Vida útil simplificada
Vida útil simplificada
Las pruebas completas de vida útil pueden ser abrumadoras, lentas y caras. Las mediciones de la actividad del agua ofrecen una forma mucho más sencilla y asequible. He aquí por qué.
Sin una fecha de caducidad precisa y específica para cada producto, podría estar desechando productos caducados que aún están en buen estado. O vender productos caducados que en realidad son malos. Podría estar pagando demasiado por un envase que no ayuda a su producto. O renunciando a una vida útil significativa que se conseguiría con un envase mejor. La cuestión es que no se sabe con certeza porque se trabaja a ciegas.
Entonces, ¿por qué no se hacen más pruebas de caducidad?
Pruebas completas de vida útil
Normalmente, se debe a que una verdadera prueba de vida útil completa es una tarea de enormes proporciones. Implica complejas relaciones entre humedad, temperatura y modos de fallo del producto.
Hay muchos factores que pueden hacer que su producto no sea seguro o apetecible: moho, crecimiento microbiano, ranciedad, cambios en la textura o el sabor, degradación de vitaminas. La mayoría de las personas carecen de los conocimientos necesarios para realizar pruebas completas de caducidad en sus propias instalaciones, y contratar a un laboratorio externo para que las lleve a cabo resulta caro.
Existe una alternativa científicamente sólida a este tipo de pruebas de vida útil. Es la vida útil simplificada por la actividad del agua. Genera todos los datos que necesitas para predecir la vida útil de tu producto a partir de un experimento que cualquiera, incluso una pequeña startup, puede permitirse realizar.
Caducidad y actividad del agua
¿Cómo simplifica la actividad del agua la vida útil?
- Elimina las distracciones. Cuando conozcas la actividad del agua de tu producto, sabrás qué modos de fallo son un problema para ese producto.
- Simplifica la predicción. Puede utilizar su medidor de actividad del agua más otro método de medición (que depende de su modo de fallo concreto) para realizar un experimento interno sencillo que predecirá su vida útil con precisión.
- Estandariza la producción. Puede establecer una especificación de actividad del agua que le permita alcanzar su vida útil óptima con cada lote.
Sus datos de caducidad pueden proporcionarle información valiosa que le ayude a detener los fallos del producto, predecir y alargar la caducidad, elegir el envasado más rentable y mucho más.
¿Cómo predice la actividad del agua la vida útil?
La actividad del agua es un medio importante para predecir y controlar la vida útil de los productos alimentarios. La vida útil es el tiempo durante el cual un producto seguirá siendo seguro, mantendrá las propiedades sensoriales, químicas, físicas y microbiológicas deseadas y cumplirá con el etiquetado nutricional. Hay muchos factores que influyen en la vida útil, como la actividad del agua, el pH de , el potencial redox, el oxígeno, el uso de conservantes y las condiciones de procesado y almacenamiento. La medición y el control de la actividad del agua en alimentos y productos farmacéuticos permiten:
- Predecir qué microorganismos serán fuentes potenciales de deterioro e infección.
- Mantener la estabilidad química de los alimentos
- Minimizar las reacciones no enzimáticas de oscurecimiento y las reacciones autocatalíticas espontáneas de oxidación lipídica.
- Controlar la actividad de las enzimas
- Prolongar la presencia de nutrientes y vitaminas en los alimentos
- Optimizar las propiedades físicas de los alimentos
Factores que acaban con la vida útil
Hay tres factores principales que influyen en la vida útil: las propiedades microbianas, los cambios químicos y el deterioro físico. Todos estos factores están relacionados con la actividad del agua.
Crecimiento microbiano
El moho y la proliferación microbiana son las amenazas más peligrosas para la vida útil. Controlar la actividad del agua puede inhibir o impedir la proliferación microbiana, prolongar la vida útil y permitir que algunos productos se almacenen sin refrigeración. Utilizando tablas bien definidas, puede establecer un límite de actividad del agua para su producto y utilizarlo en las pruebas de vida útil.
| aw | Bacterias | Moho | Levadura | Productos típicos |
|---|---|---|---|---|
| 0.97 | Clostridium botulinum E Pseudomonas fluorescens | carne fresca, frutas, verduras, frutas en conserva, verduras en conserva | ||
| 0.95 | Escherichia coli Clostridium perfringens Salmonella spp. Vibrio cholerae | bacon bajo en sal, salchichas cocidas, spray nasal, gotas para los ojos | ||
| 0.94 | Clostridium botulinum A, B Vibrio parahaemolyticus | Stachybotrys atra | ||
| 0.93 | Bacillus cereus | Rhizopus nigricans | algunos quesos, carne curada (jamón) productos de panadería, leche evaporada, ral líquido suspensiones, lociones tópicas | |
| 0.92 | Listeria monocytogenes | |||
| 0.91 | Bacillus subtilis | |||
| 0.90 | Staphylococcus aureus (anaerobio) | Trichothecium roseum | Saccharomyces cerevisiae | |
| 0.88 | Cándida | |||
| 0.87 | Staphylococcus aureus (aerobio) | |||
| 0.85 | Aspergillus clavatus | leche condensada azucarada, quesos curados (cheddar), embutidos fermentados (salami), carnes secas (cecina), tocino, la mayoría de los concentrados de zumo de frutas, jarabe de chocolate, pastel de frutas, fondants, jarabe para la tos, suspensiones analgésicas orales | ||
| 0.84 | Byssochlamys nivea | |||
| 0.83 | Penicillium expansum Penicillium islandicum Penicillium viridicatum | Deharymoces hansenii | ||
| 0.82 | Aspergillus fumigatus Aspergillus parasiticus | |||
| 0.81 | Penicillium Penicillium cyclopium Penicillium patulum | |||
| 0.80 | Saccharomyces bailii | |||
| 0.79 | Penicillium martensii | |||
| 0.78 | Aspergillus flavus | confitura, mermelada, mazapán, frutas glaseadas, melaza, higos secos, pescado muy salado | ||
| 0.77 | Aspergillus niger Aspergillus ocráceo | |||
| 0.75 | Aspergillus restrictus Aspergillus candidus | |||
| 0.71 | Eurotium chevalieri | |||
| 0.70 | Eurotium amstelodami | |||
| 0.62 | Saccharomyces rouxii | frutas desecadas, jarabe de maíz, regaliz, malvaviscos, chicles, alimentos desecados para mascotas | ||
| 0.61 | Monascus bisporus | |||
| 0.60 | Sin proliferación microbiana | |||
| 0.50 | Sin proliferación microbiana | caramelos, toffees, miel, fideos, ungüentos tópicos | ||
| 0.40 | Sin proliferación microbiana | huevo entero en polvo, cacao, centro líquido pastilla para la tos | ||
| 0.30 | Sin proliferación microbiana | galletas, aperitivos a base de almidón, mezclas para pasteles, comprimidos vitamínicos, supositorios | ||
| 0.20 | Sin proliferación microbiana | dulces hervidos, leche en polvo, preparados para lactantes |
Degradación química
La actividad del agua influye en las velocidades de las reacciones químicas de deterioro porque el agua actúa como disolvente, puede ser un reactivo en sí misma o puede cambiar la movilidad de los reactivos a través de la viscosidad. Por ejemplo, las reacciones no enzimáticas de oscurecimiento aumentan con el incremento de la actividad del agua hasta un máximo entre 0,6 y 0,7aw, y la oxidación lipídica se minimiza entre 0,2 y 0,3aw. La estabilidad química óptima se encuentra generalmente cerca del contenido de humedad de la monocapa, según se determina a partir de las isotermas de sorción de humedad.
Deterioro físico
Los entornos de humedad alta y (con menos frecuencia) baja pueden afectar a la actividad del agua de un producto, provocando cambios indeseables en la textura o las propiedades físicas del producto y acortando su vida útil. Los problemas incluyen la pérdida de textura crujiente en los productos secos, el apelmazamiento y la formación de grumos en los polvos, y la dureza o masticabilidad en los productos húmedos. Encontrar la actividad crítica del agua para su producto puede implicar cierta investigación, pero la actividad del agua lo hace mucho más fácil.
Embalaje, envío y almacenamiento
Los cambios en la actividad del agua durante el transporte y el almacenamiento pueden influir profundamente en la vida útil. La actividad del agua depende de la temperatura, y las temperaturas de transporte y almacenamiento pueden afectar a la actividad del agua dentro del envase. Las pruebas simplificadas de vida útil pueden ayudarle a determinar cuál es el mejor envase y a evaluar el efecto de las condiciones de envío y almacenamiento en la vida útil de su producto.
Empiece con pruebas simplificadas
La información sobre cómo maximizar la vida útil se encuentra en la literatura científica alimentaria, pero puede ser difícil encontrar instrucciones paso a paso. Sólo hay que tener en cuenta algunas cosas a la hora de desarrollar un plan para comprobar la vida útil de su producto en particular.
NO intente analizarlo todo
Hay muchos factores que intervienen en la vida útil, pero los que más influyen son la actividad del agua y la temperatura. Empiece por controlar estos dos factores.
Determine los modos de fallo más probables
La vida útil de un producto suele verse afectada por uno o dos fallos. Por ejemplo, la vida útil de las patatas fritas suele terminar por los sabores desagradables asociados a la oxidación de lípidos. Las pruebas simplificadas de caducidad deben comenzar con el seguimiento de la oxidación lipídica a distintas actividades del agua y temperaturas. Una vez considerados los efectos de la oxidación lipídica, se pueden examinar otros factores potencialmente limitantes, como la textura.
Pasos básicos para determinar la caducidad
- Controlar la actividad y la temperatura del agua
- Medición y seguimiento de los cambios en los factores que ponen fin a la vida útil a laaw y temperatura elegidas
- Recoger datos a lo largo del tiempo
- Identifique el intervalo de actividad del agua ideal para su producto
Elija el paquete adecuado
Una vez determinado el intervalo ideal de actividad del agua para su producto, es hora de considerar el envasado. El factor determinante más importante de lo que ocurrirá con la actividad del agua de su producto a lo largo del tiempo es la permeabilidad del material de envasado, es decir, lo bien que puede evitar la transferencia de humedad en diferentes condiciones (véase Wong et al 1999). Para determinar el envase correcto para una vida útil deseada, se necesitan dos parámetros sencillos: la permeabilidad del envase y la actividad crítica del agua.
Encuentra tu WTVR
La fuerza motriz del movimiento del agua a través del envase es una diferencia en las condiciones de actividad del agua dentro y fuera del envase. Los fabricantes utilizan el envase para controlar la velocidad a la que se mueve el agua. La humedad se transfiere a través del envase a una velocidad denominada velocidad de transmisión del vapor de agua (WVTR). El WVTR se puede utilizar en modelos matemáticos para determinar el envase óptimo para la vida útil deseada.
Identifique su intervalo crítico de actividad del agua
Uno de los principales objetivos de las pruebas de caducidad es determinar el mejor intervalo de actividad del agua para su producto. Puede tratarse de una actividad crítica del agua que, si se supera, provocará inmediatamente problemas de seguridad o textura que pondrán fin a la vida útil. O puede ser el "punto óptimo de humedad" que maximiza los beneficios y elimina posibles problemas de sabor, textura y seguridad.
Si los cambios físicos son el principal modo de fallo de su producto, una curva de isoterma dinámica del punto de rocío (DDI) puede identificar la actividad crítica del agua. Una curva DDI mide el cambio en las propiedades de sorción de una muestra a medida que adsorbe y desorbe agua (véase la figura 1).
Las curvas DDI pueden ahorrar mucho tiempo a la hora de identificar una actividad crítica del agua. Puede obtenerlas enviando una muestra de su producto a METER Lab Services o utilizando el VAPOR SORPTION ANALYZER para desarrollar sus propias curvas DDI.
Si el deterioro microbiano es el factor que limita su vida útil, puede identificar una actividad crítica del agua o un intervalo de actividad del agua utilizando límites que han sido bien establecidos por la investigación. En esta tabla se enumeran muchos microorganismos preocupantes que muestran la relación entre la actividad del agua y el crecimiento microbiano.
Si los factores químicos como la oxidación de lípidos, el pardeamiento de Maillard o la pérdida de vitaminas son el principal modo de fallo de su producto, tendrá que trabajar un poco más. La actividad del agua está correlacionada con muchas de estas reacciones químicas, pero debe experimentar para determinar cuál es esa correlación para su producto en particular.
Envasado para una vida útil satisfactoria
Una vez que se conocen la permeabilidad del paquete y la actividad crítica del agua, esos valores pueden utilizarse para realizar modelos predictivos.
La modelización predictiva suele realizarse mediante una serie de complicadas ecuaciones (descritas en la sección Recursos adicionales), pero existe una forma más sencilla. Un programa de software llamado MOISTURE ANALYSIS TOOLKIT, realizará estos cálculos por usted. El kit de herramientas utilizará estas entradas básicas para determinar la vida útil, establecer las especificaciones ideales de envasado e incluso permitirle variar los parámetros de análisis para examinar diferentes opciones de envasado.
Más información sobre la caducidad
En este seminario web de 30 minutos, los científicos alimentarios Mary Galloway y Zachary Cartwright hablan sobre cómo obtener respuestas a sus preguntas sobre la vida útil. Aprenda cómo:
-Solución de problemas y reclamaciones para averiguar por qué la vida útil se acaba antes de lo previsto.
-Predecir cómo afectarán los cambios en la receta a la vida útil
-Comparar el efecto de diferentes opciones de ingredientes.
-Evaluar si una opción de envasado específica le ayudará a alcanzar o mejorar la vida útil
Recursos adicionales
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Carter, B.P., Galloway, M.T., Campbell, G.S., y Carter, A.H. 2015. The critical water activity from dynamic dewpoint isotherms as an indicator of premix powder stability. Revista de Medición y Caracterización de Alimentos. 9(4):479-486.
Carter, B.P., Galloway, M.T., Campbell, G.S., y Carter, A.H. 2015. La actividad crítica del agua a partir de isotermas dinámicas del punto de rocío como indicador de la textura crujiente en galletas de baja humedad. Journal of Food Measurement and Characterization 9(3):463-470.
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