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Introducción

El agua es el compuesto químico primordial e insustituible para los seres vivos y sin ella no sería posible la vida. El ser humano posee un 80% de agua al nacer y entre un 60% y un 70% en la edad adulta. Dos moléculas de hidrógeno y una de oxígeno hacen de este compuesto un elemento vital para la vida de cualquier sustancia viva existente en la Tierra. Representa alrededor del 72% de la superficie total del planeta y entre el 50% y el 80% de la masa de los seres vivos. Para un adecuado funcionamiento, nuestro organismo requiere alrededor de dos litros de agua al día para evitar la deshidratación.

El citoplasma de las células presenta un alto porcentaje de polipéptidos capaces de retener más agua que los organelos que carecen de macromoléculas hidrófilas semejantes. Esta situación de heterogeneidad de la distribución del agua también se presenta en productos procesados debido a que sus componentes se encuentran en distintas formas de dispersión. 

Por estas razones, en los alimentos existen diferentes estados energéticos en los que se encuentra el agua; es decir, no toda el agua de un producto tiene las mismas propiedades fisicoquímicas, y esto se puede comprobar fácilmente por las diversas temperaturas de congelamiento que se observan; en general, un alimento se congela a 20ºC, pero aun en estas condiciones una fracción del agua permanece líquida y requiere de temperaturas más bajas, por ejemplo 40ºC, para que solidifique completamente  (Badui, 2006).

Este tipo de consideraciones ha llevado a que se empleen términos como agua ligada y agua libre, para hacer referencia a la forma y al estado energético que dicho líquido guarda en un alimento.

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¿De dónde proviene el agua que consumimos?

Se calcula que la mitad de esta cantidad viene dada por los alimentos, mientras que la otra mitad la debemos conseguir al ingerir líquidos. La fuente más importante es la ingesta de líquidos, pero también se adquiere de diferentes alimentos, como los vegetales abundantes en agua, la leche, que tiene un 87%, de los huevos con un 74% y del pan, que con aproximadamente 40% es uno de los alimentos más comunes y con menor cantidad de ella. 

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Agua en los alimentos

Hay una propiedad del agua que permite determinar la distribución del agua y su manera de comportarse en los alimentos (actividad de agua). La actividad de agua (aw) es la cantidad de agua libre en el alimento, es decir, el agua disponible para el crecimiento de microorganismos y para que se puedan llevar a cabo diferentes reacciones químicas. Tiene un valor máximo de 1 y un valor mínimo de 0. Cuanto menor sea este valor, mejor se conservará el producto. La actividad de agua está relacionada con la textura de los alimentos: a una mayor actividad, la textura es mucho más jugosa y tierna; sin embargo, el producto se altera de forma más fácil y se debe tener más cuidado.

A medida que la actividad de agua disminuye, la textura se endurece y el producto se seca más rápido. Por el contrario, los alimentos cuya actividad de agua es baja por naturaleza son más crujientes y se rompen con facilidad. En este caso, si la actividad de agua aumenta, se reblandecen y dan lugar a productos poco atractivos. En ambos casos, el parámetro de la actividad de agua del alimento es un factor determinante para la seguridad del mismo y permite determinar su capacidad de conservación junto con la capacidad de propagación de los microorganismos.

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Distribución del agua en los alimentos

El término contenido de agua de un alimento se refiere, en general, a toda el agua de manera global. El agua en los alimentos se encuentra distribuida en dos tipos de agua los cuales son el agua ligada y el agua libre. 

El agua libre se encuentra en la periferia del alimento. El agua que se congela es denominada agua libre, al congelarse forma cristales de hielo por yuxtaposición, el agua libre se representa por el número de cristales pequeños, en la congelación rápida los cristales son intracelulares y en la lenta extracelulares. Esta se volatiliza fácilmente y se congela primero, se dice que es la responsable de la actividad acuosa.

El agua ligada se encuentra dentro de las moléculas del alimento. El agua ligada no se congela a -20⁰C y es la porción de agua más difícil de extraer. Las células se deshidratan en la congelación porque las desprovee de la disponibilidad de agua líquida; también se le llama agua no congelable.

La relación de concentraciones entre la “libre” y la “ligada” se incrementa en la medida en que el producto contiene más agua, mientras que en los deshidratados, dicha relación se reduce considerablemente. Algunos investigadores consideran que el “agua ligada” está fuertemente unida al alimento por medio de puentes de hidrógeno, pero otros establecen que dicha agua sólo está físicamente atrapada en una matriz muy viscosa que no permite su movilidad y difusión y, por lo tanto, no está disponible.

Saber más en: http://sgpwe.izt.uam.mx/files/users/uami/jaislocr/BIOQUIMICA_I/EL_AGUA.pdf

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Zonas hipotéticas

Existen  tres zonas hipotéticas en las que se puede dividir el agua contenida en un producto. La que integra la zona III se considera “libre”, se encuentra en macro capilares y forma parte de las soluciones que disuelven las sustancias de bajo peso molecular, es la más abundante, fácil de congelar y evaporar, y su eliminación reduce la actividad del agua a 0.8. 

En la zona II, el agua se localiza en diferentes capas más estructuradas y en microcapilares; es más difícil de quitar que la anterior, pero al lograrlo se obtienen valores de la actividad del agua de aproximadamente 0.25. Esta fracción correspondería, junto con la monocapa, al agua “ligada”. 

Por último, el agua en la zona I equivale a la capa monomolecular y es la más difícil de eliminar en los procesos comerciales de secado; en algunos casos se puede reducir parcialmente en la deshidratación, pero esto no es recomendable, ya que, además de que se requiere mucha energía y se daña el alimento, su presencia ejerce un efecto protector, sobre todo contra las reacciones de oxidación de lípidos, porque actúa como barrera del oxígeno.

Figura 1. Cambios que ocurren en los alimentos en función de la actividad del agua. a) Oxidación de lípidos; b) reacciones hidrolíticas; c) oscurecimiento no enzimático; d) isoterma de adsorción; e) actividad enzimática; f) crecimiento de hongos; g) crecimiento de levaduras, y h) crecimiento de bacterias.

Te podría interesar: https://www.fsis.usda.gov/wps/wcm/connect/03e22c03-8062-4ca1-a8c2-fe94bafc0222/Molds_Are_They_Dangerous_SP.pdf?MOD=AJPERES&fbclid=IwAR3lgw_EIMI-XmKEk2OicqAbqOeYRmHekSaw8AVcO6eSgcSwpXtt15kxKl0

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Glosario

Adsorción: la adsorción es el proceso en la cual átomos o moléculas de una sustancia son retenidas en la superficie de otra sustancia.

Enzima: catalizador  biológico y regulador en los procesos químicos del organismo, es decir, cataliza las reacciones bioquímicas del metabolismo.

Hidrófilo: de la palabra griega hydros (agua) y philia (amistad); es el comportamiento de toda molécula que tiene afinidad por el agua.

Isoterma: la isoterma es un elemento y una herramienta que resulta fundamental a la hora de la medición de la temperatura de una zona determinada. En un plano cartográfico, la isoterma es una curva que une aquellos puntos que presentan las mismas temperaturas en una unidad de tiempo considerada.

Levadura: organismos de tipo eucariota; clasificados como hongos de vida microscópica conformados por un solo tipo de células (unicelulares), estos son importantes en el proceso de descomposición de toda materia orgánica bajo el uso del proceso conocido como fermentación.

Monocapa: una monocapa es una sola capa de átomos o moléculas estrechamente empaquetados.

Monomolecular: se refiere a la capa de una molécula de grosor de proteína presente a ambos lados de la capa biomolecular y que forma parte de la organización de la membrana unitaria.

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Bibliografía

Badui, S. D. (2006). Química de los alimentos, Cuarta Edición. Pearson. Recuperado de http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Libro-Badui2006_26571.pdf

Equinlab. (2017). “La importancia de la actividad del agua”. Recuperado de PDF: http://www.equinlab.com/pdf_/La%20importancia%20de%20la%20actividad%20de%20agua%20(aw).pdf

Fennema, O. (2010). Química de los alimentos, Tercera Edición. España. Acribia. 

Gimferrer, N. M. (2008). El agua en los alimentos. Recuperado de https://www.consumer.es/seguridad-alimentaria/el-agua-en-los-alimentos.html

Guerrero, M. (2006). El agua. Recuperado de https://ebookcentral-proquest-com.ezproxy.bibliotecaecest.mx/lib/bidigecestsp/reader.action?docID=3190850 

Paramio, J. M. (2009). Propiedades físicas y químicas del agua. Recuperado de https://ebookcentral-proquest-com.ezproxy.bibliotecaecest.mx/lib/bidigecestsp/reader.action?docID=3180232

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Conclusión

El agua como tal es indispensable en la vida de todos los seres vivos, ya que sin ella no hubiera vida en el plantea. Así como el agua es indispensable para el ser humano, también es indispensable para los alimentos, ya que el alimento tendrá una vida de anaquel conforme la cantidad de agua que posee. Alimentos con cantidades grandes de agua, tienen una corta vida, ya que el agua permite el crecimiento de microorganismos que afectan la vida y calidad del alimento. Es por eso que es de suma importancia el control del agua dentro de los alimentos.

En los alimentos la distribución de agua se define de dos maneras, el agua libre y agua ligada; el agua ligada es la porción de agua en un alimento que no congela a – 20°C, también se le conoce como agua no congelable; y no está libre para desarrollar diferentes funciones bioquímicas. Mientras que el agua libre o también llamada agua congelable es la porción de agua en un alimento que se congela primero, se volatiliza rápido, se pierde durante el proceso de calentamiento, este tipo de agua es la responsable de la actividad de agua de los alimentos.