PRESERVACION

 II. PRESERVACION DEL ALIMENTO POR REDUCCION DEL CONTENIDO DE AGUA

Los microorganismos en un estado saludable de crecimiento pueden contener más del 80% de agua. Esta agua la obtienen del alimento en el que proliferan. Si se la extrae del alimento, también se la sacará de la célula bacteriana, y la proliferación se detendrá. De ahí que la deshidratación parcial es menos efectiva que el total. Sin embargo, para algunos microorganismos la deshidratación parcial puede ser suficiente para detener el crecimiento bacteriano y su multiplicación.

Las bacterias y las levaduras requieren más humedad que los mohos, de modo que estos últimos se encuentran a menudo creciendo en alimentos semi-deshidratados, pero donde las bacterias y las levaduras no encuentran condiciones favorables.

Pequeñas diferencias en la humedad relativa en el ambiente en el cual el alimento se mantiene, o dentro del paquete, pueden representar grandes diferencias en la velocidad de multiplicación de los microorganismos. Puesto que éstos pueden vivir en una parte del alimento que puede diferir en humedad y otras condiciones físicas y químicas de otra parte a milímetros de distancia, debemos preocuparnos de las condiciones en el “microambiente”. De este modo, es usual referirse a las condiciones del agua en términos de actividad específica.

El término “actividad del agua”, que simbolizaremos por Φ es la relación de la presión del vapor de agua en cualquier tipo de sistema de alimento, Pp, y de la presión del vapor de agua a una misma temperatura, Pa. Φ es una propiedad de las soluciones. Bajo equilibrio las condiciones de Φ se igualan:

Φ = Pp/Pa

Φ se relaciona con la humedad relativa, RH, que se define como la proporción de la presión parcial del vapor de agua en el aire a la presión del vapor a la misma temperatura. La humedad relativa se refiere a la atmósfera que rodea un material o una solución. El instrumento de medida mide el equilibrio de la humedad relativa, en %, la que está correlacionada con Φ según la siguiente fórmula:

Φ = ERH/100

Φ en los alimentos es un aspecto muy importante en su preservación. El crecimiento de los microorganismos se detiene a partir de un nivel determinado de Φ, por lo que un conocimiento completo de estos niveles es esencial para el procesamiento del alimento. La deshidratación trata de la extracción del agua del producto hacia la solución, disminuyendo Φ del producto a niveles que tienden a detener el crecimiento de microorganismos y a prolongar y preservar el alimento. Cuando una célula se coloca en una solución de bajo Φ, ella se deshidrata y su crecimiento se inhibe. Según los principios de la termodinámica, Φ es la fuerza principal detrás de la deshidratación, lo que explica por qué Φ y no el contenido de humedad influencia el crecimiento microbiano.

Cuando hablamos de los requisitos de humedad de los microorganismos, queremos decir realmente Φ en su ambiente inmediato, ya sea de una solución en una partícula de alimento, o de la superficie de contacto con la atmósfera.

A las temperaturas usuales que permiten el crecimiento microbiano la mayoría de las bacterias requieren un Φ en el rango de alrededor de 0,9 a 1,0. Entre las bacterias más peligrosas se cuentan: staphylococcus aureus (se inhibe con Φ 0,85), clostridium perfigens, bacillus cereus, clostridium botilinium (se inhibe con Φ 0,95). Algunas levaduras y mohos crecen en una a-a de hasta 0,65, pero el crecimiento de la mayoría de estos se detiene con un Φ de 0,7 a 0,75. El nivel menor para el crecimiento microbiano es de 0,6. En el estrecho margen entre Φ 1 y Φ 0,6 una gran variedad de microorganismos que son potencialmente peligrosos puede crecer. Como resultado de ello, las agencias reguladoras de muchos países están comenzando a definir los estándares de Φ para alimentos procesados.

El desplazamiento de la humedad en una mezcla de alimentos (dentro de un paquete) es importante para Φ. El desplazamiento se detiene hasta que se obtiene el equilibrio donde todos los ingredientes alcanzan el mismo nivel de Φ, pero no necesariamente el mismo contenido de humedad.

Cualitativamente, Φ es una medida en un sistema de agua libre e ilimitada capaz de mantener reacciones biológicas y químicas. Φ, y no el contenido de agua absoluto, es lo que las bacterias, enzimas y reactivos químicos encuentran y son afectados por el nivel microambiental en las materias alimenticias.

Dos alimentos dentro del mismo contenido de agua tienen valores de Φ muy diferentes, dependiendo del grado al cual el agua está libre o ligada a constituyentes alimenticios. La figura B ilustra la isotérmica de absorción de agua para un alimento determinado a una temperatura determinada. Muestra qué contenido de humedad final tendrá el alimento cuando alcance el equilibrio de humedad con atmósferas de distintas humedades relativas. De este modo, dicho alimento, a la temperatura para la cual su isotérmica de absorción fue establecida, llegará en último término a un contenido de humedad del 20% a 75% de HR (humedad relativa). Si este alimento fue previamente deshidratado bajo el 20% de HR y puesto en una atmósfera del 75%, absorberá humedad hasta llegar al 20%. Recíprocamente, si fuera humedecido a más del 20% y puesto en una del 75%, perderá humedad hasta alcanzar el valor de equilibrio del 20%.

Bajo tales condiciones, ciertos alimentos pueden alcanzar el equilibrio de humedad en el corto plazo de algunas horas, y otros van a requerir días y aún semanas. Cuando el alimento está en equilibrio de humedad con su ambiente, entonces su Ψ será cuantitativamente igual a la HR dividido por 100. Cualitativamente, Ψ es una medida de disponibilidad libre de agua, para distinguirse del agua no disponible o limitada. Estos estados de agua también se relacionan a las formas características sinusoidales de las curvas isotérmicas de absorción de varios alimentos.

En consecuencia, de acuerdo a la teoría, la mayor parte del agua correspondiente a la curva bajo su primer punto de inflexión (bajo 5% de HR) se cree que está firmemente unido al agua, a menudo refiriéndose como una capa monomolecular de agua absorbida. La humedad correspondiente a la región sobre este punto y sobre el punto de la segunda inflexión de la curva (sobre 20% de humedad) se cree que existen en gran medida unas capas multimoleculares de agua que están menos unidas a las superficies del alimento.

Más allá de esta segunda inflexión se considera en general que contiene agua libre condensada en capilares e intersticios dentro del alimento. En esta última porción de la curva isotérmica de absorción pequeños cambios en el contenido de humedad devienen en grandes cambios en Φ del alimento.

En la dehidratación osmótica la solución de bajo Φ que rodea el producto le transfiere solubles de alta presión osmótica, mientras desplaza el agua desde el producto hacia la solución, disminuyendo Φ del producto a niveles que tienden a detener el crecimiento de microorganismos y prolongar y preservar el alimento.

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