Zarządzanie zmiennością wilgotności w suszonych owocach i orzechach

Suszone owoce i orzechy cieszą się dużą popularnością wśród producentów żywności, zarówno jako samodzielne produkty, jak i składniki innych artykułów spożywczych.

Istnieje wiele powodów, dla których tak jest. Owoce i orzechy to naturalna żywność, którą wszyscy uwielbiają. Smakują świetnie same w sobie lub jako składniki batonów proteinowych, sałatek, wypieków i wielu innych produktów. Co więcej, dzisiejsi konsumenci znają się na składnikach. Czytają etykiety i lubią widzieć znane produkty spożywcze jako składniki swoich ulubionych przekąsek.

Istnieją jednak również ważne powody, dla których producenci żywności powinni ich unikać. Zarówno owoce, jak i orzechy stwarzają przed firmami spożywczymi wyzwania ze względu na dużą zmienność zarówno pod względem aktywności wody, jak i zawartości wilgoci. W tym artykule omówimy te zmienne i przedstawimy rozwiązania dla producentów żywności, którzy wykorzystują owoce i orzechy w swoich procesach produkcyjnych.

Zmienność w owocach

Owoc to szeroka kategoria żywności. Każdy owoc ma unikalną kombinację aktywności wody, zawartości wilgoci, błonnika, cukru i innych zmiennych.

W owocach włóknistych, takich jak mango, występuje duża zmienność zarówno pod względem aktywności wody, jak i zawartości wilgoci. Inne owoce, takie jak borówki, wykazują mniejszą zmienność między tymi parametry. Jednak nawet w przypadku tych bardziej przewidywalnych owoców aktywność wody może się różnić w zależności od metod suszenia, metod przetwarzania, dodanych cukrów, poziomu pH, a nawet sezonu wegetacyjnego.

Zmienność w orzechach

Choć nie są tak zmienne jak owoce, orzechy również trudno utrzymać w stanie stabilnym w przetworzonej żywności. Rysunek 3 poniżej ilustruje zmienność aktywności wody w migdałach, orzechach ziemnych, nerkowcach, pekanach, pistacjach, mieszance przekąskowej i orzechach włoskich.

Podobnie jak w przypadku owoców, skupienie się na jednym konkretnym gatunku orzechów może być pomocne w analizie trendów. Przykładowo, zmienność wśród migdałów jest mniejsza niż wśród borówek – ale jednak występuje.

Podobnie jak owoce, orzechy mogą podlegać wpływowi sezonu wegetacyjnego. Jednak proces technologiczny jest również kluczową zmienną wpływową na aktywność wody w orzechach. Jeśli mają być spożywane na surowo, aktywność wody będzie inna niż w przypadku suszenia. Dodanie soli lub innych środków smakowych również wpływa na aktywność wody i zawartość wilgoci w orzechach. Co istotne, orzechy mają również niższy zakres aktywności wody niż owoce, co oznacza, że są bardziej podatne na jełczenie.

Konsekwencje zmienności: smak i tekstura

Teoretyczne zrozumienie relacji między aktywnością wody a zawartością wilgoci jest ciekawe, ale z biznesowego punktu widzenia o wiele bardziej przydatny jest fakt, jak te zmienne wpływają na smak i teksturę żywności.

Eksperyment: Nadmierne nawodnienie i przesuszenie owoców i orzechów

W tym celu warto przyjrzeć się wynikom eksperymentu przeprowadzonego przez kierowniczkę laboratorium R&D grupy METER, Mary Galloway. Galloway wyznaczyła dwa warunki, aby pokazać, co dzieje się z owocami i orzechami, gdy zostaną nadmiernie nawodnione lub przesuszone.

Galloway przedstawiła próbkę borówek i migdałów, obu o stosunkowo wysokim poziomie aktywności wody wynoszącym 0,7.

Owoce o nadmiernej wilgotności

Borówka jest bardzo miękka. Tekstura jest idealna do spożywania borówki samej w sobie – choć przy wskaźniku aktywności wody na poziomie 0,7 grozi jej zapleśnienie. Eksperyment ten pokazuje, że nadmierne uwodnienie owoców może być akceptowalne w pewnych sytuacjach, choć wiąże się z ryzykiem.

Orzechy o nadmiernej wilgotności

Jednak poziom aktywności wody wynoszący 0,7 jest zdecydowanie zbyt wysoki dla migdała. W rezultacie migdał stał się zbyt wilgotny i ma miękką strukturę. Ugryzienie orzecha nie zapewni satysfakcjonującej chrupkości.

Przesuszone owoce

Borówki mają naturalnie wysoki poziom aktywności wody, dlatego po jego obniżeniu owoce stają się twarde i suche. Kiedy Galloway włożył borówki do słoika i nią potrząsnął, było słychać grzechotanie. Przesuszone borówki nie sprawdzą się jako przekąska – choć mogą być idealnym składnikiem płatków śniadaniowych.

Przesuszone orzechy

Zgodnie z oczekiwaniami, przesuszone orzechy nadawały się do jedzenia jako przekąska lepiej niż przesuszone owoce. Zmodyfikowane migdały o niższej aktywności wody charakteryzują się przyjemną chrupkością, która idealnie nadaje się na przekąskę.

Znalezienie równowagi między zbytnim nawodnieniem a niedostatecznym nawodnieniem produktów – zwłaszcza gdy są one stosowane jako składniki tej samej żywności – może być trudne dla technologów żywności. Jednak pomiar zmienności w owocach i orzechach oraz uwzględnienie jej mogą pomóc w znalezieniu optymalnych rozwiązań.

Pomiar zmienności wilgotności a skuteczne mieszanie owoców i orzechów

W obecnym przemyśle spożywczym większość firm mierzy zmienność wilgotności w produktach za pomocą zawartości wody. Często stosują one metodę straty suszenia jako wskaźnik oznaczania zawartości wilgoci, która wymaga ogrzewania. Jeśli składnik wykazuje niepożądaną reakcję na wysokie temperatury – a dotyczy to zarówno owoców, jak i orzechów – próbka może ulec zbrązowieniu lub przypieczeniu, co zmienia zawartość wilgoci w żywności. Niektórzy technolodzy żywności mierzą również zmianę przewodnictwa elektrycznego przy określaniu zawartości wilgoci w pastach owocowych. To rozwiązanie również nie jest idealne.

Te tradycyjne metody są powszechnie stosowane głównie dlatego, że funkcjonują od bardzo dawna. Jednak nowocześniejsza technika pomiarowa może przynieść korzyści producentom żywności – aktywność wody. Pomiar aktywności wody to łatwiejszy i precyzyjniejszy sposób mierzenia zawartości wody w żywności. Relacja między aktywnością wody w produkcie a jego jakością i bezpieczeństwem jest również stosunkowo łatwa do zrozumienia.

Zalety pomiaru aktywności wody stają się widoczne, gdy naukowcy wykonują złożone obliczenia dotyczące żywności – takie jak te wymagane, gdy producenci żywności łączą owoce i orzechy w tym samym produkcie.

Niektórzy błędnie zakładają, że wilgoć przemieszcza się z jednego produktu do drugiego ze względu na ilość zawartej w nim wilgoci. Jednak produkt o większej zawartości wody niekoniecznie z większym prawdopodobieństwem przekaże tę wilgoć innej żywności. O prawdopodobieństwie uwodnienia sąsiednich produktów decyduje energia danej żywności. Innymi słowy, to żywność o wyższej aktywności wody będzie tą, która traci wodę.

Weźmy na przykład pudełko płatków śniadaniowych zawierające chrupiące, suche płatki oraz wilgotne owoce, takie jak rodzynki. Aby pomyślnie połączyć te dwa składniki, technolodzy żywności dodają substancję utrzymującą wilgoć – taką jak cukier lub sól – na powierzchnię rodzynek. Substancje te obniżają poziom aktywności wody w rodzynkach, co zapobiega przemieszczaniu się wody z miękkich rodzynek do chrupiących płatków.

W minionych dziesięcioleciach technolodzy żywności polegali na metodzie naukowej, aby określić, ile substancji utrzymującej wilgoć należy dodać do żywności, aby uzyskać optymalną aktywność wody w każdym składniku. Niestety wiązało się to zazwyczaj z wieloma próbami i błędami, co generowało duże koszty zarówno pod względem czasu, jak i pieniędzy.

Jednak dzięki narzędziom do pomiaru aktywności wody firmy METER Group i towarzyszącemu im oprogramowaniu technolodzy żywności mogą pobierać próbki żywności, a następnie przeprowadzać te „eksperymenty” za pomocą komputerów. Te zaawansowane narzędzia do pomiaru aktywności wody oszczędzają czas i zasoby firm, pomagając w obliczeniach, które wcześniej zajmowały znacznie więcej czasu. Umożliwia to przedsiębiorstwom podejmowanie decyzji dotyczących produkcji, warunków magazynowania, pakowania i innych kwestii z większą pewnością siebie i szybciej niż kiedykolwiek wcześniej.

‍