Che cos'è l'attività dell'acqua e perché è importante?

L'attività dell'acqua è una proprietà termodinamica ed è generalmente definita come l'energia dell'acqua in un sistema o la facilità con cui l'acqua può passare allo stato gassoso. Questo principio è fondamentale nella produzione di mangimi per animali perché maggiore è l'energia nell'acqua, maggiore è la probabilità che l'acqua causi la crescita microbica, la migrazione dell'umidità e reazioni chimiche o fisiche.

Tenendo presente questo, è fondamentale comprendere la distinzione tra attività dell'acqua e contenuto di umidità e che l'attività dell'acqua è un indicatore molto più preciso del deterioramento, della degradazione e di altri cambiamenti indesiderati.

Ad esempio, i microrganismi utilizzano l'acqua presente nell'ambiente circostante per sopravvivere. Se un microbo è circondato da un'attività dell'acqua inferiore rispetto al suo interno, subirà uno stress osmotico. Lo stress osmotico provoca il trasferimento dell'acqua dall'interno verso l'esterno, con conseguente perdita di pressione di attivazione. In questo scenario, quando un microrganismo non è in grado di adattarsi all'ambiente circostante, entra in uno stato di dormienza, il che significa che non può crescere o riprodursi in quell'ambiente. Ogni microrganismo ha un livello specifico di attività dell'acqua al di sotto del quale non può crescere, rendendo l'attività dell'acqua un modo altamente efficace per controllare la crescita microbica.

Come controllare l'attività dell'acqua

Il controllo dell'attività dell'acqua è incredibilmente importante per la sicurezza e la qualità dei prodotti. Vediamo come farlo.

L'attività dell'acqua è influenzata dai legami chimici e fisici, il che significa che quando l'acqua è legata, la sua energia diminuisce. Il sale e lo zucchero sono entrambi esempi di additivi che legano l'acqua. Anche il contenuto totale di umidità influisce sull'attività dell'acqua, poiché una minore quantità di acqua in un prodotto equivale a una minore quantità di acqua disponibile per reagire. Infine, ma non meno importante, la temperatura è un fattore critico nell'attività dell'acqua perché all'aumentare della temperatura aumenta anche l'attività dell'acqua. Pertanto, è fondamentale comprendere le condizioni di temperatura a cui sarà sottoposto il prodotto e come reagirà a un abuso di temperatura.

Ecco alcuni modi efficaci per controllare l'attività dell'acqua:

• Disidratazione – Una maggiore disidratazione nelle crocchette o nei mangimi ridurrà la quantità di acqua nel prodotto.
• Pellicole e rivestimenti commestibili: l'uso delle pellicole e dei rivestimenti corretti può impedire la diffusione dell'umidità.
• Umettanti – L'uso di additivi che legano l'acqua, come sale, zucchero, aminoacidi e polimeri, può aiutare a controllare l'attività dell'acqua.

Quando l'attività dell'acqua viene utilizzata in combinazione con un altro metodo di controllo, come i livelli di pH o gli additivi, si parla di tecnologia a barriera. Ciascun metodo funge da ulteriore barriera per garantire la sicurezza del prodotto.

Isoterme di assorbimento dell'umidità

La relazione tra contenuto di umidità e attività dell'acqua è illustrata dalle isoterme di assorbimento dell'umidità. Creando un'isoterma di assorbimento dell'umidità per ciascun ingrediente e prodotto, otterrete una mappa completa dell'umidità del vostro prodotto, che vi consentirà di individuare con precisione dove si verificheranno reazioni specifiche all'umidità, come la crescita microbica o il deterioramento della qualità. Ciò vi consentirà di creare il perfetto equilibrio tra sicurezza e qualità per il vostro prodotto.

La creazione e l'utilizzo delle isoterme hanno un'applicazione estremamente preziosa nella produzione di mangimi per animali, in particolare per i team di ricerca e sviluppo. Ecco una panoramica di alcuni dei principali modi in cui i team di ricerca e sviluppo utilizzano le isoterme:

• Massimizzare il contenuto di umidità per ottenere maggiori profitti comprendendo quanta umidità può essere presente in un prodotto in tutta sicurezza.
• Evitare cambiamenti indesiderati nella consistenza, quali formazione di grumi, aggregati e perdita di fluidità.
• Prevedere con precisione la durata di conservazione più rapidamente rispetto a un test accelerato
• Scegliete l'imballaggio corretto comprendendo il tasso di trasmissione del vapore acqueo necessario per ottenere la durata di conservazione desiderata.
• Prevedere gli effetti ambientali comprendendo in che modo un potenziale abuso della temperatura durante il trasporto e lo stoccaggio influirà su ciascun prodotto.
• Accelerazione dei processi di formulazione

Grande impatto nella vita reale

Le nostre analisi interne sui mangimi animali hanno confermato che piccole variazioni nel contenuto di umidità causano cambiamenti significativi nell'attività dell'acqua, rendendo essenziale misurare l'attività dell'acqua per monitorare e controllare l'umidità nei mangimi animali. La creazione di isotermiche consente ai trasformatori e ai produttori di mangimi di identificare l'intervallo di attività dell'acqua ideale per il loro prodotto, consentendo una significativa ottimizzazione della produzione e un aumento della consistenza, della qualità e della sicurezza.

Le nostre analisi hanno anche dimostrato che variazioni apparentemente minime dell'umidità possono avere un impatto finanziario significativo. Ad esempio, un'azienda ha indicato un contenuto di umidità target del 10% per motivi di sicurezza. Tuttavia, dopo aver creato un'isoterma, siamo stati in grado di dimostrare che era possibile aumentare in tutta sicurezza il contenuto di umidità al 10,4%, con un conseguente risparmio significativo sulle materie prime. In breve, l'uso delle isoterme consente di impostare dei limiti di sicurezza per il prodotto, ridurre le variazioni nella produzione e massimizzare il contenuto di umidità a vantaggio dei profitti.

Per ulteriori informazioni dettagliate sugli effetti dell'attività dell'acqua nei mangimi animali, si prega di guardare il webinar.