Como os fabricantes garantem a segurança microbiana dos alimentos com teor de umidade intermediário durante um longo prazo de validade?

A resposta geralmente está no uso de umectantes. O que é um umectante? Alguns exemplos comuns incluem ingredientes como glicerina, açúcar e diferentes tipos de sais. Os umectantes reduzem a atividade de água (aw) de um produto, pois a água se liga preferencialmente a eles. Cada umectante possui uma capacidade única de reduzir a atividade de água, dependendo de sua composição química.

A quantidade ou concentração dos umectantes que você adiciona determina o quanto o aw diminui.

Qual umectante você deve usar?

Como regra geral, quanto menor for o peso molecular do umectante, maior será sua capacidade de retenção de água. Por exemplo, um açúcar simples como a sacarose é mais eficaz do que um amido, cujas moléculas de glicose entrelaçadas limitam os locais disponíveis para a retenção de água. Por esse motivo, fibras, gomas e ceras não são umectantes eficazes.

Ao escolher um umectante, é importante levar em conta os efeitos indesejados. Por exemplo, quando há proteínas na massa de biscoito, se você reduzir a atividade da água para 0,7 usando um açúcar redutor, entra-se na faixa ideal para as reações de Maillard. A atividade da água reduzida mantém a massa microbiologicamente segura, mas o produto escurece após apenas algumas horas.

Os umectantes também podem introduzir sabores indesejáveis em um produto. A glicerina é um umectante vantajoso porque é insípida, exceto em altas concentrações. Ela também é completamente miscível em água e não se precipita na forma sólida quando a atividade da água do produto muda. O sal ou o açúcar podem ser problemáticos porque, além de adicionarem sabor, formam sólidos se a concentração atingir o ponto de saturação no produto. Para lidar com esses diferentes desafios, muitos fabricantes utilizam uma combinação de umectantes.

Ao escolher um umectante, é importante levar em conta os efeitos indesejados.

Passos básicos para reduzir a atividade da água.

Os desenvolvedores de produtos podem seguir as etapas a seguir para determinar a quantidade e o tipo de umectante, ou combinação de umectantes, que os ajudará a atingir o valor de aw desejado.

• Identifique a atividade de água atual do produto
• Decida qual atividade aquática você deseja praticar
• Selecione os umectantes em questão
• Determine os fatores de reatividade de cada um dos umectantes
• Prever a variação da atividade da água por meio de cálculos (descritos abaixo)
• Utilize isotermas de sorção de umidade para aprimorar sua capacidade de determinar a combinação ideal por meio de modelagem

Como prever uma variação na atividade da água

É possível prever em que medida um umectante altera a atividade de água de um produto utilizando a equação de Norrish ou a equação de Grover. Essas equações contêm constantes e coeficientes determinados cientificamente que podem ser utilizados nas suas previsões. (Para mais detalhes sobre os fundamentos científicos, consulte a lista de publicações relevantes.)

O Moisture Analysis Toolkit é um programa de software que possui essas equações integradas. Sua ferramenta de previsão utiliza dados específicos do seu produto para prever a quantidade de umectante ou combinação de umectantes necessária para atingir a atividade de água desejada. A Tabela 1 ilustra o desempenho da ferramenta de previsão quando adicionamos glicerina ao xarope.

As equações de previsão da atividade da água podem ser uma ferramenta muito poderosa na formulação. Para obter mais informações sobre essas equações, entre em contato com o suporte da AQUALAB.

Saiba mais sobre o prazo de validade

Neste webinar de 30 minutos, os cientistas alimentares Mary Galloway e Zachary Cartwright falam sobre como obter respostas para suas dúvidas sobre prazo de validade. Aprenda a:

• Analise os problemas e reclamações para descobrir por que o prazo de validade está expirando antes do esperado
• Preveja como as alterações na receita afetarão o prazo de validade
• Compare o efeito de diferentes opções de ingredientes
• Avalie se uma determinada opção de embalagem ajudará você a alcançar ou prolongar o prazo de validade

Publicações relevantes

Brimelow, C. J. B. “Uma abordagem pragmática para o desenvolvimento de novos alimentos com umidade intermediária.” Em Propriedades da água nos alimentos, pp. 405-419. Springer Netherlands, 1985. Link do artigo.

Kapsalis, J. G., D. H. Ball, D. M. Alabran e A. V. Cardello. “Poligliceróis e ésteres de poligliceróis como potenciais agentes redutores da atividade da água. Química e análise sensorial.” Properties of Water in Foods (1985): 481-496. Link do artigo.

Labuza, T. P. “Retenção de água por umectantes.” Em Propriedades da água nos alimentos, pp. 421-445. Springer Netherlands, 1985. Link do artigo.

Ledward, D. A. “Novos produtos cárneos de umidade intermediária.” Em Propriedades da água nos alimentos, editado por D. Simatos e J. L. Multon, pp. 447-463. Dordrecht: Springer Netherlands, 1985. Link do artigo.

Linko, P., R. Kervinen, R. Karppinen, E-K. Rautalinna e J. Vainionpää. “Cozimento por extrusão para produtos à base de cereais com umidade intermediária.” Em Properties of Water in Foods, pp. 465-479. Springer Netherlands, 1985. Link do artigo.

Pomeranz, Yeshajahu. Propriedades funcionais dos componentes alimentares. Academic Press, 2012. Link do artigo.

Sloan, A. Elizabeth, Dennis Schlueter e Theodore P. Labuza. “Efeito da sequência e do método de adição de umectantes e água na capacidade de redução do Aw em um sistema IMF.” Journal of Food Science 42, n.º 1 (1977): 94-96. Link do artigo.

Sloan, A. Elizabeth, e Theodore P. Labuza. “Previsão da capacidade de redução da atividade da água de umectantes alimentares em condições de alta aw.” Journal of Food Science 41, n.º 3. 1976: 532-535. Link do artigo.

Troller, John A., e J. H. B. Christian. Atividade da água e alimentos. Nova York: Academic Press, 1978.

Norrish, R. S. “Uma equação para os coeficientes de atividade e as umidades relativas de equilíbrio da água em xaropes para confeitaria.” International Journal of Food Science & Technology 1, n.º 1. 1966: 25-39. Link do artigo.

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