“È perciò consigliabile non utilizzare il concetto di acqua legata”

      Pieter Walstra


Walstra, autore del monumentale “Physical Chemistry of Food” dal quale è ripresa la citazione in alto a destra, alla luce dei suoi lavori e di innumerevoli pubblicazioni scientifiche rappresenta uno dei massimi esperti mondiali di food science. Ma perché ci scoraggia a usare la definizione di acqua legata?
Come già accennato qua e là in qualche articolo passato (si veda ad esempio
qui), il concetto di acqua legata, scusate il gioco di parole, fa acqua da tutte le parti. Negli ultimi tempi ho ricevuto più volte, da parte di alcuni colleghi, richieste di ulteriori delucidazioni che mi appresto a fornire in maniera sintentica.

Il problema si riduce a un’evidenza: l’idea di acqua legata si riferisce confusamente a tutta una serie di fenomeni diversi tra loro, che per giunta mostrano una variabilità di risultati dipendenti persino dal tipo di misurazione che viene effettuata. È un concetto decisamente vecchio, utilizzato in alcuni libri poco aggiornati e studi sorpassati.
Si parla di acqua legata in riferimento all’ “acqua non reattiva” in alimenti il cui tasso di umidità è basso. Ma in tal caso è meglio parlare di acqua a ridotta attività (si veda nuovamente l’articolo succitato sull’attività dell’acqua). Difatti il termine “acqua non reattiva” non ha alcun senso.

Si parla di acqua legata anche in riferimento all’acqua di imbibizione. Immaginate un polimero a forma di molla, nei suoi interstizi si inseriranno le molecole d’acqua. Per rimuoverle sarà necessario “strizzarlo”, il che costa un certo quantitativo di energia appunto per fargli assumere una diversa conformazione. Quando poi i polimeri si intrecciano, ad esempio in una situazione di gelificazione, possiamo avere cospicui e variabili quantitativi di acqua intrappolata, la cui entità è scarsamente prevedibile e che non ha a che fare con nessun tipo di legame, ma con una condizione di equilibrio di vari fattori (pH e sali minerali, presenza di proteine, concentrazione dei polimeri, etc.).

Si parla di acqua legata inoltre in riferimento all’acqua non disponibile come solvente. In pratica si estrare una soluzione acquosa da un alimento, e se la concentrazione di quest’ultima risulta maggiore di quella analizzata nell’alimento stesso, si conclude che l’acqua mancante sia acqua legata. In verità la maggior parte di quell’acqua è semplicemente acqua che non partecipa alla dissoluzione, in dipendenza dalla natura del soluto (dalla sua massa molare) e dalle caratteristiche dell’alimento. Non voglio perdermi nei dettagli di questi meccanismi, per chi volesse può consultare il libro “Physical Chemistry of Food”.
Quello che invece mi preme è parlare di acqua legata come acqua che non congela. Anche in questo caso si cade facilmente in errore.

Ci sono dei meccanismi diversi nel (non) congelamento dell’acqua a parte quelli osmotici legati alla legge di Raoult che conosciamo tutti. C’è ad esempio acqua sovraraffreddata, anche a -40°C, per vari motivi tra cui un’assenza di una appropriata nucleazione. C’è l’effetto di idratazione e adsorbimento di alcuni ingredienti, per cui l’acqua molto vicina alle superfici ha difficoltà a congelare: sia perché direttamente interessata da legami idrogeno, influenzando quest’ultima anche l’acqua circostante, sia perché l’acqua è direttamente disturbata dalle superfici, senza però formare legami idrogeno. A tutte queste molecole è associata un’attività dell’acqua più bassa ed è necessaria più energia per rimuoverla, diminuendo così il punto di congelamento.

In ambienti ad alta concentrazione come è la miscela durante il congelamento, inoltre, la diffusione dell’acqua diminuisce, aumentando così la probabilità di acqua sovraraffreddata perché meno probabile la formazione di nuclei di cristallizzazione ma anche la crescita dei cristalli già formati.

Un altro motivo per cui non è rigoroso parlare di acqua legata è il fatto che l’acqua di idratazione non è legata in modo permanente, ma c’è uno scambio, all’equilibrio, con le molecole d’acqua circostanti. La natura di questi legami infatti non è statica come si pensa, l’acqua è in continuo movimento.

Per approfondire l’argomento consiglio la lettura di uno studio in cui vengono discussi tutti questi ultimi punti in modo più formale.
In definitiva il moto dell’acqua all’interno di un alimento è materia piuttosto complessa, e viene spesso semplificata. Non c’è nulla di male nel semplificare la faccenda, specie se poi ci si rivolge a un professionista che non ha tempo da perdere in “cavilli” teorici. Ciononostante è necessario mantenere un certo rigore. Quando parliamo di quella porzione di acqua che non congela, basta riferirsi appunto all’acqua come liquida, o non congelata, tutto qui. Alle volte la soluzione più semplice è proprio sotto il naso.

 

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