Your SlideShare is downloading. ×
Fundamentos básicos sobre actividad de agua (aw). Principios y Aplicaciones
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Introducing the official SlideShare app

Stunning, full-screen experience for iPhone and Android

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Fundamentos básicos sobre actividad de agua (aw). Principios y Aplicaciones

1,052
views

Published on

Qué es la actividad de agua (aw) …

Qué es la actividad de agua (aw)
Cómo medirla, tecnologia de Punto de Rocío, técnica de referencia
Qué relación tiene con el deterioro de los alimentos y la vida útil
Cómo emplear la actividad de agua como herramienta de control
Isotermas

Published in: Education

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
1,052
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
60
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Especialistas en  actividad de agua (aw)  & Isotermas de  sorción LabFerrer ab e e Fundamentos básicos sobre  Fundamentos básicos sobre actividad de agua (aw).  Principios y aplicaciones Gema Rodrigo Área de actividad de agua  www.lab‐ferrer.com Webinar, 19 de junio de 2012
  • 2. Definición y concepto de aw p La aw es la medida del estado de energía del agua en un sistema líquido agua g vapor (humedad) muestra t La aw se mide equilibrando un producto con su fase de vapor y midiendo la humedad relativa de esta fase de vapor aw = p/po = %HRE/100 HRE = Humedad relativa en equilibrio HRE H d d l ti ilib i Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 3. Definiendo a Definiendo aw Potencial  Químico Constante de Gases 8,314 J mol‐1 K‐1 Temperatura p = o + RT l (f/fo)  RT ln Potencial Químico de la sustancia pura Fundamentos básicos sobre aw Fugacidad Webinar, 19 de junio de 2012
  • 4. Sistema de Queso y Galletas  Sistema de Queso y Galletas GALLETAS Humedad (%) 4 0,30 Final QUESO Inicial 20 Humedad (%) 0,75 aw 60 0,90 Final 30 0,75 Hume edad Humedad aw Inicial Tiempo p Fundamentos básicos sobre aw Tiempo p Webinar, 19 de junio de 2012
  • 5. ¿Pregunta? La galleta y el queso se colocan juntos Galleta Queso 20% Humedad 30% Humedad ¿Hacia dónde se mueve el agua? Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 6. aw versus Contenido de Humedad CONTENIDO DE HUMEDAD •Cantidad cuantitativa de agua en una muestra sobre una base “seca” o “húmeda” •Una propiedad extensiva que depende de la cantidad de material ACTIVIDAD DE AGUA aw  Medida cualitativa, mide estado del agua en un sistema  Una cualidad interna que no depende de la cantidad de material i l Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 7. Ventajas de la a Ventajas de la aw La aw proporciona información detallada de: • Desarrollo Microorganismos • Migración de Humedad Migración de Humedad • Estabilidad Química • Estabilidad Bioquímica p • Propiedades Físicas • Vida Útil EL CONTENIDO DE AGUA, NO! , NO! Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 8. Isoterma de Sorción de Humedad Isoterma de Sorción de Humedad Isoterma  de Sorción Típica Actividad de Agua Actividad de Agua Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 9. Factores que Controlan la a Factores que Controlan la aw Propiedades Enlazantes del Agua Efectos coligantes o interacciones en Solutos Efectos de Solutos, capilaridad, Interacciones de superficie o efecto Matriz La combinación de esos factores en los alimentos reduce la energía del agua al compararla con agua pura Efecto de la Temperatura Ef d l T La aw depende de la Temperatura al influir en: Temperatura, uniones del agua, disociación del agua, solubilidad de solutos en agua, estado de la matriz (cristalina o amorfa) El efecto de la temperatura en la aw es específico de cada producto. “Muy General ~ 0,002aw/ºC” Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 10. Efecto de la Temperatura II Efecto de la Temperatura II Aumento de la temperatura Contenido constante de agua Actividad de agua g Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 11. ¿Por qué es necesario medir la a ¿Por qué es necesario medir la aw? ALIMENTOS POTENCIALMENTE PELIGROSOS aw  0,85  CLASIFICACIÓN FAO: ALIMENTOS ALTAMENTE PERECEDEROS aw > 0,9 ALIMENTOS DE HUMEDAD INTERMEDIA aw = 0,6‐0,9 ALIMENTOS AUTOESTABLES aw < 06 Reglamento C.E.  R l CE 2073/2005 Modificado  por el Reglamento C.E.  por el Reglamento C.E. 1441/2007 D.O.U.E.  7/12/200 y el FDA de  EEUU Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 12. Medida de la a Medida de la aw Como medir la aw Métodos de Medida de la a Métodos de Medida de la aw ‐ Higrómetros de cabello o polímero ‐ Diferencia en punto de congelación ‐ Equilibrio Isopiéstico  Higrómetros Eléctricos  P t d R í (D P i t) Punto de Rocío (Dew Point) Requerimientos para medir correctamente  Requerimientos para medir correctamente la aw ‐ Estándares de Calibración ‐ Preparación de las muestras ‐ Temperatura de las muestras Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 13. Sensores de Propiedades Eléctricas La humedad cambia las propiedades eléctricas de un material higroscópico que está en equilibrio con el aire de la cámara de medida. Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 14. Punto de Rocío (Dew Punto de Rocío (Dew Point) La muestra se equilibra en una cámara sellada que contiene un espejo sobre el que condensa el vapor de agua. En el equilibrio la HR del aire en la equilibrio, cámara es igual que la aw de la muestra. Una célula fotoeléctrica y un termistor detectan el punto exacto en el que se produce la condensación y la temperatura, respectivamente. Fundamentos básicos sobre aw Espejo Ventilador Sensor  infrarrojo Sensor óptico Webinar, 19 de junio de 2012
  • 15. Recomendaciones para medir la aw con precisión i ió AOAC (Association of Analytical Communities) 978.19 ISO 7218 (Microbiology of food and animal feeding stuffs ‐ General rules for microbiological examinations.InternationalOrganizationforStandardization) Norma ISO 21807:2004 (Microbiology of food and animal feeding stuffs ‐ Determinationofwateractivity) European Pharmacopoeia 7.1 (2.9.39Water‐solidsInteractions) ISO 29621 (Cosmetics ‐ Microbiology ‐ Guidelines for the risk assessment and identification ofmicrobiologicallylow‐riskproducts) MEDIDOR BIEN CALIBRADO – BUENAS PRÁCTICAS DE MANEJO Á • Calibración/verificación por el usuario fácil y rápida • Patrones o sales estándar de calibración • Limpieza y mantenimiento fácil PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS TEMPERATURA DE LAS MUESTRAS Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 16. Patrones  Patrones Suspensiones de SALES SATURADAS Sal LiCl MgCl K2CO3 Mg(NO3)2 NaCl KCl K2SO4 aw a  25C 0,113  0,003 0,113 0,003 0,328  0,002 0,432  0,004 0,529  0,002 0 529 0 002 0,753  0,001 0,843  0,003 0,973  0,005 0 973 0 005 Soluciones de SALES NO SATURADAS Ecuación de Robinson y Stokes aw = exp(‐nfcMw) ( fM n,número de partículas activas por molécula de soluto ( 2 para NaCl) p ) f, coeficiente osmótico c,concentración del soluto (mol kg‐1) Mw , peso molecular del agua (0,018 kg mol‐1) Robinson, R.A. and Stokes, R.H. (1965). Adaptado de Greenspan, L. (1977) Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 17. Limpieza Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 18. Verificación del medidor, buenas prácticas Verificación del medidor buenas prácticas Medir el Patrón de Verificación M di l P t ó d V ifi ió Correcto (± 0,003  a w) Medir  otro  patrón Correcto (± 0,003  a w) Listo para Medir Fundamentos básicos sobre aw Incorrecto Ajustar la Desviación Incorrecto Limpiar Webinar, 19 de junio de 2012
  • 19. Preparación de Muestras Preparación de Muestras – Emplear muestras representativas – Prevenir el intercambio de humedad con el medio – Temperatura de la muestra dentro de un intervalo de  2ºC respecto a l temperatura d l cámara d medida la de la á de did – No es recomendable picar/triturar las muestras, se puede producir un aumento de temperatura Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 20. Bollería Industrial Bollería Industrial aw Bizcochos  0,761 Croissants  0,845 Sobaos con mantequilla 0,737 Magdalenas Cuadradas 0,779 Boer Triple chocolate 0,364 Rosquillas de Cuaresma 0,809 Tarta de Manzana 0,809 Hojaldre de cabello de angel 0,814 Hojaldre con sésamo Fundamentos básicos sobre aw 0,338 Webinar, 19 de junio de 2012
  • 21. Embutidos  Embutidos curados aw Cabeza de lomo loncheada Cortada Triturada 0,911 0,913 Morcón loncheado Cortado Triturado 0,904 0,905 Fuet extra sin pimienta Cortado 0,789 Longaniza tradicional en lonchas Cortado 0,907 Longaniza de Vic Cortado 0,904 Jamón Serrano en lonchas Cortado 0,907 Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 22. Calidad y Seguridad en Productos Calidad y Seguridad en Productos  Crecimiento  Microorganismos  Estabilidad Química y  Bioquímica q  Propiedades Físicas p  Isotermas de sorción de  humedad Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 23. Seguridad Alimentaria g Sólo en los Estados Unidos: 76 millones de casos de enfermedades 325.000 hospitalizaciones y 5.000 muertes anuales Fuente: Centro para Control de Enfermedades (CDC) REGULACIONES PARA EL CONTROL MICROBIOLÓGICO – http://www.aesan.msc.es/AESAN/web/cadena_alimentaria/s p // / / / / ubdetalle/criterios_microbiologicos_vida_util.shtml – CFR ‐ Code of Federal Regulations Title 21, (approval as food additives (21 CFR 570, 571 and 573). Colorings must have approvals for that use as specified in 21 CFR 70 and be listed in Parts 73, 74, or 81) – Reglamento (CE) no 882/2004 y 669/2009 – APCC – análisis de puntos críticos de control Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 24. Valores de aw limite para microorganismos a o es te pa a c oo ga s os Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 25. Desarrollo de microorganismos Desarrollo de microorganismos Efectos de distintos valores de aw sobre las curvas de crecimiento de Staphylococcus aureus Adapted from Troller, J. A. (1987). Adaptation and growth of microorganisms in environments with reduced water activity. In: Water activity: Theory and applications to food Rockland, L. B. and Beuchat, L. R. eds. Marcel Dekker, Inc.New York p.101‐117. Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 26. Estabilidad Química y Bioquímica Estabilidad Química y Bioquímica  Oscurecimiento No Enzimático Oscurecimiento No Enzimático  Oxidación Lipídica  Degradación de Nutrientes  Reacciones Enzimáticas Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 27. Oscurecimiento No Enzimático Oscurecimiento No Enzimático Veloc cidad Relativa de Reacción Diagrama de Velocidad de Reacción de oscurecimiento Actividad de Agua Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 28. Oxidación Lipídica Oxidación Lipídica Una de las principales causas de deterioro de alimentos Produce: alimentos. Olores y sabores desagradables Disminución de la calidad nutricional Algunos g p productos son potencialmente tóxicos Todas las etapas de esta reacción se ven afectados por la aw y la Temperatura Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 29. Degradación de Nutrientes Degradación de Nutrientes La degradación de las vitaminas aumenta al aumentar la aw Ejemplo: disminución de la cantidad de Vitamina C con el paso del tiempo Degradación del ácido Ascórbico a distintos valores d aw y a l de 35°C Labuza, T. P. 1974. Storage stability and improvement of intermediate moisture foods. NAS Contract 9‐125‐60, , Phase II, Final Report:10‐81. Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 30. Estabilidad Química y Bioquímica Estabilidad Química y Bioquímica La aw es un indicador que permite predecir qué tipo de reacciones ocurrirán en base a la composición del producto ocurrirán, La aw influye en la velocidad de a uye e a e oc dad las reacciones. El agua puede actuar como: Solvente Reactivo Cambia la movilidad de los  reactantes (viscosidad) Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 31. Actividad Enzimática  Actividad Enzimática Drapron, R. (1985) Enzyme activity a function of water activity. In Properties of Water in Foods. Simato, D. and Multon, J.L. (ed.), Martinus Nijhoff Publishers, Dordrecht, The Netherlands. Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 32. aw versus Propiedades Físicas Propiedades Físicas  Textura  Migración de humedad  Apelmazamiento y aglomeración Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 33. Textura Productos Duros o Crujientes • Valores de aw bajos • Se quiebran cuando se les aplica fuerza, son crujientes , j • Se ablandan cuando se someten a aw elevadas Productos Suaves o Blandos ‐ aw de intermedio a alto ‐ Se doblan cuando se les aplica presión ‐ Son húmedos, jugosos y suaves ‐ Se endurecen cuando se someten a aw bajas Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 34. Migración de Humedad La migración de humedad lleva a: • cambios en la textura • crecimiento microorganismos • reacciones de degradación • cambios organolépticos Ejemplos d sistemas Multi‐componente j l de i li Queso/galletas, cereales con frutas, masas  horneadas – rellenos, masa para pizza  , p p congelada – salsas, helados con barquillo,  sandwiches, bocadillos … Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 35. Apelmazamiento El apelmazamiento es un proceso que depende de la aw, el tiempo y la temperatura Etapas de un proceso de apelmazamiento: Humedecimiento H d i i t Formación de uniones Aglomeración Compactación Deliquescencia Este problema es omnipresente en las industrias alimentaria y farmacéutica Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 36. Isotermas de sorción de Humedad Isotermas de sorción de Humedad Fundamentos básicos sobre aw Ingredient 1 Moistu Conten (% w.b.) ure nt Cada producto tiene su propia  p p p y única Isoterma de Sorción de Humedad – debido a las  diferentes interacciones  (coligativas, capilaridad, …)  entre el agua y los  entre el agua y los componentes sólidos a  diferentes contenidos de  diferentes contenidos de humedad Ingredient 2 Combined 25 20 15 10 5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Water Activity Webinar, 19 de junio de 2012
  • 37. Tipos de Isotermas de Sorción Tipos de Isotermas de Sorción Tipo I, Azúcares cristalinos Tipo II, Mayoría de Alimentos Tipo III, Antiaglomerantes Tipo III, Antiaglomerantes Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 38. Contenido I. Definición de aw II. Medida de la aw III. Aplicaciones de la a III Aplicaciones de la aw • Calidad y Seguridad  en Productos • Control de la aw Control de la a Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 39. Aditivos HUMECTANTES: sal, sal azúcares, azúcares glicoles, glicoles aminoácidos, polímeros, ácidos ( (cítrico y láctico), nitratos y ), nitritos, polifosfatos o difosfatos sódico AGENTES ANTI‐AGLOMERANTES Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 40. Tecnología de Barreras Tecnología de Barreras La tecnología de barreras es hoy día la forma común de conservación de los alimentos. Integra diferentes métodos de conservación aplicados de forma combinada sobre el alimento. Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 41. La aw como herramienta de control  Cumplir con leyes y normativas  Ensayos de Vida Útil  Formulación de Productos  Inspección de Ingredientes  Control de Proceso  Control de Calidad Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 42. Normas para elaborar tablas de decisión Fundamentos básicos sobre aw www.lab‐ferrer.com Webinar, 19 de junio de 2012
  • 43. Ensayos de Vida útil Aspecto sensorial  (color, olor, textura) ( l l ) Tiempo de conservación de un producto hasta que se produce el Carga  deterioro, caracterizado por un microbiológica conjunto d cambios que l h j t de bi lo hace inaceptable para el consumo Conocer los mecanismos que producen la pérdida de la aceptabilidad permite plantear estrategias para aumentar la vida útil que no afecten a las características nutricionales y sensoriales del alimento Fundamentos básicos sobre aw Aspectos  sanitarios Webinar, 19 de junio de 2012
  • 44. Formulación de Producto (I+D+i) Diseño y formulación de nuevos alimentos y productos Si se comienza con el concepto de aw entonces los nuevos productos serán seguros, tendrán una máxima vida útil y serán de la más alta calidad Los datos de la aw se pueden ser usar para predecir riesgos o cambios potenciales en nuevos t i l productos Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 45. Inspección de Ingredientes Especificar los niveles de aw a los proveedores de ingredientes para asegurar un producto consistente Al cambiar la aw de un producto, pueden aparecer problemas tanto en el proceso como en su almacenamiento l Fundamentos básicos sobre aw Madrid, 15 de junio de 2012
  • 46. La aw en el Control de Proceso Medir la aw confirma la vida útil, calidad y seguridad de los productos durante el proceso productivo d i Permite evaluar y controlar los lotes. Homogeneidad Calcular las mermas Balance de producción, importancia económica Aporta información para inspecciones o quejas de clientes Fundamentos básicos sobre aw Webinar, 19 de junio de 2012
  • 47. Control de Calidad Control de Calidad • Cumplir con las normas de producto, exportación prod cto e portación • Estabilidad del producto, evitar el  deterioro (microorganismos),  oxidación de lípidos (enranciamiento) ... ( i i t ) • Expresar la composición Fundamentos básicos sobre aw Madrid, 15 de junio de 2012
  • 48. Puntos críticos de control, a y pH  Puntos críticos de control aw y pH Medidas preventivas  para controlar el  desarrollo de Salmonella  enteritica,  enteritica Staphylococcus aureus i  Listeria monocytogenes Listeria monocytogenes durante la elaboración  de productos cárnicos  fermentados Fundamentos básicos sobre aw Madrid, 15 de junio de 2012
  • 49. Gracias por asistir al Seminario de aw LabFerrer Especialistas en actividad de agua (aw) & I t E i li t ti id d d ( ) & Isotermas de sorción d ió AquaLab ‐ DECAGON DEVICES Inc. Fundamentos básicos sobre aw www.lab‐ferrer.com Madrid, 15 de junio de 2012