Mesure de l'activité de l'eau (aw) pour la qualité et la durée de conservation des produits

Un guide de l'activité de l'eau dans les produits sensibles à l'humidité

L'activité de l'eau fait partie de ces techniques de mesure qui sont utilisées dans un grand nombre d'industries, mais qui sont peu comprises, sauf par un nombre relativement restreint d'experts. Bien qu'il s'agisse d'un sujet relativement complexe, l'activité de l'eau est néanmoins un facteur déterminant de la qualité et de la durée de conservation des produits dans l'industrie alimentaire, tandis que dans les secteurs pharmaceutique et cosmétique, elle est essentielle pour garantir une forme de dosage solide aux caractéristiques physiques et chimiques optimales. En tant que telle, l'activité de l'eau mérite une compréhension beaucoup plus large.

Qu'entend-on par activité de l'eau ?

Le terme "activité de l'eau" est souvent abrégé en "aw". En termes simples, il s'agit d'une mesure de l'eau disponible dans un produit ou un ingrédient qui pourrait, par exemple, favoriser le développement microbien ou, par migration, affecter la qualité des autres ingrédients. Un exemple classique est le muesli, qui contient des raisins secs, des graines et des flocons de son. Les raisins secs contiennent normalement plus d'humidité que les flocons de son, de sorte qu'avec le temps, l'humidité des raisins secs va migrer vers les flocons de son ; selon le temps impliqué, le résultat sera probablement des raisins secs durs et secs et des flocons de son détrempés !

Il est important de ne pas confondre l'activité de l'eau avec la quantité d'eau contenue dans un produit - la teneur en eau. Cette dernière détermine les propriétés physiques du produit et peut généralement être caractérisée par la force des liaisons moléculaires entre l'eau et d'autres molécules d'ingrédients clés ; par définition, ce type d'eau "liée" n'est normalement pas disponible pour les micro-organismes afin de favoriser leur croissance.

En comparaison, l'activité de l'eau est une mesure de la quantité d'eau qui peut être considérée comme "libre" ou "non liée", et qui peut causer les problèmes décrits ci-dessus. Bien que la croissance microbienne puisse être stimulée par un certain nombre de facteurs, notamment la température, la teneur en oxygène et le pH, c'est la disponibilité de l'eau libre qui est le facteur le plus déterminant dans la stimulation de la croissance microbienne. Dans les applications pharmaceutiques en particulier, c'est l'activité de l'eau qui offre une méthode supérieure de calcul de la croissance microbiologique.

Comment calcule-t-on l'activité de l'eau ?

L'activité de l'eau est calculée en mesurant la pression de vapeur produite par l'humidité libre du produit et en la comparant à la pression de vapeur de l'eau distillée dans des conditions identiques ; la pression de vapeur est la force exercée par les molécules d'eau sous forme gazeuse à la surface d'un produit et indique la facilité avec laquelle l'eau s'évapore du produit.

La formule pour calculer l'activité de l'eau est : aw = p/ps.

Où p est la pression de la vapeur d'eau au-dessus de la surface du produit et ps est la pression de la vapeur d'eau au-dessus de la surface d'une masse d'eau pure.

Les deux sont toujours mesurés à la température réelle du produit, car la température peut affecter la manière dont l'eau interagit avec le produit. Ces résultats sont présentés sur une échelle de 0 à 1, où 0 indique qu'il n'y a pas d'eau libre disponible, tandis que 1 indique que toute l'eau du produit est disponible.

Pour mettre cela en perspective, la plupart des fruits et légumes, de la viande et des produits laitiers ont une valeur de 0,99 aw ; c'est relativement élevé et cela explique pourquoi la croissance des bactéries et des moisissures peut se produire rapidement. À l'inverse, des produits tels que le miel et les grains de café torréfiés ont des valeurs d'activité de l'eau d'environ 0,5 aw.

L'importance de l'aw

Comme mentionné ci-dessus, l'activité de l'eau est un paramètre important pour déterminer la qualité et la durée de conservation des aliments et d'autres produits sensibles à l'humidité tels que les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, les semences et les revêtements industriels avancés.

L'utilisation des valeurs d'activité de l'eau pour différents ingrédients, comme dans l'exemple du muesli, et la compréhension du fait que l'eau migre normalement d'une substance ayant une valeur d'aw élevée vers une substance ayant une valeur d'aw faible, permettent d'améliorer la formulation et le contrôle des produits. En outre, l'activité de l'eau est souvent utilisée comme un paramètre de mesure clé pour les régimes d'analyse des risques et de maîtrise des points critiques (HACCP) et comme une mesure essentielle pour un contrôle précis du processus, permettant par exemple au personnel de production de déterminer exactement la durée de cuisson ou de séchage d'un produit, ou de contrôler les températures des fours et la vitesse des systèmes de convoyage.

Dans le secteur pharmaceutique, les mesures de l'activité de l'eau peuvent être utilisées pour la formulation, la fabrication et le conditionnement des produits. En particulier, l'activité de l'eau constitue un moyen efficace de prédire la stabilité des protéines, des enzymes et des composants biopharmaceutiques, et de gérer la compatibilité des excipients hygroscopiques, tels que l'amidon et la cellulose, dans les produits sensibles à l'humidité.

Mesure de l'activité de l'eau

L'activité de l'eau peut être mesurée à l'aide d'une gamme d'appareils avancés de laboratoire, de mesure en ligne et de mesure ponctuelle portable. Dans tous les cas, ils sont simples à utiliser et capables d'atteindre des niveaux de précision extrêmement élevés, avec des résultats cohérents produits rapidement sous une forme facile à comprendre par les scientifiques et le personnel de production.

Rotronic conçoit et fabrique des instruments de mesure de l'activité de l'eau depuis de nombreuses années. Par conséquent, nous avons acquis une grande connaissance et expérience dans tous les domaines d'application. Notre dernière gamme de produits offre un large choix, des appareils d'entrée de gamme aux analyseurs de laboratoire sophistiqués, tous accompagnés d'accessoires optionnels, de logiciels et de services d'assistance.

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