2012
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
E.A.P. INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
Práctica Nº 1
Actividad De Agua
CURSO: Laboratorio de Microbiología.
DOCENTE: Dra. Luz Paucar Menacho
GRUPO: “C”
ALUMNA: Aburto Rodríguez Ruddy
Trujillo Acosta Mary
Vega Flores Cely
2 ACTIVIDAD DEL AGUA
1. INTRODUCCIÓN
Para disponer de un criterio valorativo de la disponibilidad del conjunto de moléculas de
agua contenidas en un alimento se ha introducido un nuevo concepto, que ha resultado muy
eficaz en el campo de la tecnología de alimentos. A raíz de una observación realizada por el
microbiólogo Scott en 1953, que relacionó el desarrollo microbiano en las carnes con la
humedad relativa de las cámaras donde se almacenaban, se estableció el concepto de
actividad de agua (aw). En la práctica viene a significar una medida indirecta del agua que hay
disponible en un determinado alimento para intervenir en posibles reacciones químicas,
bioquímicas o microbiológicas.
La obtención de las curvas isotermas de sorción ha resultado una manera muy útil de enfocar
el estudio de la hidratación de los alimentos sólidos. Una isoterma de sorción es una curva
que describe, para una temperatura dada, la relación de equilibrio entre la cantidad de agua
absorbida por los componentes del alimento y la presión de vapor o humedad relativa. Para
los rangos de baja humedad, la isoterma resulta cóncava en relación con el eje de abscisa;
tiene un punto de inflexión en el rango intermedio, con un desarrollo casi lineal; y se vuelve
cóncava en relación con el eje de ordenadas, para humedades elevadas.
Su aplicación se basa en un hecho esencial: para una temperatura dada, el agua tiene
siempre la misma presión de vapor. Pero la interacción de las moléculas de agua con los
compuestos solutos, sean o no electrolitos, origina siempre una disminución de la presión de
vapor del agua y una alteración de sus propiedades coligativas. La influencia de los solutos
sobre el comportamiento del agua ha sido ampliamente investigada. Cuando las moléculas
de agua pierden su libertad de acción al quedar enlazadas a otros componentes del
alimento, se reduce el valor de la presión de vapor de esas moléculas.
La actividad de agua (aw) se ha definido como el cociente entre la presión parcial de vapor de
agua contenida en el alimento (Pa) y la presión parcial de vapor del agua pura a una
temperatura determinada. En sentido estricto, la definición correcta desde un punto de vista
termodinámico sería considerarla como la relación entre la presión de vapor del agua en
equilibrio con la solución (Pequi) frente a la presión de vapor del agua pura (Po), a la misma
temperatura y presión que la solución. Si además se tiene en cuenta por la ley de Raoult que
dicha relación depende del número de moles de soluto (n1) y de solvente (n2) se puede
escribir:
aw = = =
Puede observarse como este parámetro viene dado por una relación entre dos magnitudes
semejantes y por tanto está representada por un número sin dimensiones. Por consiguiente,
esta medida sólo tendrá sentido práctico cuando se le relacione con una situación patrón,
que en este caso es la del agua pura, cuya presión se fija por conveniencia en la unidad. Por
consiguiente, la actividad presentada por el agua contenida en un alimento siempre será
igual, o inferior, a uno.
José Bello Gutiérrez / Ciencia Bromatológica – Principios Generales de los Alimentos.
3 ACTIVIDAD DEL AGUA
REVISIÓN DE LITERATURA
Características:
Existen diversos factores que controlan la actividad acuosa de un
sistema. Los efectos coligativos de las especies disueltas (como
puede ser por ejemplo la sal o el azúcar) la interacción
dipolar, iónica, o de enlace de hidrógeno con las moléculas
de agua. Los efectos de capilaridad cuando el vapor de agua
sobre el menisco es menor que en el agua pura debido a las
interacciones de puente de hidrógeno entre las moléculas de
agua. La interacciones de superficie interaccionan
directamente con los enlaces de las substancias disueltas o
en suspensión (como puede ser el almidón o las proteinas)
mediante fuerzas dipolares de los enlaces iónicos (H3O+o OH-),
fuerzas de Van der Waals (enlaces hidrofóbicos) y enlaces de hidrógeno.
Crecimiento Microbiano
La aw es un factor crítico que determina la vida útil de los productos. Este
parámetroestablece el límite para el desarrollo de muchos microorganismos,
mientras que otrosparámetros como temperatura, pH o contenido en azúcares,
generalmente influyen enla velocidad de crecimiento.
La aw más baja para el crecimiento de la mayoría de las bacterias que
producendeterioro en alimentos está alrededor de 0,90. La aw para el crecimiento de
hongos ylevaduras está próxima a 0,61. El crecimiento de hongos micotoxigénicos se
producecon valores de aw cercanos a 0,78.
La actividad del agua de los Alimentos
A medida que la actividad de agua va disminuyendo, la textura se endurece y el
producto se seca rápidamente. Por el contrario, los alimentos cuya actividad de agua
es baja por naturaleza son más crujientes y se rompen con facilidad. En este caso, si
la actividad de agua aumenta, se reblandecen y dan lugar a productos poco
atractivos. En ambos casos, el parámetro de la actividad de agua del alimento es un
factor determinante para la seguridad del mismo y permite determinar su capacidad
de conservación junto con la capacidad de propagación de los microorganismos.
La actividad de agua es diferente para cada uno de los alimentos utilizados en la
práctica.
Todos los valores de aw se encuentran en el rango de 0 a 1.
4 ACTIVIDAD DEL AGUA
La conservación al igual que la contaminación por microorganismos en los
alimentos varía según la cantidad de potencial de agua contenido. La
demostración será por medio de revisiones bibliográficas.
El agua en los alimentos tiene distintas funciones:
Nutricional:
Directa: aporta el 40% del agua que necesitamos.
Indirecta: vehiculiza solutos.
Sensorial:
Aporta diferentes texturas y propiedades físicas.
Es responsable de la turgencia (algo parecido a la firmeza) de las células.
Produce interreaccioneshidrofóbicas (micelas, por ejemplo en la leche).
De ella depende la estabilidad de los alimentos: lo que determina su durabilidad.
Como medio de reacción: en reacciones químicas y enzimáticas.
Permitiendo el crecimiento de microorganismos. Existen dos "tipos" de agua:
Agua ligada: Es aquella que forma parte de las estructuras complejas del
alimento o ligada a macromoléculas.
No puede intervenir en reacciones químicas ni enzimáticas.
No es eliminable por métodos físicos.
Agua disponible: Agua más o menos libre
Puede intervenir en reacciones químicas y enzimáticas.
Permite el desarrollo de microorganismos.
Es eliminable por métodos físicos.
5 ACTIVIDAD DEL AGUA
2. OBJETIVOS:
Conocer el uso del equipo de actividad de agua modelo Hygrolab 2.
Determinar la actividad de agua de alimentos y productos agroindustriales.
Determinar la Isoterma de Adsorción de un producto agroindustrial.
3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1 MATERIALES Y EQUIPOS:
2 Campanas de desecación.
Muestras (Harina de trigo, leche en polvo, café instantáneo)
Equipo de Actividad de Agua. Marca: ROTRONIC, Modelo: Hygrolab 2 con
sensor determinador de actividad de agua (aw).
Estufa
Balanza Analítica
Fig.: El instrumento HygroLab 2 es un indicador sobremesa de actividad
de agua, humedad relativa, y temperatura y tiene 4 entradas para
sensores y sondas. Las sondas pueden ser digitales (intercambiables) o
analógicas y permite el ajuste de la calibración en un punto o múltiples
puntos. Una de las sondas puede ser de referencia para calibrar las
demás sondas. Tiene interfaz de comunicación RS232 y es compatible con
el software HW3. También tiene interfaz RS485 para la configuración de
una red de múltiples instrumentos. Su uso en el modo AwQuick es
opcional y requiere el uso del software HW3.
Tº
aw
UP / DOWN
MENÚ
ON/OFF
ENTE
R
6 ACTIVIDAD DEL AGUA
3.2 Método:
3.2.1 Manejo del equipo:
Conectar el equipo en el computador. Encender el computador y el
equipo de actividad de agua, luego ejecutar el programa Hygrowin V.
2.1.1. Esperar que el computador reconozca el equipo.
Seleccionar el modo de medida en el computador. (Estándar o Rápido)
Coloque la muestra a analizar dentro del sostenedor de muestra.
Ponga el sensor encima del sostenedor de la muestra.
Comience la medida haciendo Click con el ratón en el botón Start que
corresponde al sensor a usar. El boton Start inmediatamente cambia a
Stop.
Cuando se termina la medida (Aproximadamente 5 minutos - modo
rápido), los resultados aparecen en un fondo verde y a la vez el
computador dará una señal de que se concluyo la medida.
Proceda de igual forma par todas las muestras y elabore una tabla de
datos con las distintas muestras y grafíquela, de la forma siguiente:
Construcción de gráfica
Tabla de datos
Utilización del equipo
7 ACTIVIDAD DEL AGUA
3.2.2. Preparación de la Muestra para la construcción de la Isoterma.
En una placa petri secar 20 gr aprox. de la muestra a analizar,
en una estufa a 100 ºC por 6 horas, previo a la práctica (la
leche en polvo o el café instantáneo, no necesitan de este
secado previo).
El peso de placa de petri es2.750 g
El peso de la leche es 4.672g
Aw: 0.356
°T: 26.4°c
El peso de placa de petri es2.750 g
El peso de la leche no se determino.
Aw: 0.596
°T: 26.4°c
8 ACTIVIDAD DEL AGUA
Determinación de la actividad de agua (aw):
de agua
(cubetas
del
equipo
determi
nador
de aw).
Placa de petri :
El peso de placa de petri es2.750 g
El peso de la harina no se determino.
Aw: 0.627
°T: 26.4°c
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
leche café harina
El peso de placa de petri #1 es: 2.7505 g
El peso de placa de petri #2 es: 2.7506 g
El peso de placa de petri #3 es: 2.7585 g
El peso de placa de petri #4 es: 2.7624 g
9 ACTIVIDAD DEL AGUA
Una vez secada la muestra, abrir la estufa y cuidadosamente llenar
las 4 cubetas una a una, e ir poniendo las cubetas con sus tapitas en
una campana de desecación para que enfríen.
Luego pesar las 10 cubetas (peso de cubeta + Materia seca) sin su
tapita, y llenar en la tabla de datos.
Seguidamente las cubetas son introducidas en una campana que
contiene agua en su interior bajo la rejilla; salvo la primera que solo
se determina la aw directamente sin someterse dentro de la
campana. (tomar la hora a la que es introducida cada cubeta a la
campana).
Se coloco 4 placas de petri ya que el
primero nos servirá de muestra
mientras que los 4 siguientes
adquirirán humedad y luego ve vera
cuanto a aumentado en la actividad
El peso de la placa de petri con la leche
El peso de placa de petri #1 es: 7.4233g
El peso de placa de petri #2 es: 7.5775 g
El peso de placa de petri #3 es: 8.4458 g
El peso de placa de petri #4 es: 7.9496 g
El peso de placa de petri #5 es: 8.0683 g
10 ACTIVIDAD DEL AGUA
Después de 5 minutos retirar la segunda muestra de la campana de
ganancia de agua. Seguidamente pesar la muestra en la balanza
analítica y medir la actividad de agua. Llenar en la tabla de datos.
Después de 5 minutos retirar la tercera, luego la cuarta y así
sucesivamente hasta la décima cubeta, cada cierto espacio de
tiempo. (tomar la hora a la que es retirada cada cubeta de la
campana).
El peso del segundo frasco en un
lapso de tiempo de 5 min. Es:
7.5902g determinamos el peso
adicional adquirido en la campana
restando el peso final con el peso
inicial:
7.5902-7.5775= 0.0127
11 ACTIVIDAD DEL AGUA
Los datos se irán tomando de acuerdo a la tabla siguiente:
El peso final del 3er frasco: 8.4708
Adquirió 0.025 adicionalmente en 10’
El peso final del 4to frasco: 7.9758
Adquirió 0.0302 adicionalmente en 15’
El peso final del 5to frasco: 8.0993
Adquirió 0.031 adicionalmente en 20’
12 ACTIVIDAD DEL AGUA
TABLA DE DATOS PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA ISOTERMA
(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k)
Muestra Nº
Hora Inicio
Hora Final
Peso cubeta
Peso cubeta+Muestra (inicio)
Peso cubeta+Muestra (final)
Peso Muestra (inicio)
Peso Muestra (Final)
gr H2O gr M.S.*
_gr H2O_ 100 gr M.S.*
aw
1 - - 2.7505 g 7.4233g 7.4233g 4.6728 4.6728g 0 0 0.356
2 5:38 5:45 2.7506 g 7.5775g 7.5902g 4.8396 4.8523g 0.0127 0.2513g 0.431
3 5:38 5:52 2.7585 g 8.4458g 8.4708g 5.6873 5.7123g 0.025 0.4395 0.470
4 5:38 5:59 2.7624 g 7.9456g 7.9758g 5.1832 5.2134g 0.0302 0.5826 0.476
5 5:38 6:06 2.7585 g 8.0683g 8.0993g 5.3098 5.3408 0.031 0.5838 0.482
(a): Número de Muestra.
(b): Hora en que la muestra es sometida dentro de la campana donde captara el agua que se encuentra dentro.
(c): Hora en que la muestra es retirada de la campana después de un tiempo que la muestra a ganado agua.
(d): Peso de cada cubeta sin tapa.
13 ACTIVIDAD DEL AGUA
(e): Peso de la cubeta con la muestra al inicio, antes de ingresar al la campana que contiene agua.
(f): Peso de la cubeta al final, después de retirarla de la campana que contiene agua.
(g): Diferencia (e) – (d)
(h): Diferencia (f) – (d)
(i): Diferencia (h) – (g)
(j): 100 g x (i) / (g)
14 ACTIVIDAD DEL AGUA
3.2.3. Construcción de Gráficos:
Determinar los valores de Actividad de agua (aw) y Humedad
de los diferentes alimentos agroindustriales y construir dos
gráficos de barras:
o (Alimentos Agroindustriales vs Actividad de agua)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
lechecafé
harina
Alimentos agroindustriales
Actividad de agua temperatura
Leche 0.356 26.4
Café 0.596 26.4
trigo 0.627 26.4
15 ACTIVIDAD DEL AGUA
o (Alimentos Agroindustriales vs. Humedad).
Calculando MSy la humedad:
Calculo de MS para la leche:
Frasco 1:
%MS= 1
%H=0
Frasco 2:
%MS %
%H= 0.17%
Frasco 3:
MS%= (8.4458/8.4708)x100= 99.70%
%H=0.3%
Frasco4:
%MS= (7.9456/7.9758)x100= 99.62%
%H= 0.38%
Frasco 5:
%MS= (8.0683/8.0993)x100= 99.61%
%H= 0.39%
MS
16 ACTIVIDAD DEL AGUA
Elaborar la curva de Isoterma de un Determinado Producto.
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
frasco 1 frasco 2 frasco 3 frasco 4 frasco 5
humedad
humedad
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
ISOTERMA
ISOTERMA
17 ACTIVIDAD DEL AGUA
Elaborar la curva de gr de H2O/100 gr de Materia Seca Vs.
tiempo (Ganancia de agua vs. tiempo).
Elaborar la curva de Actividad de Agua Vs. tiempo.
0
5
10
15
20
25
0 0.2 0.4 0.6 0.8
GANANCIA DE AGUA
GANANCIA DE AGUA
0
5
10
15
20
25
0 0.2 0.4 0.6
ACTIVIDAD DE AGUA
ACTIVIDAD DE AGUA
18 ACTIVIDAD DEL AGUA
CUESTIONARIO
Definir actividad de agua.
Actividad acuosa se define como la relación que existe entre la presión de vapor de un
alimento dado en relación con la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura.
La actividad acuosa es un parámetro estrechamente ligada a la humedad del alimento lo
que permite determinar su capacidad de conservación, de propagación microbiana, etc.
La actividad acuosa de un alimento se puede reducir aumentando la concentración de
solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción del agua (liofilización)
o mediante la adición de nuevos solutos. La actividad acuosa junto con la temperatura,
el pH y el oxígeno son los factores que más influyen en la estabilidad de los productos
alimenticios.
El agua es, quizás, el factor individual que más influye en la alterabilidad de
losalimentos. Se ha demostrado que alimentos con el mismo contenido de agua
sealteran de forma distinta, por lo que se deduce que la cantidad de agua no es por sísola
una herramienta indicativa del deterioro de los alimentos.
De este hecho surge el concepto de aw, que indica la fracción del contenido dehumedad
total de un producto que está libre, y en consecuencia, disponible para elcrecimiento de
microorganismos y para que se puedan llevar a cabo diversasreacciones químicas que
afectan a su estabilidad.
¿Cuál es la importancia de la actividad de agua en los alimentos?
Prevenir y explicar el comportamiento de los alimentos en relación a la humedad
y otros factores del medio.
Es importante para conocer la calidad de los alimentos en base a su Aw.
Muchos alimentos logran estabilidad, desde el punto de vista microbiológico,
eliminando el agua que contienen (deshidratación) o mediante el agregado de solutos
hasta alcanzar un valor bajo de aw.
En la deshidratación, se le aplica energía al alimento en forma de calor, aumentando la
presión de vapor del agua presente hasta un nivel tal que el agua de la superficie de los
alimentos se evapora. La evaporación conlleva un descenso de la temperatura de la
superficie y se necesita un aporte adicional de calor para mantener la presión de vapor a
un nivel adecuado.
A medida que se va evaporando el agua superficial se va reemplazando por otra
procedente del interior que migra merced a procesos de difusión, convección, flujo
capilar y retracción. La evaporación de la humedad de los alimentos se debe a la
diferencia entre la presión de vapor de la atmósfera y la presión superficial del alimento.
19 ACTIVIDAD DEL AGUA
A medida que avanza la deshidratación, desciende la velocidad de eliminación del agua
porque la migración de agua a la superficie tiene un límite; las capas superficiales se
hacen menos permeables y el aumento de la concentración de solutos reduce la presión
de vapor de la superficie.
BIBLIOGRAFÍA
http://avdiaz.files.wordpress.com/2008/09/actividad-del-agua.pdf
http://www.consumer.es/seguridad-alimentaria/ciencia-y
tecnologia/2008/03/26/175613.php
http://www.webportic.com/mathias/files/LA%20IMPORTANCIA%20DE%20L
A%20ACTIVIDAD%20DE%20AGUA.pdf
http://www.buenastareas.com/ensayos/Actividad-Del-Agua-En-El-
Procesamiento/1296787.html
http://oscarmm.mayo.uson.mx/alimentos.htm
http://www.buenastareas.com/ensayos/La-Actividad-Del-
AguaDeLos/1765748.html
![Actividad de agua (Aw) [ Microbiología ]](https://static.documentos.tech/doc/80x56/55a250531a28abd35d8b4668/actividad-de-agua-aw-microbiologia-.jpg)
