Examen de métodos simplificados de ensayo de vida útil

La vida útil es el tiempo práctico que un producto sigue siendo deseable para un cliente e incluye el lapso en el que un cliente querría comprar y consumir el producto. La vida útil también se refiere al tiempo que un producto puede seguir siendo seguro para el consumo. El fin de la vida útil puede deberse al deterioro microbiano, al moho y a la proliferación de bacterias patógenas peligrosas.

Factores que afectan a la vida útil

Hay varios factores que afectan a la vida útil. El tipo de producto, cómo se almacena y cómo se manipula durante la fabricación son factores que contribuyen a la vida útil. La vida útil puede referirse tanto a la calidad como a la estabilidad de un producto. 

Muchos fabricantes comunican la caducidad de un producto utilizando fechas de consumo preferente o de caducidad, aunque ninguno de estos términos está regulado. A pesar de la falta de regulación, muchas empresas intentan ser prudentes y conservadoras a la hora de determinar la caducidad de un producto para proteger tanto al consumidor como la reputación de la marca.

La vida útil depende de factores intrínsecos y extrínsecos. Las propiedades intrínsecas incluyen la actividad del agua, el tipo de matriz, las reacciones químicas dentro de un producto, la estructura de un producto y los ingredientes. Los factores extrínsecos que afectan a la vida útil incluyen la humedad de almacenamiento, la temperatura, el envasado y el contenido de oxígeno. Diferentes ingredientes tendrán diferentes modos de fallo cuando se expongan a factores extrínsecos. 

Dentro de unos límites adecuados de actividad del agua, la vida útil de un producto está directamente relacionada con la calidad. Un producto que supere su vida útil podría perder sabor, cambiar de sabor u oxidarse. También podría experimentar migración de humedad, pérdida de textura, pérdida de nutrientes y/o cambios de acidez que afectan a los sabores y provocan olores.

Cómo determinar la caducidad

Determinar la vida útil de un producto puede ser difícil porque los fabricantes deben tener en cuenta muchas variables. Algunas empresas adivinan basándose en productos similares y hacen comparaciones conservadoras. 

Algunos también almacenan el producto y esperan a que su calidad o estabilidad sea inaceptable, a menudo mediante costosas pruebas sensoriales o instrumentales, aunque este método puede no ser muy eficaz, ya que se puede esperar mucho tiempo hasta que un producto sea inaceptable.

Un método eficaz para acelerar las pruebas de caducidad consiste en someter las muestras a un aumento de la temperatura y de la actividad del agua. Estos factores acelerarán los posibles procesos y acortarán la vida útil para una observación más eficaz. Una vez obtenidos los datos, se pueden extrapolar los resultados para determinar la vida útil en circunstancias normales.

Vida útil simplificada

Sin embargo, la vida útil simplificada es un enfoque paso a paso para determinar la vida útil. Este enfoque sigue un proceso predeterminado eliminando los modos de fallo más improbables y centrándose en los modos de fallo más probables. 

Utilizar el método más sencillo para rastrear el modo de fallo permite hacerse una idea de cuándo falla el producto. Además, este método permite realizar un seguimiento menos costoso de modos específicos de fallo y puede tener en cuenta los retos y dificultades que acompañan a las pruebas de vida útil acelerada.

El proceso simplificado de caducidad es el siguiente:

1. ¿Cuál es la actividad de agua esperada de un producto a una temperatura de almacenamiento típica? Utilice un instrumento de actividad del agua para determinar este valor.
2. ¿Cuál es el modo de fallo más probable? El modo de fallo más probable puede determinarse utilizando los límites de actividad del agua y aislará las opciones más probables.
3. ¿Cuál es el intervalo ideal de actividad del agua?
4. ¿Qué envase sería el más adecuado?

Un producto con un nivel de actividad del agua de 0,85 probablemente sufrirá deterioro microbiano y probablemente necesitará refrigeración. Los productos con una actividad del agua de 0,7 a 0,85 corren el riesgo de sufrir deterioro microbiano e inestabilidad química. (La inestabilidad química se produce cuando las reacciones químicas son máximas y suelen afectar tanto al sabor como al olor). Un límite de actividad del agua de 0,4 a 0,7 tiene más probabilidades de fracasar debido a la inestabilidad química y la migración de humedad. (Los productos con una actividad del agua entre 0,2 y 0,4 corren el riesgo de sufrir cambios de textura, inestabilidad química y acidez.

Experimento con galletas de mantequilla

Una galleta de mantequilla tiene una actividad de agua de 0,4 o menos, lo que significa que los modos de fallo más probables son la inestabilidad química y la textura. (Podemos eliminar la migración de humedad como contendiente porque una galleta shortbread no es un producto multicomponente). Tomando varias galletas shortbread y manteniéndolas a diferentes actividades del agua y temperaturas, podemos identificar mejor el papel de la actividad del agua y la temperatura en la estabilidad de este producto.

Podemos crear un modelo que tenga en cuenta tanto la temperatura como la actividad del agua, formando una curva isotérmica DDI, y buscar los puntos de inflexión para identificar cuándo la actividad del agua empieza a afectar a la textura del shortbread. (Si no hay curva DDI, pasar a un estudio de textura más profundo y a un panel sensorial).

Envasado para su conservación

La permeabilidad debe tenerse en cuenta a la hora de determinar la vida útil y envasar un producto. Hay que considerar con qué rapidez cambiará la actividad del agua dentro del envase, qué impacto tendrá ese cambio en el producto y su textura, y la estabilidad química del producto. Además, el envasado debe tener en cuenta la superficie del envase, la masa total de la muestra dentro del envase, la humedad del aire circundante y los peores escenarios de condiciones de abuso.

Identificar el intervalo ideal de actividad del agua para un producto maximizará la vida útil más allá de determinar cuál es esa vida útil. Conocer el límite de actividad del agua conducirá a un buen control del proceso y a un envasado adecuado.