Actividad del Agua en Alimentos: Clave para la Estabilidad y Conservación

Actividad del Agua (Aw) y sus Funciones Esenciales

El agua es un componente fundamental en los alimentos, desempeñando múltiples roles vitales:

• Estabilizador de Temperatura: Contribuye a la regulación térmica.
• Transporte: Facilita el transporte de nutrientes y la eliminación de productos de degradación.
• Reactivo: Participa activamente en diversas reacciones químicas y bioquímicas, incluyendo reacciones de media vida.
• Formación de Polímeros: Actúa como estabilizador en la formación de estructuras poliméricas, donde las moléculas de H₂O se conectan.

El agua en contacto con solutos y otros componentes no acuosos exhibe una movilidad reducida. Esta agua, a menudo denominada "agua ligada", puede tener puntos de congelación significativamente bajos, incluso alrededor de -40 ºC, debido a su fuerte interacción con la matriz alimentaria. La disponibilidad de las diferentes formas de agua (constitucional, vecinal, multicapa y libre) es crucial para el crecimiento de microorganismos y la ocurrencia de reacciones enzimáticas.

Tipos de Agua en los Alimentos

Agua Constitucional

Representa una pequeña fracción del agua presente en los alimentos con alta humedad. Es el agua más fuertemente ligada a los componentes no acuosos del alimento, principalmente a través de interacciones iónicas. Esta agua tiene una movilidad extremadamente reducida y no está disponible para el crecimiento microbiano ni para reacciones enzimáticas.

Agua Vecinal

Representa la capa de agua adyacente, próxima a la estructura del agua constitucional. Ocupa las zonas más cercanas a los grupos más hidrofílicos presentes en los componentes no acuosos del alimento. Su movilidad es restringida, pero mayor que la del agua constitucional.

Agua Multicapa

Representa el agua ligada con menor intensidad que el agua vecinal. Se encuentra conectada a los componentes no acuosos del alimento con una intensidad de enlace menor que la del agua vecinal, pero aún no se comporta como agua pura. Su movilidad es intermedia.

Agua Libre

Presente en los alimentos, es el agua que posee las mismas propiedades que el agua pura. Está completamente disponible para el crecimiento de microorganismos y para reacciones enzimáticas. Además, fluye libremente en el alimento y puede ser liberada al cortarlo (exudación).

Capacidad de Retención de Agua en Alimentos

La matriz alimentaria posee la habilidad de retener grandes cantidades de moléculas de agua, lo que ayuda a evitar su exudación. Esta fracción de agua, principalmente el agua libre, es la que se elimina más fácilmente durante el proceso de secado y se convierte en hielo durante la congelación. Constituye la fracción principal del agua en los alimentos y su manejo influye directamente en la calidad final del producto.

Deterioro de Alimentos

El deterioro de los alimentos es el resultado de:

• Crecimiento microbiano (bacterias, levaduras, mohos).
• Reacciones enzimáticas.
• Reacciones químicas (oxidación, pardeamiento no enzimático, etc.).

Actividad del Agua (Aw) como Indicador de Estabilidad

La Actividad del Agua (Aw) no proporciona una estimación del contenido total de agua real en un alimento. Sin embargo, debido a su fuerte correlación con la velocidad de crecimiento microbiano y la ocurrencia de otras reacciones de deterioro, la Aw es un indicador extremadamente útil para predecir la estabilidad de un alimento y su seguridad microbiológica.

Humedad Relativa (HR) y su Impacto

La Humedad Relativa (HR) del ambiente juega un papel crucial en el tipo de microflora que puede desarrollarse en los alimentos. Esto se debe a que existe una tendencia natural a equilibrar el contenido de humedad del alimento con el del medio ambiente. Este equilibrio puede provocar la migración de agua desde el alimento hacia la atmósfera o viceversa, afectando su Aw.

La actividad del agua (Aw) de la composición es de 1 en su estado predeterminado, que es el agua pura, la cual tiene un valor de Aw = 1.0. En los alimentos, el valor de Aw siempre será menor que 1.0, ya que sus componentes disminuyen la movilidad del agua, ligándola en mayor o menor medida.

Histéresis en la Actividad del Agua

La histéresis se refiere a la diferencia en el contenido de humedad de un alimento a una misma actividad de agua (Aw), dependiendo de si esta Aw se alcanzó por un proceso de adsorción (ganancia de humedad) o desorción (pérdida de humedad). Generalmente, para una Aw dada, el contenido de humedad es mayor durante la desorción que durante la adsorción.