Agua Actividad de Agua Isotermas Final

Química Agroindustrial

J. Mayta H.

Ing. Agroindustrial® Rumbo a la acreditación

AGUA

I

• Representa aproximadamente 2/3 del peso total de los seres vivientes

• Forma parte de los alimentos naturales. En frutas y verduras 90 – 95%

• Influye en la textura y sabor de los alimentos

• Representa la fase continua de los organismos

• Es una sustancia de gran reaccionabilidad

• Las propiedades termales, reológicas, mecánicas y eléctricas pueden también variar con el contenido de humedad del alimento.

• El agua pura o totalmente libre no existe en los alimentos, ya que se halla combinada

1.1 Generalidades

1.1 Generalidades

1.1 Generalidades • El deterioro de un alimento es una función directa de

la humedad disponible en el alimento

• Principal constituyente del protoplasma celular, 96%

• Medio de transporte de nutrientes, fotosíntesis, etc.

• Medio en el que ocurren los movimientos y las reacciones metabólicas

• Mantiene la turgencia de las células

• Mantiene la estabilidad térmica en las plantas

• En la conservación y almacenamiento de granos

1.1 Generalidades

• Vehiculiza los nutrientes: El agua es una sustancia que ayuda a disolver y mantener en solución los nutrientes como los carbohidratos, proteínas, enzimas, ácidos nucleicos, las cuales se vuelven activas gracias a la intervención del agua.

– P.e. actúa en la formación del bolo alimenticio, dando al organismo humano la facilidad de digestión de los alimentos

• Mantiene en solución los nutrientes: El agua es un factor determinante en la inhibición y propagación de diferentes reacciones que pueden disminuir o aumentar la cantidad nutritiva y sensorial de los alimentos

• Procesamiento de alimentos: El agua ayuda en el crecimiento microbiano, en las reacciones enzimáticas y reacciones químicas para el procesamiento de los alimentos

1.1 Generalidades

• El agua en los alimentos se encuentra en forma de: – Líquidos (Jugos) – Emulsión (mantequilla, mayonesa, etc.) – Geles coloidales (gelatina) – Atrapada o formando parte de los tejidos

animales y vegetales – Agua de hidratación químicamente ligada

a la estructura molecular de los solutos

• La función del agua es:

– Nutricional. Favorece y/o inhibe la propagación de reacciones que afectan la calidad nutricional

– Sensorial. De su contenido depende de la aceptación general de un alimento en involucra características de textura, sabor, color, masticabilidad, jugosidad, etc

• Conservación

• Formulación

• Proceso

• Agente de limpieza

1.1 Generalidades

1.1 Generalidades

CONSTANTES FÍSICAS DEL AGUA Y DEL HIELO

1.1 Generalidades Efecto de la temperatura en la

densidad

Molécula de agua

1.1 Generalidades

• La estabilidad de los alimentos depende del contenido de agua libre: – Desarrollo de

microorganismos – Reacciones

enzimáticas – Reacciones químicas

1.2 Contenido de agua en los alimentos

• El contenido de humedad, es decir la cantidad de agua evaporable de existente en un producto, se expresa en relación a su masa total o a su masa seca (esto es la masa que se obtiene descontando la masa de agua evaporable que contiene). Así se definen:

– Contenido de humedad en base húmeda (bh):

– Contenido de humedad en base seca (bs):

Donde: m=masa total del producto, ms=masa seca del producto

Evidentemente;

• (bh) se expresa en porcentaje, (bs) es proporcional al agua contenida en el producto

• El contenido en humedad de un producto puede expresarse sobre la base del peso húmedo, masa de agua por unidad de masa de producto húmedo, o sobre la base de peso seco, masa de agua por unidad de masa de componentes sólidos desecados

mmmM s−

=

s

s

mmmX −

=

M1MX−

=X1

XM+

=


Alimento Contenido de agua (%)

Carnes: De Cerdo cruda compuesta de cortes magros Vacuno, cruda, cortes de venta al por menor De Pollo, de toda clase carne cruda sin piel Pescado, proteínas musculares

53 – 60 50 – 70

74 65 – 81

Frutas: Bayas, cerezas, peras. Manzanas, melocotones, naranjas, pomitos. Ruipónticos, fresa y tomates.

80 – 85 85 – 90 90 – 95

Verduras: Aguacates, plátanos, guisantes (verdes). Remolachas, brécoles, Zanahorias, Patatas. Espárragos, Judías (verdes), coles, coliflor, lechugas

74 – 80 80 – 90 90 – 95

• El agua de hidratación se encuentra químicamente enlazada a los constituyentes del material, y en muchos casos no es considerado en las determinaciones de humedad. Es considerada como parte integrante del material

• La humedad libre de un producto es aquel que excede del contenido en humedad de equilibrio en unas condiciones dadas de temperatura y de humedad

• La humedad adsorbida es aquel que ha pasado a través de las paredes celulares y ha ingresado al citoplasma de la célula. Es esta forma de humedad la que es responsable de la histéresis entre las isotermas de contenido de equilibrio de sorción y desorción



Alimento % de humedad

Alimento % de humedad

Tomates crudos Sandia Col Fresas Ejotes Brócoli Duraznos Leche entera

94 93 92 90 90 89 89 87

Crema, café. Corte de pierna trasera de res Pan blanco Ciruelas secas Mantequilla Harina para todo uso Frijoles secos Avena de hojuelas

72 67 36 28 15 12 11 08

• Fracción congelable

• Se encuentra como agua libre en cavidades y en los capilares de los alimentos

• Se elimina fácilmente y es la primera en evaporarse

• Es aquella que se halla parcialmente atrapada en la estructura porosa del alimento

• Es el agua que es retenida débilmente por fuerzas de adsorción a los sólidos de los alimentos

• Constituye la segunda y sucesivas capas de humedad anexas a la superficie del alimento

1.3 Agua libre

• El calor de adsorción de esta humedad es igual al calor de vaporización del agua a la misma temperatura

• Esto se observa en la ecuación de BET de la monocapa

• Es el agua que se encuentra enlazada por fuerzas más débiles, cuya presión de vapor es igual a la presión que ejerce el agua pura

• Es el agua que se encuentra enlazada por fuerzas más débiles, cuya presión de vapor es igual a la presión que ejerce el agua pura

1.3 Agua libre

1.3 Agua libre

Bound MoistureFree Moisture

• El agua ligada no es fácilmente identificable y homogénea

• Es el que se encuentra fuertemente adsorbida sobre la superficie de sustancias poliméricas de los alimentos como proteínas, carbohidratos macromoleculares, etc.

• Es la humedad que ha pasado a través de las paredes celulares y ha ingresado al citoplasma de la célula

• Es esta forma de humedad la que es responsable de la histéresis entre las isotermas de contenido de equilibrio de sorción y desorción

1.4 Agua ligada

• No puede ser congelada, por muy baja que sea la temperatura

• El agua ligada ejerce una presión de vapor menor que el agua pura

• Puede encontrarse en las sustancias disueltas (succión y presión osmótica), como enlaces químicos (no muy importantes en los sistemas alimenticios), por la acción de fuerzas capilares y puentes de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals y mediante enlaces iónicos y polares

• Se encuentra frecuentemente formando la primera capa de las moléculas de agua anexas a la superficie del alimento

1.4 Agua ligada

1.4 Agua ligada

ACTIVIDAD DE AGUA

II

HREHR

t

==

100agua de vapor del saturación dePresión

alimento elpor ejercido agua de vapor dePresión = a w

• Aw es utilizado para denotar la humedad disponible en un sistema alimenticio.

• En un sistema alimenticio en equilibrio con su atmósfera circundante, la Aw=HR.

• La Aw es un parámetro intrínseco del sistema alimenticio, mientras que la HR está referida a una propiedad de la atmósfera circundante.

2.1 Generalidades

• El estado de equilibrio se conoce como la Humedad Relativa de Equilibrio (HRE)

• El contenido de humedad de un sistema alimenticio en equilibrio con su atmósfera circundante es conocido como el Contenido de Humedad de Equilibrio (CHE)

2.1 Generalidades

• Las reacciones bioquímicas responsables del deterioro de un alimento tales como: oxidación de lípidos, reacciones enzimáticas y el desarrollo de microorganismos está influenciada por la Aw

• Las levaduras y los mohos pueden crecer con baja Aw.

• Se considera que 0.85 es el nivel seguro para limitar el crecimiento de patógenos, ya que es el punto en el cual ya no puede crecer y producir toxina el Staphylococcus aureus

• Una Aw de 0.93 es el punto por debajo del cual no puede crecer el Clostridium botulinum

2.1 Generalidades

2.1 Generalidades

Velocidades de reacción en un alimentos en función de la Aw (comportamiento generalizado a 20ºC)

2.1 Generalidades

Cambios que ocurren en los alimentos en función a la actividad acuosa a 20°C

2.1 Generalidades

a) Oxidación de lípidos b) Reacciones hidrolíticas c) Oscurecimiento no enzimático d) Isoterma del contenido de humedad

e) Actividad enzimática f) Crecimiento de hongos g) Crecimiento de levaduras h) Crecimiento de bacterias

Aw Clasificación Requerimiento para el control

>0.85 Alimentos húmedos

Requieren refrigeración u otras barreras para controlar el crecimiento de microorganismo patógenos

0.60 a 0.85 Alimentos de humedad media

No requieren refrigeración para controlar los patógenos. Vida útil limitada debido a deterioro.

<0.60 Alimentos de baja humedad Vida útil larga sin refrigeración

2.1 Generalidades

Uso o no de refrigeración en alimentos con distintas actividades de agua

ALIMENTOS HÚMEDOS Aw

Carne fresca 0.99

Manzanas 0.99

Leche 0.98

Carnes curadas 0.87

2.1 Generalidades

Uso o no de refrigeración en alimentos con distintas actividades de agua

ALIMENTOS DE HUMEDAD INTERMEDIA Aw

Melaza 0.76

Pescados salados i.e. bacalao 0.70

Algunos alimentos blandos para mascotas 0.70

Mermeladas 0.80

Frutas secas 0.70

Salsa de soya 0.80

Aw en función de la concentración de soluciones de solutos comúnmente utilizados en la formulación de alimentos de alta humedad y de humedad intermedia

2.1 Generalidades

Alimento Aw Alimento Aw Carne 0.97 - 0.99 Queso 0.96

Hortalizas 0.985 Pan 0.96

Enlatados 0.95 - 0.984 Mermeladas 0.86

Fruta 0.97 - 0.983 Frutas secas 0.8

Verduras 0.97 Miel 0.75

Jugos 0.97 Productos deshidratados

0.4 – 0.6

Huevos 0.97 Galletas, cereales, azúcares

0.1

2.1 Generalidades

Actividad acuosa de algunos alimentos

Alimento Aw Alimento Aw Carne de vacuno 0.99-0.98 Tomates 0.991 Carne de cerdo 0.99 Manzanas 0.98

Pescado 0.994-0.99 Cerezas 0.977 Productos de charcutería 0.95-0.85 Uvas 0.986-0.963

Leche 0.995 Limones 0.984 Alcachofas 0.987-0.976 Melones 0.991-0.988 Zanahoria 0.989-0.83 Naranja 0.988 Pepinos 0.998-0.992 Melocotones 0.985 Setas 0.995-0.989 Confituras 0.8- .75 Patatas 0.985 Cereales 0.7

2.1 Generalidades

Actividad acuosa de algunos alimentos

Bacterias >0.91 Levaduras/Hongos >0.87 Acinetobacter C. botulinum E. C. perfringens P. fluorescens E. coli Salmonella sp. C. botulinum A. B. B. subrilus S. aureus Bacterias halófilas

0.99 0.979 0.97 0.97 0.957 0.95 0.95 0.90 0.86 0.75

S. Cerevisiae Rhodotorula Levaduras osmofilas MOHOS Botritys cinerea Fusarium Mucor A. Cavatus P. Expansum A. Flavus Mohos Xerófilos

0.9 - 0.94 0.9 0.62 > 0.7 0.93 0.9

0.8 – 0.9 0.85 0.85 0.78 0.7

2.1 Generalidades

Valores mínimos de Aw para el crecimiento de microorganismos

2.1 Generalidades

• Son importantes en el estudio de la preservación de alimentos, en la maximización de su estabilidad biológica, en las propiedades de sus nutrientes y en la retención de aroma, color y textura

• Sirven para el cálculo de los tiempos de secado y la estimación de la energía necesaria para remover la humedad del alimento

• Se emplean en la formulación de alimentos y en la optimización del material de empaque

• Afectan indirectamente operaciones de transformación de alimentos tales como la molienda y el cocido

2.1 Relaciones entre HRE y CHE

• La afinidad de los alimentos y el agua es comúnmente denominado higroscopicidad

• Los cereales son higroscópicos, porque tienen la propiedad de absorber o ceder la humedad del aire que la rodea

• En el punto de EH, la PVA dentro del alimento = PVA contenida en el aire

• La humedad en el alimento siempre tiende a acercarse al equilibrio con la temperatura y presión de vapor de su circundante atmósfera gaseosa

2.2 Equilibrio Higroscópico

• Si las condiciones de la atmósfera circundante no cambian en un periodo de tiempo prolongado, se alcanza el equilibrio al cual, la presión de vapor y la temperatura del alimento y su entorno es el mismo

• En el estado de equilibrio no ocurren ulteriores cambios en el contenido de humedad del alimento


• Cuando el alimento y el aire que la envuelve, presentan diferentes PVA, la humedad se mueve de la presión con mayor vapor hacia aquella que posee menor presión de vapor hasta alcanzar un punto de equilibrio

A nivel del alimento


TRANSPORTE DE AGUA EN EL INTERIOR


MIGRACIÓN DE LA HUMEDAD DE LOS GRANOS A NIVEL DE MASA


MIGRACIÓN DE LA HUMEDAD CAUSADA POR DIFERENTES TEMPERATURAS

• Los factores que influyen en el equilibrio higroscópico son:

– Los constituyentes químicos. p.e. las semillas de oleaginosas entran en equilibrio higroscópico con contenidos de humedad baja

– Temperatura ambiental. Cuanto mas alta es la Tº baja será la humedad



Equilibrio higroscópico de maíz y trigo sometidos a diferentes temperaturas

• Equilibrio bitermal, mediante el equilibrio de la fase vapor a 25°c con agua pura a bajas temperaturas.

• Presión manométrica de vapor, es extremadamente sensible a cambios de temperatura.

• Higrómetro de pelo, cambio de elasticidad de la queratina de pelo según la absorción de humedad.

• Higrometría isopiéstica, mediante vacío en la cámara y se mantiene la muestra 24 horas.

• Interpolación gráfica, el cambio de peso debido a la ganancia o pérdida se representa en función de la HR, mediante interpolación, en el punto donde Y=0.

2.3 Medición de Aw

• Psicrometría, en una cámara hasta llegar a la condensación sobre su superficie

• Punto de rocío, una corriente de aire en equilibrio con la muestra, el punto en el cual comienza la condensación es el punto de HRE

• Higrómetros eléctricos, son precisos y rápidos, pero se afectan en ambientes contaminados

• Punto de depresión de congelación, el punto determina los gramos de solutos presentes en la solución

2.3 Medición de Aw

ISOTERMAS DE SORCIÓN

III

• Una isoterma de sorción es un gráfico X-Y entre el CHE (eje de las ordenadas) y la HRE o Aw (eje de las abscisas) para una determinada temperatura

3.1 Generalidades

• Las isotermas son importantes porque:

– Permite evaluar la estabilidad de los alimentos

– Permite determinar el número de sitios activos de una alimento

– Permite conocer la facilidad o dificultad para eliminar el agua en los procesos de concentración y deshidratación. Esta relacionado con la Aw

– Para alimentos envasados se puede prever la cantidad de agua absorbida por el alimento a través del empaque

3.1 Generalidades

• Una típica isoterma de adsorción de un alimento tiene forma sigmoidal, y se divide en 3 partes:

I. Entre 0 y 0.2

II. Entre 0.2 y 0.65

III. Entre 0.65 y cerca de 1

3.1 Partes de una Isoterma

Zona I: Vecinal + Constitucional (agua fuertemente ligada)

Zona II: Multicapa (agua débilmente ligada)

Zona III: “Atrapada” y Libre (agua en capilares y agua libre)

• Región denominada de baja humedad

• Curva cóncava en relación al eje de Aw

• Los grupos polares de los carbohidratos y las proteínas, crean un campo de fuerza electrostático en la superficie de las moléculas, la cual es responsable de la adsorción de moléculas de agua en el alimento

• Representa la región de monocapa, donde las moléculas de agua están fuertemente ligadas a los grupos polares por enlaces de hidrógeno de alta energía

3.1.1 Primera parte: 0<Aw<0.2

• Estas moléculas de agua poseen una orientación rígida y específica, por consiguiente su movilidad y posibilidad de tomar parte en cualquier reacción bioquímica es prácticamente cero

• Las moléculas de agua de monocapa pueden ser consideradas como parte integrante de la fase sólida, la cual no muestra ninguna de las propiedades funcionales del agua pura

• Una pendiente pronunciada en la curva de adsorción en esta zona, indica una elevada concentración de sitios hidrofílicos en el sustrato.


• En esta región de la isoterma existe una capa monomolecular de agua fija a los grupos polares de NH2+ y COO- de las proteínas y de los grupos OH de los almidones

• La energía de adsorción del agua en esta capa monomolecular es del orden de 4.184 a 62.76 KJ/mol. Esto explica que el agua de esta capa sea relativamente difícil de extraer y ni esta disponible para actuar como disolvente


• Esta parte de la isoterma de adsorción es casi lineal

• Corresponde a la zona de ligación de diversas capas de moléculas de agua a las capas previas, a las que se ligan mediante enlaces de hidrógeno de energía intermedia

• El enlace puede ocurrir también en sitios polares, los cuales fueron previamente “enterrados” pero que son accesibles cuando el alimento se hincha

• La movilidad de las moléculas de agua en esta zona es limitada

• Existe cierta posibilidad de que intervengan en reacciones bioquímicas

3.1.2 Segunda parte: 0.2<Aw<0.65

• En esta región el agua esta adsorbida en multicapas sobre la capa monomolecular, con actividad reducida y menor energía de unión.

• Los tipos de enlace que predominan son los puentes de hidrogeno, agua-soluto, agua-agua en multicapas, adyacentes al soluto en forma covalente, incluyendo también el agua de micro capilares. En este caso la presión de este tipo de agua será mayor y es fácil de ser eliminado por deshidratación y/o ser inmovilizado por congelación

3.1.2 Segunda parte: 0.2<Aw<0.65

• Conforme la Aw se incrementa, se llenan los poros de mayor tamaño.

• Conforme ocurre la acumulación de moléculas de agua en los microporos, éstas se asocian en una fase líquida bajo tensión

• Componentes de bajo peso molecular pueden disolverse en la fase líquida.

• Representa el agua retenida por capilaridad, formación de soluciones y ósmosis. La fase líquida obedece las leyes de capilaridad

• Si las paredes de la estructura del alimento son permeables, entonces ocurre el fenómeno de ósmosis.

3.1.3 Tercera parte: 0.65<Aw<1

• El agua que se encuentra de esta forma, es mayor que la podría haber sólo por adsorción.

• Una pendiente pronunciada en esta parte indica un sustrato de alta porosidad, elevada concentración de solutos o la presencia de paredes semipermeables.

• La movilidad y la energía de los enlaces en esta parte son casi iguales a las del agua pura.

• El agua en esta parte puede participar en las reacciones bioquímicas.

• Muchas de las reacciones de deterioro de alimentos (incluyendo crecimiento de microorganismos) ocurren en esta zona debido a la disponibilidad de humedad.


• El agua se encuentra alejada de la capa monomolecular como para no estar afectada por las fuerzas que ligan a las moléculas del agua con el alimento

• Es el agua retenida en la matriz tisular por las membranas macro capilares, fibras miofibrilares

• El agua libre está presente en la gran mayoría en alimentos frescos o recién preparados


• Tipo I: Corresponde a sustancias cristalinas tales como los azúcares

• Tipo II: Corresponden a la mayoría de los alimentos

• Tipo III: Corresponde a aditivos anticaking, este tipo de compuestos tiene una gran afinidad por la molécula de agua

3.2 Clasificación de Isotermas

3.2 Clasificación de Isotermas

3.2 Clasificación de Isotermas • Tipo I : p/po presión de vapor saturado (amoníaco sobre

C). Isotermas tipo Langmuir–monocapa. Adsorción química

• Tipo II (nitrógeno sobre sílica gel) – multicapas- adsorción física sobre sólidos no porosos

• Tipo IV. (benceno sobre Fe). Condensación capilar

• Tipo III. V (vapor de agua sobre C)

• Tipo I , no es habitual en las isotermas de adsorción de agua en alimentos

• Tipo II y III. Frecuentes en alimentos no porosos, sobre todo II

• Tipo IV y V corresponden a productos porosos.

3.3 Isotermas en algunos alimentos

3.4 Histéresis

• La no coincidencia de las dos curvas se denomina histéresis

• Este fenómeno conlleva a implicaciones tales como la irreversibilidad de los procesos de adsorción y puede ser considerado como un mecanismo de protección frente a la atmósfera seca, daños y quemaduras por congelación

• La histéresis se acusa esencialmente en la zona intermedia de la isoterma, donde el agua solo estaría “débilmente ligada”

• La razón que se da para explicar la histéresis es la condensación de agua en los poros de los tejidos

• Los alimentos pueden alcanzar el equilibrio ganando o perdiendo humedad, dependerá si la presión de vapor del ambiente es alto o bajo que la presión de vapor de la humedad en el alimento

3.4 Histéresis

3.4 Histéresis • Si el equilibrio se alcanza perdiendo humedad el

proceso se llama desorción

• Si el equilibrio se alcanza ganando humedad el proceso se llama adsorción.

• En ambos casos se habla de CHE por desorción o adsorción

• Los valores del CHE por desorción son usualmente mayores que los valores del CHE por adsorción, a una temperatura constante y una HRE

• El término empleado para denotar la diferencia entre los valores de CHE por desorción o adsorción para la misma HRE se llama “efecto de histéresis”

3.4 Histéresis

Isotermas de sorción del maíz mostrando el fenómeno de histéresis

3.4 Histéresis

Contenido de humedad de Arroz a 25 ºC a diferentes humedades relativas

3.4 Histéresis

Graficar los datos

3.5 Efecto de la Temperatura


• Si la actividad de agua se mantiene constante un aumento en la temperatura ocasiona una disminución en la cantidad de agua absorbida

• Los cambios de temperatura pueden tener un efecto sobre las reacciones químicas y microbiológicas relacionadas con el deterioro de alimentos en un envase cerrado

• Se ha demostrado que la Aw de las soluciones salinas saturadas disminuyen con el incremento de la temperatura

• Para muchos alimentos, los valores del CHE disminuyen con el incremento en la temperatura a un valor constante de Aw

• Las isotermas de adsorción se reducen con el incremento de temperatura

• Una excepción a esta regla son los alimentos que contienen una gran cantidad de componentes de bajo peso molecular en una mezcla de biopolímeros de alto peso molecular

• A bajas HRs la adsorción de agua es debido principalmente a los biopolímeros y el incremento de la temperatura tiene el efecto de disminuir el CHE


3.6 Efecto de la Composición

– Modelo de B.E.T.

– Modelo de G.A.B.

– Modeo de OSWIN

– Modelo de CAURIE

– Modelo de HALSEY

– Modelo de IGLESIAS CHIRIFE

– Modelo de HENDERSON

– Otros

3.7 Modelos Matemáticos

• Es utilizado para alimentos cuya Aw se encuentra entre 0.05 y 0.45

• Proporciona información acerca del valor del agua de monocapa adsorbido en la superficie del alimento

• El contenido de humedad de la monocapa de muchos alimentos es un parámetro importante en la determinación de la estabilidad física y química de alimentos deshidratados

• La ecuación de BET define el contenido de humedad óptimo para el secado y estabilidad en el almacenamiento de los alimentos, así como en la estimación del área superficial del alimento

• La velocidad de condensación en la primera capa es igual a la velocidad de evaporación de la segunda capa

• La energía de enlace de todo lo adsorbido en la primera capa es igual

• La energía de enlace de las otras capas es igual a aquellas del adsorbente puro

3.7.1 B.E.T.

3.7.1 B.E.T.

( ) woow

w aCM1C

CM1

Ma1a −

+=−

( )( ) ( )( ) ( )

−−−++−

−

= +

+

1

12

1111

1 nww

nww

w

wo

aCaCanan

aCaMM

Donde:

Aw : Actividad de agua

Mo : valor de la cobertura de la monocapa cuando los sitios hidrofílicos están

cubiertos por una molécula de agua

M : Contenido de humedad en base seca (g agua/100g M.S.)

C : Constante energética relacionada con el calor de adsorción de la primera capa

de agua.

3.7.1 B.E.T.

3.7.2 G.A.B. El modelo de GAB es una extensión de la ecuación de BET teniendo en cuenta las propiedades modificadas del agua adsorbida en la región multicapa. El modelo de GAB es el que mejor ajusta los datos de isotermas de adsorción para la mayoría de alimentos y es muy utilizado para predecir datos de niveles de

actividad de agua de aproximadamente 0.9

Donde:


Mo : Contenido de humedad de la monocapa


C : Constante de Guggenheir ( C = c exp[(H1-Hs)/RT] )

K : Factor de corrección de las propiedades de las moléculas en las

multicapas ( K = k exp[(H1-Hq)/RT] )

M = (C * K * Aw) Mo (1-k * Aw)* [(1-k * Aw) +C*k*Aw]

3.7.3 OSWIN Modelo empírico, apropiado para alimentos ricos en

carbohidratos y proteínas, para carnes y hortalizas. La capacidad de ajuste está en los rangos de 0.1 y 9.9 de

actividad de agua

Donde:



a y b : Parámetros que dependen del producto

M = a Aw b 1 - Aw

3.7.4 IGLESIAS Y CHIRIFE

Modelo para describir las isotermas de alimentos ricos en azúcar, frutas y hortalizas

Donde:



M0.5 : Contenido de humedad en equilibrio a Aw=0.5

a y b : Parámetros que dependen del producto

Ln [ M + (M² + M0.5)1/2] = a * Aw * b

3.7.5 FREUNDILCH

Modelo de monocapa, este modelo ajusta datos de hasta Aw 0.80

Donde:



k y ne : Constantes del modelo

M = k * (Aw) ˆ (1/ne)

3.7.6 LAGMUIR

Modelo de monocapa, apropiado para ajustar datos de Aw entre 0.01 y 0.4

Donde:



b y c : Constantes del modelo

M = b * c * Aw 1 + c * Aw

3.7.7 SMITH Este modelo re predice el efecto de compuestos no solutos

como almidones, caseínas, etc.

El modelo se puede aplicar con datos de adsorción por encima de Aw 0.5

Donde:



A y B : Constantes del modelo

M = A – B * log(1-Aw)

3.7.8 Resumen

Henderson ( ) ( )[ ]1B

2 XBexpaw1 −=−

Forma Linealizada

XlnBBlnaw1

1lnln 12 +=

−

Oswin

( )1K

1

2KX

aw1aw

=

−

Forma Linealizada

( )

−

+=aw1

awlnKKlnXln 12

Bradley

( )[ ]X12 KKexp

aw1

=

Forma Linealizada

12 KlnXKlnaw1lnln +=

Caurie

+=

aw*B100AexpX

Forma Linealizada

aw1*

B100AXln +=

Halsey ( )[ ]1B

2 XBexpaw −=

Forma Linealizada

nXlnBBlnaw1lnln 12 +=

3.7.8 Resumen

Iglesias-Chirife

−

+=aw1

awKKX 12

Smith ( )awKKX −+= 1ln12

Kuhn

+=

awln1BBX 12

Fuente: IGLESIAS-CHIRIFE, 1982 Con: X = contenido de humedad (g agua / 100 g ss)

aw = actividad de agua Ki, Bi, A = constantes

GRACIAS

Dios los

bendiga

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