El grado de perecibilidad está directamente relacionado con el contenido de humedad del producto; es decir un producto será más perecedero entre mayor sea su contenido de agua. El agua constituye el componente principal y crítico de los productos agrícolas, ya que influye directamente en su fisiología, constitución y propiedades reológicas, que afectan la resistencia mecánica y que van a determinar las condiciones de manejo y conservación de los mismos en post cosecha. Algunas de las funciones que cumple el agua en los procesos y productos biológicos son las siguientes:
COMPONENTE BÁSICO DE LOS PRODUCTOS VEGETALES
Además de actuar como nutriente básico, constituye el componente fundamental en la configuración de las propiedades físicomecánicas y organolépticas de estos productos (resistencia mecánica, turgencia, consistencia, textura, apetencia, elasticidad, etc.).
El agua es el constituyente fundamental en la estructura del protoplasma, representando en la mayoría de las células el 95% del peso fresco. Si se deshidrata el protoplasma, su actividad biológica cesa y si el contenido de agua se hace muy bajo, la célula muere. Esto se debe a que la mayoría de las sustancias orgánicas del protoplasma (carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos) son hidratadas para su actividad normal y si el agua es removida, sus propiedades físicas y químicas son afectadas.
CATALIZA Y REGULA LAS DIFERENTES REACCIONES QUÍMICAS
Las enzimas controlan las diversas reacciones bioquímicas que son la base vital del protoplasma, dichas reacciones se dan en presencia de soluciones acuosas es decir con la presencia de agua.
MEDIO BIOLÓGICO IDEAL EN DÓNDE SE REALIZAN TODOS LOS PROCESOS BIOLÓGICOS
Las moléculas de agua por sí mismas interactúan con los reactivos metabólicos, iniciando reacciones químicas tales como la fotosíntesis, en la cual el agua es una fuente de hidrógeno para la reducción del CO2. Interviene además en reacciones de hidrólisis y condensación, las cuales son de gran importancia en varios procesos metabólicos básicos, tales como el rompimiento de las grasas y la hidrólisis del almidón en glucosa.
ACTÚA COMO TERMORREGULADOR EN LOS TEJIDOS VEGETALES
El agua juega un papel importante en la transferencia de calor a través de productos vegetales, el calor específico y los calores de fusión y vaporización extremadamente altos en el agua, tienden a estabilizar la temperatura del producto. El alto calor específico, suministra una considerable capacidad de amortiguación por absorción de grandes cantidades de calor con cambios relativamente pequeños en la temperatura del vegetal. Además cuando el tejido vegetal absorbe calor puede ser devuelto al ambiente por evaporación de agua desde la superficie del producto (transpiración). El agua se constituye entonces en el vehículo ideal para movilizar el calor en los procesos de refrigeración y congelación destinados a conservar el producto.
INFLUENCIA EN EL DETERIORO DE ALIMENTOS
Las tablas de composición de alimentos o productos agrícolas, muestran que los contenidos de agua en ellos son variados y variables, presentándose contenidos de humedad que llegan a ser superiores al 95% en el caso de algunos productos vegetales. El grado de perecibilidad de los productos agrícolas crece a la par con los contenidos de agua que estos presenten, determinando que los microorganismos deteriorantes y otros parásitos presentes en ellos vivan y se multipliquen o por el contrario se inhiban y mueran.
- Agua capilar: Es el agua retenida en la red de espacios capilares extracelulares que se encuentran dentro de tejidos vegetales. La presión de vapor de esta fracción de agua es más baja que la del agua libre a la misma temperatura. En un proceso de deshidratación es el agua que primero se remueve y posee las mismas propiedades del agua libre.
- Agua de solución : Es el agua de fluido intracelular de los tejidos; puede contener variables cantidades de sustancias y nutrientes solubles en ella, como azúcares, sales minerales, aminoácidos, ácidos orgánicos, vitaminas, etc. Su presión de vapor es menor que la presión de vapor del agua capilar a la misma temperatura.
- Agua absorbida: Es la que se encuentra presente en los productos vegetales, mediante unión electrostática a los puntos eléctricamente activos de las moléculas integrantes de los tejidos vegetales, como las proteínas y los carbohidratos. Su presión de vapor es menor que la del agua de solución.
- Agua de composición: Es el agua presente mediante unión química con las sustancias constituyentes de los tejidos de las frutas y hortalizas, por ejemplo los hidratos formados por algunas sales minerales presentes en los productos. Las proteínas de los tejidos contienen gran parte de esta agua de composición. La presión de vapor del agua de descomposición es menor que de la del agua absorbida. Este tipo de agua es de difícil remoción.
El agua contenida en los productos agrícolas, presenta una presión de vapor, que por simples principios físicos, tiende normalmente a establecer relaciones de equilibrio con la presión de vapor presente en la atmósfera circundante, a una temperatura determinada. En otras palabras, el contenido de humedad de dichos productos guarda estrecha relación con el contenido de humedad del aire que los rodea, lo cual reviste gran importancia en el manejo y conservación de los productos agrícolas y materias primas alimenticias.
Considérese un producto agrícola encerrado en un recipiente hermético y cuya superficie está en contacto con el aire circundante a una temperatura dada; la presión de vapor del aire es menor que la presión de vapor del mismo en estado de saturación, lo cual hace que se presente un desequilibrio entre las presiones de vapor del alimento y el aire circundante. El sistema aire - producto, tiende naturalmente a un estado de equilibrio dinámico entre las presiones de vapor de sus dos componentes.
- Proceso A. Si la presión del vapor presente en el aire circundante es mayor que la presión de vapor del agua contenida en el producto, el vapor de agua fluirá del aire hacia el producto, aumentando el contenido de humedad de este último. Este fenómeno se aprecia en productos higroscópicos con bajo contenido de humedad, como granos y semillas.
- Proceso B. Si la presión de vapor del agua contenida en el producto es mayor que la presión de vapor del aire circundante, el vapor de agua fluirá del producto al medio que lo rodea, presentándose una deshidratación del primero. Este hecho se aprecia en productos agrícolas con alto contenido de humedad, tales como frutas y hortalizas y en granos recién cosechados cuando son sometidos a un proceso de secado.
La presión de vapor del aire circundante y la presión de vapor del agua contenida en el producto serán iguales una vez se haya alcanzado la condición de equilibrio dinámico. La relación entre la presión parcial del vapor del agua contenida en el producto en el momento del equilibrio y la presión parcial del vapor de agua contenida en el aire en estado de saturación (agua libre) a la misma temperatura, se denomina actividad acuosa o humedad relativa en equilibrio. La humedad relativa en equilibrio se expresa en forma de fracción decimal e indica que la humedad del alimento es menos activa que el agua libre. Así a elevados contenidos de humedad, cuando estos exceden a los de los sólidos, la actividad acuosa es cercana a 1.
La relación entre el contenido de humedad de un producto y su actividad acuosa (humedad relativa en equilibrio) a una temperatura dada, puede ser expresada como una curva de contenido de humedad en equilibrio. Estas curvas son llamadas isotermas ya que los valores para cada curva corresponden a una temperatura específica; la isoterma es sigmoidea (forma de S), lo cual es atribuido a la absorción multicelular.