Unidad II: Composicin qumica de los alimentosEl agua en los alimentos

1.- Importancia del agua.Desde el punto de vista cuantitativo el agua representa el constituyente ms abundante en la mayor parte de nuestros alimentos en estado natural, a excepcin de los granos. Contenido de agua en los alimentos

Por eso tiene un papel esencial para la estructura y dems caracteres de los productos vegetales y animales de los que nos alimentamos; pero estos caracteres tambin son, frecuentemente, responsables de su aptitud hacia el deterioro.

El agua en la cantidad, localizacin y orientacin apropiadas influyen profundamente en la estructura, aspecto y sabor de los alimentos y en su susceptibilidad a la alteracin y es as como varios mtodos de preservacin de los alimentos se fundan, al menos parcialmente, en el descenso de la disponibilidad de agua.

Los diversos componentes del alimento influyen de modo diferente sobre esta estructura: as los electrolitos, como Na+, K+, Cl-, fuertemente hidratados en solucin, disminuyen el n de enlaces H entre las molculas de agua, mientras que los hidrocarburos y los grupos no polares de las cadenas laterales de las protenas tienen tendencia a aumentarlos.

Las molculas de agua pueden disolver a sustancias salinas que se disocian formando disoluciones inicas.En este caso, los iones de las sales son atrados por los dipolos del agua, quedando atrapados y recubiertos de molculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados.

Las sustancias capaces de formar enlaces H, modifican o no su asociacin entre las molculas de agua, segn su compatibilidad geomtrica con la red existente; las sustancias que tienen varios grupos funcionales diferentes (aminocidos, grasas, protenas) actan sobre la estructura del agua en funcin de estos grupos.

El papel del agua en las protenas.Encontramos molculas de agua localizadas en el interior de la estructura proteica. Estas molculas estn aisladas del agua del entorno y juegan un papel importante en la estabilizacin de la conformacin de la molcula proteica.

En el interior de una molcula proteica se dan tres tipos de agua:1.- molculas atrapadas en el seno de la protena que contribuyen a rellenar los huecos que han quedado en el empaquetamiento de las cadenas laterales de los restos de aminocidos.

2.- molculas parcialmente ordenadas (con temperaturas de congelacin + bajas por interaccin con determinados grupos de las cadenas laterales de los aminocidos). Esta capa de molculas de agua cubre alrededor de un tercio de la superficie proteica.

3.- molculas de agua fuertemente unidas que forman la primera capa de coordinacin, con energas sustancialmente reducidas respecto de la del conjunto del agua.

Adems de estos tipos de agua estructural, existen capas de agua interfasial que solvatan la superficie de la molcula proteica.

El agua estructural e interfasial forman la llamada agua ligada.

Desde hace tiempo se observ que el agua presente en los tejidos vegetales y animales puede estar ms o menos disponible y as se distingue agua libre y agua ligada. Adems, la experiencia demostr que el agua llamada ligada puede estar ms o menos fuertemente unida.Actividad de agua

El contenido de agua por s solo no es un indicador real de la estabilidad y esto se atribuye en parte, a la diferencia de intensidad con que el agua se asocia con los constituyentes no acuosos.

de tal forma que el estado del agua presente en un alimento es tan importante, para la estabilidad del mismo, como su contenido total.

El agua implicada en asociaciones fuerte es menos susceptible o propensa para las actividades degradativas, tales como el crecimiento microbiano y las reacciones qumicas de hidrlisis, que el agua dbilmente ligada.

El sistema ms fcil para tener una medida de la mayor o menor disponibilidad del agua en los diversos alimentos es la actividad Aw, definida por el descenso de la presin parcial de vapor de agua:

Actividad de agua

Aw = Pw(a una ta T1 y en eq.) PwoDonde:Pw = presin parcial de vapor de agua de una solucin o de un alimento.Pwo = presin de vapor de agua pura a la misma temperatura.

Se puede explicar el descenso diciendo que los constituyentes qumicos presentes movilizan parcialmente el agua y disminuyen as su capacidad de vaporizarse y probablemente su reactividad qumica.

Una isoterma de adsorcin (o de desorcin) es la curva que indica en el equilibrio y para una ta determinada, la cantidad de agua retenida por un alimento en funcin de la humedad de la atmsfera que le rodea. Isotermas de adsorciny estado del agua en los alimentos

Segn se parta de un alimento hmedo o de un alimento seco, se obtiene una curva de desorcin o adsorcin:

Agua fuertemente ligada.La seccin A (ver fig I.1), en la cual la actividad del agua est comprendida entre 0 y 0.2 o 0.3, corresponde al agua fuertemente ligada;

Segn la mayora de los autores, en esta regin de la isoterma existe una capa monomolecular de agua fija a los grupos polares de ciertos compuestos.Prcticamente el agua de esta capa no est disponible para actuar como disolvente o reactivo. No es congelable ni evaporable.

Agua dbilmente ligada y agua libre.Por lo general, encima de la seccin A (ver fig. I.1), las isotermas de adsorcin estn divididas bastante arbitrariamente en 2 o 3 secciones que corresponden al agua cada vez ms libre.

Se tratara por consiguiente, de sucesivas capas de agua fijas sobre la primera capa por intermedio de enlaces H. Esta agua representa la mayor parte de la esfera de hidratacin de los constituyentes solubles.

El agua libre representa la mayor parte del agua de los alimentos frescos y elaborados (pero no deshidratados); as lo demuestra la ltima parte de la isoterma de adsorcin.

La fijacin del agua y las caractersticas de las isotermas de adsorcin varan considerablemente de un alimento a otro. Es la resultante del comportamiento de los diversos constituyentes qumicos del alimento en relacin al agua.

La importancia de la actividad del agua para la estabilidad de los productos alimenticios durante el tratamiento y almacenamiento queda demostrada de forma evidente por las curvas de la figura I.6.Aw y reacciones de deterioro de los alimentos

Es evidente que los alimentos con Aw elevada son los ms expuestos a la proliferacin microbiolgica.Y que valores de actividad medios favorecen la ocurrencia de reacciones que pueden deteriorar los alimentos

Como hay un valor ptimo de Aw para el crecimiento microbiano, se puede explicar, parcialmente, la relativa estabilidad frente a los microorganismos de alimentos secos y adicionados de sal y azcar como salchichones y mermeladas.

No obstante es preciso resaltar que se observan diferencias apreciables de una especie a la otra de un mismo gnero y que por otro lado, la composicin del medio con la posible presencia de sustancias que favorecen o inhiben el crecimiento, juega un papel esencial.

Por otra parte, en los alimentos slidos, de estructura heterognea, la actividad del agua puede ser diferente de una parte a otra, de tal manera que la proliferacin de microorganismos puede originarse en algunos puntos y de aqu propagarse a los otros.

Es alentador resaltar que las bacterias, entre las cuales se encuentran las especies patgenas y txicas ms frecuentes, prcticamente no se multiplican por debajo de una actividad de agua de 0.90-0.85

Los alimentos que contienen poca cantidad de agua, como las semillas pueden ser bien conservados. Esto se debe a que la mayora de los procesos en un ser vivo se realizan en medio acuoso, o utilizando agua como parte de las reacciones. Modificacin del contenido de agua en los alimentos

La reduccin de la cantidad de agua entonces, es una forma de estabilizacin del alimento frente a la actividad nociva de enzimas y microorganismos. Los mtodos se dividen en desecacin (cuando la humedad del alimento se disminuye hasta equilibrarla con la del ambiente) y deshidratacin (cuando la eliminacin es casi total).

De este modo tenemos mtodos como:La liofilizacin. Consiste en someter al alimento a una ultracongelacin y a dos procesos de desecacin.La concentracin. Consiste en eliminar el agua de los alimentos lquidos. Esto se consigue con la evaporacin, prensado, etc.

Modificacin de la disponibilidad del agua en el alimento:CongelacinSalaznCuradoAdicin de azcar