La guida passo-passo del produttore alimentare per ridurre l'attività dell'acqua con gli umettanti

Come fanno i produttori a mantenere gli alimenti a umidità intermedia sicuri dal punto di vista microbico durante la lunga durata di conservazione?

La risposta si trova spesso nell'uso di umettanti. Che cos'è un umettante? Alcuni esempi comuni sono ingredienti come la glicerina, lo zucchero e diversi tipi di sali. Gli umettanti abbassano l'attività dell'acqua (_aw) di un prodotto perché l'acqua si lega preferenzialmente ad essi. Ogni umettante ha una capacità unica di abbassare l'attività dell'acqua a seconda della sua composizione chimica.

La quantità o la concentrazione degli umettanti aggiunti determina la diminuzione dell'_aw.

Quale umettante utilizzare?

Come regola generale, più basso è il peso molecolare dell'umettante, più potente è la sua capacità di legare l'acqua. Ad esempio, uno zucchero semplice come il saccarosio è più efficace di un amido, le cui molecole di glucosio intrecciate limitano i siti di legame con l'acqua disponibili. Per questo motivo, fibre, gomme e cere non sono umettanti efficaci.

Quando si sceglie un umettante, è importante considerare gli effetti indesiderati. Ad esempio, quando nell'impasto dei biscotti sono presenti proteine, se si abbassa l'attività dell'acqua a 0,7 utilizzando uno zucchero riducente, si entra nell'intervallo ideale per le reazioni di imbrunimento di Maillard. La riduzione dell'attività dell'acqua mantiene l'impasto sicuro dal punto di vista microbico, ma il prodotto diventa marrone dopo poche ore.

Gli umettanti possono anche introdurre sapori indesiderati in un prodotto. La glicerina è un umettante vantaggioso perché è insapore, tranne che ad alte concentrazioni. Inoltre, è completamente miscibile in acqua e non precipita in forma solida quando l'attività dell'acqua del prodotto cambia. Il sale o lo zucchero possono essere problematici perché, oltre ad aggiungere sapore, formano solidi se la concentrazione raggiunge il punto di saturazione nel prodotto. Per affrontare queste diverse sfide, molti produttori utilizzano una combinazione di umettanti.

Fasi di base per ridurre l'attività dell'acqua.

Gli sviluppatori di prodotti possono utilizzare i seguenti passaggi per capire quanto e quale tipo di umettante o combinazione di umettanti li aiuterà a raggiungere il_risultato desiderato.

• Identificare l'attuale attività idrica del prodotto
• Decidere quale attività acquatica si vuole ottenere
• Selezionare gli umettanti candidati
• Determinare i fattori di reattività di ciascun umettante
• Prevedere la variazione dell'attività dell'acqua attraverso i calcoli (descritti di seguito)
• Utilizzare le isoterme di assorbimento dell'umidità per migliorare la capacità di determinare una combinazione ottimale attraverso la modellazione.

Come prevedere un cambiamento nell'attività dell'acqua

È possibile prevedere quanto un umettante modifichi l'attività idrica di un prodotto utilizzando l'equazione di Norrish o l'equazione di Grover. Queste equazioni hanno costanti e coefficienti scientificamente determinati che possono essere utilizzati per le previsioni. (Per maggiori dettagli sulla scienza, consultare l'elenco delle pubblicazioni pertinenti).

Il Moisture Analysis Toolkit è un programma software che contiene queste equazioni. Lo strumento di previsione utilizza i dati specifici del prodotto per prevedere la quantità di umettante o la combinazione di umettanti necessaria per ottenere l'attività dell'acqua desiderata. La Tabella 1 illustra il funzionamento dello strumento di previsione quando abbiamo aggiunto la glicerina allo sciroppo.

Le equazioni di previsione dell'attività dell'acqua possono essere uno strumento molto potente nella formulazione. Per ulteriori informazioni su queste equazioni, contattare l'assistenza di AQUALAB.

Per saperne di più sulla durata di conservazione

In questo webinar di 30 minuti, gli scienziati alimentari Mary Galloway e Zachary Cartwright spiegano come ottenere risposte alle vostre domande sulla shelf life. Scoprite come:

-Risolvere problemi e reclami per scoprire perché la durata di conservazione termina prima del previsto.

-Prevedere l'impatto delle modifiche alle ricette sulla durata di conservazione

-Confrontare l'effetto di diverse opzioni di ingrediente

-Valutare se una specifica opzione di confezionamento vi aiuterà a raggiungere o a migliorare la shelf life

Pubblicazioni rilevanti

Brimelow, C. J. B. "Un approccio pragmatico allo sviluppo di nuovi alimenti a umidità intermedia". In Properties of water in foods, pp. 405-419. Springer Netherlands, 1985. Link all'articolo.

Kapsalis, J. G., D. H. Ball, D. M. Alabran e A. V. Cardello. "Poligliceroli ed esteri di poliglicerolo come potenziali agenti di riduzione dell'attività dell'acqua. Analisi chimica e sensoriale". Properties of Water in Foods (1985): 481-496. Link all'articolo.

Labuza, T. P. "Legame con l'acqua degli umettanti". In Proprietà dell'acqua negli alimenti, pp. 421-445. Springer Netherlands, 1985. Link all'articolo.

Ledward, D. A. "Nuovi prodotti di carne ad umidità intermedia". In Properties of Water in Foods, a cura di D. Simatos e J. L. Multon, 447-463. Dordrecht: Springer Netherlands, 1985. Link all'articolo.

Linko, P., R. Kervinen, R. Karppinen, E-K. Rautalinna e J. Vainionpää. "Cottura per estrusione di prodotti a base di cereali con umidità intermedia". In Properties of Water in Foods, pp. 465-479. Springer Netherlands, 1985. Link all'articolo.

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