La actividad de agua (aw) es una propiedad relacionada con las distintas reacciones degenerativas que se producen, en especial con el crecimiento microbiano, por lo que resulta de importancia para predecir la vida útil de los alimentos.
La relación entre el contenido total de humedad y la correspondiente actividad de agua en un intervalo de valores de ésta a una temperatura, se denomina isoterma de adsorción de humedad. Las isotermas de adsorción se utilizan en cuatro grandes áreas del procesado de alimentos: secado, mezcla, envasado y almacenamiento. (Jowitt et al., 1981). Siendo más ampliamente usadas en el estudio de la primera área mencionada (Fu et al., 2012).
La adsorción ocurre inicialmente por formación de una monocapa de agua alrededor de los enlaces iónicos de la superficie del producto seguida de una adsorción en multicapas mediante enlaces débiles, captación de agua en los poros y espacios capilares, y por disolución de solutos. Finalmente, para muy altos contenidos de agua, hay un atrapamiento mecánico de la misma. Estas fases pueden solaparse y difieren entre los distintos tipos de alimentos, dependiendo de su composición y estructura (Troller & Christian, 1978). La obtención y modelado de las isotermas, es de suma importancia para el análisis de las condiciones óptimas de secado, la elección de materiales de envasado, condiciones de almacenamiento y para predecir la vida útil de un producto (BarbosaCánovas et al., 2007).
La isoterma de adsorción representa la cinética con la que un alimento adsorbe humedad y se hidrata, y es importante conocerla ya que refleja el comportamiento de los deshidratados almacenados en atmósferas húmedas (higroscopicidad). De manera semejante, la de desorción equivale al proceso de deshidratación y refleja la forma como pierde agua. Con base en ambas curvas se diseñan los sistemas de almacenamiento, de secado, de rehidratación, etcétera, además de que ayudan a predecir la estabilidad de los alimentos almacenados en distintas condiciones.
Los diversos métodos de conservación se basan en el control de una o más de las variables que influyen en la estabilidad, es decir, actividad del agua, temperatura, pH, disponibilidad de nutrimentos y de reactivos, potencial de oxido-reducción, presión y presencia de conservadores. En este sentido, la aw es de fundamental importancia, y con base en ella se puede conocer el comportamiento de un producto. En la figura 1.10 aparece su relación con el pH; la ubicación del alimento en este sencillo diagrama da una indicación clara de su estabilidad y contribuye a determinar la necesidad de tratamientos térmicos, de adición de conservadores, etcétera, para prolongar la vida de anaquel. En general, mientras más alta sea la aa y más se acerque a 1.0, que es la del agua pura, mayor será su inestabilidad, por ejemplo, en carnes, frutas y vegetales frescos que requieren refrigeración por esta causa. Por el contrario, los alimentos estables a temperatura ambiente (excepto los tratados térmicamente y comercialmente estériles, como los enlatados), son bajos en aw, como sucede con los de humedad intermedia en los que el crecimiento microbiano es retardado.
El contenido de agua por sí solo no proporciona información sobre la estabilidad de un alimento y, por eso, productos con la misma humedad, presentan distintas vidas de anaquel; dicha estabilidad se predice mejor con la aw.
La isoterma de un producto relaciona gráficamente, a una temperatura constante, el contenido en humedad de equilibrio de un producto con la actividad termodinámica del agua del mismo, ya que en el equilibrio, este último parámetro es igual a la humedad relativa del aire que rodea al producto. Las isotermas son importantes para el análisis y diseño de varios procesos de transformación de alimentos, tales como secado, mezcla y envasado de los mismos. Además son importantes para predecir los cambios en la estabilidad de los alimentos y en la elección del material de empaque adecuado.
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