Agus Y Hielo

QUÍMICA DE ALIMENTOS

Unidad II. Tema 2. Agua y Hielo
Contenido: Estructura.  Propiedades físicas.  El agua en los alimentos.  Actividad de agua.  Carta psicrométrica.  Congelación  Potabilización del agua.
Mérida, Junio 2011

ESTRUCTURA QUIMICA DEL AGUA
δ− δ+

O H
104,5°

Enlace σ

H

• Distribución asimétrica de los e- → Dipolo → Responsable del poder disolventeConfiguración Sp3

δ−

δ+

Configuración tetraédrica de enlaces entre moléculas de agua

Puente de Hidrógeno (1,7 – 2,0 Å)

Átomos de Oxígeno Átomos de hidrogeno Puentes de hidrogeno

Hielo. Estructura

Ángulo O-O : 109,47°

Número de Coordinación
T (°C) 0 1,5 83 Número de Coordinación 4,0 4,4 4,9 Distancia O-O (Å) 2,76 2,90 3,05

Propiedades Físicas del Agua
Propiedad PesoMolecular Punto de fusión* Punto de ebullición* Calor de vaporización (entalpía de vaporización) Calor de fusión * A presión atmosférica. Temperatura (°C) Propiedad -20 Densidad (g/cm3) Calor específico (J/g/K) 0,9193 1,9544 Hielo 0 0,9168 2,1009 0 0,99984 4,2176 Agua 20 0,99821 4,1818 Valor 18 g/gmol 0,0 °C 100,0 °C 538,7 cal/g = 40,65 kJ/mol 79,8 cal/g = 6,002 kJ/mol

Fuente: Reid y Fennema, 2008Diagrama de Fases
Aplicaciones:  Secado  Liofilización

Punto triple Temperatura: 0,01°C Presión: 0.006 atm Punto Crítico Temperatura crítica 373,99°C Presión crítica 218 atm

El Agua en los Alimentos
 Agua Ligada o adsorbida:
 2 teorías: Fuertemente unida al alimento por puentes

de H2 o atrapada en una matriz muy viscosa.  Asociada a las proteínas y a las membranas celulares. No congela a -20°C.  Forma aprox. 5 % del total de agua contenida en el alimento.  Agua “Libre”:  Débilmente adsorbida.  Se pierde en el calentamiento o secado.  Es congelable.  Es utilizable como solvente y esta disponible para reacciones químicas y microbiológicas.

Zona I: Capa monomolecular BET (Brunawer, Emmett y Teller) Zona II: Capas estructuradas y microcapilares. Zona III: Agua“libre” Se encuentra en macrocapilares.

Agua ligada

El Agua en los Alimentos
Alimentos con el mismo contenido de agua difieren significativamente en su carácter perecedero.

Yogurt 86% de humedad

Mermelada

Actividad de agua

Actividad de agua

aw ≈ P

= HR Po 100

Donde: P = Presión parcial de vapor del agua en el alimento a una temperatura T. Po = Presión de vapor del aguapura a la misma temperatura T. HR = Humedad Relativa en el equilibrio a T.

Isotermas de adsorción y desorción.

Alimento

aw y Estabilidad de los Alimentos

Fuente: Belitz y Grosch, 1992

aw mínima para el crecimiento de los microorganismos
Organismo Bacterias Levaduras Mohos Bacterias halófilas Levaduras Osmófilas Salmonella y C. botulinum E. coli y Bacillus sb. S. aureus aw mínima0,91 0,88 0,80 0,75 0,60 0,95 0,96 0,86

Aw de algunos alimentos
aw
0,98 – 1,00 • • • • • • • • • • • • • Alimento Leche Queso blanco, cuajada, yogurt. Carne y pescado fresco. Frutas, hortalizas y verduras frescas. Frutas en conserva en jarabes diluidos. Leche evaporada. Queso Gouda. Carnes curadas enlatadas. Embutidos cocidos. Huevos Concentrados de tomate. Frutas enlatadas en almíbar. Pan.0,93 – 0,98

Aw de algunos alimentos (cont.)
aw 0,85 – 0,93 Alimento • Leche condensada azucarada. • Queso Cheddar. • Embutidos fermentados. • Carne ahumada. • Jamón tipo serrano. • Productos de repostería. • Queso parmesano. • Pescado salado. • Cereales, harinas. • Frutas secas y nueces. • Confituras, mermeladas, melaza. • Leche en polvo. • Papas fritas, snacks, verduras secas. • Cerealespara desayuno. • Galletas, dulces, caramelos, chocolates. • Miel, azúcar.

0,60 – 0,85

Inferiores a 0,60

Alimentos de humedad intermedia
 aw entre 0,60 y 0,86-0,90  Se estabilizan mediante calentamiento, pH, adición de

conservantes.  Usualmente se almacenan sin necesidad de refrigeración y tienen larga vida útil.  A pesar de la poca agua disponible tienen buenas propiedades...