informe02 actividad de agua

8/16/2019 Informe02 Actividad de Agua

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PRÁCTICA Nº 02

CURSO: Composición Bioquímica de Productos Agroindustriales.

DOCENTE DE PRÁCTICA: Vicente Carranza.

CICLO: V.

GRUPO: C.

INTEGRANTES:

1. Arroyo Lozano Junior Yorkei.

2. Cáceres Pereda Meryshell Tahiry.3. Huincho Aquiño Sonia Marisol.

4. Luera Dominguez Royder Santos.

5. Vásquez Villacorta Nelly Sofía.


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ACTIVIDAD DE AGUA

1. INTRODUCCIÓN

Para prevenir la aparición de microorganismos en los distintos productos de

origen vegetal, es importante conocer parámetros que nos ayuden a

minimizar en lo posible su desarrollo, uno de estos parámetros es la actividad

de agua.

A diferencia de la temperatura, pH o contenido de azúcares, que

generalmente influyen en la velocidad del crecimiento de microorganismos,

la actividad de agua nos permite poner un límite al desarrollo de dichos

microorganismos.

Numéricamente, la actividad de agua es el cociente de la presión de vapor

del aire alrededor de un alimento entre la presión de vapor del agua pura, sin

embargo en términos simples, es la cantidad de agua libre que hay en un

alimento. Por lo general esta cantidad de agua disponible, es utilizada por

distintos organismos del micro mundo para su supervivencia, de esta forma

esta agua puede reaccionar químicamente con otras sustancias y provocar

el crecimiento microbiano.La importancia de medir la actividad de agua radica en su utilidad como

parámetro en el crecimiento microbiano, por ello es imprescindible conocer

cómo se realiza esta medida y los equipos que se utilizan para realizarla; por

ello, la intención de este informe es dar a conocer los resultados de las

medidas de actividad de agua en algunos productos agroindustriales, así

como algunos gráficos.

A continuación se dará un fundamento teórico sobre la actividad de agua:

i) Actividad del agua (AW o aW)La actividad del agua o actividad acuosa es la relación entre la

presión de vapor del aire alrededor de un alimento (P) y la presión

de vapor del agua pura (Po), ambos permaneciendo a una misma

temperatura. Normalmente se expresa con las siglas AW (Activity

Water en inglés).

=

ó


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Una definición más sencilla sería la cantidad de agua libre que hay

en un alimento, es decir, la cantidad de agua disponible para

reaccionar químicamente con otras sustancias y provocar el

crecimiento microbiano.

El resto de agua que permanece en el alimento es el agua ligada,

está combinada con otros elementos y no está disponible para los

microorganismos, por tanto no afecta al crecimiento microbiano.

Figura 1: Cantidad de agua total en un alimento

ii) Aplicaciones de la Actividad del Agua

La actividad del agua es probablemente el parámetro más

importante en el campo de la conservación de alimentos ya que es

un indicador del crecimiento microbiano de los alimentos, un

indicador de propiedades físicas, tales como la textura, color, el

sabor, la consistencia y el aroma; y también un indicador de la

velocidad de deterioro.

En el campo de la seguridad alimentaria, conociendo la actividad

del agua de un alimento, puede predecirse qué tipo de

microorganismos se van a desarrollar.

La actividad de agua se mide en valores de 0 a 1, el agua tiene una

AW de 1 y la mayoría de los alimentos está dentro de un rango de

actividad de agua de 0,2 a 0.99 (ello no implica que solo estén en

estos rangos). Cuanto más bajo sea el valor de AW de un alimento,

significará que tiene menor cantidad de agua disponible para el

desarrollo microbiano y por tanto será considerado como menos

perecedero, como se muestra en la figura 2.

Agua unida alos

componentesdel alimento

Agua disponiblepara los

microorganismos(AW)

Cantidad deagua total enel alimento


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Figura 2: Tipos de alimentos de acuerdo a sus valores de aw

iii) Valores de actividad de agua para algunos alimentos

En las siguientes tablas se puede apreciar los valores de actividad de

agua para algunos alimentos habituales (tabla 1) y también los tipos de

microorganismos (bacterias, mohos y levaduras) capaces de sobrevivir en

cada rango (tabla 2)

Tabla 1: Valores de actividad de agua para algunos alimentos habituales.

iv) Crecimiento microbiano y AW

La aw es un factor crítico que determina la vida útil de los productos. Este

parámetro estab lece el lím ite par a el desar ro llo d e mu ch os

mic roorg anismo s, mientras q ue otro s p arámetros como temperatura,

pH o contenido en azúcares, generalmente inf luyen en la velocidad d e

crecimiento .


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La aw más baja para el crecimiento de la mayoría de las bacterias que

producen deterioro en alimentos está alrededor de 0,90. La aw para el

crecimiento de hongos y levaduras está próxima a 0,61. El crecimiento de

hongos micotoxigénicos se produce con valores de aw cercanos a 0,78.

Tabla 2: Tipos de microorganismos (bacterias, mohos y levaduras)capaces de sobrevivir en cada rango de AW

v) Comportamiento de la Actividad del Agua

Cuando un producto está expuesto al aire ambiente, la actividad del agua

del producto tiende a equilibrarse con la humedad relativa del aire que lo

rodea (ERH).

Productos con alta actividad del agua tienen una textura jugosa, húmeda,

blanda, cuando baja la actividad del agua se vuelve reseca.

Por ejemplo: si se deja un embutido o un queso sin tapar, el producto tiene

una alta actividad del agua mientras que el aire que lo rodea está más

seco, por tanto el alimento empieza a liberar humedad al ambiente hasta

alcanzar el equilibrio, provocando que la capa superficial del alimento

quede totalmente reseca.


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Productos con baja actividad del agua tienen una textura seca, crujiente,

cuando sube la actividad del agua se vuelven blandos, pasados,

remojados.

Por ejemplo: al dejar una caja de galletas abierta, el aire es mucho más

húmedo que las galletas, por tanto las galletas irán absorbiendo la

humedad hasta alcanzar el equilibrio, quedando las galletas totalmente

remojadas.

En productos polvorientos o granulados es importante controlar que no

suba la actividad del agua porque se apelmazan.

Por ejemplo: el azúcar se apelmaza si deja en contacto con el ambiente,

quedando totalmente duro.

vi) Cómo variar los valores de Actividad del Agua

La actividad del agua en un producto alimenticio puede ser modificada de

diferentes maneras para conseguir su mejor conservación.

- Con la adición de sal y/o azúcar. Tanto la sal y el azúcar trabajan

capturando el agua libre de los alimentos, lo que hace que el agua ya

no esté disponible para el crecimiento de los microorganismos. La sal

es más eficaz en la fijación del agua que el azúcar.

- El agua también se puede quitar a través de la deshidratación. Este

método se utiliza a menudo para la conservación de frutas y carnes.

vii) Medición de la Actividad del Agua

A lo largo del tiempo se han desarrollado distintos métodos para la

medición de la actividad de agua, tales como:

- Método de las isotermas de sorción de humedad o equilibrio

isopiéstrico.

- Método de la interpolación gráfica

- Métodos PEC, etc.

Sin embargo actualmente, el más utilizado implica el uso de un equipo de

medición.


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viii) Medición de la Actividad del Agua a través de las sondasRotronic

Todos los productos, ceden o absorben humedad del aire ambienteque los rodea hasta llegar al estado de equilibrio. Una vez llegado

al equilibrio, la actividad del agua del producto es la misma que la

humedad relativa del aire que lo rodea, llamada humedad relativa

de equilibrio (ERH).

Es importante que la cámara de aire en la que se efectúa la

medición sea lo más reducida posible, permitiendo que el volumen

de aire atrapado alcance lo más rápido posible el mismo nivel de

humedad del producto. Si el volumen de aire fuera muy grande,

nunca se alcanzaría el equilibrio.

Figura 3: Medidores de Actividad de agua, sondas tipo “pincho”(izquierda), sondas de tipo “taza” (izquierda)

En las sondas Rotronic de tipo “taza” , el volumen de aire

atrapado en la cubeta es muy reducid o.

En cuanto a las sondas Rot ronic de t ipo pincho , el volumen deaire es todavía más reducido, siendo sólo el espacio que queda

entre los granos de producto y la sonda.

Tanto para las sondas de taza como para las sondas de picho, el

sensor Rotronic es del tipo capacitivo, es decir, se trata de un

condensador que varía su capacitancia en función de la humedad

relativa de equilibrio.


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La humedad relativa de equilibrio (ERH) será igual a la actividad

del agua del producto siempre y cuando la temperatura de la

muestra y del sensor sea la misma. Por este motivo es muy

importante que la temperatura sea totalmente estable, de lo

contrario las lecturas no serían reales.

Como se ha expuesto anteriormente, es necesario l legar al

estado de equi l ibr io para efectuar la medic ión de act iv idad del

agua. El t iempo necesario para que esto ocurra es muy

variable, dependiend o del al imento a medir , el t iemp o pu ede

osc i lar entre poco s m inuto s h asta más de 1 ho ra .

Para evitar largos tiempos de espera, los equipos Rotronic

incorporan la función AW-QUICK que permite obtener

resul tados en 4-5 min utos con una d iferencia infer ior a 0.005

aw respec to al método co nv encio nal .

2. OBJETIVOS

Conocer el uso del equipo de actividad de agua modelo Hygrolab 2.

Determinar la actividad de agua de alimentos y productos

agroindustriales.

Determinar la isoterma de adsorción de un producto agroindustrial.


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3. MATERIALES Y MÉTODOS

3.1. Materiales y equipos:

2 campanas de desecación.

Figura 4: Campana de desecación.

Muestras (leche en polvo, harina de arveja).

Figura 5: Leche en polvo. Figura 6: Harina de arveja.


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Equipo de actividad de agua, marca: ROTRONIC, modelo:

Hygrolab 2 con sensor determinador de actividad de agua (aw).

Figura 7: Equipo de aw. Figura 8: sensor determinador de aw.

Estufa.

Figura 9: Estufa.

Balanza analítica.

Figura 10: Balanza analítica.


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3.2. Métodos:

3.2.1. Manejo del equipo:

1. Se conectó el equipo en el computador y el equipo de actividad

de agua, luego se ejecutó el programa Hygrolab.

Se esperó a que el computador reconozca el equipo. Se

seleccionó el modo de medida en el computador (estándar o

rápido).

Figura 11: Manejo inicial del equipo.

2. Se colocó la muestra a analizar dentro del sostenedor de

muestra. Se puso el sensor encima del sostenedor de la

muestra.

Figura 12: Colocación de la primera muestra a analizar.


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3. Se comenzó la medida haciendo clic con el ratón botón Start

que corresponde al sensor a usar. El botón start

inmediatamente cambió a stop.

Figura 13: Medición de la actividad de agua de la muestra.

4. Cuando se terminó la medida (aprox. 5 min.-modo rápido), los

resultados aparecieron en un fondo verde y a la vez el

computador dio una señal de que se concluyó la medida.

Se procedió de igual forma para todas las muestras.

Figura 14: Resultados de la medición de aw de la muestra.


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3.2.2. Preparación de la muestra para la construcción de la isoterma:

1. En una placa Petri se secó 5 gr. aprox. de la muestra a analizar,

en una estufa a 100 ºC por 6 horas, previamente a la práctica

(la leche en polvo no necesitó de este secado previo)

Figura 15: Secado de las muestras en la estufa.

2. Se enumeró y pesó 10 cubetas sin tapa donde se analizó la

actividad de agua(cubetas del equipo determinador de aw)

Figura 16: Enumeración de las 10 cubetas.


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3. Una vez secado la muestra, se abrió la estufa y

cuidadosamente se llenó las 10 cubetas una a una, y se fue

poniendo las cubetas con sus tapitas en una campana de

desecación para que se enfríen.

Figura 17: Cubeta con muestra.

4. Luego se pesó 10 cubetas (peso de cubeta + materia seca) sin

su tapita.

Figura 18: Pesado de cubeta con muestra.


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5. Seguidamente las cubetas fueron introducidas en una campana

que contiene agua en su interior bajo la rejilla; salvo la primera

que solo se determinó la aw directamente sin someterse dentro

de la campana).

Figura 19: Introducción de las cubetas en la campana.

6. Después de 5 minutos se realizó la segunda muestra de la

campana y se medió la actividad de agua.

Después de 5 minutos también se retiró la tercera, luego la cuarta

y así sucesivamente hasta la décima cubeta, cada cierto espacio

de tiempo, (se tomó la hora en la cual se retiró cada cubeta de la

campana)

Figura 20: Retirado de las cubetas de la campana.


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4. RESULTADOS

4.1. Actividad de agua y humedad de las muestras

4.1.1. Actividad de agua de las muestras

Tabla 3: Actividad de agua de la leche en polvo y de la harina de arveja.Muestra aw

Leche en polvo 0.435

Harina de arveja 0.2946

Figura 21: Alimentos Agroindustriales vs. Actividad de agua.

4.1.2. Humedad de las muestras

Tabla 3: Humedad de la leche en polvo y de la harina de arveja.

Muestra grH2O/100grMS

Leche en polvo 0.768

Harina de arveja 2.12686

Figura 22: Alimentos Agroindustriales vs. Humedad.


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4.2. Curvas de Isoterma

4.2.1. Para la leche en polvo

Tabla 4: Datos para la construcción de la isoterma.

(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k)

MuestraNº

HoraInicio

HoraFinal

Pesocubeta

Pesocubeta+Muestra

(inicio)

Pesocubeta+Muestra

(final)

PesoMuestra(inicio)

PesoMuestra(Final)

gr H2Ogr M.S.*

_gr H2O_100 grM.S.*

aw

1 15:57 2.750 g 7.813 g 5.063 g 0.456

2 15:59 16:07 2.751 g 7.826 g 7.834 g 5.075 g 5.083 g 0.008 0.1576 0.394

3 16:02 16:13 2.754 g 7.824 g 7.843 g 5.070 g 5.089 g 0.019 0.37475 0.410

4 16:04 16:21 2.746 g 7.777 g 7.801 g 5.031 g 5.055 g 0.024 0.477 0.427

5 16:05 16:29 2.766 g 7.778 g 7.803 g 5.012 g 5.037 g 0.025 0.4988 0.420

6 16:07 16:37 2.765 g 7.779 g 7.805 g 5.014 g 5.040 g 0.026 0.5185 0.433

7 16:08 16:46 2.755 g 7.803 g 7.839 g 5.048 g 5.084 g 0.036 0.71315 0.451

8 16:09 16:54 2.741 g 7.752 g 7.821 g 5.011 g 5.080 g 0.069 1.37697 0.447

9 16:11 17:02 2.761 g 7.834 g 7.904 g 5.073 g 5.143 g 0.070 1.37985 0.452

10 16:12 17:10 2.759 g 7.836 g 7.908 g 5.077 g 5.149 g 0.072 1.41816 0.455

(a): Número de Muestra.

(b): Hora en que la muestra es sometida dentro de la campana donde captará el agua que se encuentra dentro.(c): Hora en que la muestra es retirada de la campana después de un tiempo que la muestra a ganado agua.(d): Peso de cada cubeta sin tapa.(e): Peso de la cubeta con la muestra al inicio, antes de ingresar a la campana que contiene agua.(f): Peso de la cubeta al final, después de retirarla de la campana que contiene agua.(g): Diferencia (e) – (d)(h): Diferencia (f) – (d)

(i): Diferencia (h) – (g)(j): 100 g x (i) / (g)


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Figura 23: Curva de Isoterma de la leche en polvo.


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4.2.2. Para la harina de arveja

Tabla 5: Datos para la construcción de la isoterma.

(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k)

MuestraNº

HoraInicio

HoraFinal

Pesocubeta

Pesocubeta+Muestra

(inicio)

Pesocubeta+Muestra

(final)

PesoMuestra(inicio)

PesoMuestra(Final)

gr H2Ogr M.S.*

_gr H2O_100 grM.S.*

aw

1 16:47 2.744 g 4.881 g 2.137 g 0.2012 16:53 16:58 2.751 g 4.873 g 4.885 g 2.122 g 2.134 g 0.012 0.5655 0.224

3 16:58 17:03 2.758 g 4.791 g 4.813 g 2.033 g 2.055 g 0.022 1.082 0.264

4 17: 03 17:08 2.753 g 4.768 g 4.849 g 2.015 g 2.096 g 0.081 4.01985 0.261

5 17:08 17:13 2.751 g 4.767 g 4.795 g 2.016 g 2.044 g 0.028 1.3889 0.283

6 17:13 17:18 2.757 g 4.761 g 4.804 g 2.004 g 2.047 g 0.043 2.1457 0.312

7 17:18 17:23 2.749 g 4.777 g 4.828 g 2.028 g 2.079 g 0.051 2.5148 0.347

8 17:24 17:29 2.749 g 4.823 g 4.846 g 2.074 g 2.097 g 0.023 1.109 0.363

9 17:29 17:34 2.758 g 4.769 g 4.830 g 2.011 g 2.072 g 0.061 3.0333 0.338

10 17:34 17:39 2.754 g 4.795 g 4.862 g 2.041 g 2.108 g 0.067 3.2827 0.353

(a): Número de Muestra.

(b): Hora en que la muestra es sometida dentro de la campana donde captará el agua que se encuentra dentro.(c): Hora en que la muestra es retirada de la campana después de un tiempo que la muestra a ganado agua.(d): Peso de cada cubeta sin tapa.(e): Peso de la cubeta con la muestra al inicio, antes de ingresar a la campana que contiene agua.(f): Peso de la cubeta al final, después de retirarla de la campana que contiene agua.(g): Diferencia (e) – (d)(h): Diferencia (f) – (d)

(i): Diferencia (h) – (g)(j): 100 g x (i) / (g)


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Figura 24: Curva de Isoterma de la harina de arveja.


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4.3. Curvas de Ganancia de agua vs. Tiempo


Figura 25: Curva de Ganancia de agua vs. Tiempo para la leche en

polvo.


Figura 26: Curva de Ganancia de agua vs. Tiempo para la harina de

arveja.


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4.4. Curvas de Actividad de agua vs. Tiempo


Figura 27: Curva de Actividad de agua vs. Tiempo para la leche en

polvo.


Figura 28: Curva de Actividad de agua vs. Tiempo para la harina de

arveja.

0

0.050.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

16:48 17:02 17:16 17:31 17:45

a w

Tiempo

Harina de arveja


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5. DISCUSIÓN

Según los resultados obtenidos, la actividad de agua de la leche en polvo es

mayor que la actividad de agua de la harina de arveja. Ambos datos son

menores a aw=0.5. Según la bibliografía, la actividad de agua de la leche en

polvo es menor que 0.5, y la actividad de agua de la harina es mayor que 0.5.

Los datos obtenidos no concuerdan con los datos de la bibliografía. Esto se

debe a varias causas, la principal fue la inadecuada medición de la actividad

de agua debido a fallas en el proceso de medición por parte de los alumnos.

Por otra parte, los datos obtenidos de la humedad de la leche en polvo y de

la harina de arveja tampoco concuerdan con los datos de la bibliografía. Ya

que, por bibliografía, la humedad de la leche en polvo es de 4%, mientras que

la humedad de la harina de arveja es 10.7%. La causa es la misma que la

anterior, hubo errores en la realización de la presente práctica y porque el

tiempo empleado no fue el necesario para realizar la práctica exitosamente.

En cuanto a las isotermas, estas no salieron como debían, porque como se

mencionó anteriormente, los datos obtenidos, tanto de la actividad de agua

como de la humedad de las muestras tuvieron errores significativos. Sin

embargo, se puede apreciar, como está en la bibliografía, que hay una

relación no lineal entre la actividad de agua y la humedad. Es decir, a mayor

actividad de agua, mayor humedad, pero esta relación debería observarse

como una curva en el gráfico, y en los resultados, se observan desviaciones.

Respecto a la ganancia de agua versus el tiempo y la actividad de agua

versus el tiempo, se observa que, con ciertos errores, a medida que pasa el

tiempo, tanto la ganancia de agua como la actividad de agua, aumentan. Este

aumento se debe a que las muestras van ganando agua a medida que

transcurre el tiempo, porque la humedad relativa es muy alta.


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6. CONCLUSIONES

Se conoció el equipo de actividad de agua modelo Hygrolab 2, cuya

función principal es como su mismo nombre lo menciona de obtener la

actividad de agua de una muestra durante un periodo determinado, con

este equipo pudimos obtener la actividad de agua de las muestras de

leche en polvo y harina de arveja.

Se determinó la actividad de agua de la leche en polvo siendo esta de

0.4345 con un peso de muestra de 5 g y la actividad de agua de la harina

de arveja fue de 0.2946 con un peso de muestra de 2 g, ambas muestras

fueron sometidas a un tiempo de 5 minutos aproximadamente en la

campana de desecación.

Se determinó la isoterma de la leche en polvo y de la harina de arveja;

que describen el equilibrio de la adsorción de un material en superficie a

temperatura constante. Esta curva hace referencia al comportamiento de

alimentos deshidratados almacenados a una humedad relativa

atmosférica alta, que tienden a ganar agua para equilibrar las presiones

de vapor de agua tanto de los alimentos como de la atmósfera.

7. BIBLIOGRAFÍA

Chirife, J. and Iglesias, H.A. (1978). Equations for Fitting Water Sorption

Isotherms of Foods : Part 1 - A Review. J. Fd. Technol. 13 : 159-174

Elizalde, B.E., Pilosof, A.M.R., and Bartholomai, G.B. (1996). Empirical Model

for Water Uptake and Hydration Rate of Food Powders by Sorption and

Baumann Methods. J.Fd.Sci. 61 : 407-409.

Mazza, G. (1984) Sorption Isotherms and Drying Rates of Jerusalem

Artichoke. J.Fd.Sci 49 : 384-387.


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8. CUESTIONARIO

Definir Actividad de Agua.

La Actividad de Agua es una medida de la cantidad de agua disponible en

un alimento. La actividad acuosa hace referencia a la disponibilidad de agua

en los alimentos, y se define como el cociente que existe entre la presión

de vapor de agua ejercida por el alimento y la presión de vapor de agua

pura a la misma temperatura. Una definición más sencilla sería la cantidad

de agua libre que hay en un alimento, es decir, la cantidad de agua

disponible para reaccionar químicamente con otras sustancias y provocar

el crecimiento microbiano. Las unidades de medida van de 0 a 1 aw.

¿Cuál es la importancia de la actividad de agua en los alimentos?

Con la determinación de la actividad del agua de los alimentos es posible

predecir qué microorganismos pueden causar deterioro y enfermedades,

por lo que se considera una importante propiedad desde el punto de vista

de inocuidad alimentaria. La aw puede además jugar un papel clave en la

actividad enzimática y vitamínica en los alimentos, así como en propiedades

físicas como la textura y el tiempo de vencimiento de los mismos.

En función de la humedad de los diferentes alimentos cuál es su

actividad de agua.

La actividad acuosa es un parámetro estrechamente ligado a la humedad

del alimento lo que permite determinar su capacidad de conservación, de

proliferación microbiana, etc. La actividad del agua es una propiedad

intrínseca y se relaciona de manera no lineal con el contenido de humedad

mediante las curvas o isotermas de adsorción y desorción.

La isoterma de sorción, se define como la relación entre la actividad de agua

(o la humedad relativa de equilibrio de aire circundante) y el contenido de

humedad de un material en equilibrio a temperatura constante, la cual se

obtiene cuando el proceso de equilibrio parte de una muestra húmeda o

seca, y a esta se le permite equilibrarse con la humedad del aire circundante

perdiendo o ganando humedad, reflejando así, la forma como el agua seliga al sistema.

informe02 actividad de agua

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