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Como aw pode resolver problemas de textura e cor?

Tânia M. M. Shibata

Decagon Devices LatAm.

O que você deseja ?

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Estensão da vida de prateleira = $$$

Condição de armazenagem

(5 semanas)

Atividade de Água

0,113 0,30 0,5289 0,6886 0,9358

Cor 1 3 4.5 6 10

Odor 10 4 1 1 10

Cor

Odor

Escuro 1 10 Vermelho

10 RançoPimenta 1

Á água é um importante componente para Alimentos, Fármacos e Cosméticos

Dois aspectos:Quanta água está presente no produto?

Qual o impacto que a água tem no processamento, estabilidade, segurança e percepção sensorial?

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Atividade de água ≠ Umidade

Atividade de águaMedida do estado da energia da água em um sistema. (Qualitativa). Uma qualidade interna que não depende da quantidade de amostra.

UmidadeQuantidade de água presente em uma amostra sobre base seca ou úmida. Uma propriedade extensiva que depende da quantidade de amostra.

Atividade de água ≠ Umidade

Atividade de águaPadronização com soluções salinas

Umidade

Não tem padrão

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Definindo Atividade de água - aw

Definições de aw

µ = µo + RT ln (f/fo)

Fugacidade

ConstanteGases Temperatura

Potencial químico

Potencial químicode uma substância pura

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Lewis e Randall (1961) : conceito de atividade.A fugacidade é igual a pressão vapor

(f = p)

aw = f/fo = p/po

Pressão de vapor da água na amostra a ºC

aw = ——————————————————

Pressão de vapor da água pura ºC

aw = URE (%) /100

Definições de aw

Atividade de água

Água pura

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Princípio fundamental

� Condição constante de temperatura e pressão� Maioria dos ingredientes alimentícios e

sistemas: conforme a ↑T a ↑aw

� Exceto com alta concentração de açúcares e sais: conforme a ↑ T a ↓aw

aw e Reações químicas

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A água nos produtos se comportam como:

� Reagente: ex. hidrólise da sacarose

� Solvente: ex. diluição de substratos, diminuindo a velocidade de reação.

� Modificador da mobilidade dos reagentes: afeta a viscosidade.

� Alteração da matriz do sólido.

� Formação de pontes de hidrogênio ou complexos com reagentes especiais: ex. oxidação de lipídeos

Oxidação lipídica

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Reação de escurecimento não enzimática / Reação de Maillard

Reação de escurecimento não enzimática / Reação de Maillard

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Estensão da vida de prateleira = $$$

Condição de armazenagem

(5 semanas)

Atividade de Água

0,113 0,30 0,5289 0,6886 0,9358

Cor 1 3 4.5 6 10

Odor 10 4 1 1 10

Cor

Odor

Escuro 1 10 Vermelho

10 RançoPimenta 1

Atividade da enzima

10

Atividade da enzima

Atividade da enzima

(days)

Hidrólise de lecitina

Acker, L. & Kaiser, H. (1959). Zeitschrift Fuer Lebensmittel-Untersuchung Und -Forschung. 110:349-356.

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Atividade enzimática e estabilidade

� Atividade enzimática� A água pode:

� Dissolver o substrato� Aumentar a mobilidade do

substrato� Ser um reagente� Influenciar a seletividade

da reação

� Estabilidade da enzimaA água pode influenciar a

� Desnaturação� Hidrólises� Desaminação� Oxidação

Formação de butil butirato (%) (esterificação) e ácido butírico (%) (hidrólise) em 2 aw (0,33 e 0,96) como função do tempo de incubaçãoem 100 mM substrato, 0,05 g C. rugosa lipase a 40C. (Chowdary,G.V., andS.G.Prapulla. 2002. The influence of water activity on the lipase catalyzed synthesis of butyl butyrate by transesterification. Process Biochemistry 38(3):393-397).

Textura do alimento em função da região de sorção na isoterma

Região 1(baixa umidade)

SecoDuro

QuebradiçoEncolhido

Região 2(umidade intermediária)

SecoFirme

Flexível

Região 3(alta umidade)

ÚmidoMacio

InchadoPegajoso

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Perda de crocância de salgadinhos

aw e textura

� Crocância: som agudo de partes desmoronando quando esmagados. Ex. Assados ou extrusados, cereais matinais, wafers, biscoitos, etc. Geralmente essa textura está associada com estrutura de espuma sólida (geometria e densidade da célula e viscoelasticidade da parede)� Sistemas com baixa umidade (abaixo de 10% ou aw <0,55)

� Produtos com umidade intermediária ( de 10 a 40% ou aw 0,6 e 0,9)

� Produtos com alta umidade (>40%) como frutas e vegetais

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Propriedades da textura� Produtos duros ou crocantes

� Baixa aw

� Quebram com estressemecânico

� São quebradiços e frágeis� Amolecem ao expor a alta aw

� Produtos macios� aw de intermediária a alta� Flexionam ao serem

estressadas� São úmidas, suculentas,

macias e mastigáveis. � Endurecem quando exposta ↓

aw 0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

0 0,2 0,4 0,6 0,8

Mo

istu

re C

on

ten

t (w

.b.)

Water ActivityLifesaver = 0.29 aw

Superficie começa a melar e a cor ficar turva

Início da dissolução

Completamente dissolvida

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0.43 0.53 0.57 0.65

Ha

rdn

ess

(g

)

Water Activity

Qual a relação entre aw e textura nabala “taffy”?

As is Water Activity 0.58 aw

Muito dura BoaMuito

macia e pegajosa

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FIGURA 3. Curvas da força – deformação de Hencky doscereais matinais A, B e C quando crocante (curtos temposde imersão em leite – 15s) e após a plasticização(após 300s de imersão em leite).

ANÁLISE DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE CEREAISMATINAIS COM DIFERENTES FONTES DE AMIDODURANTE O PROCESSO DE ABSORÇÃO DE LEITE1Katiuchia Pereira TAKEUCHI2, Edméia SABADINI2, Rosiane Lopes da CUNHA2,*

Bolo de milho amarelo e branco

Y. LI, K.M. Kloeppel & F. Hsieh. Texture of glassy corne cakes as a function of moisture content. J. Food Sci. V. 63 (5) 1998

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Papel da água durante o processamento

1 – Remoção da água durante o processamento2 – Alteração na viscosidade3 – Reações químicas durante o processo4 – Mudança de estado como cristalização e aeração5 – Liberação de energia6 – Mudança no sabor / aroma, particularmente em componentes lipicos7 – Alteração durante a estocagem dos produtos

Ronald Lees Iso. Influence of water activity and composition on behaviour of foods. Confectionery production, October, 1995

http://waterinfood.com/2014/02/24/water-activity-and-candy-texture-hard-hearts/

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Algodão doce em diferentes UR

� Para se manter as propriedades de fluidez e prevenir o empedramento de pós

� Estabelecer o valor de aw crítico

� Tratamento dos pós para valores abaixodo aw crítico.� Utilizar embalagem de alta barreira a umidade

� Armazenar em baixas temperaturas

� Saches dessecantes

� Adição de agentes antiumectantes

Fluidez do pó e empedramento

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Impacto da aw Crítica

Antes da aw crítica Após aw crítica

Soluções para migração da água

� Soluções para limitar a migraçãoda água

� Componentes com a mesma aw � reduzir aw do componente com

alta aw

� aumentar a aw do componentecom baixa aw

� retardar o processo de difusão entre os componentes(viscosidade)

� barreira comestível� embalagens individuais

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Controle de atividade de água

� Desidratação do Produto� Revestimento com filmes

comestíveis� Prevenir a migração da

água entre os ingredientesem amostra com multi componentes.

� Agentes modificadores de aw

� Sais: NaCl; KCl.

� Açúcares: Sacarose; Glucose;

� Umectantes: Gliceróis; Sorbitol.

� Antiumectantes: Alumínio Silicato de Sódio; Carbonato de Cálcio; Carbonato de Magnésio.

� Plastificantes: Monoglicerídeos acetilados; Citratos de alquila (embalagens); Óleos vegetais.

Atividade de água no controle do processo

� Formule com a aw em mente para alcançar a estabilidadeótima

� Medida de aw confirma a vida de prateleira, qualidade e testes de segurança

� aw é uma das especificações mais efetivas

� Controle da velocidade da esteira e temperature do forno

� Informação de arquivo para inspeções e reclamações de clientes

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Quanto mais alto aw mais rápidas a velocidade de reação, portanto mais curta a vida de prateleira.

Para a maioria dos alimentos secos,

um aumento de aw

de 0,1 diminui a vida de

Prateleira em 2 ou 3 vezes.

Vida de prateleira – valor crítico aw

Bell, L. N. and Labuza, T. P. (1994).

Influence of the low-moisture state on pH

and its implication for reaction kinetics.

Journal of Food Engineering. 22:291-312.

Instrumentos Decagon

20

AquaLab Series 4TE DUOAtividade de água e Umidade

Agradecemos a sua participação

Decagon Devices LatAm

R. José Alves dos Santos, 281

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12.230-081

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� tania@decagon.com.br

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Denaturação de proteínas, gelatinização e retrogradação do amido