Aktywność wody przed i po zamrożeniu

Aktywność wodna (a_w) jest przydatnym narzędziem do monitorowania jakości i bezpieczeństwa produktów spożywczych w stanie niezamrożonym. Jednak w stanie zamrożonym, w którym woda przekształciła się w lód, aktywność wodna jest całkowicie determinowana przez temperaturę i nie wymaga już pomiaru za pomocą urządzenia. Ponadto korelacja między aktywnością wodną a krytycznymi czynnikami bezpieczeństwa i jakości, która istnieje w stanie niezamrożonym, nie występuje w stanie zamrożonym. Na szczęście stan zamrożony drastycznie spowalnia większość reakcji degradacyjnych, zapewniając tym samym kontrolę zbliżoną do tej, jaką daje aktywność wodna w stanie niezamrożonym.

Choć aktywność wodna nie musi być mierzona w stanie zamrożonym, wiele produktów jest zamrażanych podczas transportu lub przechowywania, a następnie rozmrażanych przed spożyciem. Częstym pytaniem kierowanym do nas w firmie AQUALAB jest to, czy aktywność wodna materiału przed zamrożeniem będzie taka sama po jego rozmrożeniu. Biorąc pod uwagę złożoność procesu zamrażania, obecność niezamrożonej wody oraz wymrażanie (stężenie zamrożeniowe) substancji stałych, wydaje się prawdopodobne, że cykl zamrażania i rozmrażania mógłby zmienić aktywność wodną produktu mierzoną w temperaturze pokojowej.

Aby odpowiedzieć na to pytanie, przeprowadziliśmy eksperyment, badając kilka produktów spożywczych przed i po zamrożeniu. Analizowane produkty obejmowały żółte ciastko przekąskowe nadziewane kremem, ciastko przekąskowe w polewie czekoladowej nadziewane kremem oraz rodzynki o kilku różnych poziomach wilgotności. Ciasto, nadzienie kremowe i polewa ciastek były mierzone indywidualnie. W przypadku żółtego ciastka wilgotność ciasta i kremu wynosiła odpowiednio 22,75% i 21,18%. W przypadku ciastka czekoladowego wilgotność ciasta, kremu i polewy wynosiła odpowiednio 17,78%, 12,17% i 5,47%. Użyto rodzynek o wilgotności 11%, 18% i 23%. Aktywność wodna produktów została zanalizowana w dwóch powtórzeniach przed zamrożeniem za pomocą urządzenia AQUALAB 4TE w temperaturze 25°C. Następnie próbki pobrane z każdego produktu zamrożono na 2 dni, 1 tydzień i 30 dni, po czym ponownie zanalizowano ich aktywność wodną przy użyciu urządzenia AQUALAB 4TE w temperaturze 25°C. Temperatura zamrażarki wynosiła -15°C, jednak temperatura poszczególnych produktów nie była monitorowana. Wyniki przedstawiono w poniższej tabeli.

Wyniki wskazują, że wpływ cyklu zamrażania i rozmrażania jest minimalny i wydaje się nie budzić większych obaw. Dłuższy czas zamrażania produktów nie przekładał się na większe zmiany aktywności wodnej. Zamiast tego wyniki są rozłożone dość losowo, co prawdopodobnie wynika z błędu eksperymentalnego, a nie ze zmian aktywności wodnej spowodowanych cyklem zamrażania i rozmrażania. Największa różnica w aktywności wodnej, wynosząca 0,03 aw, wystąpiła pomiędzy ciastem z żółtego ciastka przed zamrożeniem a po zamrożeniu przez 1 tydzień. Wszystkie wartości aktywności wodnej dla elementów ciastka były wyższe po zamrożeniu, ale ponownie – różnica ta nie przekraczała 0,03 aw. Wartości aktywności wodnej rodzynek spadły w przypadku próbek o niskiej i wysokiej wilgotności, natomiast wzrosły w przypadku próbek o średniej wilgotności, przy czym żadna z nich nie różniła się o więcej niż 0,01 aw. Podsumowując, nie wydaje się, aby cykl zamrażania i rozmrażania miał ogromny wpływ na aktywność wodną, nawet w produktach o bardzo różnej zawartości wilgoci.

Dowiedz się więcej

Poznaj najważniejsze zagadnienia dotyczące aktywności wody podsumowane w tym 20-minutowym webinarze. Dowiesz się z niego:

• Czym jest aktywność wody
• Czym różni się od zawartości wilgoci
• Dlaczego kontroluje rozwój drobnoustrojów
• Jak zrozumienie aktywności wody może pomóc w kontrolowaniu wilgotności produktu.