Mescolare cracker con il 20% di contenuto d'acqua e ripieno di formaggio con il 30%. Una ricetta per cracker mollicci? No, se i due ingredienti hanno la stessa attività dell'acqua.

Vuoi evitare che le spezie si aggreghino e si aggreghino in un lotto? Abbina le attività dell'acqua dei componenti e il problema è risolto.

La degradazione delle vitamine è una funzione dell'attività dell'acqua. Lo stesso vale per l'ossidazione dei lipidi, la croccantezza, la masticabilità, la morbidezza e molti altri fattori che determinano la qualità. Il contenuto di umidità indica la quantità di acqua presente in un prodotto, ma nulla di più. Non è in grado di prevedere nessuno di questi altri aspetti relativi alla qualità e alla sicurezza.

Perché l'attività dell'acqua?

L'utilità dell'attività dell'acquacome misura della qualità e della sicurezza è stata suggerita quando è diventato evidente che il contenuto di umidità non era in grado di spiegare adeguatamente le fluttuazioni della crescita microbica. L'attività dell'acqua è una misura dello stato energetico dell'acqua in un sistema.

Il concetto di attività dell'acqua (aw) è stato utilizzato per decenni dai microbiologi e dai tecnologi alimentari. È il criterio più comunemente utilizzato per valutare la sicurezza e la qualità.

Previsione della sicurezza e della stabilità

L'attività dell'acqua predice la sicurezza e la stabilità in relazione alla crescita microbica, alla velocità delle reazioni chimiche e biochimiche e alle proprietà fisiche. La figura 1 mostra la stabilità in termini di limiti di crescita microbica e velocità delle reazioni di degradazione in funzione dell'attività dell'acqua.

Misurando e controllando l'attività dell'acqua, è possibile:

• Prevedere quali microrganismi saranno potenziali fonti di deterioramento e infezione
• Mantenere la stabilità chimica dei prodotti
• Ridurre al minimo le reazioni di imbrunimento non enzimatico e le reazioni spontanee di ossidazione autocatalitica dei lipidi
• Prolunga l'attività degli enzimi e delle vitamine
• Ottimizza le proprietà fisiche dei prodotti in termini di migrazione dell'umidità, consistenza e durata di conservazione.

Limitare la crescita microbica

I microrganismi hanno un livello limite di attività dell'acqua al di sotto del quale non crescono. È l'attività dell'acqua, e non il contenuto di umidità, a determinare il limite inferiore dell'acqua "disponibile" per la crescita microbica. Poiché batteri, lieviti e muffe richiedono una certa quantità di acqua "disponibile" per sostenere la crescita, la progettazione di un prodotto al di sotto di un livello critico di attività dell'acqua costituisce un mezzo efficace per controllarne la crescita.

L'acqua può essere presente, anche in quantità elevate, in un prodotto, ma se il suo livello energetico è sufficientemente basso, i microrganismi non sono in grado di rimuovere l'acqua per sostenere la loro crescita. Questa condizione "desertica" crea uno squilibrio osmotico tra i microrganismi e l'ambiente locale. Di conseguenza, i microbi non possono crescere.

Tecnologia degli ostacoli

Sebbene la temperatura, il pH e diversi altri fattori possano influenzare la crescita dei microrganismi e la sua velocità, l'attività dell'acqua è spesso il fattore più importante. L'attività dell'acqua può essere combinata con altri fattori conservanti (barriere), quali temperatura, pH, potenziale redox, ecc., per creare condizioni che inibiscono i microrganismi. Il livello di attività dell'acqua che limita la crescita della stragrande maggioranza dei batteri patogeni è_{0,90 aw} (₀,_{70 aw} per le muffe di deterioramento). Il limite inferiore per tutti i microrganismi è 0,_{60 aw}.

Qual è il misuratore di attività dell'acqua più adatto alle tue esigenze?

Reattività chimica/biochimica

L'attività dell'acqua influenza non solo il deterioramento microbico, ma anche la reattività chimica ed enzimatica. L'acqua può influenzare la reattività chimica in diversi modi. Può agire come solvente, reagente o modificare la mobilità dei reagenti influenzando la viscosità del sistema. L'attività dell'acqua influenza il brunimento non enzimatico, l'ossidazione dei lipidi, la degradazione delle vitamine e di altri nutrienti, le reazioni enzimatiche, la denaturazione delle proteine, la gelatinizzazione dell'amido e la retrogradazione dell'amido. In genere, quando il livello di attività dell'acqua si abbassa, il tasso delle reazioni chimiche di degradazione diminuisce.

Proprietà fisiche

Oltre a determinare la velocità delle varie reazioni chimiche ed enzimatiche, l'attività dell'acqua influisce sulle proprietà strutturali degli alimenti. Gli alimenti con un'elevata attività dell'acqua hanno una consistenza descritta come umida, succosa, tenera e gommosa. Quando l'attività dell'acqua di questi prodotti diminuisce, si osservano caratteristiche strutturali indesiderate, quali durezza, secchezza, stantio e consistenza gommosa. I prodotti a bassa attività dell'acqua hanno normalmente caratteristiche di consistenza descritte come croccanti e friabili, mentre questi prodotti a livelli di attività dell'acqua più elevati assumono una consistenza molliccia. Le attività dell'acqua critiche determinano il punto in cui i prodotti diventano inaccettabili dal punto di vista sensoriale.

Agglomerazione, formazione di grumi, collasso e appiccicosità

L'attività dell'acqua è un fattore importante che influenza la stabilità delle polveri e dei prodotti disidratati durante lo stoccaggio. Il controllo dell'attività dell'acqua in un prodotto in polvere mantiene la struttura, la consistenza, la stabilità, la densità e le proprietà di reidratazione del prodotto. La conoscenza dell'attività dell'acqua delle polveri in funzione del contenuto di umidità e della temperatura è essenziale durante la lavorazione, la manipolazione, il confezionamento e lo stoccaggio per prevenire il fenomeno deleterio dell'agglomerazione, della formazione di grumi, del collasso e della viscosità. L'agglomerazione dipende dall'attività dell'acqua, dal tempo e dalla temperatura ed è correlata al fenomeno del collasso della polvere sotto l'effetto della forza di gravità.

Migrazione dell'umidità

Poiché l'attività dell'acqua è una misura dello stato energetico dell'acqua, le differenze nell'attività dell'acqua tra i componenti sono la forza motrice della migrazione dell'umidità quando il sistema raggiunge l'equilibrio. Pertanto, l'attività dell'acqua è un parametro importante nel controllo della migrazione dell'acqua nei prodotti multicomponenti. Alcuni alimenti contengono componenti con diversi livelli di attività dell'acqua, come gli snack ripieni o i cereali con frutta secca. Per definizione, l'attività dell'acqua determina che l'umidità migrerà da una regione ad alta attività dell'acqua a una regione a bassa attività dell'acqua, ma la velocità di migrazione dipende da molti fattori. La migrazione dell'umidità negli alimenti multicomponenti può causare cambiamenti indesiderati nella consistenza. Ad esempio, l'umidità che migra dalla frutta secca ad alta attività dell'acqua ai cereali a bassa attività dell'acqua rende la frutta dura e secca, mentre i cereali diventano mollicci.

Le differenze nell'attività dell'acqua tra i componenti o tra un componente e l'umidità ambientale sono una forza trainante per la migrazione dell'umidità. Sapere se l'acqua verrà assorbita o desorbita da un particolare componente è essenziale per prevenire il degrado, specialmente se la sostanza è sensibile all'umidità. Ad esempio, se devono essere miscelate insieme quantità uguali di componente 1 al 2% e componente 2 al 10% di umidità, ci sarà uno scambio di umidità tra i componenti? Il contenuto di umidità finale del materiale miscelato sarebbe del 6%, ma si è verificato uno scambio di umidità tra il componente 1 e il componente 2? La risposta dipende dall'attività dell'acqua dei due componenti. Se l'attività dell'acqua dei due componenti è la stessa, non si verificherà alcuno scambio di umidità tra i due componenti. Inoltre, due ingredienti con lo stesso contenuto di umidità potrebbero non essere compatibili una volta miscelati. Se si mescolano due materiali con attività dell'acqua diverse ma con lo stesso contenuto di acqua, l'acqua si regolerà tra i materiali fino a ottenere un'attività dell'acqua di equilibrio.

Durata di conservazione/imballaggio

L'attività dell'acqua è un fattore critico nel determinare la durata di conservazione dei prodotti. È possibile stabilire livelli critici superiori e inferiori di attività dell'acqua per le qualità microbiche, la consistenza, il sapore, l'aspetto, l'aroma, le proprietà nutrizionali e le qualità di cottura dei prodotti alimentari. I tassi di scambio di umidità attraverso la confezione e il tasso di variazione dell'attività dell'acqua degli alimenti verso un limite critico determineranno la durata di conservazione di un prodotto. La conoscenza della temperatura, dell'umidità relativa ambientale e dei valori critici dell'attività dell'acqua aiuterà nella scelta di una confezione con le corrette proprietà barriera per ottimizzare la qualità e la durata di conservazione.

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.