Sintesi del webinar e punti chiave

Ma quale variabile garantisce un controllo migliore? È l'attività dell'acqua? È il pH? È una combinazione dei due? Esploreremo cosa sono l'attività dell'acqua e il pH, come influenzano la stabilità microbica da soli e come funzionano meglio insieme nel controllo della contaminazione microbica.

Il primo ostacolo: che cos'è l'attività dell'acqua?

L'attività dell'acqua è una misura dello stato energetico dell'acqua in un sistema. Dalla prima legge della termodinamica possiamo ricavare l'equazione dell'energia libera di Gibbs, che fornisce informazioni sull'energia o sul potenziale chimico di qualsiasi tipo di specie, che in questo caso sarebbe l'acqua. L'attività dell'acqua nel campione è direttamente correlata al potenziale energetico, che a sua volta è direttamente correlato alla tendenza alla fuga, o fugacità, dell'acqua verso la fase vapore.

Da un punto di vista pratico, per determinare l'attività dell'acqua di un prodotto, occorre inserire un campione in un contenitore sigillato, consentendo all'acqua di evaporare dal campione nello spazio sopra di esso. Il vapore acqueo creerà una pressione sul contenitore che può essere misurata e calcolata come (P), la pressione parziale del campione. Quindi, è possibile dividere tale numero per la pressione di vapore dell'acqua pura alla stessa temperatura per ottenere l'attività dell'acqua finale nel campione su una scala da 0 (assenza totale di acqua) a 1 (acqua pura).

Sebbene correlate, l'attività dell'acqua è una misura diversa dal contenuto di umidità, che è una misura quantitativa della quantità di acqua presente in un campione, mentre l'attività dell'acqua è la misura qualitativa dello stato energetico dell'acqua nel sistema. Sebbene sia utile sapere quanta acqua è presente, i microrganismi possono utilizzare solo l'acqua a cui hanno accesso.

Perché l'attività dell'acqua è importante

Ogni microrganismo ha un'attività dell'acqua molto specifica alla quale smette di riprodursi, causata dallo stress osmotico derivante dall'interruzione del libero flusso dell'acqua attraverso la barriera semipermeabile dell'organismo. Abbassando l'attività dell'acqua del sistema al di sotto di questa soglia, il microbo può essere messo in uno stato dormiente e smettere di crescere, ottenendo così un ambiente stabile e sicuro, come mostrato nella tabella seguente:

L'attività dell'acqua, tuttavia, non è una fase di eliminazione. Si limita a impedire la crescita. L'unico modo per rimuovere completamente i microrganismi dal prodotto e impedire che ritornino e si riproducano è combinare una ridotta attività dell'acqua con buone pratiche di fabbricazione e una fase di eliminazione.

Misurare e monitorare l'attività dell'acqua nei prodotti è un ottimo strumento per garantire la sicurezza dei prodotti e verificare i punti di controllo in un buon piano HACCP. Un'attività dell'acqua costante garantisce l'uniformità del processo di produzione ed è un buon indicatore del completamento della lavorazione.

Il secondo ostacolo: il pH

In chimica, il pH è la scala con cui misuriamo l'acidità relativa (o basicità) di un prodotto. Funziona su una scala da 1 a 14, dove 7 è il punto neutro dell'acqua distillata. I numeri inferiori a 7 sono più acidi (acido citrico, acido acetico, ecc.) e i numeri superiori a 7 sono più alcalini o basici (bicarbonato di sodio, candeggina, ecc.).

Un metodo approssimativo per misurare visivamente il pH è quello che utilizza la cartina indicatrice. La cartina cambia colore e, utilizzando la tabella corrispondente, fornisce una rappresentazione generale del pH del prodotto. È possibile ottenere una misurazione molto più accurata con la fotometria, utilizzando uno spettrofotometro, oppure con la misurazione elettrochimica con un elettrodo di pH.

Analogamente all'attività dell'acqua, possiamo stabilire livelli minimi di crescita per diversi organismi utilizzando il pH come misura.

Recentemente, alcune parti del codice alimentare sono state modificate rispetto al precedente pH minimo di 4,6 per includere i ceppi particolarmente problematici che possono ancora riprodursi fino a un pH di 4,2.

Tecnologia Hurdle: attività dell'acqua e pH combinati

Sebbene l'attività dell'acqua da sola, o il pH da solo, possano inibire la crescita batterica, combinando i loro effetti è possibile ottenere un controllo più efficace dei microrganismi con una tecnica denominata "tecnologia delle barriere". Diversi fattori, quali la temperatura, l'attività dell'acqua, l'acidità, i conservanti, ecc., possono influire sulla crescita dei microbi, ma combinandoli è possibile creare una serie di barriere per impedirne la crescita.

In alcuni casi, la soluzione nel suo complesso è superiore alla somma delle sue parti grazie alla sinergia degli agenti modificati, creando un controllo efficace a livelli che sarebbero normalmente considerati non sicuri sia per il pH che per l'attività dell'acqua. La tabella seguente mostra questa interazione tra i livelli di attività dell'acqua e i livelli di pH.

Noterete che i livelli di attività dell'acqua e di pH sono complessivamente inferiori rispetto a quelli necessari per ottenere gli stessi risultati separatamente. Solo ai livelli massimi di ciascuno sarà necessario condurre una valutazione del prodotto, come indicato da PA.

Come modificare l'attività dell'acqua e i livelli di pH

Come controlliamo quindi l'attività dell'acqua nel prodotto? Il metodo più comune consiste nell'essiccare o disidratare il prodotto per ridurne l'attività dell'acqua. Man mano che l'acqua viene rimossa, l'attività dell'acqua diminuisce. Tuttavia, la disidratazione potrebbe non essere praticabile per tutti i prodotti, ed è in questi casi che vengono utilizzati gli umettanti.

Gli umettanti sono sostanze che riducono l'attività dell'acqua legando l'acqua utilizzabile negli alimenti senza rimuovere ulteriore contenuto d'acqua. Le sostanze più comunemente utilizzate sono alcuni zuccheri, come lo sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio, o il sale. Ne esistono altre, come il sorbitolo, il maltodestrina, la glicerina e persino alcuni amidi, anche se la solubilità di questi ingredienti diventa il fattore limitante.

METER Group mette a disposizione strumenti che aiutano a calcolare la quantità di umettante necessaria per ottenere un determinato livello di attività dell'acqua. Ciò costituisce un buon punto di partenza per misurare e testare gli additivi e i loro effetti.

E come controlliamo i livelli di pH? Il metodo più comune consiste nell'aggiungere diversi tipi di acidi (acetico, citrico, lattico, ecc.). A volte si ricorre all'aggiunta di ingredienti naturalmente acidi. Prendiamo ad esempio la salsa per gli spaghetti. I pomodori abbassano il pH della salsa, rendendola abbastanza acida da essere stabile.

Un altro modo per controllare il pH è attraverso il processo di fermentazione. Alcuni batteri crescono in modo preferenziale e durante questa crescita producono acido lattico, che abbassa il pH degli alimenti, impedendo la crescita di altri tipi di organismi. Esempi di fermentazione sono i sottaceti, i crauti, le olive, ecc.

Sebbene entrambi questi fattori funzionino bene da soli, sono ancora più efficaci se utilizzati insieme. Grazie all'adozione di un piano HACCP che prevede come punti di controllo i livelli di attività dell'acqua e i livelli di pH, i test di routine possono garantire la coerenza del processo di produzione e, in ultima analisi, la sicurezza del prodotto.

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