Deshidratación de Alimentos: Concepto y Beneficios

La deshidratación es un método de conservación de alimentos que consiste en reducir su contenido de agua a menos del 13%. Este proceso ofrece múltiples ventajas:

• La eliminación del agua proporciona una excelente protección frente a las principales causas de alteración de los alimentos.
• Los microorganismos no pueden desarrollarse en un medio sin agua.
• En estas condiciones, la actividad enzimática se inhibe y la mayoría de las reacciones químicas se ralentizan significativamente.

Por estas razones, la deshidratación es un método de conservación ideal para productos almacenados a temperaturas elevadas. Para lograr una protección óptima, es crucial eliminar prácticamente toda el agua. Posteriormente, los alimentos deben colocarse en un envase perfectamente estanco para evitar la absorción de humedad del aire. Por ello, estos productos deben mantenerse en cajas herméticamente cerradas, aisladas del oxígeno, la luz, los insectos y los roedores.

Además, la deshidratación, y sobre todo la liofilización, presenta la ventaja adicional de conservar todas las cualidades nutritivas del producto original.

Humedad en Alimentos: Introducción

Todos los alimentos, independientemente del método de industrialización al que sean sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido de agua varían entre un 60% y un 95% en los alimentos naturales. En los tejidos vegetales y animales, el agua puede presentarse en tres formas generales:

• Agua Libre
• Agua Adsorbida
• Agua Ligada

Agua Libre

Es la que predomina en mayor cantidad. Se caracteriza porque se libera con gran facilidad, es fundamentalmente un constituyente separado y es estimada en la mayor parte de los métodos utilizados para el cálculo del contenido de humedad.

Agua Adsorbida

Está asociada físicamente como una monocapa sobre la superficie de los constituyentes de los alimentos, especialmente sobre la superficie de las partículas coloidales.

Agua Ligada

Está unida en alguna forma química, como agua de cristalización en los hidratos, o ligada a las moléculas de sacáridos. Estas formas requieren, para su eliminación en forma de vapor, un calentamiento de distinta intensidad.

Razones para Determinar la Humedad en Alimentos

La determinación del contenido de humedad es crucial por diversas razones:

• El comprador de materia prima no desea adquirir agua en exceso.
• Si el agua está presente por encima de ciertos niveles, facilita el desarrollo de microorganismos.
• Está señalada en un máximo legal en algunos productos.
• Los materiales pulverulentos se aglomeran en presencia de agua; por ejemplo, el azúcar.
• En algunos productos, debe ser ajustada para facilitar la molienda.

Clasificación de los Métodos para la Estimación de Humedad y Sólidos Totales

Los métodos principales para la estimación de la humedad y sólidos totales pueden clasificarse de la siguiente manera:

1. Método de Secado:
   • Por calor
   • Por sustancias desecantes
2. Método de Destilación Directa
3. Métodos Químicos
4. Métodos Eléctricos Rápidos
5. Métodos Instrumentales

Métodos por Secado

Estos métodos incluyen las mediciones de la pérdida de peso debida a la evaporación de agua a la temperatura de ebullición o cerca de ella. Aunque son utilizados frecuentemente y ofrecen resultados exactos sobre una base relativa, es importante tener en cuenta que el resultado obtenido puede no ser una medición verdadera del contenido de agua de la muestra.

Por ejemplo, los aceites volátiles pueden perderse a temperaturas de secado como 100 °C. En algunos alimentos (por ejemplo, cereales), solo una parte del agua que contienen se pierde a esta temperatura; el resto (agua combinada o adsorbida) es difícil de eliminar y parece estar asociada a las proteínas presentes. La proporción de agua libre perdida aumenta al elevar la temperatura, por lo que es crucial comparar únicamente los resultados obtenidos cuando se usan las mismas condiciones de secado.

Además, si es posible que se efectúe alguna descomposición, como sucede en los alimentos con una proporción elevada de azúcares, es aconsejable usar una temperatura de secado más baja (por ejemplo, 70 °C) y aplicar vacío. En la fabricación de alimentos, se pueden utilizar procedimientos rápidos para determinar la humedad usando estufas desecadoras especiales que trabajan a temperaturas altas. Aunque dan buenos resultados, es preciso tener presente que algunas veces es difícil eliminar por secado toda la humedad presente debido a que:

• Se puede descomponer el alimento.
• Se volatilizan otras sustancias.
• Se pierden otras sustancias.

Tipos de Métodos por Secado

Desecación en Estufa

La mayor parte de los métodos habitualmente utilizados implican la deshidratación de la muestra hasta peso constante a determinadas temperaturas y presiones. En el transcurso de estos métodos pueden formarse hidratos, lo que dificulta la eliminación del agua por volatilización.

Método de la Estufa de Aire

Se basa en pesar con precisión de 1 mg una muestra en una cápsula metálica o de vidrio de fondo plano provista de una tapa que ajuste herméticamente. Se lleva a la estufa con la ventilación abierta durante 2 a 3 horas a 98-100 °C, y en algunos casos hasta 125-130 °C. Luego, se retira, se lleva al desecador, se deja enfriar y se pesa. Se vuelve a introducir la cápsula por 1 hora y se repite la operación hasta que la variación entre dos pesadas sucesivas no exceda de 2 mg. El peso perdido se expresa como porcentaje de agua.

Método de la Estufa al Vacío

Se diferencia del anterior porque la estufa (al vacío) debe estar conectada a una bomba capaz de mantener un vacío parcial equivalente a 100 mmHg o menos de mercurio. También debe estar equipada con un termómetro que penetre en la cámara de la estufa hasta las proximidades de la cápsula que contiene la muestra. El tiempo de duración del análisis es de 4 a 6 horas.

Deshidratación en Desecador

Se utiliza un desecador especial sobre el cual se puede realizar vacío. Este método presenta las siguientes características:

• Utiliza una sustancia desecante como el ácido sulfúrico.
• Es adecuado para productos muy termolábiles.
• El tiempo de duración es prolongado.
• Los resultados pueden no ser siempre reproducibles.

El analista Windham observó que para deshidratar carnes por este método se necesitaba una semana. La AOAC (Association of Official Analytical Chemists) lo recomienda para determinar el agua de los tejidos vegetales.

Métodos de Destilación

Estos métodos incluyen la destilación del producto alimenticio con un disolvente inmiscible que tiene un elevado punto de ebullición y una densidad menor que la del agua, por ejemplo, tolueno, heptano y xileno. El agua que se destila cae debajo del disolvente condensado en un recipiente graduado, en el cual se puede medir el volumen de la fase acuosa. Se debe empujar dentro del condensador un largo alambre o «gendarme» hasta cerca del tubo de salida para facilitar el escurrimiento de cualquier cantidad de agua que pueda destilar hasta el tubo graduado.

Aunque los resultados bajos son comunes en el método de destilación, este tiene la ventaja de que, una vez montado el aparato, necesita poca atención y que cualquier aceite volátil que destile no es medido, ya que queda atrapado en el disolvente inmiscible.

Métodos Químicos

En la Norma Británica se describe el sensible método de titulación para determinar agua, desarrollado originalmente por Karl Fischer. Este método se basa en la reacción no estequiométrica del agua con el yodo y el dióxido de azufre en solución de piridina-metanol. Aunque el punto final de la titulación se puede detectar de forma visual, la mayoría de los profesionales de laboratorio usan instrumentos electrométricos comercialmente disponibles.

El reactivo se estandariza contra una solución estándar de agua en metanol o de un hidrato salino puro, como el dihidrato de tartrato de sodio. Se ha informado acerca de un método basado en la hidrólisis del acetato de etilo por el hidróxido de sodio formado por el agua a partir de un exceso de etóxido de sodio. El etóxido de sodio que no se consume se determina por titulación electrométrica. Los resultados obtenidos al determinar la humedad del azúcar concuerdan con los obtenidos mediante titulaciones de Karl Fischer.

Métodos Instrumentales para la Determinación de Humedad

Se han aplicado una amplia diversidad de métodos instrumentales basados en principios físicos o fisicoquímicos para la determinación de la humedad. Muchos de ellos han sido desarrollados para obtener resultados rápidos de un número elevado de muestras del mismo tipo, por ejemplo, en las comprobaciones que el control de calidad requiere en la línea de producción de alimentos elaborados.

Originalmente se utilizaron instrumentos basados en la resistencia eléctrica, la frecuencia y las propiedades dieléctricas. Otros más recientes incluyen:

• RMN (Resonancia Magnética Nuclear) (Hester y Quine, 1976)
• Reflectancia al infrarrojo cercano (Williams, 1975)
• Microondas (Okabe, Huang y Okamura, 1973)

Otras técnicas instrumentales han incluido GLC (Cromatografía Gas-Líquido) (Reineccius y Addis, 1973), GCS (Cromatografía Gas-Sólido) (Khayat, 1974), refractometría (Addis y Chudgar, 1973) e hidrometría. También es útil el análisis térmico gravimétrico (1974), ya que proporciona información sobre los tipos de agua que están presentes.

Expresión de los Resultados de Humedad

Los resultados obtenidos en las determinaciones de humedad se expresan comúnmente de las siguientes maneras:

Humedad

Se usa principalmente en polvos (Ej.: harina, cacao molido y azúcar) donde los contenidos de agua son comparativamente pequeños.

Agua

Cuando la cantidad presente es bastante alta (Ej.: alimentos frescos, embutidos y queso).

Sólidos Totales

Es utilizado en líquidos (Ej.: vinagre, jugos, licores, leche, etc.).

Es fundamental que en el informe el analista, además de expresar la humedad, indique el método utilizado.