AGUA
PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS

MOLECULA


Tetraédrica
Hidrogeno
Oxígeno
Enlace covalente
Altamente polar
Forma puentes de hidrógeno

Proteínas
Carbohidratos
Moléculas polares

ESTADOS FISICOS DEL AGUA

GAS LIQUIDO SOLIDO


El enlace por puente de hidrógeno ayuda a retener agua en los alimentos.

Se favorecen a bajas temperaturas

Altas temperaturas inhiben la formación de enlaces por puente de hidrógeno.

En el hielo el 100 % de las moléculas establecen puente de hidrógeno, mientras que en vapor el 0%.

La mayoría de las funciones biológicas se llevan a cabo a 37 º C en donde aproximadamente 35-47% del agua esta formando puentes de hidrógeno.

CAMBIOS DE ESTADO DEL AGUA



























El calor especifico del agua es de 1 cal/g ºC a 20 ºC. Esta característica es importante porque en cambios bruscos de temperatura el agua absorbe el calor.
Ejemplo Mares, océanos

El calor de vaporización a 100 ºC, es de 538.7 cal/g. Es una medida directa de la cantidad de energía requerida para romper las fuerzas atractivas en el seno del líquido. En otras palabras es la energía que se necesita para pasar del estado líquido al gaseoso.

El agua también es considerado el disolvente universal.

Existe formando disoluciones en

Mares, océanos, lagos, ríos
Alimentos
Plasma sanguíneo
Orina

Disuelve:
Sales
Azúcares
Alcoholes
Aldehídos
Cetonas
Aminoacidos

A medida que la cantidad de agua disminuye, la solubilidad disminuyey solo se forman hidratos, que son fluidos viscosos o geles.

Los solutos (compuestos que se disuelven a agua) en el agua, cambian sus propiedades, lo que se conoce como propiedades coligativas:

↑ Punto de ebullición
↓ Punto de congelación
↓ Presión de vapor
Modifican la presión osmótica
Los solutos por lo tanto afectan el ordenamiento del agua en el alimento, como se muestra en la siguiente tabla

Aumentan el ordenamiento
Disminuyen el ordenamiento


Solutos no polares
Tirosina
Hidrocarburos
Fenilalanina
Acidos grasos
Grupos hidroxilo
Proteínas
Carbonilos
Aminoacidos
Enlaces peptídicos
Proteínas
NaCl


La altitud sobre el nivel del mar tambien afecta el punto de ebullición, debido a la presión atmosférica.

Ejemplos:

1. Hervir un huevo en las montañas toma mas tiempo que a nivel del mar, ya que al aumentar la presión atmosférica la temperatura disminuye.
2. Esparcir sal sobre las calles para evitar la formación de nieve.
3. Agregar azúcar en el congelamiento del fresas.

CONSERVACION DE ALIMENTOS

1. DESHIDRATACION

La evaporación del agua se usa en la conservación de los alimentos.
a. Métodos convencionales.
Secado en charolas
Aspersión
Tambor rotatorio
Desventajas:
Requieren energía
Deterioramiento de proteínas y carbohidratos
Pierde capacidad de rehidratación
Disminuye la solubilidad, requiriendo agua caliente y agitación

b. Método alternativo de deshidratación

Liofilizado

El agua se elimina por sublimación
Se usan bajas temperaturasAlimentos no sufren daños térmicos
Los grupos hidrofílicos que retienen agua no se afectan
La rehidratación es facil
Propiedades sensoriales son muy semejantes a las materias originales

Desventaja:

Es muy caro
Se usa poco en alimentos, mayor uso en Farmacia

2. CONGELAMIENTO

Aumenta el ordenamiento de las moléculas de agua y por lo tanto disminuye la entropía del sistema líquido.

En el descongelamiento se lleva a cabo la destrucción de los cristales y se tiene agua libre. En el agua líquida solo se tiene un 10% de enlaces por puente de hidrógeno


CONTENIDO DE HUMEDAD EN LOS ALIMENTOS

Humedad. Contenido de agua (en forma global) en el alimento

El agua se encuentra en el citoplasma de las células principalmente, retenida enlazada a proteínas.

No todo el alimento tiene las mismas propiedades.

Un alimento generalmente se congela a -20 ºC
Existe una fracción liquida

Agua en alimentos se encuentra como

a. Agua ligada o no congelable. Porción de agua que no congela a -20 ºC. Se encuentra en las paredes celulares y citoplasma atada fuertemente a proteínas. Se puede determinar por analisis térmico diferencial o resonancia magnético nuclear (RMN).


b. Agua libre o congelable. Aquella que volatiza facilmente, se pierde por calentamiento, se congela primero. Actua como agente dispersante o solvente.

c. Agua de hidratación. Se encuentra unida químicamente, por ejemplo en el monhidrato de lactosa o el sulfato de sodio decahidratado



Tabla 3. Agua no congelable y sucontenido de sólido


Temperatura (ºC
Leche descremada
(9.3% de sólidos)
Leche descremada concentrada (26% sólidos)

Agua no congelable (%)
Sólidos en solución (%)
Agua no congelable (%)
Sólidos en solución (%)
-24
4.0
72.0
12.0
74.5
-20
4.5
69.5
14.0
71.5
-16
5.0
67.1
15.5
69.4
-12
5.5
65.2
19.0
64.8
-8
7.5
57.8
26.0
57.5
-4
12.5
45.1
47.0
42.8
-2
25.0
29.0
80.0
30.5


HUMEDAD

Es el mayor componente de los alimentos
Es uno de los analisis mas importantes en los alimentos
La materia seca se describe como sólidos totales

La determinación de la humedad tiene importancia económica en la industria alimentaria, ya que el agua es un relleno de bajo costo. Ademas de que:

La humedad es un factor de calidad en la preservación de alimentos y afecta su estabilidad en:

Frutas y vegetales deshidratados
Leche en polvo
Huevo deshidratado
Papas deshidratadas (harinas de papa)
Hierbas y especies

La humedad es un factor de calidad en:

Jaleas, mermeladas, para prevenir la cristalización del azúcar
Jarabes
Cereales preparados

Reducción de la humedad es usada por conveniencia en el empaque y manejo de:

Leches concentradas
Concentrado de Caña de azúcar
Productos deshidratados
Concentrado de jugos

La humedad se especifica en estandares de identidad del producto alimenticio:

Queso Cheddar < 39%
Harina enriquecida 10.5ºBrix (sólidos)
Jarabe de glucosa >70% de sólidos totales
Carnes procesadas, adicion de agua debe de estar especificada.

La humedades importante al calcular el valor nutricional de los alimentos.

Los datos de humedad se usan para expresar los resultados de otras determinaciones analítica, como la proteina, grasas, etc, que se expresan en base seca.


NUTRICION
No tiene un valor energético
No se considera un nutrimento
Necesaria para llevar a cabo las reacciones bioquímicas
Es vital
Transporte de nutrimentos a los diferentes órganos y tejidos

FUNCIONES BIOLOGICAS

Transportador de sustancias
Disolvente de sustancias: ayuda a mantenerlas en suspensión
Activa macromoléculas
Proteínas
Enzimas
Acidos nucléicos
Desarrollo de:
Células
Tejidos
Animales
Vegetales
Microorganismos

FUENTES DE AGUA PARA EL HUMANO

El contenido de agua en los organismos vivos puede ser de hasta un 97%.

El agua forma parte de cerca del 60-70% del cuerpo humano.

Componente extracelular ocupa el 20%
En total 17 L
3 L como plasma
14 L como otros fluidos:
Linfa
Fluidos gastrointestinales
Líquidos de la columna vertebral,
Fluidos en los ojos
Lagrimas
Líquido sinovial

Componente intracelular el 40%
En total 25 Litros
Se encuentra dentro de las células
Glóbulos rojos
Musculares
Adiposas
Huesos
Aunque en algunas partes del cuerpo es escasa:
Huesos
Cabello
Dientes

En otros tejidos y órganos es abundante, como en los músculos:
20% miofibrillas
70% sarcoplasma
10% tejido conectivo


El cuerpo humano pierde agua a través de:
Sudor
Orina
Respiración
Heces

Requiere un mínimo de 1500 mL/d

Tabla 1. Balance deagua en el humano

Fuente
Agua ingerida (mL/d)
Fuente
Agua excretada (mL/d)
Alimentos
850
Orina
1500
Bebidas
1300
Pulmones
400
Oxidación de nutrimentos
300
Piel
500


Heces
100
Total
2500

2500



Las fuentes mas importantes para el humano son:
Los líquidos ingeridos
Vegetales (95%)
Leche (87%)
Huevos (75%)
Pan (40%)

CONTENIDO DE AGUA EN ALGUNOS ALIMENTOS

Tabla 2. Contenido de agua en alimentos, expresado como porcentaje.

Alimentos
Contenidos de agua (%)
Lechuga, esparragos, coliflor
95
Brócoli, zanahoria
90
Manzana, durazno, naranja
88
Leche
87
Papa, pera
80
Huevo, pollo
74
Carne de res
70
Carne de cerdo
60
Pan
40
Queso
35
Mantequilla
16
Galletas
5

En general, el contenido de agua por grupo de alimentos puede establecerse como:

Carnes 50-80%
Frutas 80-95%
Vegetales 75-95%
Cereales 4-10%
Grasas y aceites 16%
Nueces 1.2-4.0%
Endulzantes 1.6-17.0%
Productos Lacteos 35-90%

Por otro lado, las reacciones metabólicas también son fuente de agua para el humano y organismos vivos.

La combustión y utilización de nutrimentos produce agua

La oxidación de la glucosa produce 0.6 g de agua
La oxidación de lípidos produce 1.1 g de agua
La oxidación de proteínas produce 0.4 de agua

Una dieta de aproximadamente 2000 Kcal/día genera aproximadamente 300 mL de agua al día.

Ejercicio

Calcular la cantidad de agua producida en una dieta de 2000 Kcal/día que sigue las recomendaciones dietarias. (TAREA)