Água: influência nas características dos alimentos, umidade e atividade

de água (Aw)

Profª Adriana S. Nagahashi2015

Objetivo

• Conhecer as formas como a água encontra-se nos alimentos;

• Entender as funções exercidas pela água nos alimentos;

• Conhecer os efeitos da atividade da água;

• Relacionar as velocidades de transformações em alimentos em função da atividade de água.

Água

• Água: um dos principais componentes da maioria dos alimentos.

• Os alimentos naturais que não foram processados tecnologicamente possuem mais de 30% de água, com algumas exceções como cereais e leguminosas 11-15%.

• Ex: leite 87,5%; carnes 47-79%; ovos 73,7%; frutas e vegetais 75-95%.

• Diversas funções importantes são exercidas pela água nos alimentos, influenciando suas características físicas e químicas.

Atividade de água e umidade

• A atividade de água (Aw) expressa a proporção de água livre e ligada existente em um alimento para que se possa saber sobre a potencialidade que um determinado alimento apresenta para a deterioração.

6

ÁGUA

A molécula da água

Formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio.

7

A água em alimentos

•Em vários alimentos, a água é o componente de maior importância.

•A água confere aos alimentos as suas principais características, exercendo grande influência na aparência, sabor e susceptibilidade à degradação dos alimentos.

8

• Na indústria de alimentos a água, mineral ou potável tratada, é usada principalmente como matéria prima na formulação dos alimentos.

9

Conteúdo de água de alguns alimentos

Alimento Conteúdo de água (%)

Alimento Conteúdo de água (%)

Carnes de porco 53-60Carnes de boi 50-70Carnes de aves 74Carnes de peixes 65-81Cerejas 80-85Maças, pêssegos e laranjas 90Tomates 90-95Abacate e banana 74-80Brócolos, cenouras e batatas 85-90Feijão verde, ervilha 90-95

10

• Por causa da grande quantidade de água presente na maioria dos alimentos frescos estes produtos requerem formas efetivas de preservação

• A preservação pode ser feita por remoção da água ou por separação local desta substância na forma de cristais puros de gelo após o congelamento.

• Ambos processos alteram grandemente as propriedades nativas dos alimentos e do material biológico.

11

Tipos de Água em alimentos.

•O teor de água de um alimento muitas vezes não corresponde ao consequente crescimento de microrganismo que seria esperado.

•Por exemplo, uma geléia e um apresuntado têm aproximadamente 38% de água.

• De acordo com estes valores era de se esperar que ambos deveriam deteriorar-se no mesmo período.

• Entretanto, não é isso o que ocorre. Baseado neste fato é de se imaginar que a água apresenta comportamento diferenciado nos alimentos: a água livre e a água ligada

12

Água livre

•É a água que está fracamente ligada aos constituintes do alimento, é de fácil remoção e funciona como solvente permitindo o crescimento de microrganismos ou ocorrência de reações químicas e bioquímicas.

13

Água ligada

•É a água fortemente ligada aos constituintes do alimento, não funciona como solvente, é de difícil remoção e não permite o desenvolvimento de microrganismos ou reações químicas e bioquímicas.

14

Faixas de valores de atividade de água de alguns alimentos

Atividade de água:

•O conteúdo total de água em um produto é conhecido como Umidade. O volume de água livre disponível é considerado a Atividade de Água (Aa ou Aw).

•Definida como a relação existente entre a pressão de vapor de uma solução ou de um alimento (P) com relação à pressão de vapor da água pura (Po) à mesma temperatura.

Aw = P soluto (alimento)Po solvente (água)

• A Aw de um alimento e a umidade relativa do ambiente no qual se encontram tendem sempre a equilibrar-se, e, por isso, é comum expressar a umidade como umidade relativa de equilíbrio (%) (URE).

• Por exemplo, se a Aw de um alimento for menor que a umidade relativa da atmosfera que o rodeia, o alimento tenderá a absorver água do ambiente, se maior, cederá água para o ambiente, até que se atinja o equilíbrio.

Aw ou aa = URE 100

•Aw ou aa: atividade de água do produto•P: pressão de vapor da água do alimento•Po: pressão de vapor da água pura•URE: umidade relativa de equilíbrio do produto (%)

• O conteúdo da água ou umidade é obtido pela determinação da água total contida no alimento.

• Esse valor, todavia, não fornece indicações de como ela está distribuída, nem permite saber se toda a água está ligada do mesmo modo ao alimento.

É a Aw que fornece informações sobre:

•Crescimento microbiano;•Migração da água;•Estabilidade química e bioquímica;•Propriedades físicas;•Vida útil.

• A umidade não fornece estas informações.

• Isto quer dizer que quando nos referimos à conservação dos alimentos, a Aw é a melhor medida quando comparada ao teor de umidade.

Formas em que a água encontra-se nos alimentos

• Água livre e Água combinada: empregadas para descrever o estado em que a água se encontra nos alimentos.

• A água livre está fracamente ligada aos componentes não-aquosos dos alimentos, pode ser mais facilmente eliminada (ex: secagem de alimentos) e está disponível para o crescimento microbiano e reações químicas.

• A água combinada está fortemente ligada aos componentes não-aquosos dos alimentos, é mais difícil de ser eliminada, e não está disponível para o crescimento de microrganismos e reações químicas.

Então:• Água livre: atividade de água• Umidade: água livre + água combinada = água

total contida no alimento.

Atividade de água e crescimento de microrganismos

• A água é o solvente fundamental para todos os seres vivos, sem ela, o metabolismo dos microrganismos fica paralisado, isto é, não pode haver crescimento nem multiplicação.

• Entretanto, os microrganismos podem sobreviver, em estado latente, por tempo quase indefinido, na forma desidrata.

• Após o restabelecimento da atividade de água adequada, inicia-se o seu crescimento e multiplicação.

• A velocidade de crescimento dos microrganismos diminui com a atividade de água, podendo até sofrer paralisação completa em atividade de água menor que 0,6 variando o valor mínimo, com o tipo de microrganismo.

• Um alimento com Aw inferior a 0,85 está protegido contra o desenvolvimento de bactéria patogênica.

• Existem algumas espécies de microrganismos em cada grupo que apresenta elevada resistência a baixas Aw e esses microrganismos podem causar a deterioração lenta de alimentos.

Limites mínimos aproximados da Aw para o desenvolvimento de microrganismos

Aw mínima

Bactéria 0,91

Leveduras 0,88

Fungos 0,80

Bactérias halófilas 0,75

Bactérias osmófilas 0,60

• Halofílicos são incapazes de se desenvolver em meios sem cloreto de sódio e frequentemente exigem altos teores dessa substância para seu desenvolvimento. São geralmente bactérias e comumente mais tolerantes ao sal que organismos não halofílicos.

• Xerofílicos são os microrganismos que se desenvolvem mais velozmente sob condições relativamente secas, ou capazes de se desenvolver sob atividades de água abaixo de 0.85. São bolores e leveduras.

• Já osmofílicos são os capazes de se desenvolver em ambientes de alta pressão osmótica. O termo é mais comumente aplicado para leveduras tolerantes ao açúcar.

• O primeiro cuidado que se deve ter ao preservar um alimento é evitar a contaminação microbiológica, que ocorre tão rapidamente que se alguma reação química ocorrer concomitantemente torna-se-á insignificante.

• Contudo, se evitarmos o desenvolvimento de fungos, leveduras e bactérias, a deterioração poderá ocorrer através das reações químicas e enzimáticas.

Atividade de água e as reações químicas e bioquímicas

• A velocidade das reações químicas e bioquímicas, desejáveis ou não, que ocorrem durante o armazenamento de alimentos, depende, principalmente, da Aw.

• A figura a seguir constitui uma representação esquemática das velocidades relativas das transformações em função da Aw dos alimentos.

• A medida que a Aw diminui aumenta-se a estabilidade e segurança dos alimentos.

• Vários métodos de conservação são baseados na diminuição de Aw, tais como: desidratação, adição de solutos como sal e açúcar, dentre outros.

• Quanto a umidade, os alimentos podem ser classificados em:

Alimentos de alta umidade – Aw > 0,85 e Umidade > 40%

Alimentos de umidade intermediária – Aw de 0,6 a 0,85 e Umidade de 20 a 40%

Alimentos de baixa umidade – Aw < 0,6 e Umidade < 20%

33

a) 0,98 e acima:

• Carne frescas e peixe fresco; frutas e vegetais; leite e outras bebidas; vegetais enlatados em salmoura e frutas enlatadas em xarope leve.

• Sendo alimentos muito úmidos, incluindo aqueles com menos de 3,5% de sal e 26% de açúcar na fase aquosa, permitem o crescimento de bactérias patogênicas e microrganismos deteriorantes, com exceção de halofílicos e xerofílicos extremos.

Grupos de alimentos com base em suas Aw

34

b) Abaixo de 0,98 até 0,93:

•Leite evaporado; massa de tomate; carnes curadas; queijo Gouda; pão; queijo processado; salsichas cozidas; carnes e peixes levemente salgados.

•Concentração máxima de sal ou açúcar na fase aquosa deste alimento será próximo de 10 e 50%, respectivamente. Todas as bactérias patogênicas podem se desenvolver, no mínimo, na parte mais elevada deste intervalo de Aw.

35

c) Abaixo de 0,93 até 0,85:

•Carne seca, presunto cru, leite condensado, queijo Cheddar maturado. Este grupo inclui alimentos com mais de 17% de sal ou sacarose saturada na fase aquosa.

•Muitos bolores que produzem micotoxinas podem se desenvolver nestas condições. Em relação às bactérias patogênicas, apenas a Staphylococcus aureus pode se desenvolver nestas condições.

36

d) Abaixo de 0,85 até 0,60:

•Alimentos de atividade de água intermediária; frutas desidratadas; farinhas; cereais; geléias; melado; pescado; fortemente salgado; extrato de carne; nozes; alguns queijos maturados.

•Bactérias patogênicas não se desenvolvem nestes intervalos de Aw. Mas pode ocorrer deterioração provocada por microrganismos xerofílicos, osmofílicos ou halofílicos.

37

e) Abaixo de 0,60:

•Chocolate; mel; macarrão; biscoitos; batata chips, leite em pó, vegetais desidratados.

•Microrganismos não se multiplicam abaixo de 0,60 Aw, mas podem permanecer viáveis por um tempo prolongado.