Pur essendo un ingrediente economico, l'acqua può causare molti problemi costosi: proliferazione microbica, muffa, perdita di consistenza, formazione di grumi e agglomerati, irrancidimento e perdita di vitamine. Il modo migliore per comprendere il ruolo dell'acqua nel vostro prodotto è imparare a misurarne l'attività.

Che cos'è l'attività dell'acqua?

Attività dell'acqua: è tutta una questione di energia._Aw è il rapporto tra la pressione di vapore dell'alimento stesso, quando si trova in equilibrio completo con l'aria circostante.

Prendi un bicchiere d'acqua e una spugna asciutta. Immergi l'angolo della spugna nel bicchiere d'acqua. L'acqua passerà dal bicchiere alla spugna.

L'attività dell'acqua è la forza che fa sì che l'acqua penetri nella spugna. Per comprenderlo meglio, pensa a come l'acqua nella spugna è diversa dall'acqua nel bicchiere.

L'acqua nel bicchiere è libera, ma quella nella spugna non lo è affatto. È legata da legami idrogeno, forze capillari e forze di van der Waals-London. Questi sono chiamati effetti matrice. L'acqua nella spugna ha uno stato energetico inferiore rispetto a quella nel bicchiere. L'acqua scorrerà nella spugna, ma per farla uscire dovremo fare uno sforzo, strizzando la spugna.

L'acqua contenuta nella spugna ha una pressione di vapore inferiore, un punto di congelamento più basso e un punto di ebollizione più alto rispetto all'acqua contenuta nel bicchiere. Sono diverse in modi che possiamo misurare e quantificare.

L'energia dell'acqua può anche essere ridotta diluendola con soluti. Questi effetti sono chiamati effetti osmotici. Poiché è necessario un lavoro per riportare l'acqua al suo stato puro e libero, anche questo riduce l'attività dell'acqua. La variazione totale di energia è la somma degli effetti matriciali e osmotici.

Usa la matematica per misurare_l'aw dell'acqua

Se chiudiamo un campione in un contenitore sigillato, l'umidità relativa dell'aria nello spazio di testa si equilibrerà con l'attività dell'acqua del campione. All'equilibrio, le due saranno uguali e potremo misurare l'umidità relativa dello spazio di testa per conoscere l'attività dell'acqua del campione. Questa è la risposta più affidabile alla domanda su come misurare l'attività dell'acqua.

Metodi secondari: igrometri, sensori di capacità

Come i primi misuratori di attività dell'acqua, la maggior parte degli strumenti moderni utilizza sensori igrometrici a capacità elettrica o resistenza per misurare l'umidità nello spazio di testa sopra il campione.

Questi misuratori utilizzano metodi secondari: mettono in relazione un segnale elettrico con l'umidità relativa e devono essere calibrati con standard salini noti.

Con questi sensori, l'ERH è uguale all'attività dell'acqua del campione solo se la temperatura del campione e quella del sensore sono identiche. Per ottenere misurazioni accurate è necessario un buon controllo o una buona misurazione della temperatura. I sensori di capacità hanno un design semplice e sono spesso utilizzati in misuratori di attività dell'acqua relativamente economici.

Come misurare l'attività dell'acqua: il punto di rugiada è un metodo primario

I metodi migliori per rispondere alla domanda su come misurare l'attività dell'acqua (_aw) sono quelli primari che utilizzano il rapporto p /p0.

P0 (la pressione di vapore di saturazione) dipende solo dalla temperatura del campione (come mostrato nel grafico allegato), quindi è possibile misurare p0 misurando la temperatura del campione. P (la pressione di vapore dell'acqua nel campione) può essere misurata misurando la pressione di vapore dell'acqua nello spazio di testa sigillato sopra il campione. Il modo più accurato per misurare tale pressione di vapore, e che risale ai principi fondamentali, è misurare il punto di rugiada dell'aria.

Figura 1. È possibile misurare la pressione di vapore di saturazione misurando la temperatura del campione (la pressione di vapore di saturazione è la temperatura).

Il metodo primario consiste nella misurazione diretta, senza calibrazione.

I principali vantaggi del metodo del punto di rugiada (o punto di rugiada a specchio raffreddato) sono la velocità e la precisione. Il sensore del punto di rugiada a specchio raffreddato è un metodo di misurazione primario basato sui principi fondamentali della termodinamica. I misuratori di attività dell'acqua a specchio raffreddato effettuano misurazioni altamente accurate (±0,_{003 aw}), in genere in circa 5 minuti. Poiché la misurazione si basa sulla determinazione della temperatura, non è necessaria alcuna calibrazione. Gli utenti devono misurare una soluzione salina standard per verificare il corretto funzionamento dello strumento. Per alcune applicazioni, la velocità di questo metodo consente ai produttori di eseguire il monitoraggio in linea dell'attività dell'acqua di un prodotto.

Una misura potente per il controllo qualità/garanzia qualità e la formulazione

L'attività dell'acqua è una misura termodinamica dell'energia dell'acqua in un prodotto. Perché la tua azienda dovrebbe imparare a misurare l'attività dell'acqua? È direttamente correlata alla suscettibilità microbica dei prodotti alimentari. Ha anche relazioni dirette con molte delle reazioni che determinano la durata di conservazione degli alimenti. Poiché viene misurata su una scala con uno standard noto, è particolarmente adatta come specifica di sicurezza e qualità.

Padroneggia le basi

Scopri gli aspetti fondamentali delle attività acquatiche condensati in questo webinar di 20 minuti. Imparerai:

• Che cos'è l'attività dell'acqua
• In che cosa differisce dal contenuto di umidità
• Perché controlla la crescita microbica
• Come comprendere l'attività dell'acqua può aiutarti a controllare l'umidità nel tuo prodotto.