Ingredientes naturales 101: La humedad en los frutos secos

Medir y controlar la humedad de los ingredientes naturales es una de las formas más fiables y rentables de evitar los problemas de formulación, los retrasos en la producción y los problemas de calidad que suelen causar. 

El laboratorio de I+D de METER Food ha ayudado a algunas de las mayores empresas alimentarias del mundo a comprender y eliminar la inconsistencia de sus ingredientes naturales. En esta emisión, Mary Galloway (directora del laboratorio de I+D) y Zachary Cartwright (científico alimentario principal) compartirán cómo han ayudado y qué han aprendido en el proceso. 

Transcripción, editada para mayor claridad

Dr. Zachary Cartwright: Bienvenidos a Ingredientes Naturales 101, donde hablaremos de frutas secas y nueces. Tanto si los utiliza como productos finales o como ingredientes, estamos aquí para hablar de cómo puede controlar y supervisar el agua en este tipo de productos.

En primer lugar, vamos a hablar de la variabilidad que existe en los frutos secos. Vamos a mostrar una imagen, empezando por la fruta. Parece un gráfico de dispersión que muestra la relación entre la actividad del agua en el eje X, y el contenido de humedad en el Y. Se trata de datos que Mary recogió - te lo paso a ti, Mary. Tal vez usted puede hablar de lo que estamos viendo aquí.

Mary Galloway: Claro. Hay mucha variabilidad dentro de los diferentes tipos de fruta, pero también hay bastante variedad dentro de un mismo tipo de fruta. Vamos a sacar los datos de los arándanos.

En este seminario utilizaremos como ejemplos los arándanos y las almendras, pero los principios también se aplican a otras frutas y frutos secos.

Parte de la variabilidad que verás en la fruta tiene que ver con el contenido de azúcar y fibra que encontrarás en la fruta. Como ya he mencionado, estos factores pueden variar entre los distintos tipos de fruta. Por ejemplo, el mango es una fruta muy fibrosa y la relación es muy diferente. Tenemos una gran variabilidad dentro de la actividad del agua y el contenido de humedad para eso. Con los arándanos, hay una relación más predecible entre la actividad del agua y el contenido de humedad.

Pero incluso en este caso, obtendrá diferencias en el contenido de azúcar y fibra incluso en los arándanos. Las diferencias varietales influyen, al igual que el método de secado y la forma en que se procesaron. ¿Ha sido procesado como un arándano natural, sin azúcar, o se le ha añadido azúcar u otra cosa? Incluso la temporada de cultivo puede tener un gran impacto. Aunque se trate exactamente del mismo productor y de la misma variedad año tras año, puede haber diferencias en las características de la baya debido a las variaciones en la temporada de cultivo.

Otro factor que puede variar es el pH, que suele afectar más a la fruta que a otros ingredientes. La fruta tiende a ser ácida, lo que significa que tiene un pH bajo. Cuando tienes algo que tiene más acidez, puedes permitirte una actividad de agua un poco más alta, ya que no tendrás tantos problemas con los límites del moho.

Digamos que estás fabricando una barrita o un tentempié, y te suministran una fruta con un pH específico. Encuentras el límite de actividad del agua que la mantendrá segura y sigues adelante. Pero puede que al año siguiente la fruta llegue con un pH más bajo y ya no disponga de ese colchón de seguridad. 

ZC: Me alegro de que mencione la temporada de cultivo. He trabajado con muchas empresas y, aunque producen cerezas deshidratadas o el mismo producto año tras año, siguen variando según la temporada de cultivo. Eso hace que medir la humedad sea un reto incluso de un año para otro. 

¿Y los frutos secos? ¿Qué tipo de variabilidad observa en los frutos secos? ¿Más variación o menos? ¿O es un gráfico de dispersión similar al que vamos a ver?

MG: Sigue siendo un gráfico de dispersión, pero no tanto. Tenemos un gráfico aquí donde estamos mostrando una variedad de frutos secos de un estudio similar que hicimos. Tenemos un montón de diferentes frutos secos, almendras, cacahuetes, anacardos, y se puede ver que es un poco loco. 

Cuando sacamos las almendras específicamente, se puede ver que hay una tendencia bastante agradable, pero es diferente de los arándanos. Estamos en un rango de actividad de agua mucho más bajo. Usted no ve tanta variabilidad, pero todavía hay variación, y por razones similares.

Pero aquí, incluso más allá de la temporada de cultivo y de lo que hemos hablado antes, el procesado puede ser un factor importante. ¿Está crudo? ¿Está seco? ¿Está salado? ¿Está aromatizado? Todo ello influye en la actividad del agua y en el contenido de humedad de un fruto seco.

Además, hay que tener en cuenta que los frutos secos viven en un intervalo de actividad del agua más bajo. Cuando son bajos, pueden ser susceptibles a la rancidez. Hemos hablado de eso en otros webinars. 

Básicamente, cuando la actividad del agua es baja, los lípidos están más expuestos al medio ambiente y se oxidan más. Esto es importante tanto para los productores como para los importadores de frutos secos. 

Podemos utilizar la relación isoterma para visualizarlo. Se puede ver una relación definida entre la actividad del agua y el contenido de humedad. 

Pero, al igual que con las frutas, hay que tener en cuenta para qué se va a utilizar el fruto seco y en qué forma. Tienen menos variabilidad, lo cual es estupendo, pero ¿lo vamos a utilizar como tentempié, como ingrediente? ¿Está entero, salado, es una pasta, son sólo trozos? Todo ello influye en la facilidad con la que se puede modificar la actividad del agua y el contenido de humedad de los frutos secos.

ZC: Estupendo. Para resumir esta primera sección, lo que intentamos demostrar aquí es que hay mucha variabilidad, tanto si se trata de fruta como de frutos secos. Hemos mostrado estos dos gráficos de dispersión. Vamos a centrar la siguiente sección en las implicaciones de la variabilidad, cómo reducir la variabilidad, y luego pasaremos a las isotermas y terminaremos con lo que ocurre cuando mezclamos estas cosas.

Implicaciones de la variabilidad

ZC: Hablemos de algunas de las implicaciones de la variabilidad. Vamos a empezar por lo obvio: la textura y el sabor. Mary nos ha preparado un pequeño experimento. Voy a dejar que nos describa lo que tenemos delante.

MG: Sí. Hemos establecido dos condiciones diferentes para demostrar las diferencias entre una fruta o un fruto seco sobrehidratado o hidratado frente a algo que ha sido secado en exceso. Así que estos arándanos aquí y estas almendras, los hemos equilibrado a una mayor actividad de agua. Están en alrededor de 0,7. 

Sé que es un poco difícil de ver en el video, pero para un arándano, que es suave. Hay una textura muy suave a la misma. Eso no es terrible para un arándano, aunque usted quiere tener cuidado porque hay ese límite de moho a 0,7. Incluso con ese pH del que hablé, no recomendaría acercarse demasiado a esa zona. Esta textura es lo suficientemente suave como para ser ideal si usted acaba de comer estos por sí mismos - siempre y cuando no estaban mohosos. 

Pero para la almendra, este nivel de actividad del agua es diferente. Esto es demasiado húmedo, demasiado alta actividad del agua para la almendra, y va a ser suave. Imagínense lo que es morder una nuez blanda. A medida que empujo, puedo sentir que cede un poco. Todo el mundo sabe lo que se siente - no es bueno. 

En comparación con las muestras más húmedas, aquí tenemos almendras y arándanos secos. Para la almendra, que es un lugar natural para que sea, en una menor actividad del agua. Cuando muerdes eso, obtienes un agradable crujido. Pero para los arándanos, es demasiado duro. Este no es un lugar feliz para los arándanos para vivir.

Igual que una nuez blanda es asquerosa, una fruta dura como una roca no es apetitosa. Escucha, puedo sacudirlas en el tarro. Es ruidoso.

ZC: Sí. Se nota la diferencia. Sin duda.

MG: Se dice que se secan, ¿verdad? Cuando tratamos de encontrar un equilibrio entre la actividad del agua y el contenido de humedad, hay que tener en cuenta lo que eso va a hacer a los ingredientes. ¿Es demasiado bajo y obtendremos una textura dura, o es demasiado alta la actividad del agua y obtendremos una textura blanda? Hay que encontrar el equilibrio entre ambas.

ZC: Quisiera preguntarle cómo organizó este experimento. Cómo determinaste las actividades del agua que debían equilibrarse y de dónde proceden esas cifras?

MG: Nos fijamos sobre todo en la actividad nativa del agua de nuestros ingredientes. Tenemos algunos ejemplos en los que los hemos tomado tal cual y los hemos mezclado. Si no les hiciéramos nada, si los tomáramos directamente de un proveedor y los mezcláramos, ¿dónde irían a parar?

Empezamos donde empiezan de forma nativa y partimos de ahí. Cuando la actividad hídrica es baja, hay motivos y dificultades, como en el caso de los frutos secos, donde queremos evitar la ranciedad. Pero sobre todo nos quedamos en sus áreas naturales y luego les dio la vuelta - la baja actividad de agua para las almendras, ponemos los arándanos allí y viceversa para la parte superior más de un arándano húmedo y para ver lo que iba a hacer con las almendras.

ZC: Esto también nos remite a la primera sección, en la que hablábamos de considerar si se va a utilizar como ingrediente o como producto final. Porque es posible que desee un arándano más seco en un cereal o algo por el estilo. Pero si se trata de un tentempié con arándanos, es preferible algo más suave. El mero hecho de pensar en cómo se van a utilizar le ayudará a fijar su objetivo. 

Medición y contabilización de la variabilidad de la humedad en frutas y frutos secos

ZC: A continuación hablaremos de la medición y contabilización de la variabilidad en frutas y frutos secos. Mary, me gustaría preguntarte, ¿cómo se hace esto ahora? ¿Cómo se mide la humedad en frutas y frutos secos?

MG: Sí, sobre todo es el contenido de humedad que están utilizando. Ambas industrias llevan mucho tiempo funcionando, así que tienen métodos arcaicos para determinar el contenido de humedad. 

A menudo, la pérdida en el secado es el método de medición, a veces un balance de humedad, lo que significa que usted está recibiendo un contenido de humedad más rápido, pero usted tiene una lámpara muy caliente que va a tratar de expulsar la humedad. El problema con esto es que tanto las frutas como los frutos secos tienen problemas con las altas temperaturas. La fruta tiene un alto contenido de azúcar, por lo que puede oscurecerse y convertirse en hidrocarburos. Los frutos secos pueden tostarse, lo que puede alterar el contenido de humedad. 

En realidad, la industria frutícola también tiene otras formas, más antiguas, en las que miden el cambio en la electroconductividad de la pasta de fruta. No es la forma más precisa de hacerlo, pero es tradicional.

Cuando se dispone de datos tradicionales, es difícil dejar de utilizar esa medición, ya que todos los datos históricos proceden de ella. Pero esta puede ser una buena transición para hablar de la relación entre el contenido de humedad y la actividad del agua y por qué es importante. 

ZC: Sí. En las secciones anteriores, hemos mencionado la actividad del agua bastantes veces. La razón es que la actividad del agua es una forma mucho más fácil y precisa de pensar en el agua de su producto y en cómo se relaciona directamente con la calidad o incluso con la seguridad. Lo que vamos a mostrar aquí es una imagen que muestra la relación entre la actividad del agua en el eje X y el contenido de humedad en el eje Y. Ya mostramos esto antes cuando mostramos esos gráficos de dispersión. Pero mirando esto un poco más de cerca ayudará a entender cómo esta relación se puede utilizar, sobre todo cuando hablamos de mezcla en una de nuestras próximas secciones. 

Si trazáramos la relación completa entre la actividad del agua y el contenido de humedad a una temperatura específica, obtendríamos este mapa completo de humedad que llamamos isoterma de sorción de humedad. En el Grupo METER tenemos una forma única de hacerlo.

Tenemos un método llamado isoterma dinámica del punto de rocío. Básicamente lo que esto nos permite hacer es crear una isoterma de muy alta resolución para que podamos ver toda esa relación. La forma en que esto es realmente útil es que a medida que se mueve hacia arriba y hacia abajo esta curva, nos puede ayudar a entender cosas como las velocidades de reacción. Lo mencionaste antes, cosas como la oxidación de lípidos ocurrirá en ciertas actividades de agua. Si utilizamos este mapa de humedad, entonces podemos establecer el objetivo correcto para nuestras almendras, alrededor de 0,3 de actividad de agua. También hay reacciones de oscurecimiento o actividad enzimática, otras cosas que pueden ocurrir a medida que nos movemos a lo largo de esta curva. También podemos utilizar la isoterma para predecir cuándo pueden presentarse desafíos microbianos. Ya se trate de moho, bacterias o levaduras, estas cosas van a empezar a ocurrir a medida que subimos en la actividad del agua. Eso es algo que puedes tener en cuenta cuando mires esta curva isotérmica.

Lo último que hay que tener en cuenta son los cambios de textura. Si estuviéramos hablando de un polvo, podría ser un punto de pataleo y aglutinación. Incluso aquí, donde estamos hablando de textura, estos cambios de textura pueden aparecer en nuestra curva isotérmica y pueden ser algo que podamos identificar lo que llamamos una actividad crítica del agua. Conocemos el rango de actividad del agua en el que tenemos que permanecer antes de que empecemos a tener cambios notables. La razón por la que menciono esta curva es porque es una buena manera de pensar en todas estas cosas que afectan a la seguridad y la calidad del producto que estamos analizando. Esa isoterma va a ser específica para cada uno de los productos o cada uno de los ingredientes que analicemos. ¿Hay algo que me esté perdiendo, algo más que quieras añadir sobre el uso de isotermas?

MG: No, usted ha hecho un muy buen trabajo y espero que usted será capaz de visualizar, como Zach estaba hablando allí acerca de las diferentes influencias que la actividad del agua puede tener sobre un producto, porque a medida que aumentamos la actividad del agua, diferentes cambios pueden ocurrir. Hay diferentes modos que están sucediendo allí. Algunos de ellos pueden tener mucho sentido, como la reacción de oscurecimiento, que tiene que ver con el agua que está en el área circundante de algo. Es como cambiar diferentes modos a medida que nos movemos hacia arriba en la actividad del agua, pero todo eso tiene un impacto en un producto que es la física y hay que tener en cuenta.

ZC: Digamos que ahora tenemos una isoterma, ¿cómo se puede utilizar esa isoterma para mejorar la precisión, sobre todo si se piensa en ello, creo que tenemos un ejemplo con la nuez. 

Tal vez usted puede caminar a través de ese ejemplo y hablar de cómo tener variación en su medición del contenido de humedad va a aparecer en la curva de isoterma.

MG: Aquí es donde la precisión en la medición realmente importa. Porque si estamos utilizando una forma más antigua, tradicional, y esto era un ejemplo de la vida real con pacana del productor de pacana, en particular, donde su método para medir el contenido de humedad sólo era exacta a 0,5. sólo un medio por ciento más de contenido de humedad, que parece bastante bueno, ¿verdad?

ZC: Sí, muy bien, comparado con lo que veo normalmente.

MG: Sí. Usted está pensando, oh sí, la mitad de un por ciento. Yo estaría feliz con eso. Pero cuando nos fijamos en esa relación con la humedad en la nuez, podemos ver que, y tenemos un gráfico secundario que está mostrando un más o menos de 0,25. La mitad de eso. si decimos 0,5, podría ser empujando hacia arriba un poco o empujando hacia abajo. ¿Qué significa eso en términos de seguridad y el crecimiento de moho? 

Si observamos la isoterma, nos daremos cuenta de que incluso si la aumentamos un poco, un cuarto de aumento en el contenido de humedad nos sitúa en el 0,7 de actividad del agua, que es donde el moho puede empezar a crecer. Eso es un gran problema. Si usted no sabe, cuando usted tiene esta variabilidad en su una medida que usted está utilizando, cuando usted realmente mira no le está diciendo todo lo que usted necesita saber.

Pero la actividad del agua, la granularidad en esa medición es enorme. Así que usted puede ver en el segundo gráfico, tenemos un rango de 0,01 la actividad del agua, y podemos medir cada poco de eso. Así que es muy fácil ver donde realmente vamos a estar en el contenido de humedad, y realmente se trata de la actividad del agua y no el contenido de humedad de todos modos, donde ese límite de moho va a suceder o donde vamos a tener algunos problemas en ese ámbito.

ZC: Una vez más, sólo quiero señalar que el 0,5%, que ni siquiera puede ser realista - la mayoría de las veces veo más o menos uno o incluso 2% - pero este gráfico hace un muy buen trabajo de mostrar que si usted está cerca de ese límite microbiano y sólo está midiendo el contenido de humedad, entonces usted tiene una muy buena probabilidad de que parte de su producto va a tener problemas con el moho. 

La forma en que veo que algunas empresas tratan de hacer frente a esto es simplemente secar en exceso, pero entonces se corre el riesgo de estropear el rendimiento y los ingresos, pero tal vez secar en exceso y llegar al punto de que se produzca la oxidación de lípidos. 

Lo que intentamos demostrar aquí es que si se utiliza la actividad del agua, esa es la medida correcta, y no solo se debe medir el producto final, sino también los ingredientes entrantes a lo largo de la producción y el producto final.

MG: Correcto. Es un buen punto porque, como ya hemos dicho antes, si tienes un proveedor al que sigues recurriendo año tras año, va a seguir habiendo variabilidad, es inevitable. Sólo tienes que saberlo, y entonces puedes hacer ajustes en tu propio proceso. Incluso con el mismo proveedor, como he dicho, la variabilidad persistirá. Si se mide a medida que llega, se sabrá lo que se obtiene. 

La actividad del agua es simplemente una mejor métrica en el sentido de que eso es lo que va a estar impulsando cualquier crecimiento microbiano, no es el contenido de humedad, y otras cosas, la migración de humedad, de la que hablaremos en el futuro. Pero es una medida fácil. También es más rápido que muchos métodos de contenido de humedad.

ZC: Sí. Es una transición perfecta porque en la próxima sección hablaremos de mezclar estas cosas y predecir la migración de la humedad y cómo hacerlo con una isoterma.

Problemas de humedad al trabajar con frutas y frutos secos 

ZC: A continuación vamos a hablar de uno de los mayores retos que plantean las frutas y los frutos secos. Es cuando empiezas a mezclar estas cosas, y entender en qué dirección se va a mover la humedad y las implicaciones de hacer una mezcla. 

Mary, voy a pasarte esto a ti, ya que hemos hablado de isotermas. ¿Cómo podemos utilizar estas isotermas para predecir lo que ocurrirá cuando combinemos los arándanos y las almendras?

MG: Un concepto erróneo es que la humedad se mueve por la cantidad. Cuando hablamos de eso, hablamos de contenido de humedad. Si algo tiene un mayor contenido de humedad, entonces va a ser el que se mueve la humedad, y la humedad se va a estar moviendo fuera de eso a las otras cosas. en realidad no es la cantidad, es el nivel de energía. Cuando hay más energía, entonces vamos a tener movimiento. Es física. 

Si nos fijamos en nuestros arándanos y nuestras almendras aquí, y voy a tomar este ejemplo donde nuestros arándanos están en un 0,48, que es un lugar bastante decente para los arándanos, lo que significa en términos de actividad de agua. nuestras almendras aquí son .30, que es un lugar bastante bueno también. Evita cualquier ranciedad, pero es esa textura agradable que hemos hablado. Lo que va a pasar es que los arándanos tienen una mayor actividad de agua, la humedad se va a mover hacia abajo o hacia las almendras o cualquier otro ingrediente.

Ese va a ser el factor. Ahora podríamos reducir la actividad de agua de nuestros arándanos añadiendo lo que llamamos un humectante, que es como un azúcar o una sal. Quiero decir, hay otras cosas, otros edulcorantes, y que reducirá la actividad del agua. La razón por la que menciono que es porque si estos están cerca uno del otro, no vamos a tener ninguna migración de humedad. Aunque esto podría tener mucha humedad, un mayor contenido de humedad, si podemos bajar la actividad del agua donde estos son similares, no tendremos ninguna humedad en movimiento en absoluto. Un buen ejemplo de esto es cuando se mira y se mencionó anteriormente la fruta en el cereal, usted tiene un cereal con un copo crujiente que es de baja actividad de agua, baja humedad. Tenemos una fruta, una pasa, que obviamente tiene mucha humedad y puede ser mayor en la actividad del agua.

¿Cómo funciona eso? ¿Cómo pueden vivir en el mismo espacio? Eso es porque hay azúcar generalmente añadido. especialmente cuando nos fijamos en el exterior de una pasa, que disminuye la actividad del agua por lo que están más cerca. Esa es una manera de pensar en lo que estamos hablando en términos de que es realmente la diferencia en la actividad del agua y no el contenido de humedad. ¿Tenemos un ejemplo para demostrar lo que es modelar predictivamente cuando mezclamos estas cosas? Porque eso es una gran cosa. Están bien por su cuenta. Ahora, cuando vamos a ponerlos juntos, ¿qué vamos a obtener? 

En nuestro ejemplo, tenemos dos isotermas. Los arándanos están en el trazo azul, y luego tenemos las almendras en el trazo naranja.

Pusimos estos juntos, arándanos en alrededor de un 0,48 la actividad del agua, y su isoterma, que es una forma diferente te darás cuenta, a continuación, las almendras y las almendras llegaron en torno a 0,3. Hablemos primero de las almendras, y notarán que el trazo, esa isoterma allí es bastante plana, lo que significa que vamos a tener una gran diferencia en la actividad del agua y una pequeña diferencia en el contenido de humedad. Volviendo al ejemplo de la nuez, si sólo somos capaces de medir el contenido de humedad y realmente un amplio rango de contenido de humedad, vamos a obtener un montón de cambios en la actividad del agua. Eso no es lo que queremos. Queremos saber lo que estamos recibiendo.

Para los arándanos, vamos a ver para el mismo rango de actividad de agua, un mayor cambio en el contenido de humedad. Podemos tomar esas relaciones y podemos mezclarlas. Así que cuando hacemos eso, en este ejemplo específico, he elegido donde tenemos masa, el doble de arándanos como almendras, y los hemos mezclado. Usted notará que hay dos cosas en este gráfico que no he discutido todavía. Una es el trazo verde y esa es la isoterma combinada. Esa es la relación combinada de estos dos juntos. Podemos predecir eso. La otra es una línea discontinua azul que sube y baja alrededor de 0.45 de actividad del agua. Ahí es donde la actividad del agua va a terminar una vez que pongamos estas cosas juntas.

Podemos saber que, si tenemos las isotermas y sabemos dónde empieza todo, podemos predecir dónde van a terminar. No tenemos que hacerlo todavía hasta que sepamos que esto está en un buen rango. Cuando nos fijamos en la actividad del agua final, es en 0,45, los arándanos comenzó en 0,48. Definitivamente se puede ver aquí donde los arándanos son el principal contribuyente para que la actividad del agua va a terminar. Ahora, el siguiente paso es pensar, ¿es un buen lugar para los arándanos? Probablemente sea un buen lugar, ya está muy cerca. ¿Es un buen lugar para las almendras? Esa es una buena pregunta. ¿Esto nos va a dar una almendra suave, si ponemos estos juntos en esta proporción, o son estos va a estar en 0,45, es que va a ser demasiado suave para nuestras almendras? Para esto tenemos una herramienta.

ZC: Sí, claro. Este gráfico que hemos estado viendo, se deriva de un gráfico en el kit de herramientas de análisis de humedad. Se trata de un software en el que hemos trabajado mucho este último año actualizándolo y haciéndolo muy fácil de usar, pero en ese software, hay una herramienta de mezcla de ingredientes que se puede hacer exactamente lo que estamos viendo ahora. Se toma una isoterma para cada uno de los ingredientes que se añaden. Tienes que pensar en qué dirección se va a mover el agua. Puedes querer una curva de absorción para tus almendras y una curva de desorción para tus arándanos, pero puedes usar esta herramienta para obtener la isoterma final predicha que señalaste antes en verde, esa isoterma puede usarse realmente para predecir la vida útil y empezar incluso a tomar decisiones de envasado en un producto o una mezcla que ni siquiera has hecho todavía.

Usted ha dicho esto un poco, pero sólo quiero aclarar que si usted tiene estas isotermas y usted puede sentarse en su escritorio y trabajar a través de estas mezclas, pensar en diferentes proporciones o pensar en las implicaciones de sus almendras cambiar a una actividad de agua diferente antes de ir incluso y hacer que el producto. Trabajo con muchos equipos que utilizan esta herramienta. Por lo general, la respuesta que recibo es que pueden lanzar un producto cuatro o cinco veces más rápido porque no tienen que hacer todas estas pruebas físicas y esperar a ver si cambia la textura. Pueden empezar a ver las mezclas en su ordenador. Crean una biblioteca interna de isotermas con todos los ingredientes diferentes con los que trabajan para poder acelerar realmente sus procesos de I+D.

En el kit de herramientas, te mostrará la actividad final del agua. Te mostrará la isoterma y, de nuevo, te dará los coeficientes de esa curva para que puedas ver cosas como la vida útil. Estas son algunas de las cosas que hemos tocado en el pasado. Tenemos un seminario web específico sobre la vida útil, y otro seminario web específico sobre isotermas y estoy seguro de que tendremos los enlaces que figuran a continuación. Si te parecen útiles, no dudes en consultarlos. Además, siempre estamos dispuestos a demostrar el software y caminar a través de él con su equipo para mostrar lo que puede parecer.

El caso empresarial

MG: Este es un buen lugar para hablar de lo que puede afectar a su rentabilidad, y hablar de algunos casos reales de negocios, algunas cosas que hemos encontrado como hemos trabajado con los clientes que trabajan con estos ingredientes naturales. 

En primer lugar, pensé que podría hablar de uno de los impactos que es un tema importante y que hay que tener en cuenta. Hemos hablado del producto en sí y de asegurarnos de que sabemos lo que estamos recibiendo, pero lo que ocurre después, hay otras cosas de las que aún no hemos hablado, que son las condiciones de almacenamiento y la temperatura. La razón por la que quiero mencionarlas es porque, en general, si se aumenta la temperatura, aumenta la actividad del agua en casi todos los ingredientes.

Supongamos que ha fabricado una barrita o una mezcla para aperitivos y que todo va bien en sus instalaciones. Luego se envía por todo el mundo en un camión, digamos que caliente, o un contenedor de transporte, la humedad y la temperatura realmente puede afectar a ese producto. Específicamente, la temperatura puede aumentar la actividad del agua más allá de un punto en el que va a ser seguro y usted puede comenzar a tener crecimiento de moho donde en sus instalaciones, estaba bien. Ahora bien, esa relación sobre cómo afecta la temperatura también depende del propio producto. Es algo que se puede estudiar. Usted puede realmente encontrar la relación de cómo la temperatura afecta a su producto. Pero en general, sólo sé que el aumento de la temperatura va a aumentar la actividad del agua y ser capaz de dar cuenta de eso.

ZC: Por experiencia propia, muchas veces, cuando consulto a otros científicos alimentarios, una de las principales preocupaciones es evitar una retirada. Por lo que he visto, muchas retiradas se deben a que la temperatura de almacenamiento o de transporte es demasiado alta, y la actividad del agua alcanza un umbral al que ya nos hemos referido en otras secciones. Pero la actividad del agua es lo suficientemente alta como para que crezcan microorganismos. Eso realmente muestra el poder de tener una isoterma y entender una actividad. Porque si se dispone de estos datos y se tienen las cosas bajo control, no hay razón para que se produzca una retirada, y estas cosas pueden costar millones de dólares. Pueden dañar la reputación. Disponer de los datos adecuados y saber utilizarlos puede ayudar a evitar cualquier retirada.

Lo último en lo que quiero centrarme es en un caso práctico. Se trata de un cliente con el que trabaja el Grupo METER. He mostrado un ejemplo muy similar en el pasado para los alimentos para mascotas, pero voy a utilizar el mismo formato de hoy para mirar a un productor de ciruelas pasas. 

Trabajamos con un productor de ciruelas que tiene una producción anual realmente grande, de unas 30.000 toneladas, y su objetivo para las ciruelas pasas era un contenido de humedad del 30%. Aunque hablamos de contenido de humedad, luego pasamos a la actividad del agua y creamos la curva isotérmica para saber cuánto podíamos aumentar el contenido de humedad manteniendo la calidad y la seguridad que querían. Utilizando la isoterma, vimos que podían aumentar un 0,5% el contenido de humedad y también reducir su variación y evitar que ninguno de sus productos superara el 0,7 de actividad del agua.

Su nuevo objetivo era ahora del 30,5%. Esto les permitió aumentar su producción. Ahora tienen un mayor rendimiento. Debido a que están vendiendo esto a un precio por tonelada de $ 3,250, eso significa que en un año, sólo ese pequeño cambio en el contenido de humedad dio lugar a un aumento anual de rendimiento de casi medio millón de dólares. Esto es sólo un producto. Una vez más, sólo un pequeño cambio en el contenido de humedad, pero al cambiar o mediante la observación de la actividad del agua, mediante la comprensión de la isoterma y, a continuación, mediante la implicación o la introducción de algún control, algunos controles ambientales, y mirando a su embalaje, es realmente fácil de hacer ese ajuste y luego ir a la cama, sabiendo que su producto va a ser seguro y no tener que preocuparse de que se produzca una retirada.

Esto hace un trabajo realmente bueno de mostrar un caso de negocio. Si hay un producto específico con el que trabajas o algo para lo que te gustaría que hiciéramos un caso de negocio, es muy fácil para nosotros. Trabajamos con todo tipo de productos. Hoy nos hemos centrado principalmente en los arándanos y las almendras porque es lo que teníamos disponible. Es realmente fácil demostrar las isotermas y la migración de humedad y estas diferentes cosas que hemos tocado. Pero, de nuevo, si hay un producto final o ingrediente específico de frutas secas o frutos secos con el que usted trabaja, estoy seguro de que ya hemos trabajado con él en el pasado.

MG: Sólo quería mencionar a usted, nos centramos en los arándanos y las almendras en este momento sólo para mantenerlo muy simple, pero esto se ampliaría a las teorías que estamos hablando, ampliar a todo, cualquier producto alimenticio. Así que si usted está trabajando con mantequilla de nuez, las cosas de las que hablamos van a ser similares, van a ser impactadas de la misma manera. Si usted está usando una pasta de fruta, como una pasta de dátiles como base para su barra, es la misma historia aquí. Sólo quería saber que cuando estamos hablando de estas cosas en general, es realmente una generalización en que se aplica a tantas cosas.

Otra cosa también, nos estábamos centrando en el crecimiento microbiano y el rendimiento y todo sobre todo, pero podría ser otras cosas también. En primer lugar, estábamos mirando isotermas en la forma en que la actividad del agua afecta a diferentes velocidades de reacción. Digamos que si tienes una barra o un producto que tiene un aditivo nutricional específico, o un nutracéutico o un alimento funcional, se va a aplicar a ellos también. Todas estas series se aplicarán también a ellos. Debe asegurarse de que, si hace una declaración de este tipo, podrá mantenerla. 

ZC: Pasemos ahora a la sección de preguntas y respuestas. Vamos a responder a un par de preguntas y, de nuevo, si hay alguna pregunta adicional que puede llegar directamente a nosotros, o vamos a tener alguna información de contacto aquí al final, para que podamos asegurarnos de responder a todas sus preguntas.

Sesión de preguntas y respuestas

¿Cuánto tarda en equilibrarse la humedad entre los ingredientes y cómo puedo influir en ello?

MG: Voy a tomar esa. Puede llevar un poco de tiempo. Depende de esa relación de lo rápido que algo absorbe la humedad. Cuando hicimos nuestros ejemplos de los arándanos y las almendras, se tardó alrededor de una semana para ponerlos en una actividad de agua diferente y luego dejarlos estar. Pero si nos fijamos en la mayoría de las cosas, cuando se envasan, no se espera que se consuman en una semana. Eso es algo que eventualmente, sólo para tener en cuenta, eventualmente llegará allí. Dependiendo del producto, puede ser más rápido o más lento, pero todo se equilibrará dentro del envase. Usted puede estar seguro de que va a suceder.

Cuando hay una gran diferencia en la actividad del agua, esa va a ser la fuerza motriz. Si eres capaz de acercar tus actividades de agua, entonces, número uno, no tienes tanta migración de humedad, y número dos, llegará a un buen equilibrio más rápido. Siempre es bueno tratar de minimizar la diferencia. Definitivamente recomiendo que trates de que tus actividades sean similares, entonces no tendrás tantos problemas de migración de humedad en tu producto.

¿Cómo puedo utilizar las mediciones del contenido de humedad para predecir la migración de humedad?

ZC: Esta me la apunto. Volvemos a uno de nuestros apartados anteriores: mucha gente cree que debería utilizar el contenido de humedad por su cantidad. Puede que para ellos tenga más sentido, pero lo que espero que hayamos demostrado en este seminario es que lo que hay que tener en cuenta es la actividad del agua.

La actividad del agua es una medida de la energía de esa agua, y dicta en qué dirección quiere moverse el agua. El agua siempre quiere pasar de un estado de alta energía a un estado de baja energía. En el ejemplo que hemos visto, al comprender que la actividad del agua es mayor en los arándanos, el agua quiere desplazarse desde los arándanos hacia las almendras para alcanzar un equilibrio. No se preocupe por el contenido de humedad, céntrese en la actividad del agua si está pensando en la migración de la humedad.

Si mi producto se envasa con un nivel de actividad del agua muy próximo a los límites microbianos, ¿cuánta variación de temperatura tras el envasado permitiría que se enmoheciera?

MG: Hay que mantenerse alejado de ese límite microbiano. Lo que quiero decir con esto es que si tuviera que decir, y realmente dudo en decir lo cerca que se puede estar, porque realmente depende del producto en sí. ¿Cuál es su relación con la temperatura? Es decir, ¿realmente influye mucho la temperatura? Como he dicho, esto es algo que se puede averiguar y es diferente para los distintos productos. Pero si tuviera que aventurarme un poco, diría que 0,1, sin duda te mantendría en la zona segura. El límite microbiano es de 0,7 de actividad del agua. Si usted está alrededor de 0,6 que es probablemente lo más cerca que realmente me gustaría llegar. 

Recuerda que en ese rango de actividad del agua, también ocurren cosas de textura. Hay mucho que tener en cuenta, pero si te centras en los límites microbianos, te recomendaría algo así. 

ZC: Veo lo mismo en muchas industrias y la fruta y los frutos secos y otros productos suelen establecer qué actividad de 0,1 por debajo del límite microbiano es una apuesta bastante segura. Pero también añadiría a esta pregunta que si se está justo en 0,7, digamos que justo en el umbral microbiano a temperatura ambiente, tan pronto como el producto sale de las instalaciones, si experimenta una temperatura superior a la temperatura a la que se ha analizado, tan pronto como sube la temperatura, se corre el riesgo de que aumente la actividad. En cuanto eso ocurre, los microorganismos pueden empezar a crecer. Existe un equilibrio entre conocer las temperaturas a las que puede estar sometido el producto y establecer una actividad lo suficientemente baja como para garantizar la seguridad. Si la temperatura sube, seguirá estando por debajo de 0,7 o incluso 0,6, cinco.

MG: Quería mencionar rápidamente si puedo, otras dos cosas, estos son productos naturales. La mayoría de las veces no tienen un paso de matar. Quiero decir, si usted está tostando una nuez, entonces eso debería, si lo estás haciendo bien, supongo que se podría decir. Sería matar cualquier microbio, pero para muchas de las cosas, las cosas todavía pueden estar en la superficie de su alimento natural, y no van a crecer si usted puede mantener su actividad de agua baja, pero si usted consigue alta e incluso superior, estamos hablando de moldes que es bastante bajo, 0,7, pero si usted consigue más alto, se puede correr el riesgo si está en un ambiente diferente o su embalaje no es lo suficientemente bueno para lanzar su humedad alta, que es un factor ahora, o puede tener E coli o salmonela empezar a desarrollar. La actividad del agua es mucho más alta, pero recuerda que esas cosas todavía pueden sobrevivir en los alimentos naturales, simplemente no pueden prosperar o crecer si puedes mantener la actividad del agua baja.

Otra cosa que quería mencionar también es el impacto del envasado, con el que sé que tiene mucha experiencia. Si quieres discutir algo relativo a los envases en relación con la temperatura y tal.

ZC: Sí, claro. Muy brevemente, si usted está produciendo un producto que está cerca de un límite microbiano, una forma de mantener su producto dentro de su rango ideal de actividad de agua es considerar su envase, cuanto menor sea su tasa de transmisión de vapor de agua para ese envase, mejor será capaz de mantenerlo dentro del rango que necesita, incluso a diferentes humedades o diferentes temperaturas. De nuevo, tenemos otro seminario web que trata esto con mucho más detalle, y estaremos encantados de discutir el envasado con usted.

¿Es necesario comprobar la humedad o la actividad del agua en alguna fase posterior a la mezcla inicial de ingredientes?

Sí.

ZC: Sí, sin duda.

MG: Sí. Recomendamos, por supuesto, la actividad del agua, como ya hemos dicho, porque el contenido de humedad no nos da la imagen completa para poder evitar algunos de los problemas de los que hemos hablado. Luego, el control del proceso. Se puede conseguir mucho mejor con la actividad del agua y es bueno analizar los ingredientes entrantes, pero el control a posteriori también es muy valioso porque así sabremos lo que hemos producido. ¿Está al nivel esperado? ¿Algún comentario más?

ZC: Sí. Sólo diré que las empresas de éxito que veo que realmente controlan el agua de sus alimentos o los ingredientes. Miden al principio, sólo aceptan ingredientes si están dentro de un rango del 10% o fijan un rango específico porque esa variación que tienen en cuenta se trasladará al producto final. Recomiendo medir al principio los ingredientes durante la producción. Ahora incluso tenemos una solución en línea para que siempre pueda alcanzar su objetivo, qué actividad, pero aún así, al final, debería medir su producto final justo cuando lo pone en el envase. Incluso hay empresas que realizan estudios de vida útil y miden la actividad del agua a lo largo del tiempo. De este modo, se pueden evitar retiradas o cualquiera de los problemas de los que hemos hablado hoy.