Attività dell'acqua "

Attività dell'acqua _aw) deriva dai principi fondamentali della termodinamica e della chimica fisica. Trattandosi di un principio termodinamico, la definizione Attività dell'acqua soddisfare Attività dell'acqua requisiti. Tali requisiti sono: l'acqua pura (_aw = 1,0) rappresenta lo stato di riferimento, il sistema è in equilibrio e la temperatura è definita.

Allo stato di equilibrio

μ = μo +RT ln (f/fo)

dove: μ (J mol-1) è il potenziale chimico del sistema, ovvero l'attività termodinamica o l'energia per mole di sostanza; μo è il potenziale chimico del materiale puro alla temperatura T (°K); R è la costante dei gas (8,314 J mol-1 K-1) ; f è la fugacità o la tendenza alla fuga di una sostanza; e fo è la tendenza alla fuga del materiale puro (van den Berg e Bruin, 1981). L'attività di una specie è definita come a = f/fo. Quando si tratta di acqua, viene assegnato un pedice alla sostanza.

_aw = f/fo

_aw è l'attività dell'acqua, ovvero la tendenza dell'acqua a fuoriuscire dal sistema divisa per la tendenza a fuoriuscire dell'acqua pura senza raggio di curvatura. A fini pratici, nella maggior parte delle condizioni in cui si trovano gli alimenti, la fugacità è approssimata dalla pressione di vapore (f ≈ p), quindi

_aw = f/fo ≅ p/po

In un sistema si raggiunge l'equilibrio quando μ è uguale in ogni punto del sistema. L'equilibrio tra la fase liquida e quella gassosa implica che μ sia uguale in entrambe le fasi. È proprio questo fatto che consente di determinare Attività dell'acqua campione misurando la fase gassosa.

Attività dell'acqua definita come il rapporto tra la pressione di vapore dell'acqua in un materiale (p) e la pressione di vapore dell'acqua pura (po) alla stessa temperatura. L'umidità relativa dell'aria è definita come il rapporto tra la pressione di vapore dell'aria e la sua pressione di vapore di saturazione. Quando si raggiunge l'equilibrio di vapore e di temperatura, Attività dell'acqua campione è pari all'umidità relativa dell'aria che circonda il campione in una camera di misura sigillata. Moltiplicando Attività dell'acqua 100 si ottiene Umidità relativa di equilibrio ERH) in percentuale.

_aw = p/po = ERH (%) / 100

Attività dell'acqua una misura dello stato energetico dell'acqua in un sistema. Esistono diversi fattori che determinano Attività dell'acqua un sistema:

1. Gli effetti colligativi delle specie disciolte (ad esempio sale o zucchero) interagiscono con l'acqua attraverso legami dipolo-dipolo, ionici e idrogeno.
2. L'effetto capillare, in cui la pressione di vapore dell'acqua sopra un menisco liquido curvo è inferiore a quella dell'acqua pura a causa dei cambiamenti nel legame idrogeno tra le molecole d'acqua.
3. Interazioni superficiali, in cui l'acqua interagisce direttamente con i gruppi chimici presenti negli ingredienti non disciolti (ad esempio amidi e proteine) attraverso forze dipolo-dipolo, legami ionici (HO o OH), forze di van der Waals (legami idrofobici) e legami idrogeno3–

È la combinazione di questi tre fattori in un prodotto alimentare che riduce l'energia dell'acqua e quindi riduce l'umidità relativa rispetto all'acqua pura. Questi fattori possono essere raggruppati in due grandi categorie: effetti osmotici ed effetti matriciali.

A causa dei diversi gradi di interazioni osmotiche e matriciali, Attività dell'acqua il continuum degli stati energetici dell’acqua in un sistema. L’acqua appare “legata” da forze in misura variabile. Si tratta di un continuum di stati energetici piuttosto che di una “legatura” statica. Attività dell'acqua talvolta definita come “acqua libera”, “acqua legata” o “acqua disponibile” in un sistema. Sebbene questi termini siano più facili da concettualizzare, non riescono a definire adeguatamente tutti gli aspetti del concetto di Attività dell'acqua.

Attività dell'acqua dalla temperatura. La temperatura modifica Attività dell'acqua delle variazioni nella capacità di legame dell'acqua, nella dissociazione dell'acqua, nella solubilità dei soluti in acqua o nello stato della matrice. Sebbene la solubilità dei soluti possa essere un fattore determinante, il controllo deriva solitamente dallo stato della matrice. Poiché lo stato della matrice (stato vetroso vs. gommoso) dipende dalla temperatura, non deve sorprendere che la temperatura influenzi Attività dell'acqua alimenti. L’effetto della temperatura Attività dell'acqua un alimento è specifico per ciascun prodotto. Alcuni prodotti presentano un aumento Attività dell'acqua temperatura, altri una diminuzione_{dell’aw all’aumentare della} temperatura, mentre la maggior parte degli alimenti ad alto contenuto di umidità presenta variazioni trascurabili con la temperatura. Non è quindi possibile prevedere nemmeno la direzione della variazione Attività dell'acqua della temperatura, poiché essa dipende dal modo in cui la temperatura influisce sui fattori che controllano Attività dell'acqua .

In quanto misura dell’energia potenziale, costituisce una forza motrice per il movimento dell’acqua dalle regioni ad alta Attività dell'acqua quelle a bassa Attività dell'acqua. Esempi di questa proprietà dinamica Attività dell'acqua : la migrazione dell’umidità negli alimenti a più compartimenti (ad esempio, un panino con cracker e formaggio), il movimento dell’acqua dal suolo alle foglie delle piante e la pressione turgorale cellulare. Poiché le cellule microbiche sono costituite da elevate concentrazioni di soluto circondate da membrane semipermeabili, l’effetto osmotico sull’energia libera dell’acqua è importante per determinare i rapporti idrici dei microrganismi e, di conseguenza, i loro tassi di crescita.

Padroneggia le basi

Scopri gli aspetti fondamentali delle Attività dell'acqua in questo webinar di 20 minuti. Imparerai:

• Che Attività dell'acqua ”
• In che modo si differenzia dal Contenuto di umidità”
• Perché controlla la crescita microbica
• In che modo la comprensione Attività dell'acqua aiutarti a controllare l’umidità nel tuo prodotto.