Volátiles y actividad de agua ¿Cómo se pueden medir los volátiles?
Cuando se mide la actividad de agua (también conocida como aw, HR, ERH o presión de vapor) de un producto, ciertos compuestos volátiles pueden causar problemas. Algunos medidores de aw están mejor protegidos contra los compuestos volátiles que otros.
La definición de compuesto volátil (CV) no es muy estricta, ya que en términos generales agrupa a cualquier sustancia que se evapora fácilmente y se convierte en gas a temperatura ambiente o inferior. Los volátiles se encuentran de forma natural en las especias y los alimentos, así como en muchas de las sustancias utilizadas en la fabricación de alimentos, fármacos y cosméticos.
Tipos de medidores de actividad de agua
Actualmente para medir la aw se emplean cuatro tipos de sensores. Cada uno mide el parámetro de una forma diferente y su capacidad para medir con precisión los CV interferentes varía.
- Los sensores de punto de rocío (AQUALAB) son los más rápidos y precisos, pero pueden tener problemas en presencia de CV debido a su condensación sobre la superficie del espejo.
- Los sensores capacitivos, aunque pueden superar el problema de la condensación, por lo general proporcionan medidas menos precisas y sus tiempos de lectura son muy largos (tardan horas). Se saturan con ciertos compuestos, la interferencia de algunos alcoholes está demostrada.
- Los sensores electrolíticos resistivos necesitan filtros para protegerse de los CV y facilitar las lecturas. Se necesitan diferentes filtros para proteger el sensor de los distintos CV. Por lo general, la presencia del filtro ralentiza considerablemente los tiempos de lectura (> 30 minutos).
- El sensor de diodo láser sintonizable (TDL2) diseñado específicamente para medir aw en presencia de CV. Actualmente es el equipo más fiable y preciso para medir aw en presencia de CV.
Para ayudar a elegir el mejor medidor de aw para cada situación, el laboratorio de I+D de AQUALAB realizó un ensayo con ingredientes habituales que contenían diversas concentraciones de CV. Todos los ingredientes se probaron con los sensores arriba descritos.
Comentar que, aunque se hizo todo lo posible para emplear ingredientes de uso generalizado, el rendimiento de los sensores puede variar en función de cómo se fabriquen y/o procesen estos ingredientes.
En este ensayo se muestran los mejores y peores escenarios. Las recomendaciones sobre los instrumentos se basan en casos de uso típicos.
¿Cómo se realizó en ensayo de volátiles y aw?
Los medidores de actividad de agua
Antes de analizar cualquier muestra, todos los medidores de aw se calibraron y verificaron con un conjunto de patrones de aw conocidos.
Se analizó una muestra representativa de cada ingrediente en un mínimo de tres medidores (con sensores diferentes). Cada muestra se analizó hasta que el medidor proporcionó tres lecturas dentro de sus especificaciones (precisión de Δ aw: punto de rocío ± 0,003, capacitancia ± 0,015 y TDL2 ± 0,005).
Las muestras con volátiles
Las especias utilizadas en el ensayo procedían de la sección de alimentos a granel de rotación rápida de un supermercado.
Los aceites esenciales procedían de un proveedor ecológico del USDA (Departamento de agricultura de EEUU).
El resto de aditivos alimentarios ensayados eran todos de grado reactivo ACS.
Todas las especias y aceites esenciales se midieron sin diluir directamente de sus envases.
Los demás aditivos alimentarios se diluyeron con agua para probar una batería de diferentes concentraciones. Los porcentajes (%) de las concentraciones están expresados en peso.
No se utilizaron sustratos, ya que por lo general acostumbran a disminuir la volatilidad de la muestra.
Criterio de aceptación del valor de actividad de agua
Los valores de las medidas se revisaron para determinar si los compuestos volátiles interferían o no en las medidas de la aw.
En base al rendimiento (resultados) del TDL2 en presencia de volátiles, se eligió como el equipo más preciso y se fijó como norma para comparar con el resto de equipos. Utilizando las especificaciones del TDL2 se escogió como error aceptable la suma de Δ aw. La especificación técnica del sensor TDL2 es Δ aw ± 0,005 y, por lo tanto, el error máximo aceptable entre dos sensores TDL2 es la suma de estos errores, ó Δ aw ± 0,01.
En general, un Δ aw < 0,01 corresponde a una diferencia entre medidores del 1 – 2% y está dentro del error instrumental habitual (y aceptable).
Un error Δ aw entre ± 0,01 y 0,02 (3 y 5%) sugiere que puede haber alguna interferencia. Y si es > 0,02 (5%) las lecturas son significativamente diferentes y superiores al doble del error aceptable, probablemente debido a CV interferentes.
Los resultados y la interpretación de AQUALAB
Estos datos se obtuvieron a partir de muestras que los consumidores tienen a su alcance.
Las especias y hierbas frescas suelen tener concentraciones muy variables de CV interferentes y pueden no producir los mismos resultados. Además, el contenido de compuestos volátiles de las hierbas y especias puede variar mucho en función de la especie, la manipulación y el procesado, las condiciones de almacenamiento y la antigüedad.
Las recomendaciones de sensores de la siguiente tabla se dividen en tres categorías:
- Sensor de punto de rocío – Si un ingrediente, a todas las concentraciones, puede leerse con precisión, el sensor de punto de rocío es la mejor opción.
- Sensor capacitivo – Si la muestra es lo suficientemente volátil como para causar problemas con el sensor de punto de rocío a concentraciones elevadas, pero se comporta bien en concentraciones más bajas, se recomienda un instrumento con un sensor capacitivo.
- Láser de diodo sintonizable (TDL) – Si el ingrediente provoca lecturas imprecisas incluso a bajas concentraciones, se recomienda un sensor TDL.
Tanto los resultados detallados como las conclusiones del ensayo las podéis descargar a través de este enlace. Y el trabajo original realizado por AQUALAB en este otro enlace.
