Ciencia moderna

PRACTICA Nº 1

INFLUENCIA DE LA ACTIVIDAD DE AGUA EN LOS ALIMENTOS



OBJETIVOS


1. Determinar las curvas de isotermas de sorción para algunos productos alimenticios.
2. Determinar las constantes características de la ecuación de B. E. T. y otras ecuaciones.
3. Identificar las aplicaciones de estos conceptos en la tecnología de alimentos.


MARCO TEORICO


1.ACTIVIDAD DE AGUA


El microbiólogo australiano Csiro Scout introdujo por primera vez el concepto de actividad de agua (Aw) en la década del 50, siendo esta la disponibilidad de agua necesaria para las diferentes actividades fisiológicas microbianas.


La relación del contenido de humedad, la presencia de componentes capaces de interaccionar químicamente con la molécula de agua,así como la presencia de solutos disminuye la presión de vapor sobre el alimento


2. Isotermas de sorción


Las isotermas de sorción de agua de alimentos muestran la relación de equilibrio entre le contenido de humedad de los alimentos y la actividad de agua a temperaturas y presiones constantes


Las isotermas de sorción de humedad son usadas para varios propósitos en lainvestigación de alimentos. Estos incluyen cálculos para el tiempo de secado, determinación de la cantidad de ingredientes de una mezcla, empaquetado y modelamiento de cambios de humedad, los cuales se dan durante almacenamiento y la predicción de vida en anaquel.


El fenómeno adsorción refleja la capacidad hidrofílica de un substrato absorbente y las soluciones saturadas. Alequilibrio el número de moléculas evaporadas de superficie es igual al numero de moléculas condensadas.


3. Interpretación teórica de las isotermas de adsorción


Debido a la necesidad de expresar la relación M = f(Aw) se han propuestos diversos modelos matemáticos, que permiten además de reproducir con menor o mayor grado de aproximación la relación M = f(Aw), calcular los valores dealgunos de los parámetros que nos informa acerca de las condiciones de máxima estabilidad del alimento durante su conservación. Se han propuesto más de setenta modelos matemáticos. Todos los modelos propuestos empíricos, semi empíricos o teóricos, son capaces reproducir con cierto éxito los datos de humedad de equilibrio.


a. Modelo de Brunauer, Emmett y Teller (B.E.T)

[pic]Donde:


Aw = Actividad de agua
M = Humedad de equilibrio (g/100g de m. s.)
M1 = Contenido de agua correspondiente a la capa monomolecular (g/100 g de m. s.)
C = Constante energética relacionada al calor de adsorción, (C = K.eQs/ Rt) donde Qs es el calor de adsorción.

Esta ecuación se confirma experimentalmente con Aw menores a 0.5
Conla ayuda de esta ecuación se pueden calcular M1 y C según M y Aw determinados experimentalmente; para ello se lleva [pic] a ordenadas y Aw a las abscisas; se obtiene una recta, que en la intersección con el eje de ordenadas y la pendiente da, respectivamente, los valores de [pic] y de [pic].


b. Modelo de G. A. B.




[pic]




Donde:


Aw = Actividad deagua
M = Humedad de equilibrio(cont. en agua del prod.) (g/100 g de m.s.).
M1 = Contenido de agua correspondiente a la capa monomolecular (g/100 g de m. s.).
C = Constante (=C exp [ (H1 – Hm) / RT] , donde Qs es el calor de adsorción, considerado como constante).
K = Factor de corrección de propiedades de moléculas multicapas.


Este modelo puedeconsiderarse una extensión del modelo de B. E. T., teniendo en cuenta las propiedades modificadas del sorbato en la región multicapas.
Esta ecuación puede reordenarse en un polinomio de segundo grado:




[pic]






Con:
[pic]
[pic]
[pic]


α, β, ( = parámetros característicos del producto.




c....