{"id":1414,"date":"2017-11-28T11:49:09","date_gmt":"2017-11-28T17:49:09","guid":{"rendered":"http:\/\/laenciclopediagalactica.info\/?p=1414"},"modified":"2017-11-28T11:49:09","modified_gmt":"2017-11-28T17:49:09","slug":"actividad-de-agua-aw-en-alimentos","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/laenciclopediagalactica.info\/2017\/11\/28\/actividad-de-agua-aw-en-alimentos\/","title":{"rendered":"Actividad de Agua (aw) en Alimentos"},"content":{"rendered":"

Introducci\u00f3n<\/em><\/p>\n

En los cursos que he estado impartiendo este a\u00f1o (HACCP Para procesadores de Alimentos, HACCP Avanzado, Controles Preventivos en Alimentos para Consumo Humano, SQF, FSSC 22000, etc.) se ha presentado una duda en com\u00fan \u201c\u00bfQu\u00e9 es la actividad de agua?\u201d. Por ello, es que se ha incluido en esta mini-serie sobre microbiolog\u00eda (Es la \u00faltima parte, espero que la informaci\u00f3n presentada en estas cuatro entradas les est\u00e9 siendo \u00fatil).<\/p>\n

El agua es el constituyente m\u00e1s abundante de los alimentos y en t\u00e9rminos de inocuidad alimentaria es el m\u00e1s importante. Su presencia, cantidad y naturaleza determinan muchos procesos qu\u00edmicos y bioqu\u00edmicos importantes para el control de la calidad e inocuidad de los productos. En muchos estudios HACCP, se refiere frecuentemente al agua como un par\u00e1metro intr\u00ednseco requerido en la inocuidad del producto y mientras muchos entendemos su importancia, tambi\u00e9n muchos fallamos con frecuencia en entender el porqu\u00e9. Una mejor comprensi\u00f3n del agua y en particular la Actividad de Agua (a_{w<\/sub>), nos puede ayudar a desarrollar planes de inocuidad alimentaria robustos y con soporte cient\u00edfico.<\/p>\n}

La Estructura Del Agua<\/em><\/p>\n

La estructura qu\u00edmica del agua es H_{2<\/sub>O. En la naturaleza no existe en esta forma pura absoluta debido a sus propiedades qu\u00edmicas. Una mol\u00e9cula de agua se compone de dos \u00e1tomos de hidr\u00f3geno con un enlace covalente a un \u00e1tomo de ox\u00edgeno. La podemos encontrar com\u00fanmente en tres estados: L\u00edquido, s\u00f3lido y gas.<\/p>\n}

\"Mol\u00e9cula — Mol\u00e9cula de Agua (Imagen tomada de Internet).<\/figcaption><\/figure>\n
\n
A temperatura y presi\u00f3n est\u00e1ndar el agua es l\u00edquida. Tambi\u00e9n carece de sabor y olor. La mol\u00e9cula en s\u00ed misma no es lineal, es polar con un movimiento el\u00e9ctrico dipolar. Es un buen solvente polar y, de hecho, las referencias le mencionan como el solvente universal. Las sustancias hidr\u00f3filas se disuelven r\u00e1pidamente mientras que las hidrof\u00f3bicas son inmiscibles. A temperatura y presi\u00f3n est\u00e1ndar el punto de ebullici\u00f3n del agua es 100\u00b0C (212 \u00b0F). La densidad del agua l\u00edquida es 1,000 Kg\/m^{3<\/sup> (62.43 lb\/ft^{3<\/sup>) a 4\u00b0C. El hielo tiene una densidad de 917 Kg\/m^{3<\/sup> (57.25 lb\/ft^{3<\/sup>).<\/p>\n}}}}
*Agua En Los Alimentos<\/em><\/p>\n*
El agua en los alimentos es un par\u00e1metro importante en el campo de la ciencia e inocuidad de los alimentos. Debido a su papel \u00fanico en varias reacciones qu\u00edmicas y bioqu\u00edmicas, la comprensi\u00f3n del agua es crucial.<\/p>\n
*Agua e Inocuidad Alimentaria<\/em><\/p>\n*
Una de las m\u00e1s antiguas formas de conservaci\u00f3n de alimentos es el secado. Cuando se inici\u00f3 su aplicaci\u00f3n se ten\u00eda un peque\u00f1o entendimiento acerca de c\u00f3mo la remoci\u00f3n de humedad de un alimento ten\u00eda el efecto de extender su vida de anaquel. La siguiente tabla nos muestra el contenido de agua t\u00edpico de ciertos productos y categor\u00edas.<\/p>\n
\n
$\"Porcentaje$ <\/a>
Porcentaje de Humedad en Algunos Alimentos<\/figcaption><\/figure>\n
\n
Con el paso del tiempo, ha emergido un mejor y s\u00f3lido entendimiento cient\u00edfico sobre como el agua impacta en la calidad e inocuidad de los alimentos. Ahora sabemos que el contenido de agua es menos importante que el comportamiento espec\u00edfico del agua o la Actividad de Agua. La actividad de agua est\u00e1 relacionada con el contenido de agua en una relaci\u00f3n no-lineal la cual es representada utilizando una curva de isoterma de sorci\u00f3n de la humedad.<\/p>\n
*Actividad de Agua (a_{w<\/sub>)<\/em><\/p>\n}*
Este es el par\u00e1metro m\u00e1s importante del agua en t\u00e9rminos de inocuidad alimentaria. La actividad del agua o a_{w<\/sub> es la presi\u00f3n de vapor parcial del agua en una sustancia dividida por la presi\u00f3n de vapor parcial del agua del estado est\u00e1ndar. En el campo de la ciencia de los alimentos, el estado est\u00e1ndar se define con mayor frecuencia como la presi\u00f3n de vapor parcial del agua pura a la misma temperatura. Usando esta definici\u00f3n particular, el agua destilada pura tiene una actividad de agua de exactamente uno.<\/p>\n}
Para entender esto m\u00e1s completamente, debemos reconocer que gran parte del agua en los alimentos est\u00e1 unida al agua, es decir, est\u00e1 unida a los iones como agua de hidrataci\u00f3n, o est\u00e1 unida a las superficies de las mol\u00e9culas grandes o las estructuras celulares. Esta agua no es libre para soportar el crecimiento microbiano, o participar o apoyar reacciones qu\u00edmicas o enzim\u00e1ticas y procesos de deterioro.<\/p>\n
La cantidad total de agua ligada en un alimento no tiene relaci\u00f3n con la estabilidad alimentaria. El agua libre o disponible en un alimento respalda el crecimiento microbiano, y participa y apoya reacciones qu\u00edmicas y enzim\u00e1ticas y procesos de deterioro. Es esta cantidad de agua libre lo que se llama actividad de agua, a_{w<\/sub>, y es m\u00e1s importante para la estabilidad alimentaria, qu\u00edmica y microbiana, que el contenido total de agua.<\/p>\n}
Los factores que reducen la movilidad del agua en un alimento tambi\u00e9n reducen su tendencia a evaporarse y su presi\u00f3n de vapor y esto proporciona un medio para definirlo y medirlo. Por lo tanto, generalmente podemos definir la actividad del agua (a_{w<\/sub>) como un indicador de la cantidad de agua libre en un alimento.<\/p>\n}
Espec\u00edficamente la actividad del agua (a_{w<\/sub>) es la presi\u00f3n de vapor de equilibrio real del espacio a\u00e9reo sobre los alimentos = Presi\u00f3n de vapor de equilibrio de agua pura a la misma temperatura.<\/p>\n}
De manera alterna, se puede definir tambi\u00e9n en t\u00e9rminos de humedad relativa (RH), siendo entonces Vapor de agua a presi\u00f3n de vapor real en aire x 100 = Presi\u00f3n de vapor de equilibrio de agua pura a la misma temperatura.<\/p>\n
*Entonces, la Actividad de Agua = Humedad relativa del espacio a\u00e9reo sobre el alimento \/ 100.<\/p>\n*
*Efectos de una A_{w<\/sub> reducida en la Inocuidad de los Alimentos<\/em><\/p>\n}*
La tasa de ciertos procesos qu\u00edmicos y bioqu\u00edmicos se efect\u00faa por la cantidad de agua disponible. Uno de los efectos de reducir el a_{w<\/sub> en un producto alimenticio es reducir la velocidad de estas reacciones. La excepci\u00f3n es la oxidaci\u00f3n de las grasas donde la tasa disminuye a 0.4 a 0.5, luego aumenta.<\/p>\n}
Otro efecto de reacci\u00f3n qu\u00edmica es Maillard Browning, que es m\u00e1ximo a 0.6-0.7. La mayor\u00eda de las enzimas est\u00e1n inactivadas a <0.85. A menos de 0.75, se inhibe el crecimiento bacteriano, pero pueden crecer algunas levaduras y mohos. A menos de 0.6 todo el crecimiento se inhibe. En t\u00e9rminos de nutrientes, la a_{w<\/sub> reducida reduce las p\u00e9rdidas de Vitaminas C, E, B1. La siguiente tabla indica el a_{w<\/sub> de ciertos alimentos.<\/p>\n}}
\n
$\"Actividad$ <\/a>
Actividad de Agua en Alimentos Seleccionados<\/figcaption><\/figure>\n
\u00a0En general, las bacterias requieren valores m\u00e1s altos de a_{w<\/sub> para el crecimiento que los hongos, y las bacterias gram-negativas tienen requisitos m\u00e1s estrictos que los gram-positivos.<\/p>\n}
\n
$\"Actividad$ <\/a>
Actividad de Agua requerida para la proliferaci\u00f3n de algunos grupos de microorganismos<\/figcaption><\/figure>\n
\n
$\"Actividad$ <\/a>
Actividad de agua requerida para la proliferaci\u00f3n de algunos microorganismos seleccionados<\/figcaption><\/figure>\n
\n
*Para reducir a_{w<\/sub><\/em><\/p>\n}*
La reducci\u00f3n de la a_{w<\/sub> de un producto alimenticio puede lograrse a trav\u00e9s de una serie de m\u00e9todos. El m\u00e1s obvio es la eliminaci\u00f3n parcial de agua en el producto alimenticio usando una variedad de operaciones o procesos unitarios. La concentraci\u00f3n de agua tambi\u00e9n puede reducirse mediante la adici\u00f3n de otras sustancias, incluida la sal y el az\u00facar. Muchos de estos m\u00e9todos se han usado mucho antes de que se entendiera el concepto de actividad de agua.<\/p>\n}
*Relaci\u00f3n entre actividad de agua y contenido de agua<\/em><\/p>\n*
A menudo hay confusi\u00f3n entre la actividad del agua y las mediciones del contenido de agua. En muchos sectores, el contenido de agua se usa para controlar la cantidad de agua presente en un producto por razones cuantitativas.<\/p>\n
Por ejemplo, cuando un producto se vende por contenido neto, controlar su contenido de agua puede ser importante para cumplir con los requisitos legales y comerciales. La actividad del agua es m\u00e1s importante para consideraciones cualitativas tales como la estabilidad del producto, vida \u00fatil (Por ejemplo, estabilidad microbiol\u00f3gica y enzim\u00e1tica, retenci\u00f3n de aroma), caracter\u00edsticas de manejo, propiedades f\u00edsicas y estabilidad qu\u00edmica.<\/p>\n
La actividad del agua y el contenido de agua pueden relacionarse mediante un gr\u00e1fico llamado isoterma de sorci\u00f3n (Ver diagrama), por lo que, si el usuario tiene la capacidad de medir ambos par\u00e1metros, la relaci\u00f3n se puede definir y cada par\u00e1metro se deriva del otro (Interpolaci\u00f3n).<\/p>\n
En la pr\u00e1ctica, la isoterma de sorci\u00f3n puede ser impr\u00e1ctica de usar porque, no solo la relaci\u00f3n entre a_{w<\/sub> y el contenido de humedad cambia con la temperatura de medici\u00f3n, sino que tambi\u00e9n cualquier variaci\u00f3n en la composici\u00f3n del material tiene un efecto modificador.<\/p>\n}
$\"Isoterma$ <\/a>
Isoterma de Sorci\u00f3n de Humedad (Imagen tomada de Internet).<\/figcaption><\/figure>\n
Por lo tanto, la organizaci\u00f3n debe decidir qu\u00e9 par\u00e1metro de medici\u00f3n se adapta mejor a sus productos y procesos. Para fines de control de calidad, los l\u00edmites de contenido de humedad se convierten f\u00e1cilmente en l\u00edmites de actividad de agua mediante pruebas comparativas muy simples. La medici\u00f3n de la actividad del agua ofrece una medici\u00f3n no destructiva y f\u00e1cil de usar en una amplia gama de configuraciones convenientes para uso en el laboratorio y en el sitio.<\/p>\n
*An\u00e1lisis de Contenido de Agua \u2013 M\u00e9todo Gravim\u00e9trico<\/em><\/p>\n*
El contenido de agua se puede medir en los alimentos usando varios m\u00e9todos. El m\u00e1s b\u00e1sico de estos son los m\u00e9todos gravim\u00e9tricos. Esto implica secar una cantidad conocida del producto alimenticio en un horno hasta que toda la humedad se haya evaporado. Al medir el contenido de materia seca restante, se puede determinar el contenido de agua. Se puede usar un horno de vac\u00edo para alimentos sensibles al calor.<\/p>\n
*An\u00e1lisis de Contenido de Agua \u2013 Titulaci\u00f3n Karl Fisher<\/em><\/p>\n*
Un m\u00e9todo m\u00e1s sofisticado para el an\u00e1lisis del contenido de agua es la valoraci\u00f3n de Karl Fisher. La titulaci\u00f3n de Karl Fisher es particularmente adaptable a productos alimenticios que muestran resultados err\u00e1ticos cuando se calientan o se someten al vac\u00edo, por ejemplo, alimentos con poca humedad como frutas y verduras secas, dulces, chocolates, caf\u00e9 tostado, aceites y grasas o cualquier comida baja en humedad rica en az\u00facar o prote\u00edna. El m\u00e9todo se basa en la reacci\u00f3n fundamental descrita por Bunsen en 1853 que implica la reducci\u00f3n de yodo por SO_{2<\/sub> en presencia de agua.<\/p>\n}
*\u00a02H_{2<\/sub>O + SO_{2<\/sub> + I_{2<\/sub> \u2192 C_{5<\/sub>H_{2<\/sub>SO_{4<\/sub> + 2HI<\/p>\n}}}}}}*
Esto se modific\u00f3 para incluir metanol y piridina en un sistema de cuatro componentes para disolver el yodo y el SO_{2<\/sub>. Para cada mol de agua, se usan 1 mol de yodo, 1 mol de SO_{2<\/sub>, 3 moles de piridina y 1 mol de metanol. En la titulaci\u00f3n, si una muestra que contiene agua se valora con un reactivo KF, el yodo se consume mientras hay agua en el sistema. Cuando no queda agua, aparece yodo libre y se puede detectar usando dos electrodos de platino inmersos en la soluci\u00f3n siendo titulada. A medida que se valora el agua, el voltaje de los electrodos se aproxima a cero. Y donde hay un exceso de yodo (se ha consumido toda el agua) se puede medir una corriente.<\/p>\n}}
*An\u00e1lisis de Actividad de Agua<\/em><\/p>\n*
*Se pueden emplear varios m\u00e9todos para medir la actividad del agua, incluyendo un electr\u00f3metro resistivo, una capacitancia o un higr\u00f3metro de punto de roc\u00edo.<\/p>\n*
*An\u00e1lisis de Actividad de Agua \u2013 Higr\u00f3metros electrol\u00edticos resistivos<\/em><\/p>\n*
Los higr\u00f3metros electrol\u00edticos resistivos usan un elemento de detecci\u00f3n en forma de un electrolito l\u00edquido sostenido entre dos varillas de vidrio peque\u00f1as por fuerza capilar. El electrolito cambia la resistencia si absorbe o pierde vapor de agua.<\/p>\n
La resistencia es directamente proporcional a la humedad relativa del aire, y tambi\u00e9n a la actividad de agua de la muestra (una vez que se establece el equilibrio vapor-l\u00edquido). Esta relaci\u00f3n puede verificarse mediante una verificaci\u00f3n o calibraci\u00f3n utilizando mezclas de agua salada, que proporcionan una humedad del aire bien definida y reproducible en la c\u00e1mara de medici\u00f3n.<\/p>\n
El sensor no tiene hist\u00e9resis f\u00edsicamente determinada, como se lo conoce por higr\u00f3metros y sensores de capacitancia, y no requiere una limpieza regular ya que su superficie no es el elemento de detecci\u00f3n efectiva.<\/p>\n
Los vol\u00e1tiles, en principio, influyen en el rendimiento de la medici\u00f3n, especialmente los que se disocian en el electrolito y, por lo tanto, cambian su resistencia. Tales influencias se pueden evitar f\u00e1cilmente mediante el uso de filtros de protecci\u00f3n qu\u00edmica que absorben el compuesto vol\u00e1til antes de llegar al sensor.<\/p>\n
*An\u00e1lisis de Actividad de Agua \u2013 Higr\u00f3metros de capacitancia<\/em><\/p>\n*
Los higr\u00f3metros de capacitancia consisten en dos placas cargadas separadas por un diel\u00e9ctrico de membrana polim\u00e9rica. A medida que la membrana adsorbe agua, aumenta su capacidad para mantener la carga y se mide la capacitancia. Este valor es aproximadamente proporcional a la actividad del agua seg\u00fan lo determinado por una calibraci\u00f3n espec\u00edfica del sensor. Los higr\u00f3metros de capacitancia no se ven afectados por la mayor\u00eda de los productos qu\u00edmicos vol\u00e1tiles y pueden ser mucho m\u00e1s peque\u00f1os que otros sensores alternativos.<\/p>\n
No requieren limpieza, pero son menos precisos que los higr\u00f3metros de punto de roc\u00edo (+\/- 0.015 a_{w<\/sub>). Deben tener controles de calibraci\u00f3n regulares y pueden verse afectados por el agua residual en la membrana del pol\u00edmero (hist\u00e9resis).<\/p>\n}
*An\u00e1lisis de Actividad de Agua \u2013 Higr\u00f3metros de punto de roc\u00edo<\/em><\/p>\n*
La temperatura a la que se forma el roc\u00edo en una superficie limpia est\u00e1 directamente relacionada con la presi\u00f3n de vapor del aire. Los higr\u00f3metros de punto de roc\u00edo funcionan al colocar un espejo sobre una c\u00e1mara de muestra cerrada. El espejo se enfr\u00eda hasta que la temperatura del punto de roc\u00edo se mide por medio de un sensor \u00f3ptico. Esta temperatura se usa luego para encontrar la humedad relativa de la c\u00e1mara usando tablas psicrom\u00e9tricas.<\/p>\n
*Este m\u00e9todo es te\u00f3ricamente el m\u00e1s preciso (+\/- 0.003 a_{w<\/sub>) y, a menudo, el m\u00e1s r\u00e1pido. El sensor requiere limpieza si se acumula suciedad en el espejo.<\/p>\n}*
*Actividad de Agua como PCC<\/em><\/p>\n*
La actividad del agua se utiliza con frecuencia como un punto de control cr\u00edtico para los programas de An\u00e1lisis de peligros y puntos cr\u00edticos de control (HACCP). Las muestras del producto alimenticio pueden probarse para garantizar que los valores de la actividad del agua se encuentren dentro de un rango especificado para la calidad y seguridad de los alimentos. Las mediciones pueden realizarse en tan solo cinco minutos y se realizan regularmente en la mayor\u00eda de las instalaciones de producci\u00f3n de alimentos. En algunos casos, puede ser un requisito legal (Por ejemplo, FDA).<\/p>\n
Sin embargo, es importante saber que la disminuci\u00f3n de la actividad del agua de un producto alimenticio no es en s\u00ed misma un paso letal ya que algunos pat\u00f3genos pueden sobrevivir.<\/p>\n
*Cuando se utiliza como CCP o como punto de control espec\u00edfico, debe basarse en la validaci\u00f3n completa del producto y el proceso con l\u00edmites claros.<\/p>\n*
**Referencias<\/strong><\/p>\n**
**Water Activity (a_{w<\/sub>) in Foods<\/a><\/p>\n}**
**FDA<\/p>\n**
**Water Activity Concept and Its Role in Food Preservation<\/a><\/p>\n**
**Sandulachi, E.<\/p>\n**
**Water Activity\u2019s Role in Food Safety and Quality<\/a><\/p>\n**
**Anthony J. Fontana<\/p>\n**
**Water Activity in the Food Industry<\/a><\/p>\n**
**Calright Instruments<\/p>\n**
**Water Activity in Food<\/a><\/p>\n**
**Dairy Research & Information Center UC Davis<\/p>\n**
**Water Activity: Why It Is Important For Food Safety<\/a><\/p>\n**
**Anthony J. Fontana<\/p>\n**
**Methods to Measure Water Activity<\/a><\/p>\n**
**John Troller<\/p>\n**
**\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"**
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