Medir y controlar la humedad en 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 alimentario METER ha ayudado a algunas de las empresas alimentarias más grandes 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 jefe) compartirán cómo ayudaron y qué aprendieron en el proceso.

Transcripción, editada para mayor claridad.

Dr. Zachary Cartwright: Bienvenidos a Ingredientes naturales 101, donde hablaremos sobre frutos secos y nueces. Tanto si los utiliza como productos finales como si los utiliza como ingredientes, estamos aquí para hablar sobre 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 y las nueces. Vamos a mostrar una imagen, empezando por la fruta. Parece un diagrama de dispersión que muestra la relación entre la actividad del agua en el eje X y el contenido de humedad en el eje Y. Estos son los datos que ha recopilado Mary. Te lo paso, Mary. Quizás puedas hablarnos de lo que estamos viendo aquí.

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

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

Parte de la variabilidad que observará en la fruta tiene que ver con el contenido de azúcar y fibra que encontrará en ella. Como mencioné, estos factores pueden variar entre los diferentes tipos de fruta. Por ejemplo, los mangos son una fruta muy fibrosa, y ahí se obtiene una relación realmente diferente. Tenemos mucha variabilidad en la actividad del agua y el contenido de humedad en ese caso. Con los arándanos, hay una relación más predecible entre la actividad del agua y el contenido de humedad.

Pero incluso entonces, habrá diferencias en el contenido de azúcar y fibra incluso en los arándanos. Las diferencias entre variedades influyen, al igual que el método de secado y el proceso de elaboración. ¿Se ha elaborado como arándano natural sin azúcar, o se le ha añadido azúcar u otros ingredientes? Incluso la temporada de cultivo puede tener un gran impacto. Aunque se trate del mismo productor y la misma variedad año tras año, pueden darse diferencias en las características de la baya debido a las variaciones en la temporada de cultivo.

Otro factor en el que se observan variaciones es el pH. El pH tiende a afectar especialmente a la fruta, más que a otros ingredientes. La fruta suele ser ácida, lo que significa que tiene un pH bajo. Cuando se tiene un producto con mayor acidez, se puede permitir una actividad del agua ligeramente superior, ya que no habrá tantos problemas con los límites de moho.

Supongamos que usted produce una barra o un snack y le suministran una fruta con un pH específico. Usted determina el límite de actividad del agua que la mantendrá segura y sigue adelante. Pero tal vez al año siguiente, la fruta se envíe con un pH más bajo, y entonces ya no tendrá ese margen de seguridad.

ZC: Me alegro de que hayas mencionado la temporada de cultivo. He trabajado con muchas empresas y, aunque producen cerezas secas 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 a otro.

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

MG: Sigue siendo un diagrama de dispersión, pero no tanto. Aquí tenemos un gráfico en el que mostramos una variedad de frutos secos de un estudio similar que realizamos. Tenemos muchos frutos secos diferentes, almendras, cacahuetes, anacardos, y se puede ver que es un poco loco.

Cuando nos centramos específicamente en las almendras, se puede observar una tendencia bastante positiva, pero diferente a la de los arándanos. Nos encontramos en un rango de actividad hídrica mucho más bajo. No se aprecia tanta variabilidad, pero sigue habiendo variaciones, y por razones similares.

Pero aquí, más allá de la temporada de cultivo y de lo que hemos comentado anteriormente, el procesamiento puede ser un factor importante. ¿Está crudo? ¿Está seco? ¿Está salado? ¿Tiene algún saborizante? Todo ello influye en la actividad del agua y el contenido de humedad de un fruto seco.

Además, hay que tener en cuenta que los frutos secos viven en un rango de actividad hídrica más bajo. Cuando son bajos, pueden ser susceptibles a la rancidez. Ya hemos hablado de ello en otros seminarios web.

Básicamente, cuando la actividad del agua es baja, los lípidos están más expuestos al ambiente y se oxidan más. Esto es algo que deben tener en cuenta tanto los productores de frutos secos como los importadores.

Podemos utilizar la relación isotérmica para visualizarlo. Se puede observar una relación clara 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 van a utilizar los frutos secos y en qué forma. Tienen menos variabilidad, lo cual es estupendo, pero ¿los utilizamos como aperitivo o como ingrediente? ¿Están enteros, salados, en forma de pasta o solo en 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: Genial. Para resumir esta primera sección, lo que estamos tratando de demostrar aquí es que hay mucha variabilidad, ya sea en frutas o frutos secos. Hemos mostrado estos dos diagramas de dispersión. En la siguiente sección nos centraremos en las implicaciones de la variabilidad, cómo reducirla, y luego pasaremos a las isotermas y terminaremos con lo que sucede cuando mezclamos estas cosas.

Implicaciones de la variabilidad

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

MG: Sí. Establecimos dos condiciones diferentes para demostrar las diferencias entre una fruta o un fruto seco sobrehidratado o hidratado y otro que ha sido secado en exceso. Así que estos arándanos y estas almendras los hemos equilibrado a una actividad de agua más alta. Están en torno a 0,7.

Sé que es un poco difícil de ver en el vídeo, pero para ser un arándano, está blando. Tiene una textura muy suave. No está mal para ser un arándano, aunque hay que tener cuidado porque el límite de moho es de 0,7. Incluso con el pH del que he hablado, no recomendaría acercarse demasiado a esa zona. Esta textura es lo suficientemente suave como para ser ideal si se comen solos, siempre y cuando no estén mohosos.

Pero en el caso de la almendra, este nivel de actividad del agua es diferente. Es demasiado húmeda, tiene una actividad del agua demasiado alta para la almendra, y va a quedar blanda. Imagínese lo que es morder una nuez blanda. Al presionarla, noto que cede un poco. Todo el mundo sabe lo que es eso: no es bueno.

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

Al igual que una nuez blanda es desagradable, una fruta dura como una piedra no es apetecible. Escucha, puedo sacudirlas dentro del frasco. Hace ruido.

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

MG: ¿ Has oído que están secos, verdad? Cuando buscamos el equilibrio entre la actividad del agua y el contenido de humedad, hay que tener en cuenta cómo afectará eso a los ingredientes. ¿Estás bajando demasiado y obteniendo una textura dura, o estás subiendo demasiado la actividad del agua y obteniendo una textura blanda? Tenemos que encontrar el equilibrio entre ambos.

ZC: Solo quiero preguntarte un poco sobre cómo preparaste este experimento. ¿Cómo determinaste a qué actividades del agua equilibrar y de dónde provienen esos números?

MG: Principalmente nos fijamos en la actividad acuosa natural de nuestros ingredientes. Tenemos algunos ejemplos en los que los hemos tomado tal y como son de forma natural y los hemos mezclado. Se puede ver a dónde van a parar, si no les hacemos nada, si simplemente los tomamos directamente del proveedor y los mezclamos, ¿dónde van a acabar?

Empezamos donde ellos empiezan de forma natural y seguimos desde ahí. Hay razones claras y algunos retos cuando tenemos una baja actividad del agua, como en el caso de los frutos secos, que se vuelven rancios y queremos evitarlo. Pero, en general, nos quedamos en sus zonas naturales y luego les dimos la vuelta: la baja actividad del agua para las almendras, pusimos los arándanos ahí abajo y viceversa para la parte superior, para obtener unos arándanos más húmedos y ver qué pasaba con las almendras.

ZC: Esto también nos lleva de vuelta a la primera sección, donde hablamos sobre si se utilizará como ingrediente o como producto final. Porque es posible que se prefiera un arándano más seco en un cereal o algo similar. Pero si se va a consumir como aperitivo, entonces sin duda se preferirá algo más blando. El simple hecho de pensar en cómo se van a utilizar ayudará a establecer el objetivo.

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

ZC: A continuación, vamos a hablar sobre cómo medir y contabilizar la variabilidad en frutas y frutos secos. Mary, me gustaría preguntarte, ¿cómo se hace esto actualmente? ¿Cómo se mide la humedad en frutas y frutos secos?

MG: Sí, principalmente utilizan el contenido de humedad. Ambas industrias existen desde hace mucho tiempo, por lo que tienen algunas formas arcaicas de determinar el contenido de humedad.

A menudo, la pérdida por secado es el método de medición, a veces un equilibrio de humedad, lo que significa que se obtiene un contenido de humedad más rápido, pero se utiliza una lámpara muy caliente que intentará eliminar la humedad. El problema es que tanto las frutas como los frutos secos tienen problemas con las altas temperaturas. La fruta tiene un alto contenido en azúcar, por lo que puede oscurecerse y producirse cierta conversión de hidrocarburos. Por su parte, los frutos secos pueden tostarse, lo que puede alterar el contenido de humedad.

La industria frutícola también cuenta con otros métodos, más antiguos, en los que se mide el cambio en la conductividad eléctrica de la pulpa de la fruta. No es el método más preciso, pero es el tradicional.

Cuando se dispone de datos tradicionales, es difícil dejar de utilizar esa medida, ya que es la fuente de todos los datos históricos del pasado. Pero esta podría ser una excelente 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 varias veces. La razón es que la actividad del agua es una forma mucho más fácil y precisa de pensar en el agua que contiene su producto y cómo se relaciona directamente con la calidad o incluso con la seguridad. Así que 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 lo mostramos anteriormente cuando mostramos esos diagramas de dispersión. Pero observarlo más de cerca nos ayudará a comprender cómo se puede utilizar esta relación, especialmente cuando hablemos de la mezcla en una de nuestras próximas secciones.

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

Tenemos un método llamado isoterma dinámica del punto de rocío. Básicamente, lo que nos permite hacer es crear una isoterma de muy alta resolución para que podamos ver toda la relación. Lo realmente útil de esto es que, al subir y bajar por esta curva, nos ayuda a comprender cosas como las velocidades de reacción. Como mencionaste antes, cosas como la oxidación de los lípidos ocurrirán en ciertas actividades del agua. Si usamos este mapa de humedad, podemos establecer el objetivo adecuado para nuestras almendras, alrededor de 0,3 de actividad del 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 problemas microbianos. Ya sea moho, bacterias o levaduras, estas cosas comenzarán a ocurrir a medida que aumentemos la actividad del agua. Eso es algo que puede tener en cuenta cuando observe 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 agitación y aglutinación. Incluso aquí, donde hablamos de textura, estos cambios de textura pueden aparecer en nuestra curva isotérmica y pueden ser algo que podamos identificar como lo que llamamos actividad crítica del agua. Sabemos el rango de actividad del agua en el que debemos mantenernos antes de empezar a tener cambios notables. La razón por la que menciono esta curva es porque es una forma muy buena de pensar en todos estos diferentes aspectos que afectan a la seguridad y la calidad del producto que estamos analizando. Esa isoterma será específica para cada uno de los productos o cada uno de los ingredientes que analizamos. ¿Hay algo que se me escape, algo más que añadirías sobre el uso de isotermas?

MG: No, has hecho un trabajo realmente bueno y espero que puedas visualizar, como Zach estaba diciendo, las diferentes influencias que la actividad del agua puede tener en un producto, porque a medida que aumentamos la actividad del agua, pueden producirse diferentes cambios. Hay diferentes modos que se producen en su interior. Algunos de ellos pueden tener mucho sentido, como la reacción de oscurecimiento, que tiene que ver con el agua que hay en el entorno de algo. Es como cambiar de modo a medida que aumentamos la actividad del agua, pero todo ello tiene un impacto en la física del producto y hay que ser consciente de ello.

ZC: Supongamos que ahora tenemos una isoterma, ¿cómo se puede utilizar esa isoterma para mejorar la precisión, especialmente si lo piensas bien? Creo que tenemos un ejemplo con la nuez pecana.

Quizás puedas repasar ese ejemplo y explicar cómo la variación en la medición del contenido de humedad se reflejará en la curva isotérmica.

MG: Aquí es donde la precisión en la medición realmente importa. Porque si utilizamos un método tradicional más antiguo, y este era un ejemplo real con nueces pecanas de un productor de nueces pecanas en particular, donde su método para medir el contenido de humedad solo tenía una precisión de 0,5, solo medio punto porcentual más de contenido de humedad, lo que parece bastante bueno, ¿verdad?

ZC: Sí, muy bueno, comparado con lo que suelo ver normalmente.

MG: Sí. Estás pensando: «Sí, medio por ciento. Me conformaría con eso». Pero cuando observamos esa relación con la humedad en la nuez pecana, podemos ver eso, y tenemos un gráfico secundario que muestra un más o menos de 0,25. La mitad de eso. Si decimos 0,5, podría estar subiendo un poco o bajando. ¿Qué significa eso en términos de seguridad y crecimiento de moho?

Cuando observamos la isoterma, notamos que, aunque solo la subamos un poco, un aumento del 0,25 % en el contenido de humedad nos sitúa en una actividad del agua de 0,7, que es cuando puede empezar a crecer el moho. Eso es muy importante. Si no lo sabe, cuando tiene esta variabilidad en la única medición que está utilizando, al analizarla realmente se da cuenta de que no le está proporcionando toda la información que necesita.

Pero la actividad del agua, la granularidad en esa medición es enorme. Como se puede ver en el segundo gráfico, tenemos un rango de actividad del agua de 0,01 y podemos medir cada pequeño detalle. Por lo tanto, es muy fácil ver dónde nos vamos a situar realmente en cuanto al contenido de humedad y, en realidad, se trata de la actividad del agua y no del contenido de humedad, dónde se va a producir ese límite de moho o dónde vamos a tener algunos problemas en ese ámbito.

ZC: Una vez más, solo quiero señalar que el 0,5 %, que puede que ni siquiera sea realista (la mayoría de las veces veo más o menos un 1 % o incluso un 2 %), pero este gráfico muestra muy bien que, si te acercas a ese límite microbiano y solo mides el contenido de humedad, es muy probable que parte de tu producto tenga problemas de moho.

La forma en que veo que algunas empresas intentan lidiar con esto es simplemente secando en exceso de manera generalizada, pero entonces se corre el riesgo de afectar el rendimiento y los ingresos, y tal vez incluso secar en exceso y llegar al punto de que se produzca la oxidación de los lípidos.

Lo que intentamos mostrar 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 que se incorporan a lo largo de la producción y, posteriormente, el producto final. Hay toda una serie de puntos en los que se debe observar cómo cambia el agua con el tiempo.

MG: Correcto. Es un punto muy válido porque, como hemos comentado anteriormente, si tienes un proveedor con el que trabajas año tras año, seguirá habiendo variabilidad, es inevitable. Solo hay que saberlo y entonces se pueden hacer ajustes en el propio proceso. Incluso si se tiene el mismo proveedor, como he dicho, seguirá habiendo variabilidad. Si se mide a medida que llega, entonces se sabrá lo que se está recibiendo.

La actividad del agua es simplemente una mejor medida en el sentido de que es lo que va a impulsar cualquier crecimiento microbiano, no es el contenido de humedad ni otras cosas, como la migración de la humedad, de la que hablaremos en el futuro. Pero es una medida fácil. También es más rápida que muchos métodos de medición del contenido de humedad.

ZC: Sí. Es una transición perfecta, porque en la siguiente sección hablaremos de cómo combinar estos elementos y predecir la migración de la humedad, y cómo se puede hacer eso con una isotermas.

Problemas relacionados con la 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. Se trata de cuando empiezas a mezclar estos ingredientes y comprendes cómo se va a mover la humedad y las implicaciones que tiene hacer una mezcla.

Mary, te voy a pasar esto, ya que hemos hablado de isotermas. ¿Cómo podemos utilizar estas isotermas para predecir qué sucederá cuando combinemos los arándanos y las almendras?

MG: Un concepto erróneo es que la humedad se mueve debido a su cantidad. Cuando hablamos de eso, nos referimos al contenido de humedad. Si algo tiene un mayor contenido de humedad, entonces será ese lo que mueva la humedad, y la humedad se desplazará de ahí hacia otras cosas. En realidad, no se trata de la cantidad, sino del nivel de energía. Cuando hay más energía, entonces tendremos movimiento. Es física.

Si nos fijamos en nuestros arándanos y nuestras almendras, voy a tomar este ejemplo en el que nuestros arándanos están en 0,48, lo cual es un valor bastante aceptable para los arándanos, en términos de actividad del agua. Nuestras almendras están en 0,30, lo cual también es un valor bastante bueno. Evita el enranciamiento, pero mantiene esa textura agradable de la que hablábamos. Lo que va a pasar es que, al tener los arándanos una mayor actividad hídrica, la humedad va a descender o desplazarse hacia las almendras o cualquier otro ingrediente.

Ese va a ser el factor. Ahora podríamos reducir la actividad del 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, que también reducirán la actividad del agua. La razón por la que lo menciono es porque, si están cerca unos de otros, no habrá migración de humedad. Aunque esto pueda tener mucha humedad, un mayor contenido de humedad, si podemos reducir la actividad del agua hasta que sean similares, no tendremos ningún movimiento de humedad. Un buen ejemplo de ello es cuando miras y mencionas antes la fruta en los cereales, tienes un cereal con copos crujientes que tienen baja actividad del agua, baja humedad. Tenemos una fruta, una pasa, que obviamente tiene mucha humedad y puede tener una mayor actividad del agua.

¿Cómo funciona eso? ¿Cómo es posible que convivan en el mismo espacio? Eso se debe a que, por lo general, se les añade azúcar. Especialmente si nos fijamos en el exterior de una pasa, eso reduce la actividad del agua, por lo que están más cerca. Esa es una forma de pensar en lo que estamos hablando, en términos de que realmente se trata de la diferencia en la actividad del agua y no del contenido de humedad. ¿Tenemos algún ejemplo para demostrar cómo es modelar de forma predictiva cuando mezclamos estas cosas? Porque eso es muy importante. Por separado están bien. Ahora bien, cuando las juntamos, ¿qué obtenemos?

En nuestro ejemplo, tenemos dos isotermas. Los arándanos están en la traza azul y las almendras, en la traza naranja.

Juntamos estos datos, los arándanos con una actividad del agua de aproximadamente 0,48 y su isoterma, que tiene una forma diferente, como se puede observar, y las almendras, que tienen una actividad del agua de aproximadamente 0,3. Hablemos primero de las almendras. Se puede observar que la isoterma 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 las nueces pecanas, si solo 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 obteniendo.

En el caso de los arándanos, veremos que, para el mismo rango de actividad del agua, se produce un cambio mayor en el contenido de humedad. Podemos tomar esas relaciones y combinarlas. Al hacerlo, en este ejemplo concreto, he elegido donde tenemos masa, el doble de arándanos que de almendras, y los hemos combinado. Notarán que hay dos cosas en este gráfico que aún no he comentado. Una es la traza verde, que es la isoterma combinada. Esa es la relación combinada de estas dos juntas. Podemos predecir eso. La otra es una línea azul discontinua que sube y baja alrededor de 0,45 de actividad del agua. Ahí es donde terminará la actividad del agua una vez que juntemos estas cosas.

Sabemos que, si tenemos las isotermas y sabemos dónde empieza todo, podemos predecir dónde va a terminar. No tenemos que hacerlo todavía hasta que sepamos que está en un buen rango. Cuando miramos la actividad final del agua, está en 0,45, los arándanos comenzaron en 0,48. Definitivamente se puede ver aquí que los arándanos son los principales contribuyentes al resultado final de la actividad del agua. Ahora, el siguiente paso es pensar: ¿es ese un buen lugar para los arándanos? Probablemente sea un buen lugar, ya que está muy cerca. ¿Es un buen lugar para las almendras? Esa es una buena pregunta. ¿Esto nos dará una almendra blanda si las mezclamos en esta proporción, o estarán en 0,45, lo que sería demasiado blando para nuestras almendras? Para esto tenemos una herramienta.

ZC: Sí, claro. Este gráfico que hemos estado viendo se ha obtenido a partir de un gráfico del kit de herramientas de análisis de humedad. Se trata de un software en el que hemos trabajado mucho durante el último año para actualizarlo y hacerlo realmente fácil de usar, pero en ese software hay una herramienta de mezcla de ingredientes con la que se puede hacer exactamente lo que estamos viendo ahora. Se toma una isoterma para cada uno de los ingredientes que se añaden. Hay que pensar en qué dirección se va a mover el agua. Es posible que se quiera una curva de absorción para las almendras y una curva de desorción para los arándanos, pero se puede utilizar esta herramienta para obtener la isoterma final prevista que ha señalado antes en verde. Esa isoterma se puede utilizar para predecir la vida útil e incluso para empezar a tomar decisiones sobre el envasado de un producto o una mezcla que aún no se ha fabricado.

Lo has mencionado un poco, pero solo quiero aclarar que si tienes estas isotermas y puedes sentarte en tu escritorio y trabajar con estas mezclas, piensa en diferentes proporciones o piensa en las implicaciones de que tus almendras cambien a una actividad acuosa diferente antes incluso de ir a fabricar ese producto. Trabajo con muchos equipos que utilizan esta herramienta. En general, la respuesta que recibo es que pueden lanzar un producto cuatro o cinco veces más rápido porque no tienen que hacer todas esas pruebas físicas y esperar a ver si cambia la textura. Pueden empezar a examinar estas mezclas directamente en su ordenador. Crean una biblioteca interna de isotermas con todos los diferentes ingredientes con los que trabajan, lo que les permite acelerar considerablemente sus procesos de I+D.

En el kit de herramientas, se muestra la actividad final del agua. Se muestra la isoterma y, a continuación, se proporcionan los coeficientes de esa curva para que pueda consultar aspectos como la vida útil. Estas son algunas de las cosas que hemos tratado en el pasado. Tenemos un seminario web específico sobre la vida útil y otro sobre isotermas, y estoy seguro de que encontrará los enlaces a continuación. Si le parecen útiles, no dude en echarles un vistazo. Además, estaremos encantados de hacer una demostración del software y guiarle a usted y a su equipo para que vean cómo funciona.

El caso de negocio

MG: Este es un buen momento para hablar sobre lo que puede afectar a su rentabilidad y comentar algunos casos reales, algunas cosas con las que nos hemos encontrado al trabajar con clientes que utilizan estos ingredientes naturales.

En primer lugar, pensé que podría hablar sobre uno de los impactos que es un tema importante y que hay que tener en cuenta. Hemos hablado sobre los productos en sí y sobre asegurarnos de saber lo que compramos, pero lo que ocurre después, hay otras cosas que aún no hemos discutido, como las condiciones de almacenamiento y la temperatura. La razón por la que quiero mencionar esto es porque, en general, si se aumenta la temperatura, se aumenta la actividad del agua en casi todos los ingredientes.

Supongamos que ha fabricado una barra o una mezcla de aperitivos y que todo va bien en sus instalaciones. A continuación, se envía a todo el mundo en un camión, supongamos que hace calor, o en un contenedor de transporte, donde la humedad y la temperatura pueden afectar realmente al producto. Concretamente, la temperatura puede aumentar la actividad del agua más allá de un punto en el que deja de ser seguro y puede empezar a aparecer moho, mientras que en sus instalaciones todo iba bien. Ahora bien, la relación entre la temperatura y el efecto que tiene sobre el producto también depende del propio producto. Es algo que se puede estudiar. De hecho, se puede averiguar la relación entre la temperatura y el efecto que tiene sobre el producto. Pero, en general, sé que el aumento de la temperatura va a aumentar la actividad del agua y hay que tenerlo en cuenta.

ZC: Según mi propia experiencia, muchas veces, cuando consulto con otros científicos especializados en alimentación, una de las principales preocupaciones es evitar una retirada del mercado. Por lo que he visto, muchas retiradas se producen porque la temperatura de almacenamiento o de transporte es demasiado alta. Entonces, la actividad del agua alcanza un umbral que ya hemos mencionado anteriormente en otras secciones. Pero esa actividad del agua se vuelve lo suficientemente alta como para que crezcan microorganismos. Eso realmente demuestra el poder de tener una isoterma y comprender una actividad. Porque si tienes estos datos y tienes las cosas bajo control, entonces no hay razón para que debas realizar una retirada de productos, lo cual puede costar millones de dólares. Puede dañar la reputación. Tener los datos correctos y saber cómo utilizarlos puede ayudar a evitar cualquier retirada de productos.

Lo último en lo que quiero centrarme es simplemente un caso práctico. Se trata de un cliente con el que trabaja METER Group. Ya he mostrado un ejemplo muy similar en el pasado sobre alimentos para mascotas, pero hoy voy a utilizar el mismo formato para analizar el caso de un productor de ciruelas pasas.

Trabajamos con un productor de ciruelas pasas que tiene una producción anual realmente grande, de unas 30 000 toneladas, y su objetivo era que las ciruelas pasas tuvieran un contenido de humedad del 30 %. Aunque hablamos de contenido de humedad, nos centramos en la actividad del agua y creamos la curva isotérmica para comprender cuánto podríamos aumentar el contenido de humedad manteniendo la calidad y la seguridad que desean. Al utilizar la curva isotérmica, vimos que podían aumentar el contenido de humedad en un 0,5 % y también reducir su variación y evitar que cualquiera de sus productos superara una actividad del agua del 0,7 %.

Su nuevo objetivo era ahora del 30,5 %. Esto les permitió aumentar su producción. Ahora tienen un mayor rendimiento. Como lo venden a un precio por tonelada de 3250 dólares, eso significa que, en un año, ese pequeño cambio en el contenido de humedad supuso un aumento del rendimiento anual de casi medio millón de dólares. Esto es solo un producto. Una vez más, solo un pequeño cambio en el contenido de humedad, pero al cambiar o analizar la actividad del agua, al comprender la isoterma y luego al implicar o introducir algún control, algunos controles ambientales, y analizar su embalaje, es realmente fácil hacer ese ajuste y luego irse a dormir, sabiendo que su producto va a estar seguro y sin tener que preocuparse por una posible retirada del mercado.

Esto es un buen ejemplo de un caso de negocio. Si hay un producto específico con el que trabajas o algo para lo que te gustaría que preparáramos un caso de negocio, para nosotros es muy fácil hacerlo. Trabajamos con todo tipo de productos. Hoy nos hemos centrado principalmente en los arándanos y las almendras porque es lo que teníamos disponible. Es muy fácil demostrar las isotermas, la migración de la humedad y estos diferentes aspectos que hemos mencionado. Pero, de nuevo, si hay un producto final o ingrediente específico de frutos secos o nueces con el que trabajas, estoy seguro de que ya hemos trabajado con él en el pasado.

MG: Solo quería mencionar que, en esta ocasión, nos hemos centrado en los arándanos y las almendras para simplificar las cosas, pero esto se podría ampliar a las teorías de las que estamos hablando, a todo, a cualquier producto alimenticio. Por lo tanto, si trabajas con mantequilla de frutos secos, lo que hemos comentado será similar, se verá afectado de la misma manera. Si utilizas una pasta de fruta, como una pasta de dátiles, como base para tu barrita, ocurre lo mismo. Solo quería dejar claro que, cuando hablamos de estas cosas en general, se trata realmente de una generalización, ya que se aplica a muchas cosas.

Otra cosa más, nos centramos principalmente en el crecimiento microbiano y el rendimiento, pero también podría tratarse de otras cosas. En primer lugar, analizamos las isotermas en cuanto a la forma en que la actividad del agua afecta a las diferentes velocidades de reacción. Digamos que si tienes una barra o un producto que contiene un aditivo nutricional específico, o un nutracéutico o un alimento funcional, también se aplicará a ellos. Todas estas series también se aplicarán a eso. Si haces una afirmación como esa, debes asegurarte de que podrás mantenerla.

ZC: Pasemos ahora a la sección de preguntas y respuestas. Responderemos a un par de preguntas y, si tienen alguna pregunta adicional, pueden ponerse en contacto con nosotros directamente o utilizar la información de contacto que encontrarán al final, para que podamos asegurarnos de responder a todas sus preguntas.

Sesión de preguntas y respuestas

¿Con qué rapidez se equilibra la humedad entre los ingredientes? ¿Hay alguna forma de influir en este proceso?

MG: Yo responderé a esa pregunta. Puede llevar un poco de tiempo. Depende de la relación entre la rapidez con la que algo absorbe la humedad. Cuando hicimos nuestros ejemplos con los arándanos y las almendras, tardamos aproximadamente una semana en colocarlos en una actividad acuosa diferente y luego dejarlos reposar. Pero si nos fijamos en la mayoría de los productos, cuando se envasan, no se espera que se consuman en una semana. Es algo que, con el tiempo, acabará sucediendo, solo hay que tenerlo en cuenta. Dependiendo del producto, puede ser más rápido o más lento, pero todo acabará equilibrándose dentro del envase. Puedes estar seguro de que eso sucederá.

Cuando hay una mayor diferencia en las actividades del agua, eso va a ser la fuerza motriz. Si se consigue que las actividades del agua estén más próximas entre sí, entonces, en primer lugar, no habrá tanta migración de humedad y, en segundo lugar, se alcanzará un buen equilibrio más rápidamente. Siempre es bueno intentar minimizar la diferencia. Sin duda, recomiendo intentar que las actividades sean similares, así no tendrás un problema tan grande de migración de humedad en tu producto.

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

ZC: Yo puedo responder a esta pregunta. Esto nos lleva de vuelta a una de nuestras secciones anteriores, en la que mucha gente piensa que debería utilizar el contenido de humedad debido a su cantidad. Quizás tenga un poco más de sentido para ellos, pero lo que espero que hayamos demostrado en este seminario web es que lo que realmente hay que tener en cuenta es la actividad del agua.

La actividad del agua es una medida de la energía de esa agua y determina la dirección en la que el agua quiere moverse. El agua siempre quiere pasar de un estado de alta energía a uno de baja energía. En el ejemplo que hemos visto, al comprender que la actividad del agua es mayor en los arándanos, esa agua quiere moverse desde el arándano hacia la almendra 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 cercano a los límites microbianos, ¿qué variación de temperatura después del envasado permitiría que se enmoheciera?

MG: Es mejor mantenerse alejado de ese límite microbiano. No conviene acercarse demasiado. Lo que quiero decir es que, si tuviera que decirlo, y realmente dudo en decir hasta qué punto se puede acercar, porque realmente depende del producto en sí. ¿Cuál es su relación con la temperatura? Es decir, ¿se ve realmente muy afectado por la temperatura y, como he dicho, esto es algo que se puede averiguar y que es diferente para cada producto? Pero si tuviera que arriesgarme un poco, diría que 0,1, sin duda te mantendría en la zona segura. Tenemos un límite microbiano de 0,7 de actividad del agua. Si estás alrededor de 0,6, probablemente sea lo más cerca que me gustaría estar.

Recuerda que en ese rango de actividad del agua también hay factores relacionados con la 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 en el caso de las frutas, los frutos secos y otros productos, por lo general, establecer una actividad de 0,1 por debajo del límite microbiano es una apuesta bastante segura. Pero también añadiré a esta pregunta que, si estuvieras justo en 0,7, digamos justo en el umbral microbiano a temperatura ambiente, tan pronto como tu producto salga de tus instalaciones, si experimenta una temperatura superior a la temperatura a la que lo has probado, entonces, tan pronto como suba la temperatura, corres el riesgo de que aumente la actividad. Tan pronto como eso ocurra, los microorganismos pueden empezar a crecer. Hay que encontrar un equilibrio entre comprender las temperaturas a las que puede estar expuesto el producto y establecer un nivel de actividad lo suficientemente bajo como para garantizar la seguridad. Si la temperatura sube, seguirá estando por debajo de 0,7 o incluso de 0,6, cinco.

MG: Me gustaría mencionar rápidamente, si me lo permiten, otras dos cosas: se trata de productos naturales. La mayoría de las veces no tienen una etapa de eliminación. Quiero decir, si estás tostando un fruto seco, entonces eso debería, si lo estás haciendo bien, supongo que se podría decir. Mataría cualquier microbio, pero en muchos casos, las cosas pueden seguir estando en la superficie de los alimentos naturales, y no crecerán si mantienes baja la actividad del agua, pero si se eleva y sigue subiendo, estamos hablando de mohos que son bastante bajos, 0,7, pero si se eleva más, se corre el riesgo de que, si se encuentra en un entorno diferente o el envase no es lo suficientemente bueno, la humedad se eleve, lo cual es un factor importante ahora, o se pueda desarrollar E. coli o salmonela. Eso es una actividad del agua mucho más alta, pero recuerda que esas cosas pueden sobrevivir en los alimentos naturales, simplemente no pueden prosperar ni crecer si mantienes baja la actividad del agua.

Otra cosa que quería mencionar es el impacto del embalaje, un tema en el que sé que tienes mucha experiencia. Si quieres hablar de algo relacionado con el embalaje en relación con la temperatura y demás.

ZC: Sí, claro. En pocas palabras, si estás fabricando un producto que se acerca al límite microbiano, una forma de mantener tu producto dentro del rango ideal de actividad del agua es tener en cuenta el envase: cuanto menor sea la tasa de transmisión de vapor de agua de ese envase, más fácil te resultará mantenerlo dentro del rango que necesitas, incluso con diferentes niveles de humedad o temperaturas. Una vez más, tenemos otro seminario web que trata este tema con mucho más detalle, y estaremos encantados de hablar con usted sobre el embalaje.

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

MG: Sí.

ZC: Sí, sin duda.

MG: Sí. Recomiendo, por supuesto, la actividad del agua, tal y como hemos comentado, porque el contenido de humedad no ofrece una visión completa que permita evitar algunos de los problemas que hemos mencionado. Luego está el control del proceso. Se puede lograr mucho mejor con la actividad del agua y es bueno analizar los ingredientes entrantes, pero el análisis posterior también es muy valioso, porque así sabrás lo que has producido. ¿Está al nivel que esperabas? ¿Tienes algún comentario más?

ZC: Sí. Solo diré que las empresas exitosas que veo son aquellas que realmente controlan el agua en sus alimentos o ingredientes. Miden al principio y solo aceptan ingredientes si están dentro de un rango del 10 % o establecen un rango específico, porque esa variación se trasladará al producto final. Recomiendo medir los ingredientes al principio de la producción. Ahora incluso tenemos una solución en línea para que siempre puedas alcanzar tu objetivo, sea cual sea la actividad, pero, de nuevo, al final, debes medir el producto final justo cuando lo envases. Incluso hay empresas que realizan estudios de vida útil y miden la actividad del agua a lo largo del tiempo. Sin duda, es algo que hay que supervisar durante todo el proceso. De este modo, se pueden evitar las retiradas de productos y cualquiera de los otros problemas de los que hemos hablado hoy.

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