Introdução aos ingredientes naturais: A umidade em frutas secas e nozes

Medir e controlar a umidade dos ingredientes naturais é uma das formas mais confiáveis e econômicas de evitar os desafios de formulação, os atrasos na produção e os problemas de qualidade que eles costumam causar.

O Laboratório de P&D Alimentar da METER ajudou algumas das maiores empresas do setor alimentício do mundo a compreender e eliminar as inconsistências em seus ingredientes naturais. Nesta transmissão, Mary Galloway (gerente do laboratório de P&D) e Zachary Cartwright (cientista alimentar sênior) compartilharão como prestaram essa assistência e o que aprenderam ao longo do processo.

Transcrição, editada para maior clareza

Dr. Zachary Cartwright: Bem-vindos ao curso “Ingredientes Naturais 101”, onde falaremos sobre frutas secas e nozes. Quer você as utilize como produtos finais ou como ingredientes, estamos aqui para discutir como você pode controlar e monitorar o teor de água nesses tipos de produtos.

Primeiro, vamos falar sobre a variabilidade que existe nas frutas secas e nas nozes. Vamos mostrar uma imagem aqui, começando pelas frutas. Parece um gráfico de dispersão que mostra a relação entre a atividade da água no eixo X e o teor de umidade no eixo Y. Esses são os dados que a Mary coletou – vou passar isso para você, Mary. Talvez você possa explicar o que estamos vendo aqui.

Mary Galloway: Claro. Há muita variação entre os diferentes tipos de frutas, mas também há bastante variedade dentro de um mesmo tipo de fruta. Vamos analisar os dados relativos aos mirtilos.

Neste webinar, vamos usar mirtilos e amêndoas como exemplos, mas os princípios se aplicam também a outras frutas e nozes.

Parte da variabilidade que você observará nas frutas está relacionada ao teor de açúcar e fibra presente nelas. Como mencionei, esses fatores podem variar entre os diferentes tipos de frutas. Por exemplo, as mangas – são frutas muito fibrosas, e a relação entre esses fatores é bem diferente nesse caso. Temos muita variabilidade na atividade da água e no teor de umidade nesse caso. Com os mirtilos, há uma relação mais previsível entre a atividade da água e o teor de umidade.

Mas, mesmo assim, você encontrará diferenças no teor de açúcar e fibras, mesmo entre os mirtilos. As diferenças entre as variedades têm impacto, assim como o método de secagem e o tipo de processamento. Foi processado como um mirtilo natural, sem adição de açúcar, ou há açúcar ou algum outro ingrediente adicionado? Até mesmo a estação de cultivo pode ter um grande impacto. Mesmo que você tenha exatamente o mesmo produtor e a mesma variedade ano após ano, pode haver diferenças nas características da fruta devido às variações na estação de cultivo.

Outro fator que apresenta variações é o pH. O pH tende a afetar especialmente as frutas, mais do que outros ingredientes. As frutas costumam ser ácidas, o que significa que têm um pH baixo. Quando se trata de algo com maior acidez, é possível aceitar uma atividade de água um pouco mais elevada, já que não haverá tantos problemas com os limites de mofo.

Digamos que você esteja produzindo uma barra ou um lanche e receba uma fruta com um pH específico. Você determina o limite de atividade da água que garantirá a segurança do produto e segue em frente. Mas talvez, no ano seguinte, a fruta seja fornecida com um pH mais baixo — e agora você não tem mais essa margem de segurança.

ZC: Fico feliz que você tenha mencionado a safra. Já trabalhei com muitas empresas e, embora produzam cerejas secas ou o mesmo produto ano após ano, ainda assim há variações de acordo com a safra. Isso torna a medição da umidade um desafio, mesmo de um ano para outro.

E quanto às nozes? Que tipo de variação você observa nas nozes? Mais variação ou menos? Ou será que vamos analisar um gráfico de dispersão semelhante?

MG: Continua sendo um gráfico de dispersão, mas não tanto. Temos aqui um gráfico em que mostramos uma variedade de nozes de um estudo semelhante que realizamos. Temos muitos tipos diferentes de nozes: amêndoas, amendoins, castanhas de caju, e dá para ver que é um pouco confuso.

Quando analisamos especificamente as amêndoas, percebe-se que há uma tendência bastante clara, mas diferente da observada nos mirtilos. Estamos em uma faixa de atividade de água muito mais baixa. Não se observa tanta variabilidade, mas ainda há variação, e por motivos semelhantes.

Mas, neste caso, mesmo além da época de cultivo e do que discutimos anteriormente, o processamento pode ser um fator importante. É cru? É seco? É salgado? Tem algum tempero? Todos esses fatores afetam a atividade da água e o teor de umidade de uma noz.

Além disso, é importante levar em conta que as nozes apresentam uma atividade de água mais baixa. Quando esse valor é baixo, elas podem ficar mais propensas a ficar rançosas. Já abordamos esse assunto em outros webinars.

Basicamente, quando a atividade da água é baixa, os lipídios ficam mais expostos ao ambiente e se oxidam mais. Isso é algo que tanto os produtores de nozes quanto os importadores devem levar em consideração.

Podemos usar a relação isotérmica para visualizar isso. É possível observar uma relação clara entre a atividade da água e o teor de umidade.

Mas, assim como acontece com as frutas, é preciso levar em conta para que você vai usar a noz e em que forma. Elas apresentam menos variação, o que é ótimo, mas será que vamos usá-la como lanche ou como ingrediente? Será que é inteira, salgada, em pasta ou apenas em pedaços? Todos esses fatores influenciam a facilidade de alterar a atividade da água e o teor de umidade das nozes.

ZC: Ótimo. Para resumir esta primeira seção, o que estamos tentando demonstrar aqui é que há muita variabilidade, seja em frutas ou em nozes. Mostramos esses dois gráficos de dispersão. Na próxima seção, vamos nos concentrar nas implicações dessa variabilidade e em como reduzi-la; depois, passaremos às isotermas e concluiremos com o que acontece quando misturamos esses elementos.

Implicações da variabilidade

ZC: Vamos falar sobre algumas das implicações da variabilidade. Vamos começar pelo óbvio: textura e sabor. A Mary preparou uma pequena experiência para nós. Vou deixar que ela descreva o que temos aqui diante de nós.

MG: Sim. Estabelecemos duas condições diferentes para demonstrar as diferenças entre uma fruta ou noz super-hidratada ou hidratada e algo que foi excessivamente seco. Portanto, esses mirtilos aqui e essas amêndoas, nós os equilibramos para uma atividade de água mais elevada. Eles estão em cerca de 0,7.

Sei que é um pouco difícil ver no vídeo, mas, para um mirtilo, ele está mole. A textura é realmente bem macia. Isso não é tão ruim para um mirtilo, embora seja preciso ter cuidado, pois há aquele limite de mofo em 0,7. Mesmo com aquele pH de que falei, eu não recomendaria chegar muito perto dessa zona. Essa textura é macia o suficiente para ser ideal se você fosse comer esses mirtilos sozinhos – desde que não estivessem mofados.

Mas, no caso da amêndoa, esse nível de atividade da água é diferente. Isso é muito úmido, a atividade da água é muito alta para a amêndoa, e ela vai ficar mole. Imagine como é morder uma noz mole. Ao pressionar, sinto que ela cede um pouco. Todo mundo sabe como é isso – não é nada bom.

Em comparação com as amostras mais úmidas, aqui temos amêndoas e mirtilos secos. No caso da amêndoa, esse é o seu estado natural, com uma atividade de água mais baixa. Ao morder, sente-se uma crocância agradável. Mas, para os mirtilos, está duro demais. Esse não é um ambiente ideal para os mirtilos.

Assim como uma noz mole é nojenta, uma fruta dura como pedra não dá água na boca. Olha só – eu consigo sacudir isso dentro do pote. Faz barulho.

ZC: Sim. Dá para perceber a diferença. Com certeza.

MG: Você sabe que esses ingredientes estão secos, certo? Quando tentamos encontrar um equilíbrio entre a atividade da água e o teor de umidade, é preciso levar em conta o efeito que isso terá sobre os ingredientes. Será que estamos reduzindo demais e obtendo uma textura dura, ou aumentando demais a atividade da água e obtendo uma textura mole? Precisamos encontrar o equilíbrio entre os dois.

ZC: Gostaria apenas de perguntar um pouco sobre como você montou esse experimento. Como você determinou quais atividades da água deveriam ser equilibradas e de onde vêm esses números?

MG: Em geral, levamos em conta a atividade hídrica natural dos nossos ingredientes. Temos alguns exemplos em que os utilizamos tal como são, naturalmente, e os misturamos. Dá para imaginar o que aconteceria se não fizéssemos nada com eles, se simplesmente os recebêssemos diretamente do fornecedor e os misturássemos: qual seria o resultado final?

Começamos onde eles começam naturalmente e partimos daí. Existem motivos claros e alguns desafios quando temos baixa atividade de água, como no caso das nozes, em relação à ranço, pois queremos evitar isso. Mas, principalmente, mantivemos os ingredientes em suas faixas naturais e depois invertemos — na faixa de baixa atividade de água para as amêndoas, colocamos os mirtilos, e vice-versa na faixa superior, para obter um mirtilo mais úmido e ver como isso afetaria as amêndoas.

ZC: Isso também remete à nossa primeira seção, onde falamos sobre considerar se você vai usar isso como ingrediente ou como produto final. Porque talvez você queira um mirtilo mais seco para colocar em um cereal ou algo do tipo. Mas se for comer o mirtilo como lanche, com certeza vai preferir algo mais macio. Basta pensar em como eles serão utilizados para ajudar a definir sua meta.

Medir e levar em conta a variabilidade da umidade em frutas e nozes

ZC: A seguir, vamos falar sobre como medir e contabilizar a variabilidade em frutas e nozes. Mary, gostaria de perguntar a você: como isso é feito atualmente? Como as pessoas medem a umidade em frutas e nozes?

MG: Sim, basicamente eles se baseiam apenas no teor de umidade. Essas duas indústrias já existem há muito tempo, por isso ainda utilizam alguns métodos antiquados para determinar o teor de umidade.

Muitas vezes, o método de medição utilizado é a perda por secagem; outras vezes, uma balança de umidade, o que significa que se obtém um resultado mais rápido quanto ao teor de umidade, mas utiliza-se uma lâmpada muito quente que tenta eliminar a umidade. O problema é que tanto as frutas quanto as nozes são sensíveis a altas temperaturas. As frutas têm alto teor de açúcar, o que pode causar escurecimento e alguma conversão em hidrocarbonetos. Já as nozes podem torrar, o que pode alterar o teor de umidade.

Na verdade, o setor de frutas também utiliza outros métodos, mais antigos, que medem a variação na condutividade elétrica de uma pasta de frutas. Não é a forma mais precisa de se fazer isso, mas é a tradicional.

Quando se tem dados tradicionais, é difícil deixar de usar essa métrica, já que é dela que provêm todos os seus dados históricos. Mas essa pode ser uma excelente oportunidade para abordar a relação entre o teor de umidade e a atividade da água, e explicar por que isso é importante.

ZC: Sim. Nas seções anteriores, mencionamos a atividade da água várias vezes. A razão para isso é que a atividade da água é uma maneira muito mais fácil e precisa de analisar a água presente no seu produto e como ela se relaciona diretamente com a qualidade ou até mesmo com a segurança. Então, o que vamos mostrar aqui é uma imagem que ilustra a relação entre a atividade da água no eixo X e o teor de umidade no eixo Y. Mostramos isso anteriormente, quando apresentamos aqueles gráficos de dispersão. Mas observar isso um pouco mais de perto ajudará a entender como essa relação pode ser utilizada, especialmente quando falarmos sobre mistura em uma de nossas próximas seções.

Se mapeássemos toda a relação entre a atividade da água e o teor de umidade a uma temperatura específica, obteríamos esse mapa completo de umidade, que chamamos de isoterma de sorção de umidade. No METER Group, temos uma maneira realmente única de fazer isso.

Temos um método chamado isoterma dinâmica do ponto de orvalho. Basicamente, isso nos permite criar uma isoterma de altíssima resolução para que possamos observar toda essa relação. Uma das principais utilidades disso é que, à medida que nos movemos para cima e para baixo nessa curva, ela nos ajuda a compreender aspectos como as taxas de reação. Você mencionou isso anteriormente: coisas como a oxidação lipídica ocorrem em determinadas atividades de água. Se usarmos esse mapa de umidade, podemos definir a meta certa para nossas amêndoas, em torno de 0,3 de atividade de água. Há também reações de escurecimento ou atividade enzimática, outras coisas que podem acontecer à medida que nos movemos ao longo dessa curva. Também podemos usar a isoterma para prever quando podem surgir desafios microbianos. Seja mofo, bactérias ou leveduras, essas coisas vão começar a ocorrer à medida que aumentamos a atividade da água. Isso é algo que você pode ter em mente ao observar essa curva isotérmica.

O último aspecto a ter em mente são as mudanças de textura. Se estivéssemos falando de um pó, isso poderia corresponder ao ponto em que ele começa a agitar-se e formar grumos. Mesmo neste contexto em que discutimos textura, essas mudanças podem aparecer em nossa curva isotérmica e nos ajudar a identificar o que chamamos de atividade de água crítica. Sabemos qual é o intervalo de atividade de água dentro do qual precisamos permanecer antes de começarmos a observar mudanças perceptíveis. A razão pela qual menciono essa curva é porque ela é uma ótima maneira de pensar sobre todos esses diferentes fatores que afetam a segurança e a qualidade do produto que estamos analisando. Essa isoterma será específica para cada um dos produtos ou ingredientes que analisamos. Há algo que eu esteja deixando passar, algo mais que você acrescentaria sobre o uso de isotermas?

MG: Não, você fez um ótimo trabalho e espero que consiga visualizar, como o Zach mencionou, as diferentes influências que a atividade da água pode exercer sobre um produto, pois, à medida que aumentamos a atividade da água, podem ocorrer diversas alterações. Existem diferentes mecanismos que ocorrem nesse contexto. Alguns deles podem fazer todo o sentido, como a reação de escurecimento, que tem a ver com a água presente na área ao redor de algo. É como alternar entre diferentes mecanismos à medida que aumentamos a atividade da água, mas tudo isso tem um impacto físico no produto, e você precisa estar ciente disso.

ZC: Digamos que tenhamos uma isoterma agora; como essa isoterma pode ser usada para melhorar a precisão? Especialmente se pensarmos nisso, acho que temos um exemplo com a noz-pecã.

Talvez você possa explicar esse exemplo e falar sobre como as variações na medição do teor de umidade se refletirão na curva isotérmica.

MG: É aqui que a precisão na medição realmente faz a diferença. Porque, se estivermos usando um método mais antigo e tradicional — e este foi um exemplo real com nozes pecãs, especificamente de um produtor de nozes pecãs, cujo método de medição do teor de umidade tinha uma precisão de apenas 0,5% —, isso significa apenas meio ponto percentual a mais no teor de umidade, o que parece bastante bom, certo?

ZC: Sim, muito bom, comparado com o que costumo ver.

MG: Sim. Você está pensando: “Ah, sim, meio por cento. Eu ficaria satisfeito com isso.” Mas quando analisamos essa relação com a umidade na noz-pecã, podemos ver isso, e temos um gráfico secundário que mostra uma variação de mais ou menos 0,25. Metade disso. Se dissermos 0,5, isso poderia aumentar um pouco ou diminuir. O que isso significa em termos de segurança e crescimento de mofo?

Quando analisamos a isoterma, percebemos que, mesmo que a desloquemos apenas um pouquinho para cima, um aumento de 0,25% no teor de umidade já nos coloca na atividade de água de 0,7 — ponto a partir do qual o mofo pode começar a se desenvolver. Isso é muito importante. Caso você não saiba, quando há essa variabilidade na única medição que você está usando, ao analisá-la de fato, ela não está informando tudo o que você precisa saber.

Mas, no caso da atividade da água, a precisão dessa medição é enorme. Como você pode ver no segundo gráfico, temos uma faixa de 0,01 de atividade da água, e podemos medir cada pequena variação disso. Portanto, é muito fácil ver onde realmente vamos nos situar no teor de umidade, e, na verdade, trata-se da atividade da água e não do teor de umidade, de qualquer forma, onde esse limite de mofo vai ocorrer ou onde teremos alguns problemas nessa área.

ZC: Mais uma vez, só quero salientar que 0,5%, o que talvez nem seja realista — na maioria das vezes vejo variações de mais ou menos 1% ou até 2% —, mas este gráfico ilustra muito bem que, se você estiver próximo desse limite microbiano e estiver medindo apenas o teor de umidade, há uma grande probabilidade de que parte do seu produto venha a apresentar problemas de mofo.

Pelo que vejo, algumas empresas tentam lidar com isso simplesmente secando demais de forma generalizada, mas assim correm o risco de prejudicar o rendimento e a receita, e talvez até de secar demais a ponto de ocorrer a oxidação dos lipídios.

O que estamos tentando mostrar aqui é que, se você usar a atividade da água, essa é a medição correta, e você não deve medir apenas o produto final, mas também os ingredientes recebidos ao longo da produção e, posteriormente, o produto final. Há uma série de pontos em que você deve acompanhar como a atividade da água está mudando ao longo do tempo.

MG: Certo. Essa é uma observação muito pertinente porque, como já discutimos antes, mesmo que você tenha um fornecedor com quem trabalha ano após ano, ainda haverá variações; isso é simplesmente inevitável. Você só precisa estar ciente disso para poder fazer ajustes no seu próprio processo. Mesmo que tenha o mesmo fornecedor, como eu disse, ainda haverá variação. Se você fizer medições assim que o produto chegar, saberá exatamente o que está recebendo.

A atividade da água é simplesmente um indicador mais adequado, no sentido de que é ela que vai determinar o crescimento microbiano, e não o teor de umidade nem outros fatores, como a migração da umidade, sobre os quais falaremos mais adiante. Mas é uma medição fácil. Além disso, é mais rápida do que muitos métodos de medição do teor de umidade.

ZC: Sim. Essa é uma transição perfeita, porque na próxima seção vamos falar sobre como combinar esses fatores, prever a migração de umidade e como isso pode ser feito com uma isoterma.

Desafios relacionados à umidade ao trabalhar com frutas e nozes

ZC: A seguir, vamos falar sobre um dos maiores desafios relacionados a frutas e nozes. É quando você começa a misturar esses ingredientes e precisa entender como a umidade vai se comportar e quais são as implicações de fazer essa mistura.

Mary, vou passar a palavra para você, já que falamos sobre isotermas. Como podemos usar essas isotermas para prever o que vai acontecer quando misturarmos os mirtilos com as amêndoas?

MG: Um equívoco comum é achar que a umidade se move por causa da quantidade. Quando falamos disso, estamos nos referindo ao teor de umidade. Se algo tem um teor de umidade mais alto, será esse elemento que vai movimentar a umidade, e a umidade vai se deslocar dele para os outros elementos. Na verdade, não é a quantidade, e sim o nível de energia. Quando há mais energia, é aí que ocorre o movimento. É física.

Se olharmos para os nossos mirtilos e amêndoas aqui, vou usar este exemplo em que os mirtilos estão em 0,48, o que é um valor bastante adequado para mirtilos, ou seja, em termos de atividade de água. As nossas amêndoas aqui estão em 0,30, o que também é um valor bastante bom. Isso evita qualquer ranço, mas mantém aquela textura agradável de que falamos. O que vai acontecer é que, como os mirtilos têm maior atividade de água, a umidade vai migrar para dentro ou sobre as próprias amêndoas ou qualquer outro ingrediente.

Esse será o fator determinante. Agora, poderíamos reduzir a atividade de água dos nossos mirtilos adicionando o que chamamos de umectante, que é como um açúcar ou um sal. Quero dizer, existem outras substâncias, outros adoçantes, que também reduzem a atividade de água. Menciono isso porque, se esses valores estiverem próximos uns dos outros, não teremos nenhuma migração de umidade. Mesmo que isso possa ter muita umidade, um teor de umidade mais alto, se conseguirmos reduzir a atividade da água até que fiquem semelhantes, não teremos nenhuma migração de umidade. Um bom exemplo disso é quando você olha e mencionou anteriormente frutas em cereais: você tem um cereal com flocos crocantes que têm baixa atividade da água, baixa umidade. Temos uma fruta, uma uva-passa, que obviamente tem muita umidade e pode ter uma atividade da água mais alta.

Como isso funciona? Como é possível que elas coexistam no mesmo espaço? Isso ocorre porque geralmente se adiciona açúcar. Especialmente quando se observa a superfície externa de uma uva-passa, isso reduz a atividade da água, fazendo com que fiquem mais próximas. Essa é uma maneira de entender o que estamos discutindo, pois, na verdade, trata-se da diferença na atividade da água e não no teor de umidade. Temos um exemplo para demonstrar como é fazer uma modelagem preditiva quando misturamos essas coisas? Porque isso é muito importante. Elas ficam bem sozinhas. Agora, quando vamos colocá-las juntas, o que vamos obter?

No nosso exemplo aqui, temos nossas duas isotermas. Os mirtilos estão na curva azul, e as amêndoas, na curva laranja.

Reunimos esses dados: os mirtilos apresentam uma atividade de água de cerca de 0,48 e sua isoterma — cuja forma diferente vocês notarão —; já as amêndoas ficaram em torno de 0,3. Vamos falar primeiro sobre as amêndoas, e vocês notarão que essa curva, essa isoterma, é bastante plana, o que significa que teremos uma grande diferença na atividade de água e uma pequena diferença no teor de umidade. Voltando ao exemplo da noz-pecã, se conseguirmos medir apenas o teor de umidade e, na verdade, uma ampla variação desse teor, teremos uma enorme variação na atividade de água. Não é isso que queremos. Queremos saber o que estamos obtendo.

No caso dos mirtilos, vamos observar, para o mesmo intervalo de atividade da água, uma variação maior no teor de umidade. Podemos pegar essas relações e combiná-las. Então, quando fazemos isso, neste exemplo específico, escolhi um caso em que temos o dobro de mirtilos em massa em relação às amêndoas, e os combinamos. Você vai notar que há duas coisas neste gráfico que ainda não discuti. Uma é a linha verde, que representa a isoterma combinada. Essa é a relação combinada entre os dois. Podemos prever isso. A outra é uma linha tracejada azul que sobe e desce em torno de 0,45 de atividade de água. É aí que a atividade de água vai ficar quando juntarmos esses dois elementos.

Sabemos que, se tivermos as isotermas e soubermos onde tudo começa, podemos prever onde elas vão terminar. Não precisamos fazer isso ainda, até termos certeza de que estamos dentro de uma boa faixa. Quando olhamos para a atividade de água final, ela está em 0,45; os mirtilos começaram em 0,48. Dá para ver claramente aqui que os mirtilos são o principal fator que determina onde essa atividade de água vai terminar. Agora, o próximo passo é pensar: esse é um bom ponto para os mirtilos? Provavelmente é um bom valor, já está muito próximo. Será que é um bom valor para as amêndoas? Essa é uma boa pergunta. Será que isso vai nos dar uma amêndoa macia, se juntarmos esses ingredientes nessa proporção, ou será que ficarão em 0,45, e isso será muito mole para nossas amêndoas? Temos uma ferramenta para isso.

ZC: Sim, claro. Este gráfico que estamos vendo é derivado de um gráfico do kit de ferramentas de análise de umidade. Trata-se de um software no qual trabalhamos bastante neste último ano, atualizando-o e tornando-o realmente fácil de usar; mas, nesse software, há uma ferramenta de mistura de ingredientes com a qual você pode fazer exatamente o que estamos vendo agora. Você utiliza uma isoterma para cada um dos ingredientes que está adicionando. É preciso pensar em qual direção a água vai se mover. Você pode querer uma curva de absorção para as amêndoas e uma curva de dessorção para os mirtilos, mas pode usar essa ferramenta para obter a isoterma final prevista que você apontou anteriormente em verde; essa isoterma pode, na verdade, ser usada para prever a vida útil e até mesmo começar a tomar decisões de embalagem para um produto ou uma mistura que você ainda nem produziu.

Você mencionou isso de passagem, mas gostaria de esclarecer que, se você tiver essas isotermas e puder sentar-se à sua mesa para analisar essas misturas, pensar em diferentes proporções ou avaliar as implicações de alterar a atividade de água das amêndoas antes mesmo de começar a fabricar o produto. Eu trabalho com muitas equipes que usam essa ferramenta. Geralmente, o feedback que recebo é que elas conseguem lançar um produto quatro ou cinco vezes mais rápido, pois não precisam realizar todos esses testes físicos e esperar para ver se a textura muda. Elas podem começar a analisar essas misturas ali mesmo, no computador. Elas criam uma biblioteca interna de isotermas com todos os diferentes ingredientes com os quais trabalham, para que possam realmente acelerar seus processos de P&D.

No kit de ferramentas, você verá a atividade de água final. Ele mostrará a isoterma e, além disso, fornecerá os coeficientes dessa curva para que você possa analisar aspectos como o prazo de validade. Esses são alguns dos assuntos que já abordamos anteriormente. Temos um webinar específico sobre prazo de validade e outro sobre isotermas, e tenho certeza de que os links estarão listados abaixo. Se isso lhe parecer útil, não deixe de conferir. Além disso, estamos sempre dispostos a fazer uma demonstração do software e orientar sua equipe para mostrar como ele funciona.

A análise de viabilidade

MG: Este é um bom momento para discutirmos o que pode afetar sua lucratividade e analisarmos alguns casos reais de negócios, situações com as quais nos deparamos ao trabalhar com clientes que utilizam esses ingredientes naturais.

Primeiro, pensei em falar sobre um dos impactos que constitui uma questão importante e precisa ser levado em consideração. Já discutimos os produtos em si e a necessidade de nos certificarmos do que estamos adquirindo, mas o que acontece depois disso? Há outros aspectos que ainda não abordamos, como as condições de armazenamento e a temperatura. A razão pela qual quero abordar esses pontos é que, geralmente, ao aumentar a temperatura, aumenta-se a atividade da água em quase todos os ingredientes.

Digamos que você tenha produzido uma barra ou um mix de salgadinhos, e o produto esteja em perfeitas condições na sua fábrica. Em seguida, ele é enviado para todo o mundo em um caminhão — digamos que esteja quente — ou em um contêiner de transporte; a umidade e a temperatura podem realmente afetar esse produto. Especificamente, a temperatura pode elevar a atividade de água além de um ponto em que ainda seja seguro, e você pode começar a observar o desenvolvimento de mofo, enquanto na sua fábrica o produto estava em perfeitas condições. Agora, essa relação de como a temperatura afeta o produto também depende do próprio produto. É algo que você pode estudar. Você pode realmente descobrir a relação de como a temperatura afeta seu produto. Mas, em geral, eu sei apenas que o aumento da temperatura vai aumentar a atividade da água e que é preciso levar isso em conta.

ZC: Pela minha própria experiência, muitas vezes, quando estou prestando consultoria a outros cientistas de alimentos, uma das principais preocupações é evitar um recall. Pelo que tenho observado, muitos recalls ocorrem porque a temperatura de armazenamento ou de transporte fica um pouco alta demais. Assim, a atividade da água atinge um limite que já abordamos anteriormente em nossas diferentes seções. Mas essa atividade da água fica alta o suficiente para que os microrganismos cresçam. Isso realmente mostra a importância de se ter uma isoterma e compreender essa atividade. Pois se você tiver esses dados e mantiver tudo sob controle, não há motivo para que você precise fazer um recall, e essas situações podem custar milhões de dólares. Elas podem prejudicar a reputação. Ter os dados corretos e saber como usá-los pode ajudar a evitar qualquer recall.

A última coisa em que quero me concentrar é apenas um cenário de caso de negócios. Trata-se de um cliente com quem o METER Group trabalha. Já mostrei um exemplo muito semelhante no passado, referente a ração para animais de estimação, mas vou usar o mesmo formato hoje para analisar um produtor de ameixas secas.

Trabalhamos com um produtor de ameixas secas que tem uma produção anual realmente grande, de cerca de 30.000 toneladas, e cuja meta para as ameixas secas era um teor de umidade de 30%. Embora estejamos falando de teor de umidade, passamos então a analisar a atividade da água e criamos a curva isotérmica para entender o quanto poderíamos aumentar o teor de umidade, mantendo a qualidade e a segurança que eles desejam. Ao usar a curva isotérmica, percebemos que eles poderiam aumentar o teor de umidade em 0,5% e também reduzir a variação, evitando que qualquer um de seus produtos ultrapassasse 0,7 de atividade da água.

A nova meta era agora de 30,5%. Isso permitiu que aumentassem a produção. Agora, eles têm um rendimento maior. Como estão vendendo a um preço de US$ 3.250 por tonelada, isso significa que, em um ano, apenas essa pequena alteração no teor de umidade resultou em um aumento anual no rendimento de quase meio milhão de dólares. Este é apenas um produto. Mais uma vez, apenas uma pequena mudança no teor de umidade, mas ao alterar ou analisar a atividade da água, ao compreender a isoterma e, então, ao implementar ou introduzir algum controle, alguns controles ambientais, e analisar a embalagem, é realmente fácil fazer esse ajuste e, então, ir dormir, sabendo que seu produto estará seguro e sem ter que se preocupar com a possibilidade de um recall.

Isso ilustra muito bem um caso de negócios. Se houver um produto específico com o qual você trabalha ou algo para o qual gostaria que elaborássemos um caso de negócios, é muito fácil para nós fazer isso. Trabalhamos com todos os tipos de produtos. Hoje nos concentramos principalmente em mirtilos e amêndoas porque era o que tínhamos disponível. É muito fácil demonstrar as isotermas, a migração de umidade e esses diferentes aspectos que abordamos. Mas, novamente, se houver um produto final ou ingrediente específico de frutas secas ou nozes com o qual você trabalha, tenho certeza de que já trabalhamos com ele no passado.

MG: Só queria mencionar que, desta vez, nos concentramos em mirtilos e amêndoas apenas para manter as coisas bem simples, mas isso se aplica às teorias de que estamos falando, se aplica a tudo, a qualquer produto alimentício. Portanto, se você estiver trabalhando com manteiga de nozes, o que discutimos será semelhante; o impacto será o mesmo. Se você estiver usando uma pasta de frutas, como pasta de tâmaras, como base para sua barra, é a mesma coisa. Só queria deixar claro que, quando falamos sobre essas coisas em geral, trata-se realmente de uma generalização, no sentido de que se aplica a muitas coisas.

Outra coisa também: estávamos focados principalmente no crescimento microbiano, no rendimento e em tudo mais, mas poderia se tratar de outros aspectos também. Primeiro, analisamos as isotermas para entender como a atividade da água influencia diferentes taxas de reação. Digamos que você tenha uma barra ou um produto que contenha um aditivo nutricional específico, ou um nutracêutico ou um alimento funcional; isso se aplica a esses casos também. Todas essas séries se aplicam a isso também. Você precisa ter certeza de que, se estiver fazendo uma alegação como essa, será capaz de mantê-la.

ZC: Vamos passar agora para a sessão de perguntas e respostas. Responderemos a algumas perguntas e, caso haja mais alguma dúvida, vocês podem entrar em contato diretamente conosco; além disso, disponibilizaremos nossos dados de contato no final, para que possamos garantir que todas as suas perguntas sejam respondidas.

Sessão de perguntas e respostas

Em quanto tempo a umidade se equilibra entre os ingredientes, e há alguma maneira de eu influenciar esse processo?

MG: Eu respondo essa. Isso pode levar um tempinho. Depende da relação entre a velocidade com que um alimento absorve umidade. Quando fizemos nossos exemplos com os mirtilos e as amêndoas, levou cerca de uma semana para ajustá-los a uma atividade de água diferente e depois deixá-los descansar. Mas, se considerarmos a maioria dos produtos, quando são embalados, não se espera que sejam consumidos em uma semana. É algo que acabará acontecendo, basta ter isso em mente: eventualmente, esse equilíbrio será alcançado. Pode ser mais rápido ou mais lento, dependendo do produto, mas tudo acabará se equilibrando dentro da embalagem. Você pode ter certeza de que isso vai acontecer.

Quando há uma diferença maior na umidade, isso acaba sendo o fator determinante. Se você conseguir aproximar os níveis de umidade, então, em primeiro lugar, não haverá tanta migração de umidade e, em segundo lugar, o equilíbrio será alcançado mais rapidamente. É sempre bom tentar minimizar essa diferença. Eu definitivamente recomendo que você tente fazer com que suas atividades sejam semelhantes; assim, você não terá um problema tão grande com essa migração de umidade no seu produto.

Como posso usar as medições do teor de umidade para prever a migração da umidade?

ZC: Eu posso responder a essa. Isso remete a uma das seções anteriores, em que muitas pessoas acham que devem usar o teor de umidade por causa da sua quantidade. Talvez isso faça um pouco mais de sentido para elas, mas o que espero que tenhamos demonstrado neste webinar é que, na verdade, é a atividade da água que vocês precisam ter em mente.

A atividade da água é uma medida da energia dessa água e determina em que direção ela tende a se mover. A água sempre tende a se mover de um estado de alta energia para um estado de baixa energia. No exemplo que analisamos, ao compreender que a atividade da água é maior nos mirtilos, percebemos que a água tende a se mover dos mirtilos em direção às amêndoas para atingir um equilíbrio. Não se preocupe com o teor de umidade; concentre-se na atividade da água se estiver pensando na migração da umidade.

Se meu produto for embalado com um nível de umidade muito próximo dos limites microbianos, qual variação de temperatura após a embalagem poderia fazer com que ele mofasse?

MG: É melhor ficar longe desse limite microbiano. Não é bom chegar muito perto. O que quero dizer com isso é que, se tivesse que dar uma estimativa — e hesito muito em dizer até onde se pode chegar, porque depende muito do próprio produto —, qual é a relação dele com a temperatura? Ou seja, ele é muito afetado pela temperatura e, como disse, isso é algo que você pode descobrir e varia de produto para produto. Mas se eu tivesse que dar uma estimativa, diria 0,1; com certeza, isso o manteria na zona de segurança. Temos o limite microbiano de 0,7 de atividade de água. Se você estiver em torno de 0,6, esse é provavelmente o mais próximo que eu realmente gostaria de chegar.

Lembre-se de que, nessa faixa de atividade da água, também ocorrem mudanças na textura. Há muitos fatores a serem considerados, mas se você estiver focado nos limites microbianos, eu recomendaria algo nesse sentido.

ZC: Vejo o mesmo em muitos setores; no caso de frutas, nozes e outros produtos, definir uma atividade de 0,1 abaixo do limite microbiano costuma ser uma aposta bastante segura. Mas também acrescentaria, em relação a essa questão, que se você estivesse exatamente em 0,7 — digamos, bem no limiar microbiano à temperatura ambiente —, assim que seu produto sair da fábrica, se ele for exposto a qualquer temperatura superior àquela em que foi testado, basta um aumento mínimo na temperatura para que haja o risco de aumento da atividade. Assim que isso acontecer, os microrganismos podem começar a se proliferar. Há um equilíbrio entre compreender as temperaturas que seu produto pode enfrentar e, ao mesmo tempo, definir um nível de atividade baixo o suficiente para garantir sua segurança. Se a temperatura subir, você ainda estará abaixo de 0,7 ou até mesmo 0,6, cinco.

MG: Gostaria de mencionar rapidamente, se me permitem, mais duas coisas: trata-se de produtos naturais. Na maioria das vezes, eles não passam por um processo de esterilização. Quero dizer, se você estiver torrando uma noz, então isso deve, se você estiver fazendo direito, acho que dá pra dizer. Isso mataria quaisquer micróbios, mas, para muitos produtos, eles ainda podem estar na superfície do seu alimento natural e não vão se desenvolver se você conseguir manter a atividade de água baixa; mas se ela ficar alta e ainda mais alta, estamos falando de fungos, o que é bem baixo, 0,7, mas se você aumentar, corre o risco, se estiver em um ambiente diferente ou se sua embalagem não for boa o suficiente para elevar a umidade, o que é um fator importante agora, ou você pode ter E. coli ou salmonela começando a se desenvolver. Essa é uma atividade de água muito mais alta, mas lembre-se de que esses microrganismos ainda podem sobreviver em alimentos naturais; eles simplesmente não conseguem se desenvolver ou crescer se você mantiver a atividade de água baixa.

Outra coisa que eu também queria mencionar é o impacto da embalagem, assunto no qual sei que você tem muita experiência. Se quiser discutir algo relacionado à embalagem no que diz respeito à temperatura e outros aspectos.

ZC: Sim, claro. Resumidamente, se você estiver produzindo um produto que está próximo do limite microbiano, uma maneira de mantê-lo dentro da faixa ideal de atividade de água é levar em conta a embalagem: quanto menor for a taxa de transmissão de vapor de água dessa embalagem, melhor você conseguirá mantê-lo dentro da faixa necessária, mesmo sob diferentes níveis de umidade ou temperaturas. Mais uma vez, temos outro webinar que aborda esse assunto com muito mais detalhes, e teremos prazer em discutir a embalagem com você.

É necessário verificar a umidade ou a atividade da água em alguma etapa posterior à mistura inicial dos ingredientes?

MG: Sim.

ZC: Sim, com certeza.

MG: Sim. Recomendo, é claro, a atividade da água, como já discutimos, porque o teor de umidade não oferece uma visão completa para evitar alguns dos problemas que mencionamos. Em seguida, o controle do processo. Você consegue fazer isso muito melhor com a atividade da água, e é bom testar os ingredientes recebidos, mas o controle pós-produção também é muito valioso, pois assim você saberá o que produziu. Está no nível que você esperava? Você tem mais algum comentário?

ZC: Sim. Vou apenas dizer que as empresas de sucesso que vejo, que realmente controlam o teor de água em seus alimentos ou ingredientes, fazem medições no início; elas só aceitam ingredientes se estiverem dentro de uma variação de 10% ou se definirem um intervalo específico, pois essa variação, quando levada em conta, será transferida para o produto final. Recomendo medir seus ingredientes logo no início da produção. Temos até uma solução integrada agora para que você sempre atinja sua meta de atividade, mas, mesmo assim, no final, você deve medir seu produto final logo ao colocá-lo na embalagem. Vemos até empresas que realizam estudos de vida útil, medindo a atividade da água ao longo do tempo. É definitivamente algo que você deve monitorar durante todo o processo. Ao fazer isso, você pode evitar recalls ou qualquer um desses outros problemas sobre os quais falamos hoje.

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