Actividad de agua y alimentos funcionales

Tomates ricos en licopeno. Postres con CBD. Superalimentos como arándanos y semillas de granada. Leche enriquecida con vitamina D. Los alimentos funcionales se presentan en muchas formas, pero comparten el mismo objetivo: prevenir enfermedades y mejorar la salud mediante nuestra dieta diaria. La actividad de agua es la herramienta más adecuada para mantener la vida útil de los alimentos funcionales.

Conservar los beneficios

Todos los alimentos contienen macro y micronutrientes que contribuyen a la salud. Los alimentos funcionales contienen algo más: compuestos que tienen un beneficio específico para la salud o una función para combatir enfermedades. Y ya sea porque este compuesto se encuentre de forma natural o se haya añadido, los alimentos funcionales que se comercializan por sus beneficios tienen un gran desafío: conseguir una vida útil que garantice no solo la seguridad sino también la eficacia del ingrediente funcional.

Proteger el ingrediente funcional

Los ingredientes funcionales tienden a ser muy sensibles a la degradación. Los niveles de luz, calor, humedad y pH afectan las tasas de degradación. Cuando un ingrediente funcional se anuncia como parte de un producto de larga conservación, es imprescindible entender el impacto que tienen el pH y la actividad del agua en la potencia de este ingrediente a lo largo del tiempo. La actividad del agua del alimento funcional es uno de los parámetros más importantes a tener en cuenta durante la formulación y la fabricación. Con el fin de garantizar que realmente se proporcionen y mantengan los beneficios prometidos para la salud.

El impacto de la humedad

La degradación de los ingredientes funcionales puede ser rápida, como pasa por ejemplo en las bebidas. La Figura 1 muestra el cambio en la concentración de un zumo de naranja enriquecido con vitamina C. En el transcurso de cuatro semanas, la concentración disminuye hasta en un 50% (Nutraceutical Business Review, 2018). Muchas vitaminas y probióticos se ven afectados de manera similar cuando se exponen a ambientes de humedad elevada (Turkmen, Priyashantha y Jayarathna, 2019).
La degradación de los alimentos funcionales se puede ralentizar disminuyendo su actividad de agua (aw). Una forma de hacerlo es elaborando el producto según el valor de su monocapa.

Figura 1. Evolución de la concentración de Vitamina C en un zumo de naranja natural en 4 semanas

Qué es la monocapa y su relación con la estabilidad

La monocapa es un concepto teórico, postulado en 1938 por Stephen Brunauer, Paul Emmett y Edward Teller. La teoría en lo referente a una matriz alimentaria porosa es la que sigue:
al hidratar un producto completamente seco, llegará un punto en el que las moléculas de agua recubrirán la superficie de cada una de las partículas de producto, con un espesor de una molécula. En teoría, esto es la máxima estabilidad del producto, cuando cada partícula está revestida, y apenas revestida, con moléculas de agua.

Los productos con un elevado contenido en proteína, pueden absorber una gran cantidad de agua antes de que se alcance la monocapa, porque la proteína tiene muchos pliegues y mucha área para recubrir por unidad de masa. Por otro lado, el azúcar cristalino es un cubo simple casi sin área por unidad de masa para recubrir.
Los productos pueden absorber diferentes cantidades de agua, pero para la mayoría de ellos, la primera capa o monocapa se completa a un valor de actividad de agua bastante constante: 0,3 aw. Algunos de los productos más habituales en este intervalo de aw son los cereales de desayuno, la harina y la pasta.
La monocapa es el valor de contenido de humedad en el cual un alimento, o un producto farmacéutico, cosmético o de alimentación animal, es más estable. Pero, y ¿cuál es exactamente el valor de la monocapa? Y además ¿es algo que los fabricantes deberían conocer y conseguir?

Seguimiento de las tasas de degradación

La aw juega un papel fundamental en este equilibrio. La aw es una herramienta muy útil en la formulación ya que permite mapear las tasas de degradación de los ingredientes funcionales. La relación entre la aw y la tasa de degradación es especifica de cada ingrediente. Por ejemplo, muchas vitaminas, se degradarán más rápido a medida que aumenta la aw (Lavelli, Zanoni y Zaniboni, 2007; Sablani, Al-Belushi, Al-Marhubi y Al-Belushi, 2007). Otros ingredientes, como los probióticos, tienen intérvalos específicos en los que alcanzan su máxima estabilidad.

La optimización de la actividad de agua de los alimentos funcionales puede aumentar la vida útil de días a meses.

Optimizar la vida útil

Cuanto más naturales sean los alimentos funcionales, mayor será la función desempeñada por la actividad de agua. Así por ejemplo, en las frutas deshidratadas, la aw del producto no solo afecta a la vida útil del ingrediente, sino que también afecta la susceptibilidad al desarrollo de mohos y los atributos de calidad como la textura. Cuando un alimento funcional es una combinación de dos o más ingredientes naturales, la migración de humedad también es otro factor a tener en cuenta.

Independientemente del producto específico, el efecto beneficioso de los alimentos funcionales durante su vida útil solo se puede mantener en su nivel más alto mediante la comprensión y aplicación de los principios básicos de la actividad de agua.

Se puede acceder a las referencias bibliográficas a través de este enlace.

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