actividad de agua

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.

Actividad de agua en aceite

Cómo medir la actividad de agua en aceite vegetal

Medir la actividad de agua del aceite no es tan fácil como puede parecer. La aw se define como la presión de vapor del agua en un producto dividida por la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura. En una muestra es imposible medir la presión de vapor del agua directamente. Sin embargo, en una cámara de medida sellada, la presión del vapor de agua en el espacio de cabeza se equilibrará con la presión de vapor del agua en la muestra. Una vez que se ha producido el equilibrio, la presión de vapor del espacio de cabeza se puede medir y usar para determinar la actividad de agua del producto.

Los medidores de aw AquaLab – METER Food emplean sensores de punto de rocío, la mejor tecnología para obtener medidas precisas, fiables y repetibles. Durante un ciclo de lectura, el equipo realiza numerosas medidas de aw (iteraciones), hasta que la diferencia entre ellas es < 0,0001 aw.

Factores a tener en cuenta

En algunos tipos de muestras, medir la actividad de agua puede suponer todo un desafío. El aceite vegetal es una de ellas. Debido a su naturaleza hidrófoba, el aceite vegetal no puede absorber fácilmente la humedad y el agua no puede moverse fácilmente a través de la matriz del aceite. Por lo tanto, en un sistema sellado como el que se necesita para medir la aw, el equilibrio entre las presiones de vapor se producirá a una velocidad mucho más lenta que en las muestras habituales. Lo que provoca tiempos de lectura mucho más largos de lo normal. Mientras que el tiempo de medida de la aw habitual con un medidor AquaLab es de 3 a 4 minutos, las muestras de aceite vegetal pueden tardar entre 20 y 30 minutos.

El desafío es aún mayor porque como el aceite vegetal se equilibra tan lentamente, en ocasiones se puede pensar que se ha producido el equilibrio. Esto se debe a que el agua se escapa del aceite o se mueve hacia el aceite a una velocidad tan lenta que dos valores de aw obtenidos en medidas consecutivas del ciclo de lectura son tan próximas que el medidor cree que se ha producido el equilibrio. Sin embargo, después de más pruebas, se hace evidente que no se ha producido el equilibrio ya que los resultados continúan cambiando con cada prueba posterior.

Resultados de las pruebas en aceite

La siguiente Figura recoge los resultados de una serie de pruebas realizadas con aceite vegetal extraído directamente de su botella y medido con un equipo de actividad de agua AquaLab S4TE.

La prueba inicial tardó 17 minutos en completarse con un valor de actividad de agua de 0,4026. La siguiente prueba tardó tan solo 4 minutos, pero la actividad del agua fue de 0,3975. La diferencia de actividad de agua entre las dos medidas es de 0,005 está fuera de la precisión esperada de +/- 0,003 del AquaLab S4TE. Por lo que se realizaron pruebas adicionales durante un total de 90 minutos.

Si bien los tiempos de lectura promedio por prueba continuaron siendo de aproximadamente 4 minutos, los valores de actividad del agua no llegaron a estabilizarse durante las 19 medidas realizadas. Y dando como resultado una desviación estándar de 0,0131.
Esta inestabilidad indica que el equilibrio realmente no se produjo, sino que el intercambio de vapor entre el aceite y el espacio de cabeza se estaba produciendo tan lentamente que parecía estar equilibrado y el instrumento completó la medida. Lo que quiere decir, que sí alguna de estas medidas se hubiera utilizado como la aw agua real del aceite vegetal, los resultados no serían exactos, por qué el equilibrio nunca ocurrió realmente.

Conclusiones de las medidas de actividad de agua en aceite

Al medir en aceite vegetal, se necesita especial precaución para garantizar resultados precisos. Idealmente, el aceite vegetal debe medirse en modo continuo en los modelos AquaLab hasta que dos o más resultados de la medida estén dentro de +/- 0,002 entre ellos. El promedio de las medidas que están dentro del intervalo de aceptación debe usarse como la actividad del agua de la muestra de aceite vegetal.

En la web de AQUALAB – METER Food encontraréis mucha más ifnromación sobre actividad de agua e Isotermas de sorción de humedad en alimentos, farmacia, cosmética y alimentación animal.

Controlar la humedad en productos en polvo: fluidez

Nuevo webinar de METER Food, fluidez y más allá

La actividad de agua y el control de la humedad en productos en polvo. Manejar la fluidez

Cuando se trata de humedad y productos en polvo, la fluidez (apelmazamiento y aglutinación) domina la conversación. Pero hay mucho más por explorar. En este seminario web de METER Food, Mary Galloway y Zachary Cartwright hablarán de cinco problemas principales relacionados con la humedad en los polvos. Comentarán:

  • Fluidez: cómo determinar la valor crítico (RHc) y emplearlo en las decisiones sobre vida útil, envasado y formulaciones y reformulaciones.
  • Migración de humedad: cómo predecirla y controlarla
  • Higroscopicidad: estrategias para poder cuantificarla
  • Cambios en la estructura: cómo establecer los límites entre amorfo y cristalino, anhidro o hidratado.
  • Efectos de la temperatura: medir sus efectos en la RHc y suavizar las transiciones

Información e inscripciones sobre el webinar

El webinar sobre fluidez será el próximo martes 9 de marzo de 2021 a las 18:00h, es gratuito y en inglés. El webinar lo presentarán:

Mary Galloway, una de las responsables del laboratorio de Investigación y Desarrollo de Alimentos de METER. Está especializada en actividad de agua y su influencia en las propiedades físicas. Ha trabajado con muchos clientes para resolver los problemas de productos relacionados con la humedad.

Y Zachary Cartwright, tecnólogo de alimentos en METER Food. Ayuda a los clientes a lograr un análisis completo de la humedad de sus productos y es un experto en el uso del Analizador de absorción de vapor (VSA). Tiene un doctorado en ciencias de los alimentos de la Universidad Estatal de Washington y una licenciatura en bioquímica de la Universidad Estatal de Nuevo México.

Os podéis inscribir a través de este enlace.

 

Webinar AQUALAB3 y SKALA

Presentación del nuevo medidor de actividad de agua AQUALAB3 y SKALA

A partir de ahora, gracias a AQUALAB3 y SKALA, la actividad de agua y el contenido de humedad de una muestra se miden al mismo tiempo y en 1 minuto. AQUALAB 3 supone el mayor avance técnico de los últimos años para medir el agua en las líneas de producción. Lo que favorece el proceso productivo y el beneficio económico.

Con el programa SKALA, todos los valores medidos en todos los AQUALAB 3, se ven en tiempo real sin necesidad de estar en la línea. A SKALA se pueden conectar los equipos de laboratorio y los de producción. Y de este modo, es posible tener acceso en tiempo real a todos los datos y paneles de proceso. Lo que supone una mejora cualitativa en el control de los procesos productivos.

Inscripciones al Webinar de LabFerrer

El próximo jueves 25 de febrero a las 15:00 hablaremos del nuevo medidor de actividad de agua y humedad de METER Food, AQUALAB3 y SKALA.

El webinar lo organiza LabFerrer, es gratuito y en español, tendrá una duración de unos 40 minutos y os podéis inscribir con a través de este enlace.

¡Os esperamos!

Medidores, velocidad y precisión

Velocidad y precisión, dos parámetros importantes


Al comprar un medidor, es muy posible caer en la tentación de sacrificar la precisión para ahorrar unos cuantos € al adquirir un medidor nuevo. Sin embargo, cuando se trata de equipo de control de puntos críticos, de seguridad alimentaria, o de liberación de lotes, no es una buena idea. Los beneficios pueden verse afectados por ejemplo por el sobreenvasado y/o el sobresecado, debido a la desconfianza en la seguridad del producto. O pueden deberse a lotes rechazados, retiradas del mercado o quejas de clientes. En cualquier caso, los sensores precisos son caros, pero los sensores inexactos cuestan mucho más.

Si hay que medir bastantes muestras cada día, un medidor lento no es una opción, ya que además puede acabar provocando pérdidas económicas a la empresa. De media, los sensores láser y de punto de rocío son hasta 3 veces más rápidos que los sensores electrolíticos resistivos y 5 veces más rápidos que los capacitivos. En pruebas en paralelo realizadas por AquaLab, para comparar los diferentes medidores de aw comerciales, las diferencias de velocidad causaron colapsos de trabajo, ya que los instrumentos lentos provocaron un atasco en las muestras a medir.

Tiempo de lectura y precisión de los sensores comerciales

Con un promedio de 2 a 4 minutos por muestra, los sensores de punto de rocío sobre espejo frío son, con diferencia, mucho más rápidos y precisos que cualquier otro sensor, y su actividad no se degrada con el tiempo. Su punto débil, algunos volátiles que no se miden bien. 

Los sensores láser son más lentos que los de punto de rocío, pero más rápidos que los otros tipos, capacitivos y electrolíticos. Tardan de 3 a 5 minutos por muestra. También son menos precisos que los de punto de rocío, pero bastante más precisos que los sensores electrolíticos. Los sensores láser afirman tener una precisión de 0,005 aw. En las pruebas realizadas, los resultados fueron satisfactorios, pero no superaron esta afirmación. Su principal ventaja, se pueden medir productos volátiles que ningún otro sensor puede medir.
 
Los sensores electrolíticos resistivos son aproximadamente 3 veces más lentos que los de punto de rocío, pero de media más rápidos que los sensores capacitivos (tardan de 10 a 25 minutos por muestra) y significativamente más precisos.
 
Los sensores de capacitancia son los más lentos (tardaron de 13 minutos a más de una hora por lectura) y su precisión es baja.

 

Problemas con el «modo de lectura rápido»

¿Es posible hacer que los sensores resistivos electrolíticos y los capacitivos sean más rápidos?. Los fabricantes de estos medidores, Novasina y Rotronic, lo han intentado y cada uno ha fallado a su manera.
Una de las razones por las que estos instrumentos son mucho más lentos midiendo la aw es porque no solo tienen que esperar al equilibrio entre la muestra y el espacio de cabeza, sino también al equilibrio entre la muestra y el sensor. El modo rápido funciona finalizando la lectura antes de que se alcance el equilibrio y estimar cuál sería la verdadera actividad de agua.
 
Se puede tener una sensación de precisión probando los patrones estándar en modo rápido. El resultado: el «Modo rápido» de Novasina es tan preciso como su modo de lectura en equilibrio. Pero en cambio, el aumento de velocidad es insignificante (una media de 12 minutos por muestra frente a una media de 16 para una lectura real).
 
Rotronic es significativamente más rápido con su modo «aw rápido», una media de 7 minutos por muestra frente a una media de 58 minutos para una lectura real. Pero la precisión del modo rápido es muy baja en comparación con la de las muestras totalmente equilibradas. Y los problemas con el modo rápido empeoran cuando mide en muestras de producto.

Modo rápido, de mal en peor

La verdad es que la predicción del modo rápido es más fácil cuando se miden patrones estándar. Las sales son homogéneas, se equilibran rápidamente y, lo más importante, los instrumentos se calibran según estos estándares.
En cambio, los productos reales (embutidos, alimentos para mascotas, mantequilla, leche en polvo, patatas fritas) exponen los puntos débiles de los sensores y, en particular, muestran los problemas que tienen las lecturas en modo rápido.
 
Los sensores de punto de rocío y láser realizan lecturas completamente equilibradas en 3 minutos. Son significativamente más rápidos que los sensores resistivos electrolíticos y los capacitivos, incluso en modo rápido. Cada lectura de los sensores láser y de punto de rocío es una lectura en equilibrio completo, por lo que no necesitan un modo «rápido».
 
El sensor capacitivo de Rotronic y el resistivo de Novasina tardan mucho (de 15 – 150 y de 10 – 25 minutos, respectivamente) para realizar una medida equilibrada, por lo que dependen del modo rápido (4 – 6 Rotronic y 7 – 16 minutos Novasina) para compensar estas diferencias.
 
Para evaluar las medidas de modo rápido, se midió el mismo producto con el mismo equipo y en las mismas condiciones en modo rápido y en modo totalmente equilibrado. Y a continuación, se compararon los datos buscando la frecuencia con la que las lecturas del modo rápido coinciden con las de equilibrio, dentro de la precisión descrita por el fabricante. El resultado, las medidas en modo rápido casi nunca están dentro de las especificaciones. A través de este enlace se puede descargar el resultado de estas pruebas.

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