Alimentos

Disminuir la actividad de agua con humectantes

Humectantes, una guía paso a paso

actividad de agua y humectantes

¿Cómo mantener los alimentos de humedad intermedia microbiológicamente seguros durante una vida útil larga? A menudo la respuesta es con humectantes como la glicerina, azúcar, y diferentes tipos de sales. Los humectantes disminuyen la actividad del agua (aw) de un producto porque el agua se une preferentemente a ellos. Cada humectante tiene su propia capacidad única de disminuir la aw que depende de su composición química. La cantidad o concentración de los humectantes que se agregan determinan cuánto se disminuye la aw.

¿Qué humectante elegimos?
Por regla general, cuanto menor es el peso molecular del humectante, más potente es su capacidad de unión al agua. Por ejemplo, un azúcar simple como la sacarosa es más eficaz que un almidón, cuyas moléculas de glucosa entrelazadas limitan los sitios de unión al agua disponibles.Por esta razón, la fibra, las gomas y ceras no son humectantes eficaces.

Factores a tener en cuenta
Al elegir un humectante, es importante conocer los efectos no deseados. Por ejemplo, si hay proteína presente en una masa, al disminuir la aw a 0,7 añadiendo un azúcar reductor, el producto entrará en el intervalo ideal para las reacciones de pardeamiento no enzimático (reacciones de Maillard). La aw baja mantiene la masa microbiológicamente segura, pero el producto se volverá marrón después de pocas horas.

Los humectantes también pueden introducir sabores indeseables. La glicerina es un humectante ventajoso porque no tiene sabor excepto a altas concentraciones. También es completamente miscible en agua y no precipitará al cambiar la aw del producto. En cambio, la sal o el azúcar pueden ser problemáticos porque, además de agregar sabor, forman sólidos si la concentración alcanza el punto de saturación. Y con el fin de solucionar estos problemas, se usan combinaciones de humectantes.

Pasos básicos para disminuir la actividad del agua
Los desarrolladores de productos pueden usar los siguientes pasos para averiguar cuánto y qué tipo de humectante o combinación de humectantes les ayudará a lograr la aw deseada.

Identificar la actividad de agua actual del producto
Decidir la aw que se quiere lograr
Seleccionar los humectantes
Determinar los factores de reactividad de cada humectante
Predecir el cambio de la aw a través de los cálculos y modelos (descritos abajo)
Utilizar Isotermas de sorción de humedad para establecer la combinación óptima a través de modelos

Cómo predecir un cambio en la actividad del agua
Se puede predecir hasta qué punto un humectante cambia la aw de un producto utilizando las ecuaciones de Norrish o de Grover. Estas ecuaciones han determinado científicamente constantes y coeficientes que se pueden utilizar en los cálculos. (Para más detalles, ver esta la lista de publicaciones).

El programa Moisture Analysis Toolkit es un software que incorpora estas ecuaciones. Su herramienta de predicción utiliza datos específicos del producto de interés para predecir la cantidad de humectante o combinación de humectantes necesarios para lograr una aw deseada. La siguiente tabla muestra cómo funcionó la herramienta de predicción al añadir glicerina a un jarabe.

Formulación Aw calculada Aw real
Normaln/p0,8230
Con 0,193g glicerina añadidos 0,800,819
Con 3,76g glicerina añadidos 0,750,754
Con 5,96g glicerina añadidos 0,700,706

Preparación de muestras para medir actividad de agua

Preparar correctamente las muestras es un factor limitante para obtener medidas de actividad de agua (aw) rápidas y precisas. Si conseguimos eliminar o reducir esta variable podremos obtener lecturas de aw consistentes y fiables que pueden ayudar a identificar otros factores responsables de las variaciones de aw. Comentamos las 6 mejores prácticas de preparación de muestras para ahorrar tiempo y aumentar la precisión de las medidas de aw

Preparación de muestras pra medir actividad de agua

Muestras Representativas

De forma general, se recomienda medir en producto acabado. Para medir productos multicomponente, es recomendable colocar una cantidad representativa de cada uno en la cápsula de medida.

A pesar de ser una práctica habitual, no es recomendable ni picar ni moler las muestras, ya que el calentamiento puede modificar el valor de aw.

Si las muestras se cortan, pican o muelen, a continuación es necesario tapar la cápsula para evitar una migración de humedad y esperar unos 5 minutos antes de medir para que la muestra se estabilice.

Consistencia

Establecer un procedimiento de trabajo con directrices claras. Por ejemplo, especificar durante cuánto tiempo hay que moler las muestras, cómo deben manipularse y a qué temperatura hay que medir.

Validación propia

Para establecer que método de preparación proporciona mejores resultados en menor tiempo es necesario llevar a cabo diferentes ensayos previos de preparación y comparar los valores de aw.

Eficiencia

Utilizar los resultados de las pruebas y ensayos realizados como una guía para determinar qué tipo de preparación es la adecuada. Eliminar los pasos considerados innecesarios.

Proteger las muestras

En general, los productos no protegidos (tapados) con un valor de aw superior a la humedad ambiental perderán humedad, y aquellos con una aw inferior la ganarán. Para evitar el intercambio de humedad, es recomendable emplear las tapas de las cápsulas. Para almacenar las muestras durante más de una hora, es mejor proteger con parafilm, o almacenar las muestras en recipientes cerrados herméticamente.

Buenas Prácticas de Trabajo

Colocar el medidor de aw en un lugar limpio. Comprobar que las manos o los guantes de laboratorio estén limpios. Limpiar la base y los bordes de las cápsulas con un papel kimwipe antes de introducirlas en la cámara de medida.

Las cápsulas se llenan hasta la mitad

Encontrareis más información en este video de AquaLab – Meter FOOD

Invitación al Webinar AquaLab Ensayos de vida útil simples

vida util aqualab LabFerrer deterioro alimentosAquaLab-Meter Food organiza un nuevo Webinar sobre Ensayos de vida útil simplificados – Ensayos de vida útil de principio a fin el próximo miercoles 15 de marzo’17 a las 17:00h

Los ensayos de vida útil clásicos requieren meses. Pero ¿qué pasaría si pudiesemos evaluar y modelizar todos los modos de deterioro al mismo tiempo? En AquaLab – Meter Food han diseñado un ensayo de vida útil con el fin de responder a las siguientes preguntas:

¿Podemos ahorrar tiempo al evaluar todos los tipos de deterioro de forma simultánea?
¿Estas pruebas simultáneas permiten modelizar todos los cambios que se producen? ¿O únicamente algunos?
¿Son eficaces estos modelos para hacer predicciones de vida útil?
¿Se pueden simplificar estas pruebas y conseguir que sigan funcionando?

El ensayo

Para el ensayo se eligieron patatas fritas como producto objetivo porque son sensibles a la oxidación, pérdida de textura, degradación de vitaminas y cambio de color. Se equilibraron las muestras de patatas fritas a 3 valores de actividad de agua diferentes, 3 temperaturas diferentes y luego se dejó que cada muestra se deteriore durante 5, 10 y 25 días. Para poder evaluar todas las muestras al mismo tiempo, los tiempos de inicio se escalonaron. A partir de los datos obtenidos se generaron modelos relacionados con cada tipo de deterioro. 

Os podeis inscribir con la ayuda de este enlace. El Webinar es gratuito y en Ingles.

La actividad de agua y los productos volátiles

sensor punto de rocio aqualab actividad de agua labFerrerLa medida de la actividad de agua (aw) con la tecnología del Punto de Rocío (y como veremos también con los sensores Capacitivos) se ve a efectada por la presencia de compuestos volátiles (glicerina, propanol, polietilen glicol …)

En AquaLab han comprobado que los valores de aw obtenidos con sensores de Punto de Rocío en muestras que contienen Propanol, Etanol, o Propilenglicol son significativamente más elevados que los obtenidos con sensores Capacitivos (el sensor de Volátiles -V- de los medidores AquaLab)
En cambio en muestras con glicerina y peróxido de hidrógeno (H2O2) no se observaron diferencias en las medidas con los dos tipos de sensores
Aunque el H2O2, y probablemente por su similitud con la molécula de H2O, produjo valores de actividad de agua elevados, tanto con el sensor de punto de rocío como con el sensor capacitivo

En AquaLab también han comprobado que la concentración de productos volátiles que genera problemas de lectura con la técnica del Punto de Rocío es específica de la matriz. Por ejemplo:

El Propilenglicol produjo diferencias significativamente mayores a concentraciones bajas, como por ejemplo: 0,5% en miel, 1% en relleno de crema, pero en cambio fue necesario un 2% en sirope de chocolate y mermelada de fresa.

El Etanol produjo diferencias significativas auna concentración del 2% en todos los sustratos ensayados

El Propanol produjo problemas aun concentración del 1% en mermelada de fresa, 2% en sirope de chocolate, y al 0,5% en la miel.

Webinar AquaLab Estrategias de Preparación de Muestras para medir actividad de agua

preparacion-muestras-AquaLab-LabFerrer

Os invitamos al Webinar de AquaLab «Estrategias de Preparación de Muestras – Lecturas de actividad de agua más Rápidas y Precisas» que organiza AquaLab el próximo miercoles 7 de diciembre’16 a las 18:00h

La preparación de las muestras es realmente un factor limitante para la precisión de los valores de actividad de agua y el tiempo de medida. En este seminario, se hablará de los siguientes temas:

Por qué son importantes las diferencias de temepratura (muestra – medidor) y que se puede hacer para minimizarlas
Cómo trabajar con productos que ganan / pierden humedad lentamente
Propiedades o característcias de algunos productos que requieren técnicas especiales de preparación
Mejorar la técncia de muestreo
Cómo solucionar problemas de los procedimientos estándar de preparación de muestras

Si estais interesados podeis inscribiros en este enlace, el webinar es gratuito y en ingles

y en este pdf también encontrareis información sobre preparación de muestras

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