La actividad del agua desempeña un papel importante en la calidad de los productos en diversos campos, entre los que se incluyen:
Como se explicó en un Blog-Post anterior , todas las formas de vida dependen del agua. La actividad del agua indica la cantidad de agua biológicamente disponible para los microorganismos. Cada especie de microorganismo (bacteria, levadura, moho...) tiene un valor mínimo de actividad del agua por debajo del cual ya no es posible su crecimiento.
Actividad del agua | Contaminante |
---|---|
aw = 0,91...0,95 | Muchas bacterias |
aw = 0,88 | Muchas levaduras |
aw = 0,80 | Muchos mohos |
aw = 0,75 | Bacterias halófilas |
aw = 0,70 | Levaduras osmiófilas |
aw = 0,65 | Mildiu xerófilo |
La Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. (FDA) ha adoptado el concepto de actividad del agua para establecer los límites a partir de los cuales ciertos tipos de alimentos se consideran susceptibles al moho y las bacterias, y ha establecido la siguiente normativa: El nivel de actividad del agua de 0,85 aw se utiliza como punto de definición para determinar si un alimento en conserva poco ácido o un alimento acidificado está cubierto por la normativa. Los alimentos en conserva poco ácidos pueden conservarse controlando la actividad del agua a niveles superiores a 0,85 aw. El nivel mínimo de aw para el crecimiento de C. botulinum es de aproximadamente 0,93 aw. Dependiendo de varias características del producto, este nivel mínimo puede llegar a 0,96 aw.
La normativa (21 CFR 113.3(e) (1) (ii)) establece que la esterilidad comercial puede lograrse mediante el control de la actividad del agua y la aplicación de calor. El calor suele ser necesario a niveles de aw superiores a 0,85 aw para destruir células latentes de microorganismos de importancia para la salud pública (por ejemplo, estafilococos) y microorganismos de deterioro que pueden crecer en un entorno de aw reducida. Véanse también las otras secciones siguientes de la normativa que tratan de los productos controlados por aw:
Algunos ejemplos de alimentos enlatados de baja acidez con actividad de agua controlada, que pueden tener una aw superior a 0,85 aw, son: torta enlatada, pan, pasta de frijoles, algunos chutney, vegetales salados, pescado salado, pasta de guayaba, frijoles lupini, jarabe, coberturas, budines y algunas salsas orientales especiales. La actividad del agua suele controlarse mediante el uso de sal o azúcar. Hay situaciones en las que no es necesario realizar determinaciones rutinarias de aw durante la producción. Por ejemplo, si la sal es el conservante, la determinación del porcentaje de sal por sí sola puede ser suficiente para documentar el control de la actividad del agua y la esterilidad comercial. Sin embargo, el elaborador o la autoridad de elaboración necesitarían disponer de datos que relacionen sistemáticamente los niveles de sal en el producto concreto con los niveles de aw. La actividad del agua también podría controlarse mediante la formulación, siempre que ésta esté relacionada con un nivel determinado de aw mediante datos suficientes. Dado que los cambios en los proveedores de ingredientes pueden modificar la aw del producto acabado, sería conveniente que el elaborador realizara determinaciones periódicas de la aw. (Fuente: Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU.)
El agua es el principal componente de la mayoría de los organismos vivos. Desde un punto de vista biológico, el agua tiene muchas propiedades distintas que son fundamentales para la proliferación de la vida. Desempeña esta función permitiendo que los compuestos orgánicos reaccionen de manera que, en última instancia, permiten la replicación. Todas las formas de vida conocidas dependen del agua.
Existen dos grandes categorías:
El agua puede tener diferentes efectos en diversos productos y en la industria alimentaria se reconoce que es fundamental para la estabilidad microbiológica, enzimática, química y de composición de la mayoría de los productos. Las variaciones en la actividad del agua pueden afectar significativamente:
La actividad del agua de un producto siempre intentará alcanzar el equilibrio con la atmósfera circundante. El agua libre migrará desde una región dentro de un producto con una alta actividad de agua hacia regiones de baja actividad de agua. El agua migrará hasta que se alcance el equilibrio. Humedad relativa de equilibrio (HRE) = 100 x aw.
La actividad del agua en los productos puede controlarse utilizando diversos aditivos (humectantes), empleando materiales de envasado satisfactorios o manteniendo unas condiciones de maduración y almacenamiento favorables.
La actividad del agua proporciona mejor información que el contenido total de humedad en relación con
Así pues, hemos visto que la actividad del agua forma parte del agua total de un producto; en concreto, es el agua libre. Sin embargo, también existe agua ligada dentro de un producto. El agua ligada suele medirse por infrarrojos o por pérdida al secarse: es lo que se conoce como contenido de humedad.
El contenido de humedad es el porcentaje de agua por peso en el producto comparado con el peso seco o húmedo del producto e incluye tanto el agua ligada como el agua libre. El contenido de humedad se confunde a menudo con la actividad del agua.
En equilibrio, la relación entre el porcentaje de agua y la actividad del agua de un material higroscópico puede representarse gráficamente mediante una curva: la isoterma de sorción. Para cada valor de actividad del agua, la isoterma de sorción muestra el contenido de humedad correspondiente a una temperatura constante dada. Cada producto tiene su propia isoterma de sorción.
Con la ayuda de una isoterma de sorción, se puede determinar el contenido de humedad de un producto midiendo la actividad del agua. Esto es beneficioso, ya que las mediciones de la actividad del agua son rápidas y no destructivas. La isoterma de sorción (normalmente no lineal) se determina experimentalmente para cada producto diferente y a distintas temperaturas.
Ambas mediciones tienen ventajas e inconvenientes. Las desventajas de medir el contenido de humedad:
Las desventajas de medir el contenido de humedad son las siguientes
La medición de la actividad del agua, sin embargo, ofrece muchas ventajas:
Sin embargo, dado que la actividad del agua es una medición cualitativa, utilizada por sí sola no define:
Para llevar a cabo una medición significativa de la actividad del agua, también es importante comprobar el parámetro real que se pretende controlar.
1st Prueba: Parámetro real y actividad del agua
Las pruebas iniciales proporcionan información detallada sobre el parámetro que se pretende controlar. Las pruebas pueden llevar más tiempo y suponer mayores costes. Proporcionarán detalles que le permitirán relacionar, por ejemplo, la vida útil con la actividad del agua para su producto específico. Al mismo tiempo, puede probar la actividad del agua de ingredientes crudos y muestras a mitad de producción.
Prueba de 2nd: Pruebe sólo la actividad del agua
Esto significa que, en el futuro, las mediciones posteriores de la actividad del agua podrán utilizarse como indicador de la vida útil de los productos finales, pero también como control de las materias primas y los procesos para detectar desviaciones antes de que afecten a los productos. Dado que las mediciones de la actividad del agua son más rápidas y están disponibles a menor coste, se reducen los costes totales y los tiempos de las pruebas.
En el caso de productos alimenticios únicos en los que no se dispone de datos publicados sobre la actividad del agua, la vida útil no puede evaluarse con precisión analizando únicamente la actividad del agua. Además, cuando los procesos de producción pueden variar, puede ser interesante perfeccionar el proceso para obtener el mejor compromiso entre los costes del producto y su vida útil. En este ejemplo, el producto Aw se fabricó en cuatro lotes, cada uno de los cuales se sometió inmediatamente a una prueba de actividad del agua y posteriormente a una prueba de caducidad a largo plazo.
Producto A | Vida útil | Actividad del agua |
---|---|---|
Lote 1 | 9 meses | 0,83 aw |
Lote 2 | 5 meses | 0,85 aw |
Lote 3 | 3 meses | 0,88 aw |
Lote 4 | 2,5 meses | 0,90 aw |
Las pruebas demuestran que, para cumplir el plazo de conservación de tres meses, los productos deben tener una actividad del agua igual o inferior a 0,88 aw. Por lo tanto, las mediciones rápidas y sencillas de la actividad del agua pueden utilizarse por sí solas para confirmar que los productos cumplen esta especificación. ¿Cuándo puede utilizarse por sí sola la medición de la actividad del agua? Puede realizarse en productos conocidos con normas definidas:
Para estos productos, las organizaciones sanitarias o los organismos industriales ya han realizado pruebas detalladas y han definido límites estándar de actividad del agua para productos específicos. Las mediciones de la actividad del agua también pueden utilizarse por sí solas para controlar simplemente los cambios del producto. La actividad del agua proporciona una forma rápida de determinar si un producto final ha cambiado:
La actividad del agua también puede utilizarse por sí sola para controlar simplemente los cambios en el producto.
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