Universidad de sonora
División de ciencias bilógicas y de la salud
Departamento de posgrado e investigación en alimentos


Introducción

El agua es el principal elemento para el desarrollo del hombre, los animales y las plantas. Ademas de ser el componente mayoritario del cuerpo y el que mas cantidad de funciones desempeña. La creciente demanda de los consumidores de productos listos para el consumo de alta calidad con largos plazos de conservación ha iniciado el desarrollo de numerosos alimentos compuestos, que consisten en compartimentos de diferentes texturas, por ejemplo, un bizcocho con un relleno de crema. La migración de humedad es un problema importante en estos sistemas compuestos, donde al menos podemos encontrar dos fases con actividad de agua (aw) diferentes. El agua se difunde desde la fase de 'mojado' a la fase 'seca' que conduce a cambios irreversibles en las características organolépticas, cambios en la calidad microbiológica del alimento compuesto, y a una reducción de su vida útil. Esto es importante en todos los tipos de alimentos, en especial en las especies marinas que representan un grupo de alimentos importantes en la dieta humana por su aporte en constituyentes fundamentales como aminoacidos, acidos grasos esenciales y vitaminas liposolubles y minerales.

Las propiedades del agua, en relación con el sistema biológico, se pueden clasificar en tres categorías.
1. Aspectos estructurales: la posición yla orientación de moléculas de agua en relación el uno al otro y para macromoléculas;
2. Aspectos dinamicos: movimientos moleculares del agua y sus contribución a las propiedades hidrodinamicas del sistema;
3. Aspectos termodinamicos: agua en equilibrio con su entorno, en una cierta humedad relativa y temperatura.
Los alimentos de origen marino se caracterizan y distinguen de los demas alimentos por su composición lipídica altamente insaturada. Entre los acidos grasos poliinsaturados (AGPI) son de destacar los esenciales (linoleico, linolénico y araquidónico), pero sobre todo los de la denominada serie (0-3 entre los que son mas característicos son el docosahexaenoico(ADH,Caaie ) y el
Eicosapentanoico (AEP,C20:5) . Numerosos estudios dietéticos y nutricionales muestran a los AGPI de la serie œ- 3 como responsables de la acción positiva de los productos marinos frente a determinadas enfermedades. Sin embargo, lo que desde un punto de vista nutritivo puede ser una ventaja, no lo es desde un punto de vista tecnológico. Los productos marinos son altamente perecederos, entre otros motivos por su composición lipídica altamente insaturada.

Actividad acuosa
Una de las partes mas importantes de un alimento es la gran influencia que tiene la actividad del agua para el deterioro del mismo, la Aw que por sí sola, es un factor determinante para su conservación y seguridad del mismo. Siendo el ataque de los microorganismos es la principal causa de deterioro y su crecimiento esta directamente ligado con la cantidad de agua que posee el alimento.La actividad del agua (aw) se puede definir como la relación entre el agua libre presente en el alimento respecto al agua total que podría contener a una misma temperatura. Otra definición señala que es la relación que existe entre la humedad en equilibrio de un producto, determinada por la presión parcial del vapor de agua en su superficie. El valor aw depende de la composición, la temperatura y el contenido en agua del producto. Tiene incidencia sobre las características de calidad, tales como: textura, sabor, color, gusto, valor nutricional del producto y su tiempo de conservación.

Los microorganismos necesitan la presencia de agua, en una forma disponible, para crecer y llevar a cabo sus funciones metabólicas. La mejor forma de medir la disponibilidad de agua es mediante la actividad de agua (aw). La aw de un alimento se puede reducir aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción del agua o mediante la adición de solutos. La actividad de agua es uno de los factores intrínsecos que posibilitan ó dificultan el crecimiento microbiano en los alimentos. Por ello la medición de la actividad de agua es importante para controlar dicho crecimiento. La Aw mínima en el cual los microorganismos pueden crecer (es decir , la Aw en la cual las las actividades fisiológicas necesarias para la célula división se deterioran) es de 0,60. El mínimo crecimiento para que la mayoría de las bacterias crezcan es de aproximadamente 0 , aunque algunas bacterias halófilas pueden crecer a Aw bajos deaproximadamente 0.75. Entre los patógenos bacterianos que pueden lograr esto esta el Staphylococcus aureus que es particularmente bien adaptado a los entornos de aw reducida. De acuerdo con la Comisión Internacional de especificaciones microbiológicas para los alimentos, bajo condiciones óptimas el Staphylococcus aureus puede crecer a aw por debajo de 0.75 pero en la mayoría de los alimentos el mínimo para qué cresca es de 0.85 de aw.

Un modelo predictivo mas reciente muestra que el limite inferior para el crecimiento del patógeno se ve afectada por la pH y tipo de soluto utilizado para lograr reducida aw.

Relación entre la Actividad de Agua y la Humedad relativa en equilibrio (HRE
El agua libre de un alimento tiende a igualarse con la humedad del ambiente ó viceversa; normalmente se establece un intercambio entre el agua del alimento y del ambiente, de ahí la importancia de conocer el Aw de los alimentos y la humedad relativa de los sitios de almacenamiento, para saber cual es el sentido de desplazamiento de agua.
Los productos desecados absorben humedad cuando se almacenan en ambiente húmedo, se hidratan y aumentan su Aw lo que constituye un riesgo de proliferación bacteriana, en especial de mohos a nivel de superficie.
En caso contrario, un alimento con alto contenido de Aw almacenado en un ambiente seco, se deshidrata, disminuye su Aw en su parte interna pero la aumenta en la superficie permitiendo el crecimiento de hongos especialmente; no debe olvidarse que la alteración de la mayoría de los alimentos sólidos se inicia porla superficie
aw = EHR (%) / 100


Relación entre la Actividad de Agua y el contenido de agua

La relación que hay entre la estructura de un alimento y su contenido de aw es bastante compleja. Para conocer esta relación lo habitual es determinar los valores de la aw del alimento a diferentes concentraciones de agua, esto se puede ver graficamente en una isoterma isoterma de sorción de agua.

La preservación de los productos biológicos mediante la reducción de su contenido de agua se puede lograr mediante varias técnicas de deshidratación, entre éstas, estan la liofilización que se considera como el proceso de referencia para la fabricación de productos deshidratados de alta calidad. En comparación a las clasicas técnicas de deshidratación reduciendo de manera drastica los factores la presión de vapor de agua en los alimentos y, por tanto, la aw.

Relación entre la Actividad de Agua y la Temperatura:
Es probablemente el factor ambiental mas importante que afecta al crecimiento y viabilidad de los microorganismos; existen temperaturas en un rango bastante amplio que posibilitan su crecimiento, que puede variar entre -8 y +90 ºC; de acuerdo a las temperaturas óptimas de crecimiento, los microorganismos son clasificados en: termófilos, que crecen a temperaturas calientes (óptima entre 55 y 75 ºC), mesófilos, que se desarrollan a temperaturas medias (óptimas entre 30 y 45 ºC) y psicrófilos, que crecen a temperaturas bajas (óptimo entre 12 a 15 ºC).

La casi totalidad de los gérmenes patógenos y toxigénicos son mesófilos cuyatemperatura óptima de crecimiento esta en el orden de los 37 ºC; una escasa minoría pertenecen al grupo de los psicotrófilos entre los cuales se mencionan Clostridium botulinum tipo E, Listeria monocytogenes y Yersinia enterocolítica.

La refrigeración inhibe la multiplicación de la mayoría de gérmenes patógenos presentes en alimentos contaminados, por lo cual el método de conservación por frío resulta ser una de las medidas mas útiles en la prevención de enfermedades transmitidas por alimentos.
Las temperaturas óptimas para el desarrollo de los microorganismos, son conocidas como temperaturas críticas; por encima de los 70 ºC la mayor parte de las bacterias muere y por debajo de 5 ºC se inactivan y permanecen en estado de latencia y se habla entonces de temperaturas de seguridad

La actividad de agua depende de la temperatura dado que ésta influye también sobre la presión de vapor de agua de las soluciones pero el efecto es pequeño con la mayoría de los solutos salvo que las soluciones sean saturadas. En tales casos, las cantidades de algunas sustancias de la solución, y, por tanto, la aw, pueden variar marcadamente con la temperatura pudiéndose detectar tres zonas en la isoterma.

El calor isotérmico neto de absorción representa la energía total disponible para hacer el trabajo, mientras que la entropía a cualquier temperatura es equivalente a la pérdida de trabajo y da una medida de la energía que no esta disponible para realizar el trabajo. Por lo tanto, la energía que esta disponible para hacer el trabajo es la diferencia entreestas dos cantidades. Difusión de presión aumentó con el aumento de la actividad de agua, y disminuyó al aumentar la temperatura. La entalpía integrante neta disminuye con el aumento de contenido de humedad .

Alimentos y su contenido de aw

Los alimentos que tienen aw de 0 o superior como los pescados frescos, las carnes, frutas, hortalizas, verduras frescas, la leche, las hortalizas en salmuera enlatadas, las frutas enlatadas en jarabes diluidos. En estos rangos de aw crecen sin obstaculo todos los microorganismos causantes de infecciones alimentarias y los que normalmente dan lugar a alteraciones, excepto los xerófilos y halófilos extremos.

Tienen aw entre 0 y 0,85 los embutidos fermentados y madurados, el queso
Cheddar salado, el jamón tipo serrano, la leche condensada azucarada. A este grupo de alimentos pertenecen aquellos con un contenido en sal superior al 17% y los que contienen concentraciones de sacarosa a saturación en la fase acuosa.
Entre las bacterias conocidas, sólo una (Staphylococcus aureus) es capaz de producir intoxicación alimentaria a estos niveles de aw pero pueden crecer muchos mohos productores de micotoxinas.
Tienen aw entre 0,85 y 0,60 los alimentos de humedad intermedia, las frutas secas, la harina, los cereales, las confituras y mermeladas, las melazas, el pescado muy salado, los extractos de carne, algunos quesos muy madurados, las nueces. Las bacterias patógenas no crecen en este intervalo de aw. La alteración, cuando ocurre, se debe a microorganismos xerófilos, osmófilos o halófilos.
Tieneaw inferior a 0,60 los dulces, el chocolate, la miel, los fideos, las galletas, las papas fritas, las verduras secas, huevos y leche en polvo. Los microorganismos no se multiplican por debajo de una aw de 0 pero pueden permanecer vivos durante largos períodos de tiempo.

La actividad acuosa y la conservación de los alimentos

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. 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. Por ello, para alcanzar el grado dedesecación deseado se hace necesario reducir la presión de vapor ambiental o aumentar la temperatura del alimento. Se puede realizar deshidratación de muchas maneras diferentes, por secado al sol, en secaderos con aire caliente con bandejas estaticas, con bandejas en túneles, en cintas transportadoras en túneles, en secaderos spray, en lechos fluidizados, por liofilización.
La sal y el azúcar son los solutos que habitualmente se añaden a los alimentos para reducir la aw. La preparación de jaleas, mermeladas y productos va acompañada de una extracción parcial del agua (concentración) mediante calentamiento. La adición de sal se utiliza en forma predominante en la carne, pescado y algunas verduras. La sal se añade directamente en seco o mediante salmuera dependiendo siempre de la naturaleza del producto la adición de algunos compuestos químicos ocasiona modificaciones intrínsecas que se traducen por ejemplo en disminución de Aw, cambios en el pH y acción antimicrobiana, por lo cual el resultado puede es la inhibición de los microorganismos e incluso su destrucción.
Por lo general el pescado siempre esta refrigerado es decir conservado en hielo desde su captura hasta su utilización. Este es el sistema mas utilizado a en los barcos de captura, teniendo como excepción los casos en que la especie es procesada directamente a bordo (congelación en atuneros, salazón de bacalao, etc.). El factor mas importante es el de evitar la alteración del pescado refrigerado es el mantenimiento de la temperatura a O °C. De los distintos mecanismos de alteración, elobjetivo crucial y mas importante es retardar la alteración microbiana hasta que el producto llega al consumidor. Por ello, las medidas mas empleadas de seguimiento de la calidad han sido las relacionadas con la formación de bases volatiles (principalmente trimetilamina) y aminas biógenas (principalmente histamina). Las demas alteraciones pueden llevar a textura indeseable, cambios de color y desarrollo de rancidez; adquieren importancia en la medida que la alteración microbiana se encuentra paralizada.




















Conclusiones

En la conservación de alimentos se realizan diversos procesos que el ser humano ha ido empleando y con el paso del tiempo se ha ido acoplando a las nuevas tecnologías y desarrollando nuevas y mejores técnicas para que de esta manera se puedan tener alimentos con la calidad suficiente para que el ser humano no salga perjudicado.

Para poder que un alimento este bien la conservado existen diversas técnicas y procedimientos ya que no todos los alimentos son iguales y en todos ellos uno de los factores mas importantes es la actividad acuosa de los mismos.

El objetivo principal de todo proceso alimentación es asegurarnos que el alimento se mantenga con el mismo valor nutricional y podemos observar como en los alimento marinos es de suma importancia ya que de ello depende que el producto llegue en buenas condiciones hasta su consumo, uno de los principales problemas en el conservado de alimentos es el aumento de la actividad acuosa la cual tiene mucha importancia no nada mas en elpescado sino en la mayor parte de alimentos ya que esta misma puede llegar a ser una de las principales limitantes a la hora de decidir si un producto tiene una aceptabilidad buena o no.




Recomendaciones

Hacer estudios de actividad acuosa en calamar ya que casi no se hay estudios sobre estos
Investigar mas sobre los métodos de desecación de un alimento
Realizar mas estudios sobre actividad acuosa en calamar y pulpo alcenado ya que son pocos los estudios que existen al respecto



















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