ISOTERMAS DE ADSORCIÓN EN ALIMENTOS Una isoterma de adsorción es la representación de la relación, en el equilibrio, entre la cantidad adsorbida y la presión a una temperatura constante. Los perfiles de isotermas más frecuentes en alimentos son los tipos 2 y 4.
ISOTERMA DE ADSORCION DE BET:
Para ajustar las curvas isotermas experimentales, se han propuesto varios modelos matemáticos. Hasta hace unos años, el modelo con mayor aplicación en alimentos era la ecuación isoterma de Brunauer, Emmett y Teller (BET). Brunauer, Emmett y Teller, extienden el tr atamiento de Langmuir, para explicar la adsorción multimolecular. Como consecuencia de la similitud entre las fuerzas responsables de la adsorción física y las fuerzas de licuefacción (fuerzas de van der Waals), la adsorción en las superficies tanto planas como convexas, no se limita a una monocapa sino que continua hasta que la superficie queda cubierta con una capa multimolecular de líquido. La isoterma BET (ecuación 1), se obtiene igualando las velocidades de condensación y evaporación en las diversas capas, supone que la energía característica de adsorción del vapor corresponde a la primera capa, en tanto que la energía de licuefacción del vapor sirve para las capas siguientes.
Donde V es el volumen adsorbido a la presión P, P0 es la presión de vapor de saturación. La constante c contenida en la ecuación, representa la diferencia de energía entre las moléculas adsorbidas en la primera capa y la de las capas siguientes, la constante Vm representa la capacidad de adsorción en la primera capa. La ecuación isoterma de BET modificada es:
ISOTERMA DE ADSORCION DE GAB:
La aplicación de la isoterma GAB, se extendió ampliamente gracias a las rutinas computarizadas de resolución de cuadrados mínimos, la determinación es posible ya sea por regresión no lineal partiendo de la expresión directa de la isoterma GAB o también por regresión parabólica de la ecuación transformada de la isoterma. La ecuación de la isoterma GAB en términos de los parámetros usados en el campo de los alimentos se presenta en (ecuación 3).
Donde u es el contenido de agua (g de H20/g bs), um el contenido de agua en la monocapa, k y c constantes de GAB. En general, el estudio de los procesos de adsorción en el campo de los alimentos sirve para diversos propósitos, particularmente la isoterma GAB tiene entre otras, las siguientes aplicaciones: Aporta información valiosa sobre la vida de anaquel, mediante la determinación del contenido de humedad seguro, es decir, el que garantiza la estabilidad del producto en condiciones dadas. Constituye una parte esencial del control del proceso de secado, proporcionando información útil para el diseño del equipo de secado y para el estudio de la cinética del proceso. Permite la determinación del número de grupos polares disponibles para la sorción de agua por macromoléculas5 (figura 4), la desnaturalización de la proteína produce un desdoblamiento de la molécula exponiendo un mayor número de sitios polares disponibles para la unión de agua.
Existe una relación entre el perfil de la isoterma y el estado (cristalino o amorfo) del sólido8 (figura 5), que conduce a la determinación de la humedad relativa crítica de un sólido a determinada temperatura.
Anderson R.B., Modification of the BET equation, J. Am. Chem. Soc, 68 (1946), 686-691. Timmermann, E.O., Chirife, J., Iglesias, H.A., Water sorption isotherms of food and foodstuffs: BET or GAB parameters?, J. Food Engineering, 48 (2001), 19- 31.
