Ingredienti naturali 101: l'umidità nella frutta secca e nelle noci

La misurazione e la gestione dell'umidità negli ingredienti naturali è uno dei modi più affidabili ed economici per evitare le difficoltà di formulazione, i ritardi di produzione e i problemi di qualità che spesso causano. 

Il laboratorio di R&S alimentare METER ha aiutato alcune delle più grandi aziende alimentari del mondo a comprendere ed eliminare le incongruenze nei loro ingredienti naturali. In questa trasmissione, Mary Galloway (responsabile del laboratorio di R&S) e Zachary Cartwright (scienziato alimentare capo) racconteranno come hanno aiutato e cosa hanno imparato in questo processo. 

Trascrizione, modificata per chiarezza

Dr. Zachary Cartwright: Benvenuti a Ingredienti naturali 101, dove parleremo di frutta secca e noci. Sia che li usiate come prodotti finali o come ingredienti, siamo qui per parlare di come potete controllare e monitorare l'acqua in questi tipi di prodotti.

Per prima cosa, parleremo della variabilità che esiste nella frutta secca e nella frutta a guscio. A partire dalla frutta, presenteremo un'immagine. Si tratta di un grafico a dispersione che mostra la relazione tra l'attività dell'acqua sull'asse X e il contenuto di umidità sull'asse Y. Questi dati sono stati raccolti da Mary - te li passo, Mary. Forse puoi parlare di ciò che stiamo osservando.

Mary Galloway: Certo. C'è molta variabilità tra i diversi tipi di frutta, ma c'è anche molta varietà all'interno di uno stesso tipo di frutta. Prendiamo i dati relativi ai mirtilli.

In questo webinar utilizzeremo come esempi i mirtilli e le mandorle, ma i principi si applicano anche ad altri frutti e alla frutta secca.

Una parte della variabilità che si riscontra nella frutta ha a che fare con il contenuto di zuccheri e di fibre che si trova nella frutta. Come ho già detto, questi fattori possono variare tra i diversi tipi di frutta. Ad esempio, il mango è un frutto molto fibroso, e in questo caso il rapporto è molto diverso. C'è molta variabilità nell'attività dell'acqua e nel contenuto di umidità. Con i mirtilli, c'è una relazione più prevedibile tra l'attività dell'acqua e il contenuto di umidità.

Anche in questo caso, però, anche nei mirtilli si riscontrano differenze nel contenuto di zuccheri e fibre. Le differenze varietali hanno un impatto, così come il metodo di essiccazione e il modo in cui è stato lavorato. È stato lavorato come un mirtillo naturale, non zuccherato, oppure è stato aggiunto dello zucchero o qualcos'altro? Anche la stagione di coltivazione può avere un forte impatto. Anche se il coltivatore è lo stesso e la varietà è la stessa anno dopo anno, si possono avere differenze nelle caratteristiche della bacca a causa delle variazioni della stagione di coltivazione.

Un altro fattore che può variare è il pH, che tende a influenzare soprattutto la frutta, più di altri ingredienti. La frutta tende a essere acida, il che significa che ha un pH basso. Quando si dispone di qualcosa di più acido, si può fare a meno di un'attività idrica un po' più elevata, poiché non si avranno problemi con i limiti della muffa.

Supponiamo che stiate producendo una barretta o uno snack e che vi venga fornito un frutto a un determinato pH. Trovate il limite di attività dell'acqua che lo rende sicuro e andate avanti. Ma forse l'anno successivo il frutto viene spedito a un pH più basso: ora non avete più quel cuscinetto di sicurezza. 

ZC: Mi fa piacere che abbia parlato della stagione di crescita. Ho lavorato con molte aziende e anche se producono ciliegie secche o lo stesso prodotto anno dopo anno, la stagione di crescita varia. Questo rende la misurazione dell'umidità una sfida anche da un anno all'altro. 

E le noci? Che tipo di variabilità riscontrate con le noci? Più variazione o meno? Oppure si tratta di un grafico a dispersione simile a quello che stiamo per osservare?

MG: Si tratta sempre di un grafico a dispersione, ma non così tanto. Qui abbiamo un grafico che mostra una varietà di noci da uno studio simile che abbiamo fatto. Abbiamo un sacco di noci diverse, mandorle, arachidi, anacardi, e si può vedere che è un po' folle. 

Se si considerano le mandorle in particolare, si può notare una tendenza piuttosto positiva, ma diversa da quella dei mirtilli. Siamo in una fascia di attività idrica molto più bassa. La variabilità non è così elevata, ma c'è comunque e per motivi simili.

Ma qui, anche al di là della stagione di coltivazione e di quanto abbiamo detto prima, la lavorazione può essere un fattore importante. È crudo? È essiccato? È salato? Ha qualche aroma? Tutti questi fattori influiscono sull'attività idrica e sul contenuto di umidità di una noce.

Inoltre, bisogna considerare che le noci vivono in un intervallo di attività idrica inferiore. Quando è bassa, può essere soggetta a irrancidimento. Ne abbiamo parlato in altri webinar. 

In pratica, quando l'attività dell'acqua è bassa, i lipidi sono più esposti all'ambiente e si ossidano maggiormente. Questo è un aspetto da tenere in considerazione sia per i coltivatori di noci che per gli importatori. 

Possiamo utilizzare la relazione isoterma per visualizzarla. Si può notare una relazione precisa tra l'attività dell'acqua e il contenuto di umidità. 

Ma, come per la frutta, bisogna considerare l'uso che se ne farà e in quale forma. Hanno una minore variabilità, il che è ottimo, ma la usiamo come snack, come ingrediente? È intera, salata, in pasta o in pezzi? Tutti questi fattori influiscono sulla facilità di modificare l'attività dell'acqua e il contenuto di umidità delle noci.

ZC: Ottimo. Per riassumere questa prima sezione, quello che stiamo cercando di dimostrare è che c'è molta variabilità, sia che si tratti di frutta che di noci. Abbiamo mostrato questi due grafici a dispersione. Nella prossima sezione ci concentreremo sulle implicazioni della variabilità, su come ridurla, per poi passare alle isoterme e concludere con ciò che accade quando mescoliamo queste cose.

Implicazioni della variabilità

ZC : Parliamo di alcune implicazioni della variabilità. Inizieremo con le cose più ovvie: la consistenza e il gusto. Mary ha preparato un piccolo esperimento per noi. Lascerò che sia lei a descrivere ciò che abbiamo di fronte.

MG: Sì. Abbiamo stabilito due condizioni diverse per dimostrare le differenze tra un frutto o una noce iperidratati o idratati rispetto a qualcosa che è stato eccessivamente essiccato. Questi mirtilli e queste mandorle sono stati portati a un'attività idrica più elevata. Sono a circa 0,7. 

So che è un po' difficile da vedere nel video, ma per essere un mirtillo è morbido. La consistenza è davvero morbida. Non è terribile per un mirtillo, anche se bisogna fare attenzione perché c'è un limite di muffa a 0,7. Anche con il pH di cui ho parlato, non consiglierei di avvicinarsi troppo a quella zona. Questa consistenza è abbastanza morbida da essere ideale se si mangiano da soli, a patto che non siano ammuffiti. 

Ma per la mandorla il livello di attività dell'acqua è diverso. È troppo umido, con un'attività dell'acqua troppo alta per la mandorla, e sarà morbido. Immaginate cosa si prova a mordere una noce morbida. Mentre spingo su di essa, sento che cede un po'. Tutti sanno come ci si sente: non va bene. 

Rispetto ai campioni più umidi, qui abbiamo mandorle e mirtilli essiccati. La mandorla si trova in una posizione naturale, con un'attività idrica inferiore. Quando la si morde, si ottiene una bella croccantezza. Ma per i mirtilli è troppo duro. Non è un posto felice per i mirtilli.

Così come una noce morbida fa schifo, un frutto duro come una roccia non è appetitoso. Ascoltate: posso farli tintinnare nel barattolo. È rumoroso.

ZC: Sì. Si sente la differenza. Sicuramente.

MG: Si sente dire che sono essiccati, giusto? Quando si cerca di trovare un equilibrio tra l'attività dell'acqua e il contenuto di umidità, bisogna considerare l'effetto che questo avrà sugli ingredienti. Se il contenuto di umidità è troppo basso, si ottiene una consistenza dura, oppure se l'attività dell'acqua è troppo alta e si ottiene una consistenza morbida? Dobbiamo trovare l'equilibrio tra le due cose.

ZC : Vorrei chiederle un po' come ha impostato questo esperimento. Come ha determinato le attività dell'acqua da equilibrare e da dove provengono questi numeri?

MG: Per lo più guardiamo all'attività idrica nativa dei nostri ingredienti. Abbiamo alcuni esempi in cui li abbiamo presi così come sono al naturale e li abbiamo miscelati. Si può vedere dove andrebbero a finire, se non facessimo nulla, se li prendessimo direttamente da un fornitore e li mescolassimo, dove andrebbero a finire?

Partiamo dal punto in cui iniziano in modo naturale e proseguiamo da lì. Ci sono ragioni precise e alcune sfide quando abbiamo una bassa attività idrica, come nel caso delle noci per l'irrancidimento, che vogliamo evitare. Ma per lo più siamo rimasti nelle loro aree naturali e poi le abbiamo invertite: con le mandorle a bassa attività idrica, abbiamo messo i mirtilli lì sotto e viceversa per la parte superiore, per avere un mirtillo più umido e per vedere cosa avrebbe fatto con le mandorle.

ZC: Questo si ricollega anche alla prima sezione, in cui abbiamo parlato di considerare se lo userete come ingrediente o come prodotto finale. Perché potreste volere un mirtillo più secco in un cereale o qualcosa del genere. Ma se si tratta di uno spuntino a base di mirtilli, si preferisce sicuramente qualcosa di più morbido. Pensare all'uso che ne verrà fatto vi aiuterà a definire il vostro obiettivo. 

Misurare e tenere conto della variabilità dell'umidità in frutta e noci

ZC : Ora parleremo della misurazione e della contabilizzazione della variabilità di frutta e noci. Mary, vorrei chiederti: come si fa oggi? Come si misura l'umidità di frutta e noci?

MG: Sì, per lo più usano solo il contenuto di umidità. Entrambe le industrie esistono da molto tempo, quindi hanno metodi arcaici per determinare il contenuto di umidità. 

Spesso la perdita nell'essiccazione è il metodo di misurazione, a volte una bilancia per l'umidità, il che significa che si ottiene un contenuto di umidità più rapido, ma si ha una lampada molto calda che cerca di eliminare l'umidità. Il problema è che sia la frutta che le noci hanno problemi con le alte temperature. La frutta ha un alto contenuto di zuccheri, quindi si può verificare un imbrunimento e una conversione degli idrocarburi. Le noci possono tostarsi e questo può alterare il contenuto di umidità. 

L'industria della frutta ha anche altri metodi, più antichi, per misurare la variazione della conduttività elettrica di una pasta di frutta. Non è il metodo più accurato, ma è tradizionale.

Quando si dispone di dati tradizionali, è difficile abbandonare l'uso di quella misura, se di sicuro tutti i dati storici provengono da lì. Ma questo potrebbe essere un ottimo passaggio per parlare della relazione tra contenuto di umidità e attività dell'acqua e del perché è importante. 

ZC: Sì. Nelle sezioni precedenti abbiamo parlato più volte dell'attività dell'acqua. Il motivo è che l'attività dell'acqua è un modo molto più semplice e preciso di pensare all'acqua presente nel prodotto e al suo rapporto diretto con la qualità o addirittura con la sicurezza. Quindi mostreremo un'immagine che mostra la relazione tra l'attività dell'acqua sull'asse X e il contenuto di umidità sull'asse Y. L'abbiamo mostrato prima quando abbiamo mostrato i diagrammi di dispersione. Ma guardarla un po' più da vicino ci aiuterà a capire come questa relazione possa essere utilizzata, soprattutto quando parleremo di miscelazione in una delle prossime sezioni. 

Se dovessimo mappare l'intera relazione tra l'attività dell'acqua e il contenuto di umidità a una temperatura specifica, otterremmo questa mappa dell'umidità che chiamiamo isoterma di assorbimento dell'umidità. In METER Group abbiamo un modo davvero unico per farlo.

Abbiamo un metodo chiamato isoterma dinamica del punto di rugiada. In pratica, questo metodo ci permette di creare un'isoterma ad alta risoluzione, in modo da poter vedere l'intera relazione. L'utilità di questo metodo è che, man mano che ci si sposta verso l'alto e verso il basso, la curva può aiutarci a capire cose come i tassi di reazione. Come avete accennato prima, cose come l'ossidazione dei lipidi si verificano a determinate attività dell'acqua. Se utilizziamo questa mappa dell'umidità, possiamo fissare l'obiettivo giusto per le nostre mandorle, intorno a 0,3 di attività dell'acqua. Ci sono anche reazioni di imbrunimento o attività enzimatica, altre cose che possono accadere mentre ci muoviamo lungo questa curva. Possiamo anche usare l'isoterma per prevedere quando si presenteranno le sfide microbiche. Che si tratti di muffe, batteri o lieviti, questi fenomeni inizieranno a verificarsi man mano che aumentiamo l'attività dell'acqua. Questo è un aspetto da tenere presente quando si osserva la curva isoterma.

L'ultima cosa da tenere presente sono le variazioni di consistenza. Se stessimo parlando di una polvere, potrebbe trattarsi di un punto di scalzamento e di agglomerazione. Anche in questo caso, in cui si parla di consistenza, questi cambiamenti di consistenza possono apparire sulla curva isoterma e possono essere un elemento che ci permette di identificare quella che chiamiamo attività critica dell'acqua. Conosciamo l'intervallo di attività dell'acqua entro il quale dobbiamo rimanere prima di iniziare ad avere cambiamenti evidenti. Il motivo per cui parlo di questa curva è che è un ottimo modo per pensare a tutti questi diversi fattori che influenzano la sicurezza e la qualità del prodotto che stiamo esaminando. L'isoterma sarà specifica per ogni prodotto o per ogni ingrediente che esaminiamo. C'è qualcosa che mi sfugge o che vorresti aggiungere sull'uso delle isoterme?

MG: No, hai fatto un ottimo lavoro e speriamo che tu riesca a visualizzare, come diceva Zach, le diverse influenze che l'attività dell'acqua può avere su un prodotto, perché aumentando l'attività dell'acqua possono verificarsi diversi cambiamenti. Ci sono diverse modalità che si verificano all'interno. Alcune hanno perfettamente senso, come la reazione di imbrunimento, che ha a che fare con l'acqua presente nell'area circostante. È come se si cambiasse modalità man mano che si sale nell'attività dell'acqua, ma tutto ciò ha un impatto su un prodotto che è fisico e di cui bisogna essere consapevoli.

ZC : Diciamo che ora abbiamo un'isoterma, come si può usare questa isoterma per migliorare la precisione, soprattutto se ci pensate, credo che abbiamo un esempio con le noci pecan. 

Forse può illustrare questo esempio e parlare di come la variazione nella misurazione del contenuto di umidità si manifesti sulla curva isoterma.

MG: È qui che la precisione della misurazione è davvero importante. Perché se usiamo un metodo tradizionale, più vecchio, e questo è stato un esempio reale con le noci pecan di un coltivatore di noci pecan in particolare, il cui metodo per misurare il contenuto di umidità era preciso solo fino allo 0,5. Solo mezzo punto percentuale in più di umidità, il che sembra abbastanza buono, giusto?

ZC: Sì, davvero buono, rispetto a quello che vedo di solito.

MG: Sì, stai pensando: "Oh sì, mezzo punto percentuale". Ne sarei felice. Ma quando guardiamo la relazione con l'umidità nelle noci pecan, possiamo vederlo e abbiamo un grafico secondario che mostra un più o meno di 0,25. La metà di questo. La metà di questo valore, se diciamo 0,5, potrebbe aumentare o diminuire un po'. Che cosa significa in termini di sicurezza e di crescita della muffa? 

Se osserviamo l'isoterma, noteremo che anche se la alziamo un po', un aumento di un quarto di punto percentuale del contenuto di umidità ci porta a un'attività dell'acqua dello 0,7, che è il punto in cui la muffa può iniziare a crescere. Questo è un grosso problema. Se non lo sapete, quando avete questa variabilità nell'unica misurazione che state usando, quando la guardate davvero non vi dice tutto quello che avete bisogno di sapere.

Ma l'attività dell'acqua, la granularità di questa misurazione è enorme. Come si può vedere nel secondo grafico, abbiamo un intervallo di 0,01 di attività dell'acqua e possiamo misurarne ogni minima parte. È quindi molto facile capire dove si trova il contenuto di umidità, e in ogni caso è l'attività dell'acqua e non il contenuto di umidità a determinare il limite della muffa o ad avere problemi in questo campo.

ZC: Ancora una volta, vorrei sottolineare che lo 0,5%, che potrebbe anche non essere realistico - la maggior parte delle volte vedo più o meno uno o anche il 2% - ma questo grafico fa un ottimo lavoro per mostrare che se siete vicini a quel limite microbico e state misurando solo il contenuto di umidità, allora avete una buona probabilità che alcuni dei vostri prodotti abbiano problemi di muffa. 

Il modo in cui alcune aziende tentano di affrontare la questione è quello di sovraessiccare in generale, ma poi si corre il rischio di compromettere la resa e i ricavi, ma magari di sovraessiccare e di arrivare al punto di ossidazione dei lipidi. 

Quello che stiamo cercando di dimostrare è che se si utilizza l'attività dell'acqua, questa è la misurazione corretta e non si dovrebbe misurare solo il prodotto finale, ma anche gli ingredienti in entrata durante la produzione e il prodotto finale.

MG: Esatto. È un'ottima osservazione perché, e ne abbiamo parlato prima, se avete un fornitore che continuate a usare anno dopo anno, avrà comunque una variabilità, è inevitabile. Basta saperlo e poi si possono apportare modifiche al proprio processo. Anche se avete lo stesso fornitore, come ho detto, avrete comunque la variabilità. Se misurate, mentre arriva, saprete cosa state ottenendo. 

L'attività dell'acqua è una misura migliore, nel senso che è ciò che guida la crescita microbica, non il contenuto di umidità e altre cose, come la migrazione dell'umidità, di cui parleremo in futuro. Ma è una misura facile. È anche più veloce di molti metodi di misurazione del contenuto di umidità.

ZC: Sì. Questo è un passaggio perfetto perché nella prossima sezione parleremo di come mescolare queste cose e prevedere la migrazione dell'umidità e come farlo con un'isoterma.

Le sfide dell'umidità quando si lavora con frutta e noci 

ZC : Ora parleremo di una delle sfide più grandi per quanto riguarda frutta e noci. È quando si inizia a mescolare queste cose e a capire da che parte si muoverà l'umidità e le implicazioni di una miscela. 

Mary, passo la parola a te, visto che abbiamo parlato di isoterme. Come possiamo usare queste isoterme per prevedere cosa succederà quando uniremo i mirtilli e le mandorle?

MG: Un'idea sbagliata è che l'umidità si muova in base alla quantità. Quando parliamo di questo, parliamo di contenuto di umidità. Se qualcosa ha un contenuto di umidità più alto, allora sarà quello a muovere l'umidità, e l'umidità si sposterà da lì alle altre cose. in realtà non è la quantità, ma il livello di energia. Quando c'è più energia, allora ci sarà movimento. È fisica. 

Se osserviamo i nostri mirtilli e le nostre mandorle, e prendo questo esempio, i nostri mirtilli hanno un valore di 0,48, che è un valore abbastanza decente per i mirtilli, in termini di attività dell'acqua, mentre le nostre mandorle hanno un valore di 0,30, che è un valore abbastanza buono. Si evita l'irrancidimento, ma si ottiene la consistenza di cui abbiamo parlato. Poiché i mirtilli hanno un'attività idrica più elevata, l'umidità si sposta verso il basso o verso le mandorle stesse o qualsiasi altro ingrediente.

Questo sarà il fattore. Possiamo ridurre l'attività idrica dei mirtilli aggiungendo quello che chiamiamo umettante, cioè uno zucchero o un sale. Ci sono altre cose, altri dolcificanti, che abbassano l'attività dell'acqua. Il motivo per cui ne parlo è che se questi sono vicini l'uno all'altro, non ci sarà alcuna migrazione di umidità. Anche se questo potrebbe avere molta umidità, un contenuto di umidità più elevato, se riusciamo a ridurre l'attività dell'acqua in modo che siano simili, non avremo alcuno spostamento di umidità. Un buon esempio è quello della frutta nei cereali: abbiamo un cereale con fiocchi croccanti a bassa attività idrica e bassa umidità. Abbiamo un frutto, un'uvetta, che ovviamente ha molta umidità e può avere un'attività idrica più elevata.

Come funziona? Come possono vivere nello stesso spazio? Questo perché in genere viene aggiunto dello zucchero, soprattutto se si guarda all'esterno di un'uvetta, che abbassa l'attività dell'acqua e quindi le rende più vicine. Questo è un modo per pensare a ciò di cui stiamo parlando in termini di differenza di attività dell'acqua e non di contenuto di umidità. Abbiamo un esempio per dimostrare cosa significa modellare in modo predittivo quando mescoliamo queste cose? Perché è una cosa importante. Vanno bene da soli. Ora, quando li mettiamo insieme, cosa otterremo? 

Nel nostro esempio, abbiamo due isoterme. I mirtilli sono nella traccia blu, mentre le mandorle sono nella traccia arancione.

Mettiamo insieme questi, i mirtilli a circa 0,48 di attività dell'acqua e la loro isoterma, che ha una forma diversa, noterete, poi le mandorle e le mandorle sono arrivate intorno a 0,3. Parliamo prima delle mandorle e noterete che la traccia, l'isoterma è piuttosto piatta, il che significa che avremo una grande differenza di attività dell'acqua e una piccola differenza di umidità. Parliamo prima delle mandorle e noterete che la traccia, l'isoterma è piuttosto piatta, il che significa che avremo una grande differenza nell'attività dell'acqua e una piccola differenza nel contenuto di umidità. Tornando all'esempio delle noci pecan, se siamo in grado di misurare solo il contenuto di umidità e un'ampia gamma di umidità, otterremo un'enorme variazione nell'attività dell'acqua. Non è questo che vogliamo. Vogliamo sapere cosa stiamo ottenendo.

Per i mirtilli, a parità di attività idrica, vedremo una maggiore variazione del contenuto di umidità. Possiamo prendere queste relazioni e fonderle insieme. In questo esempio specifico, ho scelto una quantità di mirtilli doppia rispetto a quella delle mandorle, e li abbiamo mescolati insieme. Noterete che in questo grafico ci sono due cose di cui non ho ancora parlato. Una è la traccia verde ed è l'isoterma combinata. È la relazione combinata di questi due elementi. Possiamo prevederlo. L'altra è una linea blu tratteggiata che sale e scende a circa 0,45 di attività dell'acqua. Questo è il punto in cui l'attività dell'acqua finirà una volta messi insieme questi elementi.

Possiamo sapere che, se abbiamo le isoterme e sappiamo dove tutto inizia, possiamo prevedere dove finiranno. Non dobbiamo ancora farlo, finché non sappiamo che si tratta di un buon intervallo. Quando guardiamo l'attività finale dell'acqua, è a 0,45, mentre i mirtilli hanno iniziato a 0,48. Si può notare che i mirtilli sono i principali responsabili del risultato dell'attività dell'acqua. Ora, il passo successivo da fare è pensare: è un buon posto per i mirtilli? Probabilmente è un buon posto, è già molto vicino. È un buon posto per le mandorle? Questa è una buona domanda. Se li mettiamo insieme con questo rapporto, otterremo una mandorla morbida, oppure se li mettiamo a 0,45, sarà troppo morbida per le nostre mandorle? Per questo abbiamo uno strumento.

ZC: Sì, certo. Questo grafico che abbiamo visto deriva da un grafico del toolkit per l'analisi dell'umidità. Si tratta di un software su cui abbiamo lavorato molto nell'ultimo anno per aggiornarlo e renderlo davvero facile da usare, ma in quel software c'è uno strumento per la miscelazione degli ingredienti che consente di fare esattamente quello che stiamo guardando ora. Si prende un'isoterma per ciascuno degli ingredienti che si stanno aggiungendo. Bisogna pensare a come si muoverà l'acqua. Potreste volere una curva di assorbimento per le vostre mandorle e una curva di desorbimento per i vostri mirtilli, ma potete usare questo strumento per ottenere l'isoterma finale prevista che, come avete sottolineato prima in verde, può essere usata per prevedere la durata di conservazione e iniziare a prendere decisioni sul confezionamento di un prodotto o di una miscela che non avete ancora realizzato.

L'hai detto un po' tu, ma voglio solo chiarire che se hai queste isoterme e puoi sederti alla tua scrivania e lavorare su queste miscele, pensare a diversi rapporti o alle implicazioni del fatto che le tue mandorle cambino in una diversa attività dell'acqua prima ancora di andare a fare quel prodotto. Lavoro con molti team che utilizzano questo strumento. In genere il feedback che ricevo è che possono rilasciare un prodotto quattro o cinque volte più velocemente perché non devono fare tutte queste prove fisiche e aspettare di vedere se la consistenza cambia. Possono iniziare a esaminare le miscele direttamente sul loro computer. Creano una libreria interna di isoterme con tutti i diversi ingredienti con cui lavorano, in modo da accelerare i processi di ricerca e sviluppo.

Il toolkit mostra l'attività finale dell'acqua. Vi mostrerà l'isoterma e vi fornirà i coefficienti per quella curva, in modo da poter esaminare aspetti come la durata di conservazione. Questi sono alcuni degli argomenti che abbiamo trattato in passato. Abbiamo un webinar specifico sulla shelf life e un altro webinar specifico sulle isoterme e sono certo che i link saranno elencati di seguito. Se questi argomenti vi sembrano utili, consultateli. Inoltre, siamo sempre lieti di fare una dimostrazione del software e di illustrarlo al vostro team per mostrarvi come potrebbe apparire.

Il caso aziendale

MG: Questo è un buon posto per parlare di ciò che può avere un impatto sulla vostra redditività, e per parlare di alcuni casi aziendali reali, di alcune cose che abbiamo riscontrato lavorando con clienti che lavorano con questi ingredienti naturali. 

Per prima cosa ho pensato di parlare di uno degli impatti che è un problema importante e che deve essere preso in considerazione. Abbiamo parlato del prodotto in sé e di assicurarci di sapere cosa stiamo ottenendo, ma quello che succede dopo il fatto, ci sono altri aspetti che non abbiamo ancora discusso, ovvero le condizioni di conservazione e la temperatura. Il motivo per cui voglio parlarne è che in genere, se si aumenta la temperatura, aumenta l'attività dell'acqua in quasi tutti gli ingredienti.

Supponiamo che abbiate prodotto una barretta o una miscela per snack e che il prodotto sia a posto nel vostro stabilimento. Se poi viene spedita in giro per il mondo in un camion, diciamo caldo, o in un container di spedizione, l'umidità e la temperatura possono influire molto sul prodotto. In particolare, la temperatura può aumentare l'attività dell'acqua oltre il punto in cui è sicuro e può iniziare la crescita di muffa laddove nel vostro stabilimento era tutto a posto. La relazione tra l'effetto della temperatura e il prodotto dipende anche dal prodotto stesso. È qualcosa che si può studiare. È possibile scoprire il rapporto tra la temperatura e il prodotto. In generale, però, so solo che l'aumento della temperatura aumenta l'attività dell'acqua e che bisogna tenerne conto.

ZC : In base alla mia esperienza personale, molte volte quando mi consulto con altri scienziati alimentari, una delle preoccupazioni principali è quella di evitare un richiamo. Da quello che ho visto, molti richiami avvengono perché la temperatura di conservazione o di spedizione diventa un po' troppo alta. poi l'attività dell'acqua raggiunge una soglia che abbiamo toccato in precedenza nelle nostre diverse sezioni. Ma l'attività dell'acqua diventa abbastanza alta da permettere ai microrganismi di crescere. Questo dimostra la potenza di un'isoterma e della comprensione di un'attività. Perché se si dispone di questi dati e si hanno le cose sotto controllo, non c'è motivo di fare un richiamo e queste cose possono costare milioni di dollari. Possono danneggiare la reputazione. Avere i dati giusti e sapere come usarli può aiutare a evitare qualsiasi richiamo.

L'ultima cosa su cui vorrei concentrarmi è un caso aziendale. Si tratta di un cliente con cui METER Group lavora. In passato ho mostrato un esempio molto simile per il cibo per animali, ma oggi utilizzerò lo stesso formato per esaminare un produttore di prugne. 

Lavoriamo con un produttore di prugne che ha una produzione annuale molto grande, di circa 30.000 tonnellate, e il loro obiettivo per le prugne era il 30% di umidità. Anche se stiamo parlando di contenuto di umidità, ci rivolgiamo all'attività dell'acqua e creiamo la curva isoterma per capire quanto potremmo aumentare il contenuto di umidità mantenendo la qualità e la sicurezza che desiderano. Utilizzando l'isoterma, abbiamo visto che potevano aumentare dello 0,5% il contenuto di umidità, riducendo al contempo la variazione e impedendo a qualsiasi prodotto di superare lo 0,7 di attività dell'acqua.

Il loro nuovo obiettivo era ora il 30,5%. Questo ha permesso loro di aumentare la produzione. Ora hanno una resa maggiore. Poiché lo vendono a un prezzo per tonnellata di 3.250 dollari, ciò significa che in un anno la piccola variazione del contenuto di umidità ha portato a un aumento della resa annuale di quasi mezzo milione di dollari. Anche in questo caso, si tratta di una piccola variazione del contenuto di umidità, ma cambiando o osservando l'attività dell'acqua, comprendendo l'isoterma e quindi implicando o introducendo alcuni controlli, alcuni controlli ambientali, e osservando il loro imballaggio, è davvero facile fare quella regolazione e poi andare a letto, sapendo che il vostro prodotto sarà sicuro e non dovrete preoccuparvi di un richiamo.

Questo è un ottimo esempio di business case. Se c'è un prodotto specifico con cui lavorate o qualcosa per cui vorreste che mettessimo insieme un business case, è davvero facile per noi farlo. Lavoriamo con tutti i tipi di prodotti. Oggi ci siamo concentrati soprattutto sui mirtilli e sulle mandorle, perché era quello che avevamo a disposizione. È davvero facile dimostrare le isoterme, la migrazione dell'umidità e i diversi aspetti che abbiamo toccato. Ma se c'è un prodotto finale o un ingrediente specifico a base di frutta secca o noci con cui lavorate, sono sicuro che ci abbiamo già lavorato in passato.

MG: Volevo solo dirvi che questa volta ci siamo concentrati su mirtilli e mandorle, per mantenere il discorso molto semplice, ma questo si allarga alle teorie di cui stiamo parlando, si allarga a tutto, a qualsiasi prodotto alimentare. Quindi, se lavorate con il burro di nocciole, le cose di cui abbiamo parlato saranno simili, avranno lo stesso impatto. Se utilizzate una pasta di frutta, come una pasta di datteri, come base per la vostra barretta, la storia è la stessa. Volevo solo sottolineare che quando parliamo di queste cose in generale, si tratta davvero di una generalizzazione che si applica a molte cose.

Inoltre, ci siamo concentrati soprattutto sulla crescita microbica e sulla resa, ma potrebbe trattarsi anche di altre cose. In primo luogo, abbiamo analizzato le isoterme e il modo in cui l'attività dell'acqua influisce sulle diverse velocità di reazione. Se si tratta di una barretta o di un prodotto con un additivo nutrizionale specifico, di un nutraceutico o di un alimento funzionale, questo vale anche per questi. Tutte queste serie si applicano anche a questo. Dovete assicurarvi che se state facendo un'affermazione di questo tipo, sarete in grado di mantenerla. 

ZC : Passiamo ora alla sezione Domande e Risposte. Risponderemo a un paio di domande e poi, se ci sono altre domande, potete rivolgervi direttamente a noi, o avremo alcune informazioni di contatto qui alla fine, in modo da assicurarci di rispondere a tutte le vostre domande.

Sessione di domande e risposte

Quanto velocemente l'umidità si equilibra tra gli ingredienti e ci sono modi per influenzare questo fenomeno?

MG: Lo prendo io. Può volerci un po' di tempo. Dipende dal rapporto tra la velocità con cui una cosa assorbe l'umidità. Quando abbiamo fatto gli esempi dei mirtilli e delle mandorle, ci è voluta circa una settimana per metterli in un'attività idrica diversa e poi lasciarli riposare. Ma se si considera la maggior parte delle cose, quando vengono confezionate, non si prevede che vengano consumate in una settimana. È una cosa che alla fine, per non dimenticare, arriverà. A seconda del prodotto, può essere più o meno veloce, ma tutto si equilibrerà all'interno della confezione. Potete star certi che succederà.

Quando la differenza tra le attività dell'acqua è maggiore, questa sarà la forza trainante. Se si riesce a ravvicinare le attività idriche, si evita la migrazione dell'umidità e si raggiunge più rapidamente un buon equilibrio. È sempre bene cercare di ridurre al minimo la differenza. Vi consiglio di cercare di ottenere attività simili, in modo da non avere problemi di migrazione dell'umidità nel prodotto.

Come si può utilizzare la misurazione del contenuto di umidità per prevedere la migrazione dell'umidità?

ZC: Posso rispondere a questa domanda. Questo si riallaccia a una delle nostre precedenti sezioni: molte persone pensano di dover usare il contenuto di umidità per via della sua quantità. Forse per loro ha un po' più senso, ma quello che spero abbiamo dimostrato in questo webinar è che è proprio l'attività dell'acqua che bisogna tenere a mente.

L'attività dell'acqua è una misura dell'energia di quell'acqua e determina la direzione in cui l'acqua vuole muoversi. L'acqua vuole sempre passare da uno stato ad alta energia a uno stato a bassa energia. Nell'esempio che abbiamo visto, capendo che l'attività dell'acqua è più alta nei mirtilli, l'acqua vuole spostarsi dal mirtillo verso la mandorla per raggiungere l'equilibrio. Non preoccupatevi del contenuto di umidità, ma concentratevi sull'attività dell'acqua se state pensando alla migrazione dell'umidità.

Se il mio prodotto viene confezionato con un livello di attività dell'acqua molto vicino ai limiti microbici, quanta variazione di temperatura dopo il confezionamento permetterebbe di ammuffire?

MG: È meglio stare lontani dal limite microbico. Con questo intendo dire che se dovessi dire, ed esito davvero a dire quanto ci si può avvicinare, perché dipende dal prodotto stesso. Qual è il suo rapporto con la temperatura? Cioè se la temperatura influisce davvero molto e, come ho detto, è qualcosa che si può scoprire e che è diverso per i vari prodotti. Ma se dovessi fare un po' di chiarezza, direi che lo 0,1 vi manterrebbe sicuramente nella zona di sicurezza. Il limite microbico è di 0,7 di attività dell'acqua. Se siete intorno allo 0,6, probabilmente è il massimo che vorrei ottenere. 

Ricordate che in quell'intervallo di attività dell'acqua si verificano anche fenomeni di tessitura. Ci sono molte cose da considerare, ma se vi state concentrando sui limiti microbici, vi consiglierei qualcosa del genere. 

ZC: Vedo lo stesso in molti settori e per frutta e noci e altri prodotti, di solito impostare un'attività di 0,1 al di sotto del limite microbico è una scommessa abbastanza sicura. Ma per questa domanda aggiungo anche che, se si è a 0,7, diciamo proprio alla soglia microbica a temperatura ambiente, non appena il prodotto lascia l'impianto, se subisce una temperatura superiore a quella a cui è stato testato, non appena si alza la temperatura, si corre il rischio che l'attività aumenti. Non appena ciò accade, i microrganismi possono iniziare a crescere. C'è un equilibrio tra la comprensione delle temperature a cui il prodotto può essere sottoposto e l'impostazione di un'attività sufficientemente bassa da garantire la sicurezza. Se la temperatura sale, si rimane comunque al di sotto dello 0,7 o addirittura dello 0,6, cinque.

MG: Vorrei menzionare rapidamente, se possibile, altre due cose: si tratta di prodotti naturali. Nella maggior parte dei casi non hanno una fase di eliminazione. Voglio dire, se si tosta una noce, questo dovrebbe, se lo si fa bene, credo si possa dire. Dovrebbe uccidere tutti i microbi, ma per molte cose, le cose possono ancora essere sulla superficie del cibo naturale e non cresceranno se si riesce a mantenere bassa l'attività dell'acqua, ma se si arriva ad un'attività elevata e anche più alta, stiamo parlando di muffe che è piuttosto bassa, 0,7, ma se si arriva ad un'attività più alta, si può correre il rischio se è in un ambiente diverso o se il confezionamento non è abbastanza buono da mantenere alta l'umidità, che è un fattore ora, o si può avere l'E coli o la salmonella che iniziano a svilupparsi. Si tratta di un'attività dell'acqua molto più elevata, ma ricordate che queste cose possono ancora sopravvivere negli alimenti naturali, solo che non possono prosperare o crescere se riuscite a mantenere bassa l'attività dell'acqua.

Un'altra cosa che volevo menzionare è l'impatto dell'imballaggio, su cui so che lei ha molta esperienza. Se vuole discutere di qualcosa che riguarda l'imballaggio in relazione alla temperatura e così via.

ZC: Sì, certo. Se state producendo un prodotto che si avvicina a un limite microbico, un modo per mantenere il prodotto all'interno del range ideale di attività dell'acqua è quello di considerare l'imballaggio: più basso è il tasso di trasmissione del vapore acqueo per l'imballaggio, meglio sarete in grado di mantenerlo all'interno del range di cui avete bisogno, anche a umidità o temperature diverse. Anche in questo caso, abbiamo un altro webinar che approfondisce questo aspetto e saremo lieti di discutere con voi del packaging.

È necessario controllare l'umidità o l'attività dell'acqua in qualsiasi fase oltre alla miscelazione iniziale degli ingredienti?

MG: Sì.

ZC: Sì, decisamente.

MG: Sì. Raccomandiamo ovviamente l'attività dell'acqua, come abbiamo detto, perché il contenuto di umidità non fornisce un quadro completo per evitare alcuni dei problemi di cui abbiamo parlato. Poi il controllo del processo. È possibile ottenerlo molto meglio con l'attività dell'acqua ed è bene testare gli ingredienti in entrata, ma anche la post-produzione è molto preziosa, perché così saprete cosa avete prodotto. È al livello che vi aspettate? Avete altri commenti?

ZC: Sì. Dirò solo che le aziende di successo che vedo che hanno davvero il controllo dell'acqua nei loro alimenti o negli ingredienti. Misurano all'inizio, accettano gli ingredienti solo se rientrano in un intervallo del 10% o stabiliscono un intervallo specifico, perché quella variazione che viene tenuta presente si ripercuote sul prodotto finale. Consiglio di misurare all'inizio gli ingredienti durante la produzione. Ora abbiamo anche una soluzione in linea che vi permette di raggiungere sempre il vostro obiettivo, quale attività, ma alla fine dovreste misurare il prodotto finale proprio quando lo confezionate. Poi vedremo anche aziende che fanno uno studio sulla durata di conservazione, che misureranno l'attività dell'acqua nel tempo. è sicuramente qualcosa che si vuole monitorare durante l'intero processo. Così facendo, si possono evitare richiami o altri problemi di cui abbiamo parlato oggi.