A diferença entre Atividade de Água (Aw) e o Teor de Umidade nos alimentos

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Quando falamos em segurança e qualidade de alimentos, existem duas medidas críticas que todos os fabricantes devem conhecer:

Teor de Umidade;
Atividade de Água.

Ambas as medições podem parecer a mesma coisa, mas não são! Elas são medidas para dois propósitos diferentes, e cada uma mostra conceitos próprios sobre rendimento, qualidade e segurança dos alimentos.

Meu objetivo aqui não é dar uma aula ou fazer uma revisão bibliográfica sobre o assunto, mas elucidar do ponto de vista prático. Este post irá abordar as diferenças e a importância de cada medição:

TEOR DE UMIDADE

Após um processo padronizado de secagem do alimento, podemos definir:

Umidade (%) = [(Pi – Pf) / Pi] × 100

Onde:

Pi = Peso inicial da amostra;
Pf = Peso final da amostra.

O teor de umidade é a medida da quantidade total de água contida num alimento (água total), e é geralmente expresso como uma porcentagem (%) do peso total. É uma das medidas analíticas mais importantes, sendo utilizada no processamento e testes de produtos alimentícios, tendo importância direta para:

Processador e consumidor;
Qualidade do alimento;
Estabilidade do alimento;
Uniformidades de resultados;
Valor nutritivo e
Especificações de padrões de identidade e qualidade do produto.

Como o custo da matéria prima é baseado no peso, algumas vezes os fabricantes tentam usar água adicional para obter lucros ilícitos. Em alimentos líquidos, quanto maior for o teor de umidade padrão do alimento, maior a chance de o produto ser fraudado, isto é, temos fraude com adição de água no leite, mas não na farinha de trigo por exemplo.

ATIVIDADE DE ÁGUA (Aw)

Enquanto o teor de umidade simplesmente define a quantidade de água nos alimentos e ingredientes, a atividade de água, em termos práticos, é uma medida que permite avaliar a disponibilidade de água no alimento que estaria susceptível a diversas reações (químicas, enzimáticas) ou para uso dos microrganismos presentes. Quanto mais elevada for a atividade da água, mais rapidamente os microrganismos (como bactérias, leveduras e bolores) poderão se multiplicar. A importância da Aw está na sua relação com a conservação dos alimentos.

Primeiramente, preciso citar as três formas de apresentação da água nos alimentos propostas por Labuza (1970):

Água livre (disponível ou não ligada);
Água adsorvida (hidratada);
Água ligada.

– Água livre – está presente nos espaços intergranulares e entre os poros do material. É eliminada com facilidade. Atua como meio de dispersão e nutriente para o crescimento de microrganismos ou reações químico-enzimáticas.

– Água adsorvida – uma parte da água que está adsorvida como uma camada muito fina nas superfícies internas e externas dos coloides macromoleculares (amidos, pectinas, celuloses e proteínas) por meio de Força de Van der Waals e formação de ligação hidrogênio.

– Água ligada – está combinada quimicamente com outras substâncias. Este tipo de água não é utilizada como solvente, não permite o desenvolvimento de microrganismos e é difícil de ser eliminada.

Figura: Desenho esquemático dos tipos de água nos alimentos

Fonte: Google imagens

Para melhorar a estabilidade dos alimentos, a água livre pode ser reduzida através do congelamento, concentração, desidratação parcial ou adição de açúcar ou sal.

O crescimento e a atividade metabólica dos microrganismos precisam de água em forma disponível. A medida mais comumente empregada para expressar a estabilidade de um produto é a determinação do nível de água em sua forma livre, que em alimentos, denomina-se Índice de Atividade de Água, Aw, que é determinada pela fórmula: Aw = P/P0. Define-se a Aw, portanto, como a relação existente entre a pressão de vapor de água de uma solução (ou de um alimento) (P) e a pressão de vapor da água pura (P0) à mesma temperatura.

Nossa mente está condicionada a achar que um produto com elevada atividade de água terá elevado teor de umidade ou o contrário (baixo/baixo). Isto muitas vezes ocorre, todavia é possível, por exemplo, um produto apresentar baixo teor de umidade e alto ou médio valor de atividade de água, como é o caso do pão.

Observe a tabela abaixo:

Observação: Aw varia numericamente de 0 a 1

O teor de umidade (água total) do pão é baixo (40%), enquanto sua Aw (água livre) é alta (0,96). Quando comparamos as atividades de água do pão com a da geleia, 0,96 e 0,86, respectivamente, nota-se que a disponibilidade de água para crescimento microbiano no pão é maior.

Outra comparação interessante é entre a carne fresca e o pão. Embora o teor de umidade da carne fresca (70) seja maior do que o teor no pão (40), ambas possuem um valor de Aw muito próximo (carne fresca = 0,985 vs pão = 0,96).

Valores de atividade de água entre 0 e 0,20 indicam que a água está fortemente ligada, enquanto valores de atividade de água na faixa de 0,70 a 1,00 indicam que a maioria da água encontra-se livre, sendo esta passível de ser utilizada em reações químicas, enzimáticas e para o desenvolvimento de microrganismos.

Medir a atividade de água nos alimentos é importante para:

Prever o desenvolvimento microbiano;
Avaliar as reações químicas e vida de prateleira;
Avaliar a estabilidade física;
Projetar a embalagem – proteção contra umidade ambiente;
Analisar a transferência de umidade entre ingredientes;
Considerar o intercâmbio de umidade com o meio ambiente;
Predizer a curva de isoterma – Umidade vs Aw.

Tratando-se de Segurança de Alimentos, é pertinente apresentar os valores mínimos de Aw para o crescimento e produção de toxina de patógenos de importância alimentar, conforme tabela abaixo:

O comportamento microbiano frente à Aw quanto à disponibilidade de água livre é extremamente variável, sendo as bactérias mais exigentes, em relação aos fungos e as leveduras. Os alimentos de baixa atividade de água (< 0,60) são microbiologicamente estáveis.

Conclusão

A atividade de água pode ser utilizada como parâmetro de controle de qualidade, mostrando valores efetivos da disponibilidade da água no alimento para participar de reações de deterioração, enzimáticas e microbiológicas, sendo que estes fatores podem afetar diretamente a qualidade sensorial ou sanitária do alimento. Já o teor de umidade está mais associado ao rendimento e qualidade sensorial (ex: crocância de um alimento).

Referências Bibliográficas:

CECCHI, H. M. Fundamentos teóricos e práticos em análise de alimentos. 2. ed. Campinas: editora da Unicamp, p. 2003. 207.

DAMODARAN, S.; PARKIN, K.L.; FENNEMA, O.R. Química de Alimentos de Fennema. 4ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.

INSTITUTO ADOLFO LUTZ. Normas Analíticas do instituto Adolfo Lutz. v. 1: Métodos químicos e físicos para análise de alimentos, IV. ed. São Paulo: IMESP, p.98-99, 2005.

LABUZA, T. P.; TANNEMBAUM, S. R.; KAREL, M. Water content and stability of lowmoisture and intermediate-moisture foods. Food Technology. p .543-550, 1970.

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