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Isotermas de adsorción en harina de maíz - Coggle Diagram
Isotermas de adsorción en harina de maíz
Material y métodos
Determinación de la isoterma de adsorción
La harina de maíz utilizada se elaboró a partir de maíz cultivado en la ciudad de La Serena, Cuarta Región de Chile. Las isotermas se realizaron a tres temperaturas de trabajo (7, 22 y 45 °C)
La metodología consistió en dejar en equilibrio una masa conocida de muestra (en triplicado) con su atmósfera, en un recipiente cerrado herméticamente el cual contiene un vaso con disolución saturada de sal de activi- dad de agua conocida
El contenido de humedad inicial y de equilibrio de las muestras se determinó por triplicado, siguiendo el método A.O.A.C. no 934.06
Resultados y discusiones
Modelado de las isotermnas
Se presenta un resumen de los resultados obtenidos para los modelos propuestos, con sus respectivas constantes, además de los valores de r2 y del %E.
Las ec propuestas presentaron un buen ajuste de los datos experimentales, dando coeficientes de correlación (r2) superiores a 0,92 y un %E en promedio para las tres temperaturas inferior al 10% con todos los modelos.
Representan las curvas experimentales y modeladas a 7, 22 y 45 °C, respectivamente,utilizando las siete ecuaciones propuestas.
Se resume los valores de energía de activación y el coeficiente de correlación lineal obtenidos para las constantes analizadas que presentaron dependencia con la temperatura.
Obtención de calor isostérico neto de adsorción
TSAMI et al. Propusieron un modelo exponencial entre Qs y el contenido de humedad del producto (Xw), con dos constantes Qo y Xo.
Se observa que la harina de maíz decrece rápidamente desde 21 a 6 kJ/mol, con un aumento de Xw de 7 a 21 (%b.s)
Se define como el calor total de adsorción del agua del alimento ∆H - el calor de vaporación de agua pura (∆Hv), a cierta temperatura. Determinada por la ecuación de Clausius-Clayperon.
Los valores de ∆H> (∆Hv) para todo rango de Xw. Indica que la energía de enlace entre las moléculas y el sitio de adsorción es más alto que la energía. a la cual las moléculas de agua pura junto a la fase líquida.
Contenido de humedad de equilibrio
La humedad inicial de la muestra de harina de maíz,fue de 0,129 ± 0,001 g agua/g m.s.
Datos de humedad experimental obtenido en el equilibrio,en función de la actividad de agua para tres temperaturasde trabajo (7, 22 y 45 °C)
Se obtuvieron isotermas de tipo II, de forma sigmoidea o tipo S, de las cinco establecidas por Van der Waals, las cuales son las más frecuentes en alimentos como frutas y verduras
El contenido de humedad de equilibrio presenta una dependencia con la temperatura para casi todo el rango de actividad de agua en estudio
Las muestras adsorbieron más agua a 7 y 22 °C que a los 45 °C
Esto debido probablemente a que las moléculas de agua abajas temperaturas tienen una menor energía cinética, la cual no es suficiente para superar la correspondiente energía de adsorción.
Se podría considerar como condiciones óptimas de almacenamiento de harina de maíz una humedad relativa del 75% y la temperatura entre 7 y 22 °C, para prevenir reacciones enzimáticas de deterioro de carbohidratos,proteínas, vitaminas, etc.
Modelado de la isoterma de adsorción
Los datos experimentales se modelaron con las ecuaciones de: GAB (Guggenheim, Anderson y de Boer), BET (Brunauer, Emmett y Teller), Henderson, Caurie, Smith, Oswin y Halsey,
La calidad del ajuste de los modelos propuestos se evaluó por medio del coeficiente de correlación lineal
Conclusiones
Las ecuaciones utilizadas fueron correctas; destacan los ajustes de GAB, Oswin y Halsey con r^2>0.96 y %E<10%
La isoterma de adsorción de humedad de la harina de maíz es dependiente a T para aw<0.75. No es dependiente a valores superiores.
Xm calculada con BET y GAB, dependiente con la temperatura
Debido a que a menor temperatura disminuye la energía cinética de las moléculas de agua. limitando la capacidad higroscópica hasta el valor máximo de Xm
Para Qs en función del contenido de humedad del producto
Se comprobó la validez de la ecuación propuesta por Tsami, logrando un valor máximo de 21,68 kJ/mol con humedad de 0.075g agua/g m.s.
Introducción
Harinas panificadoras
Para:
Enfermos celíacos
Intolerancia al gluten
Ejemplos:
Quinoa
Soya
Arroz
Mandioca
Maíz
Vida útil de un alimento
Indicador:
Actividad de agua
Disponibilidad agua en alimento
Permite reacciones químicas, bioquímicas y enzimáticas
Isotermas
Predicen cambios en estabilidad alimentos
Objetivo
Isotermas de adsorción
De:
Humedad de harinas de maíz
A:
7, 22 y 45 °C
