Sin una vida útil precisa y específica para cada producto, es posible que esté desechando productos caducados que aún están en buen estado. O vendiendo productos no caducados que en realidad están en mal estado. Es posible que esté pagando demasiado por envases que no benefician a su producto. O renunciando a una vida útil significativa que se obtendría con un mejor envase. La cuestión es que no lo sabe con certeza porque está operando a ciegas.

Entonces, ¿por qué la gente no realiza más pruebas de vida útil?

Pruebas completas de vida útil

Por lo general, esto se debe a que realizar una prueba de vida útil completa y auténtica es una tarea abrumadora. Implica relaciones complejas entre la humedad, la temperatura y los modos de fallo del producto.

Hay muchos factores que pueden hacer que su producto sea inseguro o desagradable: moho, crecimiento microbiano, ranciedad, cambios en la textura o el sabor, degradación de las vitaminas. La mayoría de las personas no tienen los conocimientos necesarios para realizar pruebas completas de vida útil en sus propias instalaciones, y contratar a un laboratorio externo para que lo haga es caro.

Existe una alternativa científicamente válida a este tipo de pruebas de vida útil. Se trata de la vida útil simplificada por la actividad del agua. Genera todos los datos necesarios para predecir la vida útil de su producto a partir de un experimento que cualquiera, incluso una pequeña empresa emergente, puede permitirse realizar.

Vida útil y actividad del agua

¿Cómo simplifica la actividad del agua la vida útil?

1. Elimina distracciones. Cuando conozca la actividad del agua de su producto, sabrá qué modos de fallo son un problema para ese producto.
2. Simplifica la predicción. Puede utilizar su medidor de actividad del agua junto con otro método de medición (que dependerá de su modo de fallo concreto) para realizar un sencillo experimento interno que le permitirá predecir con precisión la vida útil de su producto.
3. Estandariza la producción. Puede establecer una especificación de actividad del agua que le permita alcanzar la vida útil óptima en cada lote.

Los datos sobre la vida útil pueden proporcionar información valiosa que le ayudará a evitar fallos en los productos, predecir y prolongar la vida útil, elegir el embalaje 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 alimenticios. 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, entre ellos la actividad del agua, el pH, el potencial redox, el oxígeno, el uso de conservantes y las condiciones de procesamiento/almacenamiento. Mediante la medición y el control de la actividad del agua en los alimentos y los productos farmacéuticos, es posible:

• Predecir qué microorganismos serán fuentes potenciales de deterioro e infección.
• Mantener la estabilidad química de los alimentos.
• Minimizar las reacciones de oscurecimiento no enzimáticas y las reacciones espontáneas de oxidación autocatalítica de los lípidos.
• Controlar la actividad de las enzimas.
• Prolongar los 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 el crecimiento microbiano son las amenazas más peligrosas para la vida útil. El control de la actividad del agua puede inhibir o impedir el crecimiento microbiano, prolongar la vida útil y permitir que algunos productos se almacenen de forma segura sin necesidad de refrigeración. Mediante tablas bien definidas, puede establecer un límite de actividad del agua para su producto y utilizarlo en las pruebas de vida útil.

Degradación química

La actividad del agua influye en las velocidades de las reacciones químicas deteriorantes 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 de oscurecimiento no enzimáticas aumentan con el aumento de la actividad del agua hasta un máximo de 0,6 a 0,7 aw, y la oxidación de los lípidos se minimiza entre 0,2 y 0,3 aw aproximadamente. 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 con alta humedad (y, con menos frecuencia, con baja humedad) pueden afectar a la actividad del agua de un producto, provocando cambios indeseables en su textura o propiedades físicas y acortando su vida útil. Entre los problemas que pueden surgir se incluyen la pérdida de crujiente en los productos secos, la formación de grumos y aglomeraciones en los polvos, y la dureza o masticabilidad en los productos húmedos. Determinar la actividad del agua crítica para su producto puede requerir cierta investigación, pero la actividad del agua facilita mucho esta tarea.

Embalaje, envío y almacenamiento

Los cambios en la actividad del agua durante el transporte y el almacenamiento pueden influir considerablemente en la vida útil. La actividad del agua depende de la temperatura, y las temperaturas durante el transporte y el almacenamiento pueden afectar a la actividad del agua dentro del envase. Las pruebas simplificadas de vida útil pueden ayudarle a determinar el mejor envase y evaluar el efecto de las condiciones de transporte 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 sobre ciencia alimentaria, pero puede resultar difícil encontrar instrucciones paso a paso. Solo 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 intentes analizarlo todo.

Hay muchos factores que influyen en la vida útil, pero los que más impacto tienen son la actividad del agua y la temperatura. Empieza por controlar esos dos factores.

DETERMINE los modos de fallo más probables.

La vida útil de un producto suele verse afectada por uno o dos modos de fallo. Por ejemplo, la vida útil de las patatas fritas suele acabar debido a los sabores desagradables asociados a la oxidación de los lípidos. Las pruebas simplificadas de vida útil deben comenzar por el seguimiento de la oxidación de los lípidos a diferentes actividades acuosas y temperaturas. Una vez que se han tenido en cuenta los efectos de la oxidación de los lípidos, se pueden examinar otros factores potencialmente limitantes, como la textura.

Los pasos básicos para determinar la vida útil

1. Controlar la actividad del agua y la temperatura.
2. Mida y realice un seguimiento de los cambios en los factores que determinan la vida útil a una temperatura determinada.
3. w
4. Recopilar datos a lo largo del tiempo.
5. Identifique el rango ideal de actividad del agua para su producto.

Elige el paquete adecuado

Una vez que haya determinado el rango ideal de actividad del agua para su producto, es hora de pensar en el envase. El factor más importante que determina lo que sucederá con la actividad del agua de su producto con el tiempo es la permeabilidad del material del envase, es decir, su capacidad para evitar la transferencia de humedad en diferentes condiciones (véase Wong et al., 1999). Para determinar el envase adecuado para la vida útil deseada, se necesitan dos métricas sencillas: la permeabilidad del envase y la actividad crítica del agua.

Encuentre su WVTR

La fuerza motriz del movimiento del agua a través del envase es la diferencia en las condiciones de actividad del agua dentro y fuera del envase. Los fabricantes utilizan envases para controlar la velocidad a la que se mueve esta agua. La humedad se transfiere a través del envase a una velocidad que se denomina índice de transmisión de vapor de agua (WVTR). El WVTR se puede utilizar en modelos matemáticos para determinar el envase óptimo para la vida útil deseada.

Identifique su rango crítico de actividad del agua.

Uno de los principales objetivos de las pruebas de vida útil es determinar el mejor rango de actividad del agua para su producto. Puede tratarse de una actividad del agua crítica que, si se supera, provocará inmediatamente problemas de seguridad o textura que acaben con 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 la principal causa de fallo de su producto, una curva isotérmica 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 ANALIZADOR DE SORCIÓN DE VAPOR para desarrollar sus propias curvas DDI.

Si el deterioro microbiano es el factor que limita la vida útil, se puede identificar una actividad del agua crítica o un rango de actividad del agua utilizando los límites que han sido bien establecidos por la investigación. Muchos microorganismos de interés se enumeran en esta tabla, que muestra la relación entre la actividad del agua y el crecimiento microbiano.

Si los factores químicos como la oxidación de los lípidos, el oscurecimiento de Maillard o la pérdida de vitaminas son la principal causa de deterioro de su producto, tendrá que trabajar un poco más. La actividad del agua está relacionada con muchas de estas reacciones químicas, pero deberá realizar experimentos para determinar cuál es esa relación en el caso de su producto concreto.

Paquete para el éxito de la vida útil

Una vez que se conocen la permeabilidad del envase y la actividad crítica del agua, esos valores pueden utilizarse para realizar modelos predictivos.

El modelado predictivo suele realizarse mediante una serie de ecuaciones complicadas (descritas en la sección Recursos adicionales), pero existe una forma más sencilla. Un programa de software llamado MOISTURE ANALYSIS TOOLKIT(Kit de herramientas para el análisis de la humedad) realizará estos cálculos por usted. El kit de herramientas utilizará estos datos básicos para determinar la vida útil, establecer las especificaciones de envasado ideales e incluso le permitirá variar los parámetros de análisis para examinar diferentes opciones de envasado.

Más información sobre la vida útil

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 a:

• Resolver problemas y quejas para averiguar por qué la vida útil está terminando antes de lo esperado.
• Predecir cómo los cambios en la receta afectarán a la vida útil.
• Compare el efecto de diferentes opciones de ingredientes.
• Evalúa si una opción de envasado específica te ayudará a alcanzar o mejorar la vida útil.

Recursos adicionales

ASTM International. ASTM E96-00 Métodos de ensayo estándar para la transmisión de vapor de agua de los materiales. West Conshohocken, Pensilvania: ASTM International, 2000.

Azanha, A.B., y Faria J. A. F. «Uso de modelos matemáticos para estimar la vida útil de los copos de maíz en envases flexibles». Packaging Technology and Science 18, n.º 4 (2005): 171-178.

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 estabilidad del polvo premezclado. 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 con bajo contenido de humedad. Journal of Food Measurement and Characterization 9(3):463-470.

Carter, B. P. y Schmidt, S. J. «Avances en la determinación de la transición vítrea en alimentos mediante isotermas de sorción de humedad». Food Chemistry 132, n.º 4 (2012): 1693-1698.

Risbo, J. «La dinámica de la migración de la humedad en sistemas alimentarios multicomponentes envasados I: predicciones de la vida útil de un sistema de cereales y pasas». Journal of Food Engineering 58, n.º 3 (2003): 239-246.

La estabilidad y la vida útil de los alimentos, editado por David Kilcast y Persis Subramaniam. Woodhead Publishing, 2000.

Koutsoumanis, Konstantinos y George-John E. Nychas. «Aplicación de un procedimiento experimental sistemático para desarrollar un modelo microbiano para la predicción rápida de la vida útil del pescado». International Journal of Food Microbiology 60, n.º 2-3 (2000): 171-84. doi:10.1016/s0168-1605(00)00309-3.

Del Nobile, M. A., Buonocore, G. G., Limbo, S. y Fava, P. «Predicción de la vida útil de alimentos secos a base de cereales envasados en films sensibles a la humedad». Journal of Food Science 68, n.º 4 (2003): 1292-1300.

Labuza, T.P., y Hyman, C. R. «Moisture Migration and Control in Multi-domain Foods» (Migración y control de la humedad en alimentos multidominio). Trends in Food Science & Technology 9, n.º 2 (1998) 47-55.

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