ATIVIDADE DE ÁGUA (Aw) E REAÇÕES DE DETERIORAÇÃO

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1 ATIVIDADE DE ÁGUA (Aw) E REAÇÕES DE DETERIORAÇÃO Água A molécula de água é triatômica e possui estrutura tetraédrica. Tem baixo peso molecular, pequeno volume e é diamagnética. Apresentaria um ângulo de 109 se não houvesse a repulsão entre os pares de elétrons dos orbitais nãoligantes do oxigênio, a qual diminui o ângulo H- O-H para 105. As suas principais características que são o reduzido volume, alto momento dipolar e elevada constante dielétrica, são responsáveis pelas propriedades da água como solvente. A molécula de água está sempre altamente associada, nunca sozinha. Ela forma pontes de hidrogênio, as quais têm forte interação entre si possuindo um híbrido sp2. Um pentâmero seria a melhor associação de moléculas de água.

2 Se os processos biológicos dependem das reações químicas em relação a um alimento, imagine a água nele existente em três estados: 1. Ligada às macromoléculas (por exemplo: a água incorporada à proteína fazendo assim, parte dela) de forma que essa água, não estando livre, mantém a estrutura e não deixa o alimento se deteriorar. 2. Em forma de multicamadas, que também não são totalmente livres para sua mobilidade. 3. "Bulk" - líquido, grosso: relativa à água livre, (embora não totalmente), que vai servir como solvente e permitir reações. Existe um método para medir esses 3 estados de água que é a Aw. Antes de definí-la, vamos relembrar alguns conceitos sobre pressão de vapor e propriedades coligativas. Pressão de vapor: é a pressão na qual a água entra em estado de vapor numa dada temperatura. A pressão de vapor de uma substância em mistura com outras é sempre menor do que quando ela está no estado puro. Ao nível do mar a 100 C ela vale 1 atm = 760 mmhg. Abaixando-se a temperatura a 10 C a pressão de vapor diminui muito, ou seja, torna-se << 760 mmhg.

3 Propriedades coligativas: Adicionando-se um soluto na água, por exemplo o sal, a temperatura de ebulição aumenta e a de congelamento diminui. O sal abaixa pressão de vapor. Como a pressão de vapor a água com solutos é menor em relação à água pura deve-se aumentar a temperatura para que a pressão se torne normal em relação à mesma. Atividade de água (Aw): Relação entre a pressão de vapor de água em equilíbrio sobre o alimento (Ps) e a pressão de vapor da água pura (Po), à mesma temperatura, que expressa o teor de água livre no alimento. Aw = Ps/Po Ps = Pressão parcial de vapor de água no sistema Po = Pressão de vapor na temperatura considerada da água pura A importância da atividade de água está na sua relação com a conservação dos alimentos. Sendo a variação da pressão de vapor da água pela interação com componentes de um alimento um indicador da quantidade da água ligada, os valores de Aw mostram quais as chances tem o alimento tem de se deteriorar.

4 Valores da Aw: -O valor máximo da atividade de água é 1 na água pura. -Alimentos com valores de atividade de água altos (acima de 0,90): têm grande chance de sofrer contaminação microbiológica, uma vez que as soluções diluídas dos alimentos servem de substrato para o crescimento de microorganismos. -Para valores menores, entre 0,40-0,80, as reações químicas e enzimáticas ficam favorecidas pois ocorre aumento da concentração dos reagentes -A partir de Aw=0,60: tem-se pequeno ou nenhum crescimento de microorganismos. -Quando a atividade de água alcança valores inferiores a 0,30 atinge-se a zona de adsorção primária na qual não há dissolução dos componentes do alimento pela água, o que reduz a velocidade das reações, com exceção da oxidação lipídica pois esta pode ocorrer tanto em baixa Aw quanto em elevadas. -Em termos gerais: diminuindo-se a Aw, conserva-se mais o alimento, por isso a salga é usada com sucesso desde a antiguidade.

5 Isotermas de adsorção de água: O valor relativo à água de um alimento não fornece informações sobre suas propriedades uma vez que estas são influenciadas pela composição do alimento, de forma que, dentro de um alimento existem moléculas de água com diferentes propriedades. Isso é provado por meio das curvas do teor de água em função da Aw de um alimento obtidas a partir da sua secagem e da sua hidratação, a temperatura constante. Essas curvas obtidas são denominadas isotermas de adsorção de água e a diferença entre elas é chamada de histerese. Os valores de Aw nunca coincidem em adsorção e absorção. Assim, a isoterma de adsorção é um parâmetro a mais para conhecer o comportameto do alimento. *Nota: adsorção é diferente de absorção. Adsorção da água: gramas de água gramas de material seco

6 Isoterma de adsorção de água I- Região de monocamada II- Região de multicamada III- Região de condensação capilar => Água livre

7 Variação das isotermas de adsorção com a temperatura Atividade de Água e Temperatura Quanto maior for a temperatura, maior será a pressão de vapor de água, então haverá um deslocamento das isotermas.

8 Aw na geladeira é menor, porque a pressão de água é menor. Desta forma, Aw depende da temperatura. Exemplo: a maionese, um produto alimentício com elevado teor de lípides, após aberta e em temperatura ambiente, absorve a umidade do ambiente favorecendo o crescimento de microorganismos e a oxidação lipídica, portanto deve ser armazenada sob refrigeração onde a sua Aw estará na região de multicamada. ØAw e umidade relativa do ar: A atividade de água também varia de acordo com a umidade relativa do ar, ou seja, ocorre troca de água entre o sistema e o alimento comportado por ele da seguinte maneira: - Aw solução < Aw alimento : o alimento perde água até as duas entrarem em equilíbrio - Aw solução > Aw alimento : ocorre o inverso Umidade Relativa da Atmosfera (U.R.) U.R.= Aw x 100 Exemplo: Carne em geladeira sem embalagem: Baixa Aw do ambiente, perda de água do alimento na tentativa de atingir o equilíbrio.