Quimica de-alimentos-agua

Química dos Alimentos
- Água -

Profa.Mércia Leite

Introdução
Água e seres vivos
Funções da água no organismo:
 Manutenção da temperatura corporal
 Transporte de nutrientes e de produtos de
degradação.
 Reagente/ meio de reação
 Estabilidade da conformação polímeros

Introdução
Água no organismo: água ingerida, dos
próprios alimentos e decorrente da
oxidação metabólica.
Indivíduo ingere: 2/3 bebidas e 1/3
alimentos sólidos.
 indivíduo de 70kg necessita de 2L
água/dia.

Introdução
Água no alimento influencia:
 Textura, aparência, sabor, deterioração:
química e biológica.

 Água e deterioração dos alimentos:
↑teor água ↑sensibilidade a deterioração

Introdução
 Métodos de preservação dos alimentos
baseia-se na remoção de água: secagem,
congelamento(↓ mobilidade da água),
adição de solutos.

 Utilização da água na industria de alimentos
e bebidas.

 Influência e ocorrência da água no alimento

Introdução
Influência e ocorrência da água no
alimento:
O conteúdo hídrico dos alimentos é
variável, ex.: carne 50-75%, vegetais
verdes 95%.
Grande número de alimentos sólidos
contém mais de 50% de água

Propriedades físicas da água
↑ fusão
↑ ebulição
↑ calor de vaporização
↑ condutividade térmica
↑ densidade

Em relação a CH4, NH3, HF

Propriedades físicas da água
Expansão X Solidificação
Água apresenta capacidade de expandir
na solidificação, resultando em dano
estrutural do alimento congelado.

Propriedades químicas da água

Estrutura molecular
Características elétricas e momento
dipolar permitem participação em
ligações iônicas e covalentes.
↑ Cte. Dielétrica importante na:
solvatação e separação de íons


Habilidade de formar ligações de H:
ligação eletrostática dipolo-dipolo.
Cada molécula de água é capaz de
fazer 4 ligações.
As ligações de H são tridimensionais
porque apresentam o mesmo número
de doadores e receptores.(↑fusão/E)

 Os elétrons dos orbitais ligantes estão
deslocados para o lado o oxigênio, devido
sua alta eletronegatividade.

A forma de interação entre os elétrons
confere a molécula da água a forma de um
tetraedro distorcido com ligações do tipo
sigma(104°30’).


Pode conter 18 isótopos H-O-H, íons
hidroxônioH3O+, hidroxila(OH-) e seus
isótopos.
Formação de estrutura típica(líquido e
sólido) – diagrama de fases; ocorre
ponto triplo, 3 fases coexistem.

 Líquida: cte. movimento, formação e
ruptura de ligação.
 Vapor: pontes de H são rompidas(calor de
vaporização), moléculas livres, + afastadas
ocupando maior volume.
 Sólido: retira energia do sistema e ↓
movimento das moléculas( estrutura
ordenada, retículo cristalino, sem moléculas
livres).


Estrutura sólida:
Gelo apresenta estrutura simétrica
hexagonal, ângulo de ligação de 109°
O gelo pode ser aquecido até sublimar.

Molécula de água no alimento

- Água -

Parte II
Interações da água com
alimentos(atividade da água)

Introdução
Quando a água se liga a um sólido
modifica as propriedades da água e do
sólido.

Classificação: água livre, água ligada e
água capilar.

Classificação
Livre: apresenta as mesmas
propriedades da água
pura(crescimento mo., reações
enzimáticas, não flui livremente
nos alimentos quando o mesmo é
cortado)

Classificação
 Ligada quimicamente – água em
contato com solutos.
1. Apresenta mobilidade reduzida
2. Não congela a – 40°C
3. Qde. Muito pequena no alimento
4. Não há crescimento microbiano
5. Não há reações enzimáticas

Classificação
 Ligada quimicamente –Classificação
quanto ao grau de ligação:
1. Água constitucional: ligada +
fortemente aos constituintes dos
alimentos.
2. Água vicinal: próxima camada de
água, adjacente a água
constitucional
3. Água multicamadas: menor
quantidade, ligação + fraca

Classificação
 Água Capilar: há confinamento
físico em capilares com pequeno
diâmetro, mobilidade reduzida, ↓
pressão de vapor que água pura.

Classificação
 Capacidade de ligar água: termo utilizado
para descrever a habilidade de uma
macromolécula aprisionar grande
quantidade de água, prevenindo
exsudação:
1. Água que não flui livremente
2. Facilmente retirada por secagem
3. Convertida em gelo no congelamento
4. Principal fração presente nos alimentos
5. Quaisquer alteração na sua quantidade ou forma
de ligação com sólidos afeta a qualidade do
alimento

Substância hidrofílica e
hidrofóbica
Existem substâncias: hidrofílicas e
hidrofóbicas.
 Hidrofílicas:ligações iônicas, dipolo-dipolo
e covalente. Alteram: estrutura e mobilidade
da água/ estrutura e reatividade das
substâncias hidrofílicas.
 Hidrofóbicas: afinidade por meios
hidrofóbicos.

Interação da água – Ligações de
H
 A interação da água com grupos polares
neutros(sem carga), capazes de fazer pontes de
H, é a mais encontrada em alimentos.
 Na adição de substâncias hidrofóbicas água são
formados:
1. Hidratos de alatratos: semelhantes a cristais de
gelo.
2. Micelas: principalmente proteínas(grupo polar e
apolar, Van der waals)

Atividade de água
 Atividadeda água significa o quanto de
água está disponível no alimento, ou seja, a
intensidade com que a água está associada
aos constituintes não aquosos.

Medida padrão da atividade de
água
 Atividade da água é uma medida relativa a um
estado padrão(p=101,35Kpa) e (T=25°C), ou
seja, a água pura, a qual possui um valor de
atividade igual a 1.
 No alimento, a atividade da água sempre será
menor que 1, pois os seus constituintes ↓ a
mobilidade da água.
 A atividade da água é um indicador útil quanto a
estabilidade de um produto e sua segurança
microbiológica.

Atividade de água
Fatores que influenciam aw:
 A atividade da água em um alimento, pode
ser reduzida pelo ↑ [ ] de solutos na fase
aquosa do alimento pela: remoção de água
ou adição de sólidos(ex.:sal/açúcar)

A temperatura influencia a atividade da
água: o congelamento ↓ atividade da água.

Determinação da atividade da
água(aw)
A determinação aw pode ser feita utilizando-se a
seguinte equação:

aw = P/po

aw = atividade físico-química da água em um
sistema em equilíbrio com todas as fases(s/l/v)
P= pressão de vapor da água no alimento
Po= pressão de vapor da água pura na mesma T, que
deve ser sempre especificada.

Classificação dos alimentos em
função da atividade da água
Os alimentos são classificados em
função da atividade da água em:
Baixa umidade (aw =0,60) crescimento
mo. mínimo.
Umidade intermediária(aw =0,60-0,90)
Alta umidade(aw = acima de 0,90)

Atividade de água X alimentos
 Efeitos da atividade de água em um
alimento estão relacionados além de reações
químicas, enzimáticas, crescimento mo.,
alteração da aparência e textura.
Ex: café solúvel, amolecimento de biscoito.
 A ↓ da aw de um alimento ↑ sua
estabilidade, por isso que a secagem e o
congelamento são os métodos de
conservação mais utilizados.

Atividade de água X alimentos
Valores muito baixos de aw(região de
monocamadas) podem predispor o
alimento a rancidez oxidativa, caso
este alimento seja suscetível.

- Água -

Parte III
Relação aw com a conservação de
alimentos

Atividade da água X estabilidade
no alimento
A umidade de um alimento está
relacionado com sua: estabilidade,
qualidade e composição.

A determinação de umidade torna-se
complicado em função da exatidão e
precisão dos resultados.

Determinação de Umidade
Principais dificuldades encontradas na determinação de
umidade:
 Separação incompleta da água do produto
 Decomposição do produto com formação de água além do
original
 Perdas das substâncias voláteis do alimento que são
computadas como peso em água.
A água ligada quimicamente com outras substâncias do
alimento não é eliminada na maioria dos métodos de
determinação de umidade.
Somente a água livre é medida com certeza em todos os
métodos.

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