tema 1 (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Veterinaria - 2º curso
Asignatura Ciència dels aliments
Año del apunte 2014
Páginas 7
Fecha de subida 25/10/2014
Descargas 4

Vista previa del texto

TEMA 1. L’AIGUA DELS ALIMENTS 2014 INTRODUCCIÓ L’aigua és el component més important dels éssers vius, aliments i en el medi ambient. La podem trobar en estat sòlid, líquid i gasós.
És un component majoritari dels aliments; el trobem entre un 60-70% en la carn i entre un 8095% en les verdures.
És altament reactiva i medi de reacció fa que els aliments es puguin alterar amb més facilitat, per exemple quan la carn, verdura, fruita és fresca és molt més fàcil que s’alteri ja que conté major quantitat d’aigua. Es fonamental pel creixement microbià.
L’aigua determina:     Susceptibilitat a l’alteració Qualitat: La quantitat d’aigua i com esta distribuïda en el teixit determinarà la qualitat dels aliments.
Disseny de processos tecnològics Costos econòmics: alguns aliments per llei diuen quina quantitat màxima d’aigua poden tenir abans de ser envasada en la llauna. Hi ha productes en el qual el procés d’elaboració intervé posar una quantitat d’aigua determinada. Posar més aigua de la que permet la llei seria un “fraude” de cara al consumidor. Contra més aigua hi ha en el producte en principi ha de ser més barat.
CARACTERÍSTIQUES FISICOQUÍMIQUES DE L’AIGUA Si comparem la molècula d’aigua,que està formada per un oxigen i dos hidrogen, amb molècules amb similitud en la taula periòdica (CH2, NH3, SH2) en temperatura ambient són gasos i l’aigua és líquida.
L’oxigen forma enllaços covalents amb els dos hidrogen.
La energia que cal per augmentar un grau la seva temperatura( energia calorífica) també es molt més elevada. Això es degut a la disposició d’aquestes carregues.
L’oxigen és molt electronegatiu i fa que els hidrogen estiguin desplaçats cap a l’oxigen.
S¡estableixen enllaços d’hidrogen entre un oxigen electronegatiu i un hidrogen unit a un altre oxigen electronegatiu. Aquesta disposició simètrica de les carregues fa que es comporti com un dipol elèctric, fa que es pugui orientar en un camp elèctric. Aquesta distribució asimètrica juntament amb l’angle que formen els enllaços covalents fa que tinguem una disposició tetraèdrica de les carregues i això fa que l’aigua pugui formar enllaços amb la molècula veïna, es formen perquè hi ha atracció electrostàtica. Cada molècula d’aigua tendeix a establir enllaços d’hidrogen amb quatre molècules veïnes en el pla tridimensional.
1 TEMA 1. L’AIGUA DELS ALIMENTS 2014 Aquests enllaços d’hidrogen tenen una vida mitja molt curta: de 10-10 a 10-11 segons, això dona lloc a parlar de agrupacions fluctuants, es a dir, aquest enllaç que esta representat de color verd es desfà i passa a formar un enllaç amb la molècula del costat.
En el gel passa el mateix, una molècula d’aigua interacciona amb 4 veïnes però de manera més endresada, a mesura que baixem la temperatura es va formar una estructura hexagonal estàtica aparentment, no sempre estan fixats els enllaços.
La molècula d’aigua que interacciona amb la veïna pot ser que no ho faci de manera permanent, perquè els enllaços depenen de la temperatura es produeixen vibracions La diferencia entre l’aigua i el gel: El gel és una estructura rígida i l’aigua flueix, té una estructura cristal·lina hexagonal, però s’ha vist que a 0 graus es trenquen 15% dels enllaços d’higrogen preexistents: cada molècula unida a 3-4 molècules adjacents. En canvi a 100 graus encara hi ha fortes interaccions moleculars ja que els enllaços d’hidrogen es dissocien totalment quan el vapor d’aigua s’escalfa a 600 graus.
INTERACCIONS AIGUA- SOLUTS 1. Interacció H2O – ió o grup iònic Els ions impedeixen la mobilitat de l’aigua, alteren la seva estructura movent-la o trencant-la.
Els ions grossos no són capaços de formar una estructura sencera, però si que l’alteren i fer que les molècules no estiguin disponibles per participar en altres reaccions. En canvi els ions petits o multivalents si que formen estructures.
2 TEMA 1. L’AIGUA DELS ALIMENTS 2014 Els ions afecten:   La disponibilitat de l’aigua cap a altres soluts i substàncies suspeses al medi Propietats coligatives de les dissolucions, que depenen del numero de partícules de solut/unitat de volum del dissolvent: o pressió osmòtica ; augmenta o punt de congelació; disminueix o punt d’ebullició;augmenta o pressió de vapor; disminueix; És la pressió que un líquid volàtil, vol dir que si tenim aigua líquida algunes molècules passaran a fase gasosa.
2. Interacció amb grups neutres: - NH2, =CO, -OH Sucres, alcohols senzills, proteïnes, cetones, aldehids. Aquestes interaccions entre dipols són molt similars entre els hidrogen de la molècula d’aigua. Poden trencar l’estructura de l’aigua.
Tenen una força similar a les interaccions aigua-aigua, són capaços de trencar l’estructura de l’aigua. Els enllaços d’hidrogen es poden establir amb diversos grups alhora.
EX. Molècula de sucre pintada de color negre, àtoms de carboni que interaccionen formant enllaços d’hidrogen formant diversos grups.
3. Interacció amb substàncies no polars Com per exemple hidrocarburs, grups apolars d’àcids grassos, aminoàcids , proteïnes.
a. Hidratació hidrofòbica : Estructura hidrat clatrat, és una estructura cristal·lina similar al gel, està formada per enllaços d’hidrogen minimitzant el contacte de l’aigua.
b. Interacció hidrofòbica: Quan dos o més grups apolars, s’associen minimitzant el contacte amb l’aigua, una de les forces més importants a l’hora de preglar-se les proteïnes en estructura terciària.
TIPUS D’AIGUA EN UN ALIMENT  Aigua lligada: cada científic la defineix d’una manera diferent; es la que té la mobilitat restringida no es pot moure perquè està interaccionant amb les soluts, es l’aigua que no congela a una temperatura superior a -40 graus, altres diuen que es la que no està disponible com a solvent si arriben nous soluts, no disponible com a solvent si arriben nous soluts, es mou amb les molècules, en capes veïnals de soluts i altres constituents no aquosos.
3 TEMA 1. L’AIGUA DELS ALIMENTS 2014 Una definició podria ser: que és l’aigua que hi ha al voltant dels soluts i altres constituents no aquosos i que té propietats significativament diferents de les que tindria l’aigua que no interaccionés amb cap component en el mateix sistema. Això és important per saber que l’aigua que forma els aliments no té sempre la mateixa forma.
  Aigua retinguda físicament: Aigua que esta atrapada físicament en els aliments.
Gairebé tota l’aigua dels teixits o els gels és aigua retinguda o atrapada físicament.
S’elimina fàcilment durant l’assecat i es converteix fàcilment a gel durant la congelació. Està disponible com a solvent i té la mobilitat restringida físicament.
Capacitat de retenció d’aigua és la habilitat de les matrius de molècules(teixits, gels) d’atrapar grans quantitats d’aigua.
Contingut en aigua: La quantitat d’aigua, és a dir els grams d’aigua/ el grams de la mostra. En alguns casos es fa en base seca, que es els grams aigua/grams de matèria seca.
ACTIVITAT D’AIGUA Es defineix com la relació entre la pressió de vapor de l’aigua d’una solució o d’un aliment(P) i la pressió de vapor de l’aigua pura(Po) a la mateixa temperatura.
Mesura:   La disponibilitat de l’aigua per les reaccions d’alteració i el creixement microbià.
La intensitat amb la qual l’aigua s’associa als components no aquosos dels aliments.
S’utilitza com a eina de predicció de la seguretat i l’estabilitat dels aliments.
La llei de Raoult: mesura la disminució relativa de la pressió de vapor d’un líquid al disoldre’s en ell un solut és igual a la fracció molar del solvent. Ens permet mesurar l’activitat d’aigua.
4 TEMA 1. L’AIGUA DELS ALIMENTS 2014 Tenim aigua líquida i quan s’estableix l’equilibri hi ha molècules d’aigua que passen a estat gasos. En el cas del fuet, passa exactament el mateix. Aquesta relació entre la pressió d’aquests ecosistemes es diu pressió de vapor relativa ( Valor entre 0-1). En el fuet hi ha menys aigua que en el recipient de l’aigua pura i per tant hauran menys molècules que passin a estat gasós.
A temperatura constant, l’activitat d’aigua d’un aliment tendeix a equilibrar-se amb la humitat relativa de l’ambient on es troba. L’activitat d’aigua s’expressa com a humitat relativa en l’equilibri (%HRE).
Per tant l’activitat d’aigua depèn de:     Contingut d’aigua De la concentració de soluts Del tipus de soluts De la temperatura El més habitual és que tinguem una activitat d’aigua amb tres decimals.
Farina en comparació amb una panses. Les panses tenen gairebé el doble de contingut d’aigua, però és més baixa la seva activitat d’aigua. Per tant, el contingut d’aigua no es un bon indicador per les reaccions d’alteració. En el cas de la farina, el component principal és el midó, és sucre que esta empaquetat que no està interaccionant amb l’aigua per tant, l’aigua d’aquesta farina està molt disponible per les reaccions d’alteració.
En alguns casos es convenient envasar per prevenir la pèrdua de components, per tal de que l’aliment no es deshidrati. Altres aliments necessiten una protecció mínima, que ha de ser impermeable al aigua i altres aliments que es imprescindible envasar-los per prevenir la captació d’humitat.
5 TEMA 1. L’AIGUA DELS ALIMENTS 2014 ISOTERMES DE SORCIÓ D’AIGUA Relacionen el contingut d’aigua de l’aliment ( normalment s’expressa en base seca) i la activitat d’aigua de l’aliment una vegada s’ha aconseguit l’equilibri i a temperatura constant. No és una relació directa, és a dir, no té relació lineal. Es dibuixa agafant l’aliment i deshidratant-lo.
Quan hi ha poca aigua suposa un canvi molt gran en l’aigua que està lligada en els components, en canvi quan estem en zones de gran contingut d’aigua suposa un canvi molt petit en la activitat d’aigua, perquè estem en una zona on l’aigua del aliment està retinguda físicament.
Tres corbes sigmoides d’un mateix aliment dibuixades a diferents temperatures. En permet posar en manifest que a mesura que augmenta la temperatura augmenta la activitat d’aigua.
Disminueixen els enllaços d’hidrogen entre les molècules d’aigua.
Ens permet veure que passa durant l’assecament de l’aliment, es deshidrata un aliment i es va mesurant el contingut d’aigua en intervals constants. Si aquest aliment el tornem a hidratar, li anem afegint aigua, tindrem una isoterma d’absorció( verd), les isotermes de absorció i sorció no coincideixen, aquest fenomen es diu histèresi.
Histèresi: per un mateix contingut en aigua, l’activitat d’aigua en la desorció sempre és menor que en la activitat d’aigua l’adsorció.
Pot passar que hagin canvis en l’estructura dels aliments, com són els teixits o gels. Poden tenir porus o capil·lars, l’obertura es faci més petita i li costi més entrar per aquesta zona que abans estava ocupada per l’aigua. Això passa normalment quan hidratem un aliment. Per tant, els canvis que es produeixen físics i químics fan que es produeixen la diferencia entre la sorció i l’absorció.
L’activitat d’aigua reflecteix una combinació de:    Interacció aigua- superfície Interacció aigua – soluts Forces capil·lars Moltes vegades en una mateixa isoterma es fa la comparació de diferents zones, en aquest grau en la zona A parlem de la capa d’aigua en la superfície, zona B aigua que esta retinguda en zones de difícil accés, zona C aigua lliure com a solvent. És un sistema dinàmic.
6 TEMA 1. L’AIGUA DELS ALIMENTS 2014 Les isotermes de sorció les podem aplicar per :      Avaluar/predir l’estabilitat; Preveure i/o evitar la transferència d’humitat entre components Predir el comportament davant diferents HR d’emmagatzematge Estimar el temps màxim de magatzem d’un producte en un envàs amb una permeabilitat al vapor d’aigua coneguda Millorar els processos de conservació basats en la reducció del contingut en aigua: determinació del contingut d’humitat residual òptim.
EFECTES DE L’ACTIVITAT D’AIGUA EN L’ALTERACIÓ DELS ALIMENTS Per sota de 0.60 no hi ha creixement microbià.
És important dissenyar un producte que li agradi al animal, però també s’ha d’estudiar bé la quantitat d’aigua de l’aliment, l’activitat d’aigua. L’alimentació animal està molt bé estudiada per tal de que sigui bona, segura a l’hora de consumir.
7 ...