Legame ossigeno-idrogeno
40% legame ionico
Conformazione tetraedrica Legami a idrogeno
Molecola di acqua
oscillazione tra leg. covalente e leg. a idrogeno anche nel ghiaccio
(struttura non statica)
struttura con cicli a 6 atomi(piranosi) conformazione a barca o a sedia
coordinazione con 4 molecole di acqua
molecole di acqua libere
fluiscono attraverso il reticolo tridimensionale Destabilizzato da
H3O e OH
soluti
il sale abbassa
il pt. di fusione
struttura con cicli a
5 atomi(piranosi) Conformazione planare
6 atomi(furanosi)
Conformazione a barca o a sedia
cambia orientamento
Molto dinamica
In funzione di T
0 gradi: 90% in leg. a idrogeno
100 gradi: 80% in leg. a idrogeno
Processo lento in cui
aumentano le molecole libere
Se diminuisci T
100 gradi>4 gradi
forte diminuzione della distanza
(Densita aumenta)
4 gradi>0 gradi
forte diminuzione del numero di coordinazione
(Densita diminuisce)
Processi industriali
1. Congelamento(-20 gradi)
Metodo di conservazione in cui
attività microbiche inibite e attività enzimatiche
rallentate
Frutta e verdura fresca non tollerano il
congelamento(pareti cellulari fragili) danni alle colture
2. Liofilizzazione
Metodo di conservazione per alimenti
termosensibili in cui rimozione dell'acqua, attività
microbica ed enzimatica rallentate
3. Evaporazione Rimozione dell'acqua
Essicamento
Concentrazione
1. Carboidrati
-Glucosio(in stato solido) Interagisce con acqua liquida
-Polisaccaridi
Hanno molti gruppi ossidrilici leg. a idrogeno molto forti)
Agar agar(E406)
Lega con molte molecole d'acqua Gel solidi(gelificante)
centinaia di unità di galattosio
2. Lipidi Olio in acqua Coalescenza
Lipidi: apolari
Per disperdersi rompono leg. a idrogeno
(sfavorito)
Acqua: polare
3. Proteine
amminoacidi Catena carbonilica
Polare(leg. a idrogeno)
20 tipi di catene laterali
polari ionizzabili
carica negativa(glutammato, aspartato)
carica positiva(lisina, arginina)
polari neutre(serina, treonina)
apolari(localizzate nella parte interna dell struttura
proteica)
Solubilità
dipende dal ph
Denaturazione
1° caso: catena laterale apolare ora rivolto verso
l'ambiente acquoso aumentano leg. con H2O
2° caso: interazioni proteina-proteina diminuiscono legami con H2O
Presenza di sali
Salting-in(1 M)
Gruppi polari delle proteine legano anioni e cationi
(liberati dai sali) a loro volta legati all'acqua
Proteina in soluz.:
aumenta la solubilità in H2O
Salting out(>1-2M)
molta acqua legata al sale
rispetto alle proteine proteine precipitano
Determinazione dell'acqua
1. Determinare contenuto di acqua
(% di acqua in p/p)
a. Metodo gravimentrico(essicamento in stufa)
b. Metodo volumetrico(distillazione tramite
apparato Dean Stark)
c. Reazione chimica(titolazione di Karl Fischer con
I2)
d. NIR: spettroscopia IR
e. NMR: risonanza magnetica nucleare
Determinare attività dell'acqua
a. Confronto con soluzioni saline ad Aw nota
b. Sensore strumentale(misura l'umidità dell'aria)
Isoterma di
assorbimento/desorbimento
Attività microbichediminuisce notevolmente se da Aw=1 a Aw=0,6
Reazioni enzimatiche
diminuisce notevolmente da Aw=0,9 a Aw=0,8
per denaturazione dell'enzima(proteina)
Reazione di Maillard
(imbrunimento non enzimatico)
velocità aumenta notevolmente fino a Aw=0,6
poiché aumenta la concentrazione dei reagenti
(no acqua)
Aw<0,6 velocità diminuisce
Ossidazione dei lipidi insaturi
diminuisce da Aw=0,7 a Aw=0,4
per rimozione dello strato di acqua vicinale
(proteggeva il lipide dall'O2)
Attività dell'acqua negli alimenti
L'acqua si sposta da alimenti con Aw più alto verso
Aw più basso fino equilibrio
importante per gli alimenti con più
ingredienti (es. muesli che ha frutta ad alto
Aw+cereali a bassa Aw)
Tipologie di acqua ad alta umidità
Acqua vicinale(Aw<0,25)
Strato di molecole di acqua che
si dispone attorno alle altre molecole costituenti
l'alimento
Molecole di acqua formano legami a idrogeno o
dipolo-dipolo con soluti o altri componenti
dell'alimento
Acqua multistrato(0,25<Aw<0,80)circonda l'acqua vicinale
si formano legami con le altre molecole
dell'alimento
legami a idrogeno con l'acqua vicinale
Acqua intrappolata(Aw>0,80)Solvente
Trattenuta per capillarità
all'interno di gel e tessuti
Acqua libera(Aw>0,80)
Si comporta come l'acqua pura
Esce dall'alimento tramite lieve pressione
Attività dell'acqua(Aw)
misura la disponibilità dell'acqua,
determina lo sviluppo microbico
Sottoargomento
presenza di zucchero abbassa Aw
Alcuni batteri e organismi crescono a basse Aw
(batteri alofili, muffe xerofile, lieviti osmofili)
Questa relazione vede se l'alimento tende ad
assorbire o ad essiccarsi tramite l'umidità
ambientale
Alta Aw=tende ad essiccarsi(es.formaggio)
Bassa Aw=tende ad assorbire(es.cracker)
Acqua