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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 21 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.
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