Importancia de la actividad de agua (Aw) en la conservación de los alimentos de origen marino . Introducción Por centurias el hombre ha consumido alimentos preservados durante tiempo de conservación relativamente largo: el queso, cereales, harinas, granos (de café), nueces, higos secos, miel, carnes y vegetales salados y también pescado salado o seco salado

La disminución del contenido de agua en los alimentos aumenta su vida útil por lo que se podrán conservar en perfectas condiciones durantes un mayor periodo de tiempo. Para ello se emplean diversos métodos como: El secado La crío-concentración o liofilización La adición de preservantes (sal, azúcar)

Sin embargo, alimentos con la misma cantidad de agua pueden presentar diferente susceptibilidad al deterioro por lo que entra en juego otro factor que es la actividad de agua de un alimento que hace referencia a la disponibilidad de esta agua en el alimento. En 1953 y 1957, Scott propuso este factor que contó con mayor crédito por los análisis de estabilidad de los alimentos, no ocurriendo así con el contenido de humedad, sal o azúcar.

El agua que es utilizado por los microorganismos (m. o El agua que es utilizado por los microorganismos (m.o.), es el agua (no ligada) que se encuentra en los tejidos. La actividad de agua es una medida de esta agua libre. El Aw se relaciona con el crecimiento de m.o. y las reacciones enzimáticas y químicas( empardeamiento no enzimático y oxidación de los lípidos.

La HR es la cantidad de vapor de agua presente en el aire, esta se expresa como la proporción entre el vapor de agua presente y la de su saturación a una temperatura Dada. HR = 90% HR = 75% Aire Aire Solución saturada Solución Saturada Aw = 0.75 T = 22.5ªC Aw = 0.75 T = 22.5ºC ClNa ClNa

Concepto Físico-químico del Aw: se basa en la medición de una condición física de un medio ambiente dado, el cual se encuentra en equilibrio, con una presión y temperatura constantes en el tiempo. A partir del estudio de las soluciones se puede ver que ciertas propiedades de la solución serán diferentes con respecto al solvente puro.

Un ejemplo de solución saturada es una solución de 37 Un ejemplo de solución saturada es una solución de 37.5 gramos de NaCl (sal común) en 100 gramos de agua (solvente) a 0ºC : La presión parcial de vapor será mas bajo en la solución El punto de ebullición será mas alto … El punto de congelación será mas bajo … La presión osmótica será mas alta … La tensión superficial será mas baja …

Las propiedades antes dichas están relacionadas con la cantidad de soluto y solvente presentes en una solución. Y se relacionan al agua libre o no ligada, en condiciones ideales estas propiedades pueden ser usadas para medir el Aw. En general los cambios en las presiones parciales son usadas en los métodos de medición del Aw en los alimentos.

El Aw se puede medir según la formula: Aw = PPV del agua en la solución o alimento ---------------------------------------------------- PPV del agua pura. SOLVENTE: Agua desionizada 1 atmósfera T = 0ºC Po = Presión parcial SOLUCIÓN: 37.5 g NaCl Con 100g de agua 1 atmósfera T = 0ºC P = Presión parcial

Métodos para determinar la Aw en los alimentos: Interpolación Gráfica Manométrico Higrómetro electrónico Capacitancia Punto de Rocio

Método Manométrico La humedad contenida en un alimento se relaciona directamente a su presión de vapor a una temperatura constante. Esta presión puede ser medida con exactitud con un manómetro. Escala del manómetro Muestra (-80ºC) Muestra (temperatura ambiente) Vacío Trampa congelada

Interpolación Gráfica Placa Conway La Aw es un parámetro que es obtenido cuando se alcanza la HRE, o sea cuando la sustancia en estudio no gana ni pierde humedad a una temperatura especifica HRE Muestra Solución saturada Solución Aw dH K2CO3 0,432 -9,485 NaCl 0,752 -1,437 KCl 0,84 0,9298

Calculo del Aw por el método de Interpolación Gráfica

La actividad del agua del jurel salado seco madurado se calcula Haciendo y = 0, calculando x = 20,483/ 25,424 = 0,806 = Aw

Termo-Higrómetro El higrómetro es un instrumento para medir la humedad relativa HR, que es la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Sonda Capacitador: polímero o material dieléctrico de plástico. La humedad hace que en el capacitador se reduzca la capacitancia el cual se convierte en voltaje que es leído en el aparato como HR% Lectura de la pantalla

Método Higrométrico Rápido para Determinar la Actividad del Agua La cinética para alcanzar la humedad relativa de equilibrio HRE En la atmósfera de un sistema de ensayo fue utilizada para estimar la actividad de agua de soluciones Saturadas y productos pesqueros. La humedad relativa se controló con un termo higrómetro. Se obtuvo Linealidad después de 20 minutos y Se correspondió con la ecuación. 100/HR = i + m(1/t) … donde i es la Intersección y t el tiempo. Para un tiempo infinito, en el Equilibrio, la ecuación anterior se simplifica: 100/HRE = i, donde HRE/100 es el Aw estimada.

La Isoterma de Absorción de la Humedad Arroz o su cáscara Nueces Frutas secas

Productos como el arroz o su cáscara, contiene alta proporción de almidón o celulosa y pequeñas cantidades de proteína o sólidos solubles poseen un rango amplio de la fase II( fig. c).Las nueces y almendras, que contiene alta proporción de proteínas y sólidos solubles poseen un rango mínimo de la fase II( fig. b). Las frutas secas, contienen alta proporción de sólidos solubles se le considera tener un rango intermedio de la fase II( fig. a). Se concluye que la estabilidad de un producto alimenticio puede ser mejorado con una formulación apropiada que produzca la expansión de la fase II.

Características de algunos alimentos según las fases de la Isoterma de Absorción Isoterma local I Isoterma local II Isoterma local III Seco Húmedo Duro Firme Suave Crujiente Flexible Flácido Aspecto vidrioso Superficie seca normal Perdida de fluido Contraído, encogido Tamaño normal Hinchado Con carga estática No adherente Pegajoso, adhesivo Oscuro Color normal Pardo Olor rancio Olor normal Olor a deterioro Bouquet rancio Bouquet normal Bouquet a deterioro Auto-oxidación Cambios químicos mínimos Reacciones enzimáticas Microbicida Microbio estático Crecimiento microbiano

Los procesos deteriorativos no debidos a microorganismos El Aw también puede ser relacionada a otros procesos deteriorativos en los productos preservados. Por ejemplo supongamos que tenemos un pescado deshidratado con un valor de Aw igual a 0.60, a este nivel No puede ocurrir el deterioro por acción de las bacterias, las levaduras o los mohos. Sin embargo, la actividad enzimática y las reacciones hidrolíticas continúan. Mas aún, la oxidación de los lípidos y el empardeamiento no enzimáticos continuaran al mismo ritmo como en el pescado fresco. Esto generalmente se corregirá así: Reducción aún mas del contenido de humedad. Empacando el producto al vacío. Almacenando el producto a baja temperatura. Agregando aditivos al producto.

El pescado salado y seco salado El pescado salado es consumido en el Perú. Las especies utilizadas son generalmente la sardina, la anchoveta y el jurel. El contenido de humedad de un pescado completamente salado es una variable que depende de la especie y del contenido graso (según la estación del año) alcanzando valores que van de 45 a 60% y con un contenido de NaCl en un rango de 16 a 21%, sin embargo, para todos los casos de pescado salado el Aw siempre debe ser 0.75. Para el pescado seco salado, el contenido de humedad varía de 10 a 32% y el NaCl puede alcanzar valores de 15% y con niveles de Aw que van de 0.32 a 0.60 Si bien es cierto que el Aw es determinante para controlar la calidad del pescado salado, seco o seco-salado, el método para su determinación necesita de equipos, materiales y reactivos propios de un laboratorio convencional, también se necesita de personal experto en su determinación por ser engorroso. Finalmente el tiempo necesario para alcanzar la HRE y su correspondiente temperatura demanda de un tiempo mínimo de 2.5 horas, sin embargo, generalmente por fines de exactitud, precisión y equilibrio del sistema se toman 24 horas.

Actualmente se dispone de un método rápido, fácil y portátil, utilizando un termo-higrómetro con sensor de capacitancia. Este método no necesita alcanzar la HRE, ni su correspondiente temperatura, por lo tanto el tiempo total empleado es de sólo 30 minutos. En la Tabla 7 se presenta una comparación de la precisión del método desarrollado en el presente estudio ante otros métodos investigados. En la Tabla 8 se comparan las diferentes ventajas del método H-Aw desarrollado en el presente estudio frente a los estudiados por otros investigadores (Labuza et al., 1976; Guardia, 1991; Troller, 1977). El tiempo de análisis es el menor, 30 min, no requiere pre tratamiento de la muestra (la muestra y su envase hermético deben permanecer en una incubadora hasta alcanzar la temperatura y humedad relativa de equilibrio según las publicaciones revisadas), ni el tiempo de espera para llegar al equilibrio entre el sensor y la atmósfera dentro del recipiente. Es importante tomar en cuenta el efecto que tendría sobre el “envenenamiento del sensor” por el menor tiempo de exposición a sustancias orgánicas volátiles presentes en alimentos con fuerte olor tales como lípidos oxidados, condimentos, especias, etc. (Favetto et al. 1984)

Método H-Aw: Método higrométrico rápido para determinar actividad del agua Tabla 7.- Comparación de precisión del presente método con otros métodos. Tabla 8.- Ventajas del presente método respecto a otros métodos.