Resumen del seminario web y puntos clave

Pero, ¿qué variable proporcionará un mejor control? ¿Es la actividad del agua? ¿Es el pH? ¿Es una combinación de ambos? Exploraremos qué son la actividad del agua y el pH, cómo afectan por sí solos a la estabilidad microbiana y cómo funcionan mejor juntos para controlar la contaminación microbiana.

El primer obstáculo: ¿qué es la actividad del agua?

La actividad del agua es una medida del estado energético del agua en un sistema. A partir de la primera ley de la termodinámica, podemos derivar la ecuación de energía libre de Gibbs, que proporciona información sobre la energía o el potencial químico de cualquier tipo de especie, que en este caso sería el agua. La actividad del agua en la muestra está directamente relacionada con el potencial energético, que a su vez está directamente relacionado con la tendencia a escapar, o fugacidad, del agua a la fase de vapor.

Desde un punto de vista práctico, para determinar la actividad del agua de un producto, se coloca una muestra en un recipiente hermético, permitiendo que el agua se evapore de la muestra al espacio superior. Ese vapor de agua crearía una presión sobre el recipiente que se puede medir y calcular como (P), la presión parcial de la muestra. A continuación, podemos dividir ese número por la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura para obtener la actividad final del agua en la muestra en una escala de 0 (sin agua) a 1 (agua pura).

Aunque están relacionadas, la actividad del agua es una medida diferente del contenido de humedad, que es una medida cuantitativa de la cantidad de agua presente en una muestra, mientras que la actividad del agua es la medida cualitativa del estado energético del agua en el sistema. Si bien es útil saber cuánta agua hay presente, los microorganismos solo pueden utilizar el agua a la que tienen acceso.

¿Por qué es importante la actividad del agua?

Cada microorganismo tiene una actividad acuosa muy específica a la que deja de reproducirse, provocada por el estrés osmótico que supone detener el libre flujo de agua a través de la barrera semipermeable del organismo. Al reducir la actividad acuosa del sistema por debajo de este umbral, el microbio puede entrar en un estado de latencia y dejar de crecer, logrando así un entorno estable y seguro, como se muestra en la tabla siguiente:

Sin embargo, la actividad del agua no es un paso de eliminación. Simplemente impide el crecimiento. La única forma de eliminar por completo los microorganismos del producto y evitar que vuelvan a aparecer y se reproduzcan es combinar una actividad del agua reducida con buenas prácticas de fabricación y un paso de eliminación.

La medición y el seguimiento de la actividad del agua en los productos es una herramienta excelente para garantizar la seguridad de los productos y como verificación de los puntos de control en un buen plan HACCP. Una actividad del agua constante garantiza la uniformidad en el proceso de fabricación y es un buen indicador de que se ha completado el procesamiento.

El segundo obstáculo: el pH

En química, el pH es la escala con la que medimos la acidez relativa (o basicidad) de un producto. Funciona en una escala del 1 al 14, siendo 7 el punto neutro del agua destilada. Los números inferiores a 7 son más ácidos (ácido cítrico, ácido acético, etc.) y los números superiores a 7 son más alcalinos o básicos (bicarbonato sódico, lejía, etc.).

Una forma aproximada de medir visualmente el pH es mediante papel indicador. El papel cambiará de color y, utilizando la tabla correspondiente, dará una representación general del pH del producto. Se puede obtener una medición mucho más precisa con fotometría, utilizando un espectrofotómetro, o mediante medición electroquímica con un electrodo de pH.

De manera similar a la actividad del agua, podemos establecer niveles mínimos de crecimiento para diferentes organismos utilizando el pH como medida.

Recientemente, se modificaron algunas partes del código alimentario, pasando del pH mínimo anterior de 4,6 a incluir las cepas especialmente problemáticas que pueden seguir reproduciéndose hasta un pH de 4,2.

Tecnología Hurdle: actividad del agua y pH combinados

Si bien la actividad del agua por sí sola, o el pH por sí solo, pueden inhibir el crecimiento bacteriano, al combinar sus efectos podemos obtener un control más eficaz de los microorganismos con algo que se denomina «tecnología de barrera». Diferentes factores, como la temperatura, la actividad del agua, la acidez, los conservantes, etc., pueden influir en el crecimiento de los microbios, pero al combinarlos podemos crear una serie de barreras para impedir ese crecimiento.

En algunos casos, el conjunto de la solución es mayor que la suma de sus partes gracias a la sinergia de los agentes modificados, lo que permite un control eficaz a niveles que normalmente se considerarían inseguros tanto para el pH como para la actividad del agua por separado. La tabla siguiente muestra esta interacción entre los niveles de actividad del agua y los niveles de pH.

Notará que los niveles de actividad del agua y pH son más bajos juntos de lo que serían para lograr los mismos resultados por separado. Solo en los niveles más altos de cada uno será necesario realizar una evaluación del producto, como lo indica PA.

Cómo cambiar los niveles de actividad del agua y pH

Entonces, ¿cómo controlamos la actividad del agua en el producto? La forma más habitual es secar o deshidratar el producto para reducir la actividad del agua. A medida que se elimina el agua, la actividad del agua disminuye. Sin embargo, la deshidratación puede no ser viable para todos los productos, y es entonces cuando se utilizan humectantes.

Los humectantes son materiales que reducen la actividad del agua al retener el agua utilizable en los alimentos sin eliminar más contenido de agua. Los materiales más comunes que se utilizan son algunos azúcares, como el jarabe de maíz con alto contenido en fructosa, o la sal. Hay otros, como el sorbitol, la maltodextrina, la glicerina e incluso algunos almidones, aunque la solubilidad de estos ingredientes se convierte en el factor limitante.

METER Group ofrece herramientas que ayudan a calcular la cantidad de humectante necesaria para alcanzar un determinado nivel de actividad del agua. Esto proporcionará un buen punto de partida para medir y probar los aditivos y sus efectos.

¿Y cómo controlamos los niveles de pH? La forma más habitual es añadiendo diferentes ácidos (acético, cítrico, láctico, etc.). A veces se hace añadiendo ingredientes naturalmente ácidos. Tomemos como ejemplo la salsa para espaguetis. Los tomates reducen el pH de la salsa, haciéndola lo suficientemente ácida como para que sea estable.

Otra forma de controlar el pH es mediante el proceso de fermentación. Las bacterias preferenciales crecen y, en este proceso, producen ácido láctico, que reduce el pH de los alimentos y evita el crecimiento de otros tipos de organismos. Algunos ejemplos de fermentación son los encurtidos, el chucrut, las aceitunas, etc.

Aunque ambos factores funcionan bien por separado, son aún más eficaces cuando se utilizan conjuntamente. Al contar con un plan HACCP que incluye los niveles de actividad del agua y los niveles de pH como puntos de control, las pruebas rutinarias pueden garantizar que el proceso de fabricación sea coherente y, en última instancia, que el producto sea seguro.

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