1. Qual a importância da água para a conservação de alimentos? O que você espera da remoção da água dos alimentos no que diz respeito à sua conservação? A água é um importante veículo para ocorrência de reações químicas e biológicas, sendo estas muitas vezes reações de degradação. A remoção da água é um recurso usado para diminuir ou retardar essas reações, o que prolonga a vida útil do alimento. 2. O que é água ligada e água livre num alimento? Água ligada é aquela fortemente ligada ao substrato, mais difícil de ser removida, e que não é utilizada como solvente ou meio de reação. Água Livre é aquela fracamente ligada ao substrato e que funciona como meio de reação e possibilita também crescimento de microrganismos. Esta água é eliminada com relativa facilidade durante o processamento. 2.1 O que você espera da conservação de um alimento com mais água livre que outro? Espera-se, de uma forma geral, que quanto menos água livre, menos sujeito à deterioração estará o alimento. 3. O que é pressão de vapor de uma substância? É a pressão exercida pelas moléculas em estado gasoso sobre a parte líquida, numa dada temperatura. No estado de equilíbrio, a quantidade evaporada é igual a que condensa. É também a pressão onde a substância entra em estado de vapor naquela temperatura. 3.1. Como varia com a temperatura? A pressão de vapor aumenta com o aumento da temperatura e diminui com a diminuição da temperatura. 3.2. Como varia na presença de eletrólitos? A pressão de vapor diminui com a presença de eletrólitos (ou não eletrólitos dissolvidos na água). 3.3. O que é pressão parcial de vapor de uma substância em mistura? Pressão parcial de vapor de uma substância é a contribuição daquela substância para a pressão total de vapor do sistema. 4. O que é atividade de água? Qual é a sua importância? Atividade de água é a quantidade de água disponível no alimento, para reações. É a relação entre a pressão de vapor da água em equilíbrio no alimento e a pressão de vapor da água pura, à mesma temperatura. A importância da atividade de água é a sua relação com a conservação do alimento. Saber a atividade de água e a sua relação com os outros componentes do alimento é fundamental para prevenir reações de degradação tais como: oxidação lipídica, escurecimentos enzimático e não enzimático, crescimento de fungos, leveduras ou bactérias. 1
4.1 Qual o valor máximo da atividade de água? A Aw varia de 0 a 1. O valor máximo da Aw é, portanto 1, no caso de água pura. 4.2 Como o processamento pode manipular a atividade de água de um alimento? Alguns tipos de processamento podem reduzir a atividade de água, tais como: desidratação, adição de sal, adição de açúcar, armazenamento em baixa temperatura. 5. O que é isoterma de adsorção de água de um alimento? Quais informações podem ser obtidas das isotermas? Isotermas de adsorção de água são curvas representativas do teor de água em função da atividade de água no alimento, durante sua secagem (dessorção) e/ou durante sua hidratação (absorção), em temperatura constante. A isoterma nos permite determinar em qual umidade devemos conservar determinado alimento sob certa temperatura. Se tivermos isotermas em várias temperaturas podemos avaliar qual a melhor temperatura para conservação do nosso alimento. água? 5.1. Como é expressa a quantidade de água do alimento numa isoterma de adsorção de A quantidade de água é sempre expressa em base seca. De zero a. 5.2. Qual a variação da quantidade de água do alimento numa isoterma? 6. Em quais regiões pode ser divida uma isoterma de adsorção de água e quais as características da água em cada uma delas? I- Região de monocamada (ou Zona I): água pouco disponível (água fortemente ligada); II- Região de multicamada (ou Zona II): água parcialmente livre; e III- Região de condensação capilar (ou Zona III): água livre, que permite deterioração dos alimentos mais facilmente. 2
6.1. Como pode ser medida a atividade de água de um alimento? A medida de atividade de água está baseada nas propriedades coligativas das soluções. Os métodos empregados podem ser simples ou complexos, dispendiosos ou não. No caso de alimentos, usa-se mais comumente a medida da umidade relativa de equilíbrio de um sólido ou líquido, podendo-se utilizar equipamentos específicos ou instrumentos usuais de laboratório. 6.2. Como pode, na prática, ser construída uma isoterma de adsorção de água? Uma isoterma pode ser obtida com a medida da umidade do alimento após equilíbrio em ambiente de umidade relativa (RH%) conhecida. Esta RH% conhecida pode ser obtida com soluções saturadas de vários sais, podendo ser obtidos valores de 0,11 a 0,97 de Aw. O equilíbrio é geralmente feito em câmaras fechadas, ou mesmo dessecadores. 6.3. O que é histerese? Histerese é quando se observa uma curva de hidratação diferente da desidratação. 7. Como a velocidade típica das transformações comuns em alimentos varia em função da atividade de água? Desenhe uma isoterma de adsorção de água típica de um alimento com as esperadas velocidades ao longo da abcissa de: - Escurecimento não enzimático; - Escurecimento enzimático; - Oxidação lipídica; - Crescimento de fungos e bactérias; Escurecimento não enzimático: Crescente a partir da região de monocamada. Escurecimento enzimático: Crescente a partir atividade de água intermediária ligeiramente maior que a anterior. Oxidação lipídica: Alta em baixa atividade de água, ou superior a 0,5. Crescimento de fungos e bactérias: O crescimento de fungos é favorável em atividades de água a partir ~ 0,7, já as bactérias se desenvolvem em atividade de água ~ 0,8. 3
8. Qual a variação esperada com mudança de temperatura numa típica isoterma de adsorção de água em um alimento? Por quê? Quanto maior for a temperatura, maior será a pressão de vapor de água do alimento, consequentemente haverá um deslocamento da isoterma, de forma que num mesmo teor de água, o alimento com maior temperatura terá maior atividade de água. 8.1 Desenhe três isotermas de adsorção de água em três temperaturas diferentes e indique as temperaturas (a maior, a menor, a intermediária). 8.2 Indique graficamente o que acontece com a atividade de água de um alimento hermeticamente fechado que passa de uma temperatura para outra. Dica: fixe um ponto no eixo da ordenada (eixo da umidade) e trace uma linha paralela à abcissa (eixo da Aw) a partir deste ponto. Como indicado no gráfico pela linha tracejada azul, um alimento que sofre aumento da temperatura (neste exemplo de 0 a 60 o C), com a mesma umidade, tem a Aw aumentada (neste exemplo de pouco mais que 0,2 para pouco menos que 0,6). 4
8.3 Indique graficamente o que acontece com a atividade de água de um alimento nestas três temperaturas que tenha sua umidade alterada. Como indicado no gráfico pela linha contínua vermelha, a Aw pode permanecer a mesma se a temperatura aumenta e somado a isso, a umidade é reduzida. 9. Em qual faixa de atividade de água deve ser conservado um alimento que contenha todos os principais componentes de uma dieta (proteína, lipídeos, carboidratos, minerais, vitaminas, etc). Por quê? Entre 0,3 e 0,4, onde a maioria das reações deteriorativas e crescimento de microrganismos é evitada. 10. O que você espera do comportamento de: 10.1. Bolachas em ambiente de umidade relativa alta? Absorverão água do ambiente e ficarão amolecidas. 10.2. Frutas em ambiente de umidade relativa baixa? Perderão água para o ambiente, enrugarão e perderão a turgidez. 10.3. Carne (sem proteção impermeável) em geladeira? Perderá água, ressecará e escurecerá. 11. Como você orientaria o consumidor a conservar um alimento rico em lipídeos insaturados antes e após a abertura da embalagem? Em baixos valores de atividade de água, o alimento rico em lipídeos insaturados tende a sofrer oxidação lipídica. Quando colocamos um alimento desse tipo, com embalagem fechada, na geladeira, estamos submetendo-o a baixos valores de atividade de água (veja em 8.1) e este estará mais suscetível à oxidação lipídica. Ao abrir esse alimento, ocorre um ganho de água e por sua vez, aumento da atividade de água do alimento, sendo importante, nesse caso, manter o alimento na geladeira. 12. Um pacote de bolachas (6% de umidade e aw=0,5) foi armazenado perto de uma janela e tomou sol em sua parte posterior criando-se um gradiente de temperatura de 10 C entre o topo e a base do pacote. Qual a diferença esperada na textura das bolachas localizadas no topo e na base do pacote? Por quê? Após o equilíbrio, a Aw de cada bolacha será a mesma e em equilíbrio com o ambiente, de modo que Aw = RH%/100. Como há um gradiente de 10ºC entre a bolacha do topo e a da base, cada bolacha estará numa temperatura diferente. Para manter a mesma Aw nas várias temperaturas as bolachas mais quentes devem perder água e as mais frias ganhar. Isto fará com que as bolachas do topo tenham menos água e as da base mais, afetando sua textura progressivamente (menos água=mais crocante, mais água=mais mole). 13. O ambiente de geladeira é úmido ou seco? Porque? O ambiente de geladeira é essencialmente seco. A baixa temperatura faz com que a pressão de vapor da água seja baixa, o que leva a uma Aw baixa e, consequentemente, umidade relativa de equilíbrio também baixa. 5