Activité de l'eau pour la sécurité et la qualité alimentaires

Mélangez des crackers contenant 20 % d'eau et une garniture au fromage contenant 30 % d'eau. Une recette pour obtenir des crackers détrempés ? Pas si les deux ingrédients ont la même activité hydrique.

Vous souhaitez éviter la formation de grumeaux et l'agglomération dans un lot d'épices ? Adaptez l'activité de l'eau des composants, et le problème est résolu.

La dégradation des vitamines dépend de l'activité de l'eau. Il en va de même pour Oxydation des lipides, le croquant, la texture moelleuse, la tendreté et bien d'autres critères de qualité. La teneur en humidité indique la quantité d'eau présente dans un produit, mais c'est tout. Elle ne permet pas de prédire aucun de ces autres aspects liés à la qualité et à la sécurité.

Pourquoi l'activité de l'eau ?

L'utilité de l'activité de l'eau comme indicateur de qualité et de sécurité a été mise en évidence lorsqu'il est apparu que la teneur en humidité ne suffisait pas à expliquer Croissance microbienne . L'activité de l'eau est une mesure de l'état énergétique de l'eau dans un système.

Le concept d'activité de l'eau (aw) est utilisé depuis des décennies par les microbiologistes et les technologues alimentaires. Il s'agit du critère le plus couramment utilisé pour évaluer la sécurité et la qualité.

Prévoir la sécurité et la stabilité

L'activité de l'eau permet de prédire la sécurité et la stabilité en ce qui concerne Croissance microbienne, des vitesses de réaction chimiques et biochimiques, ainsi que des propriétés physiques. La figure 1 illustre la stabilité en termes de Croissance microbienne et de vitesses de réactions de dégradation en fonction de l'activité de l'eau.

En mesurant et en contrôlant l'activité de l'eau, il est possible de :

• Prédire quels micro-organismes seront des sources potentielles de détérioration et d'infection
• Maintenir la stabilité chimique des produits
• Réduire au minimum Brunissement non enzymatique et les réactions d'oxydation lipidique autocatalytique spontanée
• Prolonger l'activité des enzymes et des vitamines
• Optimiser les propriétés physiques des produits en termes de Migration de l'humidité texture et de Durée de conservation

Limitation de Croissance microbienne

Les micro-organismes ont un seuil d'activité de l'eau en dessous duquel ils ne se développent pas. C'est l'activité de l'eau, et non la teneur en humidité, qui détermine la limite inférieure de l'eau « disponible » pour Croissance microbienne. Étant donné que les bactéries, les levures et les moisissures ont besoin d'une certaine quantité d'eau « disponible » pour se développer, la conception d'un produit dont l'activité de l'eau est inférieure à un seuil critique constitue un moyen efficace de contrôler leur croissance.

Un produit peut contenir de l'eau, même en grande quantité, mais si son niveau d'énergie est suffisamment bas, les micro-organismes ne peuvent pas l'assimiler pour assurer leur croissance. Cet état « désertique » crée un déséquilibre osmotique entre les micro-organismes et leur environnement immédiat. Par conséquent, les microbes ne peuvent pas se développer.

Technologie des obstacles

Si la température, le pH et plusieurs autres facteurs peuvent influencer la croissance des micro-organismes et sa rapidité, l'activité de l'eau est souvent le facteur le plus important. L'activité de l'eau peut être combinée à d'autres facteurs conservateurs (barrières), tels que la température, le pH, le potentiel redox, etc., afin de créer des conditions qui inhibent les micro-organismes. Le niveau d'activité de l'eau qui limite la croissance de la grande majorité des bactéries pathogènes est de_{0,90 aw} (₀,_{70 aw} pour les moisissures de détérioration). La limite inférieure pour tous les micro-organismes est de 0,_{60 aw}.

Un produit dont l'activité de l'eau est supérieure à 0,85 peut-il tout de même rester Stable au stockage d'autres agents conservateurs sont utilisés ?

Oui, lorsque plusieurs obstacles combinés, tels que l’acidification (pH inférieur à 4,6), le traitement thermique ou l’ajout d’agents antimicrobiens, empêchent collectivement Pathogène , les produits présentant une activité de l’eau (aw) supérieure à 0,85 peuvent être Stable au stockage réfrigération. Toutefois, cela nécessite formulation validées et une documentation conforme Contrôles préventifs de la FSMA, car l’activité de l’eau à elle seule ne constitue plus un critère de sécurité.

Quel hydromètre vous convient le mieux ?

Réactivité chimique/biochimique

L'activité de l'eau influence non seulement l'altération microbienne, mais aussi la réactivité chimique et enzymatique. L'eau peut influencer la réactivité chimique de différentes manières. Elle peut agir comme solvant, comme réactif, ou modifier la mobilité des réactifs en affectant la viscosité du système. L'activité de l'eau influe sur Brunissement non enzymatique, l'oxydation des lipides, la dégradation des vitamines et d'autres nutriments, les réactions enzymatiques, la dénaturation des protéines, la gélatinisation de l'amidon et la rétrogradation de l'amidon. En règle générale, lorsque le niveau d'activité de l'eau diminue, la vitesse des réactions chimiques de dégradation diminue également.

Propriétés physiques

Outre le fait qu'elle permet de prédire les vitesses de diverses réactions chimiques et enzymatiques, l'activité de l'eau influe sur les propriétés texturales des aliments. Les aliments à forte activité de l'eau ont une texture décrite comme moelleuse, juteuse, tendre et élastique. Lorsque l'activité de l'eau de ces produits diminue, on observe des caractéristiques texturales indésirables, telles que la dureté, la sécheresse, le rassissement et la dureté. Les produits à faible activité de l'eau ont généralement une texture décrite comme croustillante et croquante, tandis que ceux à activité de l'eau plus élevée ont une texture détrempée. Les activités de l'eau critiques déterminent à partir de quel moment les produits deviennent inacceptables d'un point de vue sensoriel.

À partir de quelle teneur en eau les aliments croustillants commencent-ils à ramollir ou à devenir mous ?

La plupart des snacks croustillants conservent une texture croquante acceptable lorsque leur valeur aw est comprise entre 0,40 et 0,45, et commencent à ramollir de manière notable lorsque cette valeur dépasse 0,60 à 0,65, à mesure qu’ils absorbent l’humidité ambiante. Le point de transition exact dépend de formulation du conditionnement ; c’est pourquoi les fabricants établissent des isothermes de sorption lors du développement des produits afin de définir une durée de conservation validée et des spécifications d’emballage.

Agglomération, formation de grumeaux, affaissement et Adhésivité

L'activité de l'eau est un facteur important qui influe sur la stabilité des poudres et des produits déshydratés pendant leur stockage. Le contrôle de l'activité de l'eau dans un produit en poudre permet de préserver la structure, la texture, la stabilité, la densité et les propriétés de réhydratation du produit. Il est essentiel de connaître l'activité de l'eau des poudres en fonction de leur teneur en humidité et de la température lors de la transformation, de la manutention, du conditionnement et du stockage afin d'éviter les phénomènes néfastes que sont l'agglomération, la formation de grumeaux, l'affaissement et Adhésivité. L'agglomération dépend de l'activité de l'eau, du temps et de la température, et est liée au phénomène d'affaissement de la poudre sous l'effet de la force gravitationnelle.

Migration de l'humidité

L'activité de l'eau étant une mesure de l'état énergétique de l'eau, les différences d'activité de l'eau entre les composants constituent le moteur de Migration de l'humidité le système atteint l'équilibre. L'activité de l'eau est donc un paramètre important pour contrôler la migration de l'eau dans les produits à plusieurs composants. Certains aliments contiennent des composants présentant des niveaux d'activité de l'eau différents, comme les snacks fourrés ou les céréales aux fruits secs. Par définition, l'activité de l'eau implique que l'humidité migre d'une zone à forte activité de l'eau vers une zone à plus faible activité de l'eau, mais la vitesse de migration dépend de nombreux facteurs. Migration de l'humidité les aliments à plusieurs composants peut entraîner des modifications indésirables de la texture. Par exemple, l'humidité migrant des fruits secs, qui présentent une activité de l'eau plus élevée, vers les céréales, dont l'activité de l'eau est plus faible, rend les fruits durs et secs tandis que les céréales deviennent détrempées.

Les différences d'activité de l'eau entre les composants ou entre un composant et l'humidité ambiante constituent un facteur déterminant de la Migration de l'humidité. Il est essentiel de savoir si l’eau va être absorbée ou libérée par un composant donné pour prévenir toute dégradation, en particulier si la substance est sensible à l’humidité. Par exemple, si l’on doit mélanger des quantités égales d’un composant 1 à 2 % d’humidité et d’un composant 2 à 10 % d’humidité, y aura-t-il un échange d’humidité entre les composants ? La teneur en humidité finale du mélange serait de 6 %, mais y a-t-il eu un échange d’humidité entre les composants 1 et 2 ? La réponse dépend des activités de l’eau des deux composants. Si les activités de l’eau des deux composants sont identiques, il n’y aura pas d’échange d’humidité entre eux. Par ailleurs, deux ingrédients présentant la même teneur en humidité peuvent ne pas être compatibles lorsqu’ils sont mélangés. Si deux matériaux présentant des activités de l’eau différentes mais la même teneur en humidité sont mélangés, l’eau se répartira entre les matériaux jusqu’à ce qu’une activité de l’eau d’équilibre soit atteinte.

Durée de conservation/emballage

L'activité de l'eau est un facteur déterminant pour établir la Durée de conservation des produits. Des seuils critiques supérieurs et inférieurs d’activité de l’eau peuvent être établis pour les qualités microbiologiques, texturales, gustatives, d’aspect, d’arôme, nutritionnelles et culinaires des produits alimentaires. Les taux d'échange d'humidité à travers l'emballage et la vitesse à laquelle l'activité de l'eau de l'aliment évolue vers une limite critique détermineront la Durée de conservation produit. La connaissance de la température, de l'humidité relative ambiante et des valeurs critiques d'activité de l'eau aidera à choisir un emballage doté des propriétés barrières adéquates pour optimiser la qualité et Durée de conservation.

Maîtrisez les bases

Découvrez l'essentiel des activités aquatiques en 20 minutes grâce à ce webinaire. Vous apprendrez :

• Qu'est-ce que l'activité de l'eau ?
• En quoi cela diffère-t-il de la teneur en humidité ?
• Pourquoi cela permet-il de contrôler Croissance microbienne?
• Comment la compréhension de l'activité de l'eau peut vous aider à contrôler l'humidité dans votre produit.

Foire aux questions

Pourquoi l'activité de l'eau est-elle importante pour la sécurité alimentaire ?

L'activité de l'eau est le facteur le plus fiable pour déterminer si un aliment est susceptible de favoriser Pathogène ; c'est pourquoi la FDA et l'USDA l'utilisent comme paramètre de contrôle réglementaire plutôt que la teneur totale en humidité. Les produits dont l'activité de l'eau (aw) est inférieure ou égale à 0,85 ne sont pas classés comme aliments TCS et sont généralement Stable au stockage réfrigération.

Quel est le niveau d'activité de l'eau considéré comme sûr pour les aliments ?

Une valeur d'aw inférieure à 0,85 correspond au seuil fixé par la FDA pour les denrées alimentaires ne nécessitant pas de réfrigération ; en dessous d'une valeur d'aw de 0,70, la plupart des moisissures ne peuvent pas se développer, et en dessous d'une valeur d'aw de 0,60, aucune Croissance microbienne ne se produit. La valeur cible appropriée dépend du produit concerné et des micro-organismes ciblés ; c'est pourquoi la plupart des fabricants établissent une Spécification d'aw validée Spécification que de se contenter du seuil réglementaire minimal.

À quelle fréquence les fabricants doivent-ils mesurer l'activité de l'eau au cours de la production ?

Les produits dont la valeur d'humidité relative (aw) est proche d'un seuil critique, par exemple entre 0,83 et 0,87, nécessitent des contrôles en cours de fabrication à chaque lot ou à chaque équipe de production, tandis que les produits dont la valeur est bien inférieure au seuil de sécurité peuvent être contrôlés moins fréquemment, par des analyses périodiques du produit fini. L'AQUALAB 4TE fournit des résultats en cinq minutes environ, et les services de laboratoire AQUALAB peuvent vous aider à élaborer un programme de contrôle adapté à votre profil de risque spécifique.