La guía completa de actividad de agua para la industria alimentaria

Esta guía completa de actividad de agua para industria alimentaria explica que es, así como todas las aplicaciones que tiene. Ya que para ser un ingrediente muy barato, el agua puede causar muchos problemas y que además son muy caros. El agua facilita el crecimiento de mohos y otros microorganismos; la pérdida de textura, apelmazamiento y aglutinación; la rancidez y la degradación de vitaminas. La mejor manera de comprender el papel del agua en cada alimento es aprender a medir la actividad de agua (aw).

¿Por qué la actividad de agua?

La utilidad de la actividad de agua como medida de calidad y seguridad se sugirió cuando se hizo evidente que el contenido de humedad no podía explicar adecuadamente las variaciones en el desarrollo de microorganismos. El concepto de aw ha servido a microbiólogos y tecnólogos de alimentos durante décadas. Y se ha convertido en el criterio de seguridad y calidad alimentaria más utilizado.

Actividad de agua: se trata de energía

¿Qué es la actividad del agua? Podemos explicarlo con un ejemplo, vamos a necesitar un vaso de agua y una esponja seca. Y hay que sumergir una esquina de la esponja en el vaso de agua. El agua pasará del vaso a la esponja.
La actividad del agua, aw, es la fuerza que hace que el agua se mueva hacia la esponja. Para entenderlo mejor ¿Cuál es la diferencia entre el agua de la esponja y la del vaso?

El agua del vaso es gratis, pero el agua de la esponja es todo menos gratis. Está unida por numerosos y distintos enlaces químicos (puentes de hidrógeno, fuerzas de Van der Waals-London, enlaces polares …) y fuerzas capilares. A este conjunto específico se le denomina efecto matriz.

El agua que hay en la esponja tiene un estado energético más bajo que el agua del vaso. El agua fluirá hacia la esponja, pero para que vuelva a salir, debemos trabajar apretando la esponja. El agua de la esponja tiene una presión de vapor inferior y un punto de congelación también inferior. Mientras que el punto de ebullición es superior a la del agua del vaso. Es decir, son diferentes en las formas en que las podemos medir y cuantificar.

La energía del agua también se puede reducir diluyéndola con solutos (tradicionalmente para conservar alimentos hemos añadido sal o azúcar). Esto se denomina efecto osmótico. Y como es necesario un trabajo para restaurar el agua a su estado puro y libre, esto también reduce la aw. El cambio total de energía es la suma de los efectos mátricos y osmóticos.

La actividad del agua controla la calidad e inocuidad de los alimentos

  • Vamos a juntar unas galletas con un 20% de contenido de humedad y un relleno que tiene 30% de humedad. Estamos delante de ¿una receta de galletas reblandecidas? La respuesta es No, siempre y cuando los dos ingredientes tengan la misma actividad de agua.
  • ¿La aglutinación y el apelmazamiento son un problema recurrente en los productos en polvo que fabricamos? La solución pasa por hacer coincidir las actividades de agua de los componentes y se resolverá el problema.
  • La degradación de las vitaminas es función de la aw. Y también lo son la oxidación de lípidos, la textura crujiente, la masticabilidad, la suavidad y muchos otros factores de calidad organoléptica.

El contenido de humedad indica la cantidad de agua en un producto, pero eso es todo. Ya que no puede predecir ninguno de estos otros problemas de calidad y seguridad.

Predecir la seguridad y estabilidad alimentaria

La actividad del agua predice la seguridad y la estabilidad respecto al desarrollo de microorganismos, las tasas de reacción química y bioquímica y las propiedades físicas. La Figura 1 muestra la estabilidad alimentaria desde el punto de vista de la aw.

Diagrama de la estabilidad alimentaria relacionada con la actividad de agua
Figura 1. Diagrama de la estabilidad alimentaria relacionada con la actividad de agua

Midiendo y controlando la actividad de agua, es posible:

  • Predecir qué microorganismos serán fuentes potenciales de deterioro y/o infección.
  • Mantener la estabilidad química de los alimentos.
  • Minimizar las reacciones de pardeamiento no enzimáticas y las reacciones espontáneas de oxidación de lípidos autocatalíticas.
  • Prolongar la actividad de enzimas y vitaminas.
  • Optimizar las propiedades físicas de los productos para la migración de la humedad, la textura y la vida útil

Todas estas aplicaciones, y más,  se recogen en la Guía completa sobre vida útil para la industria alimentaria que podéis descargar a través de este enlace.

Textura en caramelos y gominolas

Problemas de textura en caramelos y gominolas

Los problemas de textura se producen en todos los tipos de caramelos, duros, blandos o masticables, pastillas de goma, chicles, confites y en las gominolas. Los problemas de textura están asociados al contenido de humedad. Por lo que conseguir un contenido de humedad correcto es fundamental en todos los productos de confitería. La actividad de agua (aw) es el parámetro más adecuado para fijar las especificaciones y controlar que la textura del producto está dentro de nuestros límites de aceptación.
Y además, la actividad de agua es la herramienta más rápida y segura para medir y controlar la humedad. Se pueden obtener resultados en 5 minutos, o incluso menos.

Determinación de la textura con actividad de agua

La humedad juega un papel clave en la textura de las golosinas. Si la humedad del producto no está en un intervalo adecuado, puede provocar la no aceptación de lotes enteros de fabricación, lo que se traduce en una pérdida de tiempo y dinero. Pero es mucho más cómodo, rápido y fácil medir la actividad de agua. Y por lo tanto de establecer el intervalo ideal de actividad de agua que maximiza la textura y el sabor. La actividad de agua está estrechamente relacionada con la textura del producto, por lo que es fácil establecer especificaciones que se relacionen con esta característica tan importante.

Los ensayos de dureza con texturómetros son muy habituales para establecer los valores de aceptación. Y la dureza como se muestra en el gráfico está relacionada con la actividad de agua.

A partir de aquí establecer el intervalo de aceptación para la textura diferencial de cada producto: masticable, crujiente, suave, granulada, pegajosa o blanda, es muy rápido y sencillo con actividad de agua.

Si te interesa cómo combinar las medidas de actividad de agua y humedad para mejorar el control y la calidad del producto, contacta con nosotros

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Actividad de agua en golosinas y productos de confitería

Ventajas de la actividad de agua en golosinas y productos de confitería

La importancia de la actividad de agua en las gominolas y los productos de confitería

Si las golosinas no tienen la humedad adecuada, pueden pasar varias cosas, pero el resultado es que el producto no será adecuado. Si la humedad es demasiado elevada, las golosinas suelen pegarse entre ellas en el interior de la bolsa. En cambio, hay otras que se vuelven harinosas. Por el contrario, si la humedad es demasiado baja, se convierten en un pegamento duro como una roca, que se pega a las muelas.
Estos problemas se producen en todos los tipos de caramelos duros, blandos o masticables, pastillas de goma, chicles, confites y en las gominolas. Por lo que conseguir un contenido de humedad correcto es fundamental para casi todos los productos de confitería. Y la actividad de agua (aw) es la herramienta más rápida y segura para medir y controlar la humedad en las golosinas: geles dulces, dulces de regaliz, espumas dulces, fondants, golosinas líquidas para congelar …

Fabricación específica para textura y sabor – La experiencia del cliente

Muchas gominolas tienen una textura diferencial: masticable, crujiente, suave, granulada, pegajosa o blanda. Y los sabores también son distintivos. Estas dos características se unen para crear la experiencia del cliente.
La humedad juega un papel clave en la textura de las golosinas. Existe un intervalo ideal de aw que maximiza la textura y el sabor. Si la humedad del producto no está en este intervalo adecuado, puede provocar la no aceptación de lotes enteros de fabricación, lo que se traduce en una pérdida de tiempo y dinero. La aw está estrechamente relacionada con la textura del producto, por lo que es fácil establecer especificaciones que se relacionen con esta característica tan importante.

Representación gráfica de la relación entre el contenido de humedad y el valor promedio de actividad de agua en algunas golosinas

La actividad de agua es más precisa que el contenido de humedad

La actividad de agua también puede ser una medida mucho más precisa que la humedad. La mayoría de las golosinas suelen tener una humedad relativamente baja. Las espumas dulces por ejemplo solo tienen un 5% en peso. En el caso de los candy peanut de Spangler Candy Company, la humedad del producto tiene que estar entre 4,4 y 6,3% para ser aceptable. Esto es un intervalo de variación del tan solo 1,9%, que puede ser muy difícil medirlo con precisión con un medidor de humedad tradicional.
Pero por suerte, aunque al principio la humedad apenas cambia, la actividad de agua si lo hace. Por ejemplo, en los candy peanut un 4,4% de humedad corresponde a un valor de actividad de agua de 0,450. Mientras que el 6,3% de humedad corresponde a 0,600 aw, un intervalo de 150 unidades de actividad de agua.
Comparando la precisión de estas dos medidas, la actividad de agua es aproximadamente 15 veces más precisa que el contenido de humedad.

La actividad de agua predice la migración de la humedad

El hecho de que el producto acabado tenga el sabor y la textura adecuados cuando se envase no significa que seguirá siendo así durante toda su vida útil
En cualquier producto acabado, el agua seguirá moviéndose desde valores de energía elevada a energía baja (de valor de aw elevado a uno más bajo). Con el tiempo, el agua pasará del relleno al recubrimiento (o viceversa) y el producto original puede volverse pegajoso, duro, agrietado, rancio o inaceptable por cualquier otro motivo. Para evitar este problema, es necesario ajustar e igualar la actividad de agua de los diferentes componentes durante la formulación para conseguir un producto que mantendrá sus características mientras espera ser comprado / consumido.

Conseguir el objetivo de vida útil con la ayuda de la actividad de agua

La migración de la humedad no es el único factor que afecta la vida útil. A medida que el caramelo envejece, puede perder humedad a través de la envoltura y en ocasiones volverse muy muy duro. Es posible entender y predecir qué puede pasar durante la vida útil de un producto midiendo su actividad de agua y la tasa de transmisión de vapor de agua de su envase. Ya que la actividad de agua está ligada a la mayoría de los factores que terminan con la vida útil. Es una herramienta excelente para predecir la vida útil. También se puede utilizar en estudios de formulación y envasado.

Más información sobre la actividad de agua en gominolas

En este vídeo de nuestro canal You Tube se explican las nociones básicas de actividad de agua:

  ¿Qué es la actividad de agua?
  Actividad de agua frente al contenido de humedad
  Isotermas de sorción de humedad
  Prevenir el crecimiento de microorganismos

En este tutorial en inglés se explica cómo la actividad de agua influye en la calidad y la vida útil de los dulces y productos de confitería. El contenido es:
  Cómo identificar y controlar los factores que acaban con la vida útil en dulces y confitería
  Controlar la textura
  Usar la actividad de agua para controlar las tasas de reacción química
  Modelización de la vida útil
  Cómo proteger al producto del abuso de temperatura
  Prevención de la migración de humedad
  Cómo usar el envase para mantener el producto en una actividad de agua óptima

La actividad de agua en cereales y productos integrales

Medir la actividad de agua directamente en cereales y productos integrales

¿Por qué hay que medir la actividad del agua (aw) en productos de baja humedad? Porque, aunque el desarrollo de microorganismos no sea un problema ni en los productos derivados de cereales ni en los integrales, la gran mayoría de los problemas de fabricación están relacionados con la humedad.

La actividad de agua puede ser significativamente más precisa que el contenido de humedad para monitorizar y controlar la humedad en todos los productos derivados de cereles y productos integrales: galletas, cereales de desayuno, pan tostado …

Entregar siempre la textura correcta en cereales y productos integrales – La actividad de agua

Tener la textura correcta puede ser, literalmente, el éxito o el fracaso tanto de las galletas como de los cereales de desayuno. La aw ayuda a los fabricantes a saber en qué momento la pérdida de textura puede convertirse en un problema para su producto. Esto es mucho más evidente en los productos que tienen más de un componente, como por ejemplo los cereales con frutas deshidratadas.
La actividad de agua predecirá qué componentes ganarán o perderán agua. Y, además, la actividad de agua final proporcionará la textura correcta.

Verificar la presencia de vitaminas de una forma mucho más simple

Los cereales y productos integrales, especialmente estos últimos, con frecuencia se etiquetan como «saludables». Además de ser una buena fuente de fibra, los cereales integrales contienen una gran variedad de vitaminas del tipo B, que se pueden degradar antes de llegar a un lineal de un supermercado. Y sobre todo, si los productos permanecen en un almacén durante meses. La aw es un mejor indicador de la degradación de las vitaminas que el contenido de humedad.

Conceptos básicos sobre actividad de agua

Este vídeo y la serie de enlaces proporciona información sobre conceptos básicos de actividad de agua y sus aplicaciones en industria alimentaria. Hay información sobre:

– Qué es la actividad de agua.
– En qué se diferencia del contenido de humedad.
– Control del desarrollo de microorganimos ¿Por qué la aw controla el crecimiento de microorganismos?
– Cómo la actividad de agua puede ayudar a controlar la humedad del producto.

De esta forma se obtiene la imagen completa del agua en el producto, es como un MAPA DEL AGUA.

Vídeo : Básicos sobre actividad de agua, aw

Todo lo necesario para aprender cómo la actividad de agua puede aumentar el beneficio económico y al mismo tiempo y mejorar la calidad y seguridad del producto, se describe en los siguientes enlaces.

  • La guía completa sober actividad de agua para la industria alimentaria —>
  • Cómo predecir la vida útil con la ayudad de la actividad de agua —>
  • La guia completa sobre la actividad de agua para la industria alimentaria —>

Cómo controlar la oxidación de lípidos

La rancidez, el enranciamiento o la oxidación de lípidos

Las patatas fritas, los turrones, los frutos secos, muchas galletas y otros alimentos, en ocasiones, tienen un sabor amargo y rancio probablemente debido la oxidación de lípidos. Todos lo hemos experimentado. Las reacciones químicas como la oxidación de lípidos hacen que los productos se degraden, afectando a el sabor, el olor y / o el color. Y este proceso es una reacción en cadena catalizada por la luz y en la que los radicales libres roban electrones de los ácidos grasos. La actividad de agua es una de las herramientas más útiles para controlar la rancidez en la industria alimentaria. Por definición, la actividad de agua es la medida de la energía del agua en un producto y afecta a la rapidez con que se desarrollan las reacciones de oxidación de lípidos.

Controlar la actividad del agua retarda la oxidación de lípidos

El diagrama de estabilidad de los alimentos en base a la actividad de agua proporciona mucha información sobre el deterioro físico, químico y microbiológico. Este diagrama muestra las tasas de reacción de los procesos que están directamente relacionados con la actividad de agua (ver la siguiente figura).

En la práctica, las velocidades de reacción de oxidación de lípidos disminuyen a medida que disminuye la actividad del agua. Sin embargo, a medida que la actividad del agua desciende a valores inferiores a 0,40 aw, la tasa de reacción comienza de nuevo a aumentar. Esto hace que por lo general, lo región de 0,40 aw sea un objetivo importante para muchos fabricantes de aperitivos y frutos secos. Sin embargo, esta regla no es absoluta para todos los productos.

La mejor manera de saber cómo la actividad del agua afecta la oxidación de lípidos en un producto es usar pruebas de vida útil acelerada.

Los ensayos de vida útil acelerada simplifican el proceso

Los fabricantes pueden ralentizar el enranciamiento y aumentar la vida útil de sus productos controlando solo dos factores: la actividad del agua y la temperatura. Estos tres sencillos pasos ilustran cómo.

Paso 1: determinar la causa de deterioro de un producto
Por lo general este paso a menudo se pasa por alto y es esencial para determinar la vida útil. Hay que averiguar qué provoca el deterioro del alimento. En este caso, determinar si la oxidación de lípidos es el factor que termina la vida útil. Es decir, comprobar si hay sabores y olores extraños.

Paso 2: decidir cómo cuantificar los cambios
Si la oxidación de lípidos está provocando la degradación del alimento, hay que elegir la forma de cuantificarlo. Se pueden emplear pruebas sensoriales, índice de peróxido, valores de TBAR o consumo de oxígeno.

Paso 3: empezar a recopilar datos
Hay que empezar a recopilar datos de temperatura y actividad de agua. No hay que usar datos de ningún otro producto, aunque se parezcan mucho (o muchísimo). Con la información procedente de los datos a tres aw y temperaturas diferentes se puede empezar a ver las tendencias y actuar sobre el deterioro. Ya que señalará las condiciones óptimas que minimizan la reacción química.

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