Introdução à atividade da água (aw): Guia para iniciantes sobre o papel da atividade da água na produção de alimentos

Apesar de ser um ingrediente barato, a água pode causar muitos problemas dispendiosos: proliferação microbiana, mofo, perda de textura, aglomeração e formação de grumos, ranço e perda de vitaminas. A melhor maneira de compreender a presença de água no seu produto é aprender a medir a atividade da água.

O que é a atividade da água?

Atividade da água: tudo se resume à energia._{A Aw} é a relação entre a pressão de vapor do próprio alimento e a do ar circundante, quando o alimento se encontra em equilíbrio total com o ar.

Pegue um copo de água e uma esponja seca. Mergulhe a ponta da esponja no copo de água. A água passará do copo para a esponja.

A atividade da água é a força que faz com que a água penetre na esponja. Para entender melhor, pense em como a água na esponja é diferente da água no copo.

A água no copo está livre, mas a água na esponja está longe de estar livre. Ela está presa por ligações de hidrogênio, forças capilares e forças de van der Waals-London. Esses fenômenos são chamados de efeitos de matriz. A água na esponja se encontra em um estado de menor energia do que a água no copo. A água flui para dentro da esponja, mas, para fazê-la sair, precisamos realizar trabalho, apertando a esponja.

A água na esponja tem uma pressão de vapor mais baixa, um ponto de congelamento mais baixo e um ponto de ebulição mais alto do que a água no copo. São diferenças que podemos medir e quantificar.

A energia da água também pode ser reduzida por meio da diluição com solutos. Esses efeitos são chamados de efeitos osmóticos. Como é necessário realizar trabalho para restaurar a água ao seu estado puro e livre, isso também reduz a atividade da água. A variação total de energia é a soma dos efeitos matriciais e osmóticos.

Use a matemática para medir_{a umidade} da água

Se colocarmos uma amostra em um recipiente selado, a umidade relativa do ar no espaço livre se equilibrará com a atividade de água da amostra. No equilíbrio, os dois valores serão iguais, e podemos medir a umidade relativa do espaço livre para determinar a atividade de água da amostra. Essa é a resposta mais confiável para a questão de como medir a atividade de água.

Métodos secundários: higrômetros, sensores de capacitância

Assim como os primeiros medidores de atividade da água, a maioria dos instrumentos modernos utiliza sensores higrométricos de capacitância ou resistência elétrica para medir a umidade no espaço livre acima da amostra.

Esses medidores utilizam métodos secundários: eles relacionam um sinal elétrico à umidade relativa e devem ser calibrados com padrões de sal conhecidos.

Com esses sensores, o ERH é igual à atividade da água da amostra apenas enquanto as temperaturas da amostra e do sensor forem as mesmas. Medições precisas exigem um bom controle ou medição da temperatura. Os sensores de capacitância apresentam um design simples e são frequentemente utilizados em medidores de atividade da água relativamente baratos.

Como medir a atividade da água – o ponto de orvalho é um dos principais métodos

Os melhores métodos para responder à questão de como medir a atividade da água (_aw) são os métodos primários que utilizam a razão p/p0.

P0 (a pressão de vapor de saturação) depende apenas da temperatura da amostra (conforme mostrado no gráfico anexo); portanto, é possível determinar P0 medindo-se a temperatura da amostra. P (a pressão de vapor da água na amostra) pode ser determinada medindo-se a pressão de vapor da água no espaço de cabeça selado acima da amostra. A maneira mais precisa de medir essa pressão de vapor, e que remonta aos princípios básicos, é medir o ponto de orvalho do ar.

Figura 1. É possível determinar a pressão de vapor de saturação medindo a temperatura da amostra (a pressão de vapor de saturação é igual à temperatura)

Método primário significa medição direta, sem calibração

As principais vantagens do método do ponto de orvalho (ou ponto de orvalho com espelho resfriado) são a rapidez e a precisão. O sensor de ponto de orvalho com espelho resfriado é um método de medição primário baseado em princípios termodinâmicos fundamentais. Os medidores de atividade da água com espelho resfriado realizam medições altamente precisas (_±0,_{003 aw}), normalmente em cerca de 5 minutos. Como a medição se baseia na determinação da temperatura, não é necessária nenhuma calibração. Os usuários devem medir uma solução salina padrão para verificar o funcionamento adequado do instrumento. Para algumas aplicações, a rapidez desse método permite que os fabricantes realizem o monitoramento em linha da atividade de água de um produto.

Uma medição eficaz para controle de qualidade e formulação

A atividade da água é uma medida termodinâmica da energia da água presente em um produto. Por que sua empresa deveria aprender a medir a atividade da água? Ela está diretamente relacionada à suscetibilidade microbiana dos produtos alimentícios. Além disso, mantém relações diretas com muitas das reações que encurtam o prazo de validade dos alimentos. Por ser medida em uma escala com um padrão conhecido, ela é particularmente adequada para servir como especificação de segurança e qualidade.

Domine o básico

Conheça os fundamentos das atividades aquáticas neste webinar de 20 minutos. Você aprenderá:

• O que é uma atividade aquática
• Em que difere do teor de umidade
• Por que controla o crescimento microbiano
• Como compreender a atividade da água pode ajudá-lo a controlar a umidade em seu produto.