemplo,maionese ou margarina cujo teor de umidade varia de 15-40% de umidade.
Água nos alimentos
Água livre
Aquela que apresenta as mesmas propriedades da água pura
Água ligada 
Em contato com solutos 
Mobilidade reduzida
Não congela a – 40 °C
Água capilar
Em confinamento físico
Água livre
Maior fração de água presente nos alimentos 
Mesmas propriedades da água pura
Crescimento de microrganismos
Reações enzimáticas
Mas...Não flui livremente do alimento quando este é cortado
Pode ser retirada por secagem e convertida em gelo durante o congelamento.
Capacidade de ligar água
Aprisionamento de grandes quantidades de água por macromoléculas (matriz)
Qualidade do alimento – alterações na quantidade de água livre e forma de interação com os sólidos
Exemplo cozimento da carne
Desnaturação das proteínas perda da capacidade de ligar água.
Água constitucional
Primeira camada em torno do soluto
Pequena fração nos alimentos
Liga-se fortemente aos constituintes dos alimentos (sólidos) por ligações iônicas
Água vicinal
Próxima camada após a constitucional
Ocupa sítios mais próximos dos grupos hidrofílicos dos constituintes não aquosos do alimento
Água multicamadas
Água ligada mais fracamente aos solutos
Ainda não se comporta como água pura
Água ligada
Água capilar
Confinamento físico em capilares
Mobilidade reduzida e menor pressão de vapor
Maioria dos alimentos possui capilares com diâmetro entre 10-100 m 
Atividade da água
Disponibilidade da água no alimento
Intensidade da associação com constituintes não aquosos
Umidade
Quantidade total de água no alimento
Perecibilidade - Deterioração dos alimentos
Crescimento de microrganismos
Atividade enzimática
Reações químicas
Estabilidade e segurança de um alimento.
Atividade da água
Importância 
Determinação de atividade da água: Vem sendo aplicado nas indústrias químicas, farmacêuticas e alimentícias. 
microbiologia de alimentos 
Controle de qualidade
controle de alterações indesejáveis na produção e estocagem de alimentos. 
Ex: óleo de amendoim, se deteriora se sua umidade exceder a 0,6%, o amido da batata é estável com 20% de umidade.
A União Européia e o FDA (EUA) estabeleceram em suas normas a exigência da medição de atividade de água como parâmetro de qualidade. 
Definição
Lewis e Randal,1961
A atividade de água (aw) de um alimento ou solução pode ser definida como a razão entre a pressão de vapor de água no alimento e a pressão de vapor de água pura na mesma temperatura (deve ser especificada). 
Em equilíbrio é a pressão de vapor exercida por uma solução ou alimento, em uma atmosfera fechada. 
Agua pura aw = 1 (pressão 101,325 kPa e 25°C)
Nos alimentos ocorre interação com constituintes e aw < 1 
Aw  p/p0
Aw = p/p0
Determinação da atividade da água 
Métodos
Ponto de congelamento 
Sensores de umidade relativa
Equilíbrio em uma umidade relativa constante
Ponto de congelamento
Medida da redução do ponto de congelamento através de crioscópico eletrônico, e do teor de umidade da amostra.
Sensores de umidade relativa
Amostra é colocada em um local fechado e pequeno a temperatura constante, até o equilíbrio.
Mede-se a umidade relativa do ar.
Equilíbrio em uma umidade relativa constante
Amostra é colocada em um dessecador, temperatura constante, umidade constante mantida por soluções salinas saturadas, até atingir o equílíbrio.
Mede-se a migração de água da amostra.
Processo longo para amostras de 1,0 g e quase impossível para grandes amostras.
MEDIDOR ATIVIDADE DE ÁGUA
Atividade de água X temperatura
Equação modificada de Clausius-Clapeyron
d ln aw = - ∆H
d (1/T) R
Onde:
aw = atividade de água
T = temperatura absoluta
R = constante universal dos gases perfeitos
∆H = variação de entalpia
Isotermas de sorção
Gráficos que relacionam o teor de água do alimento (massa de água por unidade de massa de matéria seca) com sua atividade de água em temperatura constante.
Úteis para processos de concentração, secagem e hidratação de alimentos.
Determinação da estabilidade de produtos alimentícios durante o armazenamento. 
Isoterma de Adsorção – medida de produtos higroscópicos
Isoterma de Desorção – acompanhamento de processos de secagem
Isotermas de Adsorção
> 5% (90%)
Água da monocamada
Água de multicamadas
Água livre
Forma e posição da isoterma
Isotermas sigmoidais
Isoterma do tipo J – alimento com alto teor de açúcar
Variam de acordo com:
Composição da amostra
Estado físico 
Pré-tratamentos
temperatura
Histerese (retardo)
Influenciam a intensidade de histerese: 
Natureza do alimento
Mudanças físicas causadas pela água
Temperatura
Velocidade de desorção
Estabilidade dos alimentos em função da atividade de água
Três grupos:
Baixa umidade – aw até 0,6
Crescimento mínimo de microrganismos
Umidade intermediária - aw entre 0,6 e 0,9
Entre 0,4 e 0,8 = reações enzimáticas
Alta umidade - aw acima de 0,9
Microrganismos, reagentes diluídos
Rancidez oxidativa = destruição de vitaminas lipossolúveis e dos ácidos graxos essenciais, além da formação de subprodutos com sabor-odor forte e desagradável. 
Íons ▲
Íons ▼
oxigênio ▲
1 - Baixos valores – reagentes mais concentrados
 Médios valores – reagentes muito diluídos
 altos valores – aumenta concentração de oxigênio e maior atividade dos íons metálicos catalisadores da reação
 muito alto – diminui por diluição dos metais catalisadores
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Alterações na aparência e textura dos alimentos
Compactação do café solúvel, leite em pó
Amolecimento de biscoitos
Alteração de folhas verdes
Redução na atividade da água – aumento da estabilidade
Secagem
Congelamento
Bibliografia:
RIBEIRO, Eliana Paula; SERAVALLI, Elisena A. G. Química de alimentos. 2. ed. rev. São Paulo: Edgar Blücher, 2007. 184 p. 
DAMODARAN, Srinivasan; PARKIN, Kirk L.; FENNEMA, Owen R. Química de alimentos de Fennema. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. 900 p. Tradução de: Fennema’s food chemistry.