vida útil

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.

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.

La medida del agua de los alimentos

Uno de los parámetros más medido por la industria alimentaria es el agua de los alimentos. Ya que juega un juega un papel fundamental, es el limitante de la vida útil.

El agua de un alimento determina sus condiciones de procesado y almacenamiento. Así como las características del envasado, por lo que es un factor de importancia económica.

Las propiedades funcionales como textura, viscosidad, turbidez, así como la capacidad de hidratación, de emulsificación y de formación de espuma de las proteínas, son consecuencia de la interacción con los componentes del alimento y del estado físico del agua presente.

La estabilidad del alimento depende en gran medida de su contenido de agua, ya que ésta es necesaria para el crecimiento de microorganismos.

También para que se produzcan reacciones tanto indeseables como deseables, como por ejemplo: enzimáticas, de oscurecimiento, rancidez hidrolítica desnaturalización de proteínas, rancidez oxidativa, estas dos últimas causadas por la disminución de humedad en el alimento.

Te interesa obtener valores de Contenido de Humedad en menos tiempo

Una de las formas de medir el agua de los alimentos, son las medidas de contenido de humedad

AQUALAB 3. Medida del contenido de humedad en 1 minuto
AQUALAB 3. Medida del contenido de humedad en 1 minuto

Definición de Contenido de Humedad
Cantidad de agua en una muestra
Propiedad extensiva que depende de la cantidad de muestra medida
Medida empírica (no hay estándares)

Métodos de medida habituales
Analizadores de humedad
Procedimientos de pérdida por desecación
Titulación Karl Fischer

Limitaciones de las medidas de Contenido de Humedad
Hay que elegir entre precisión y velocidad. Y por lo general se elige velocidad (pj, analizadores de humedad).
Aunque en ocasiones el tiempo de lectura sigue siendo superior al deseado
Y falta de resolución para pequeños cambios de humedad, en especial en productos de humedad baja e intermedia.

¿Cómo estáis midiendo ahora la Humedad?

Si fuera posible ¿Qué significaría para vosotros conseguir medir la Humedad en tan solo 1 minuto?

¿Estáis dispuestos a usar una nueva tecnología para medir Humedad?

Te interesa obtener valores de actividad de agua más rápidos

Midiendo la actividad de agua (aw) se consigue una medida de la calidad de los productos de forma rápida, sencilla y precisa. Ya que conociendo la aw no sólo conoces la cantidad de agua del producto, sino lo que está haciendo el agua y lo que hará en el producto que se encuentra al alcance del consumidor. La aw proporciona una imagen global en la que el agua se convierte en el ingrediente más barato del producto.

¿Estáis midiendo actividad de agua?

¿En que etapas del proceso?

¿Qué representaría para vuestra empresa medir la actividad de agua en 1 minuto?

Isotermas de sorción de humedad

Entre la actividad de agua o energía del agua y la cantidad de agua existe una relación (a una temperatura específica) y es la Isoterma de Sorción de Humedad que nos da el mapa completo de humedad de nuestro producto. Es decir podemos medir el agua de los alimentos.

Cada ingrediente, producto, o formulación tiene una Isoterma de sorción de humedad única. Las isotermas permiten ajustarse mejor y más rápidamente a las especificaciones de producción y calidad. Hasta 10 veces más.

AQUALAB 3, primero mide la energía del agua y después se relaciona con la cantidad. La sensibilidad de la medida frente a pequeños cambios en la actividad de agua es imprescindible para maximizar el rendimiento. Cuanto mayor sea la resolución de cómo la cantidad de agua afecta al producto, mejor y con mayor precisión se pueden atender las especificaciones de calidad y producción. Esta es la mejor forma de medir el agua de los alimentos.

Mientras que la cantidad de agua solo cambia un 1,5%, la energía del agua pasa de 0,005 a 0,4, proporcionando mucha más resolución para hacer ajustes. La energía del agua se puede medir con una exactitud de +/- 0,005. Y además, hay patrones para medir la aw

METER Food dispone de una gran librería de Isotermas. Lo más probable es que ya tengan un modelo, relacionado con tu producto, listo para usar.

Ventajas de AQUALAB 3, medidas en 1 MINUTO

La variabilidad en la producción es un problema mayor que la precisión de las medidas.
Hacer más medidas reduce más la incertidumbre que aumentar la precisión de los equipos que empleamos para medir.
Las medidas de aw rápidas permiten incluir más lecturas en el valor promedio que de forma drástica mejoran la incertidumbre.
Si por ejemplo se hacen 4 lecturas, la incertidumbre se reduce a la mitad.

La principal Fuente de incertidumbre en las fábricas es que no se realizan suficientes medidas.
La variabilidad inherente en el producto significa que una o dos lecturas no son suficientes para caracterizar la energía del agua del producto que estamos elaborando.

 

ESTE ES EL IMPACTO AL REDUCIR LA VARIACIÓN

Todos los que han empleado esta tecnología han visto reducida la variación en sus procesos

Permitiendo aumentar el contenido de humedad mientras que la calidad y la seguridad se mantienen

Sistema SKALA y rentabilidad

Disminuir los residuos y el reprocesado para mejorar la rentabilidad

El sistema SKALA permite diagnosticar y corregir el proceso productivo en tiempo real. Y de este modo aumentar la rentabilidad y el beneficio económico. Estos son algunos ejemplos de optimización del proceso productivo con el Sistema SKALA.

Fabricante de galletas de mantequilla, optimización de la humedad

Antes: La actividad del agua en todos los productos era de 0,794 y un contenido medio de humedad del 28,5%. Casi el 59% del producto que fabricaban estaba fuera de las especificaciones óptimas.

Después de incorporar el Sistema SKALA. La actividad de agua promedio pasó a ser 0,802, y el contenido medio de humedad al 29,2%. Y de este modo, solo 7,9% del producto estaba fuera de las especificaciones. Y esto se produjo tan solo 6 meses de después de empezar a utilizar SKALA.

Resultado: aumento de la rentabilidad y del beneficio económico, se redujo el reprocesado en un 51,1%.

Reducción del sobreenvasado

Uno de los clientes tenía un desperdicio debido al sobreenvasado de cerca de 3,7 millones de $ en producto y cerca de 1 millón en desperdicio de película de plástico.
Después de incorporar SKALA con el módulo de reducción de sobreenvasado, el cliente logró una reducción del 20% en el sobreenvasado.
Y el resultado fue un gran ahorro en residuos de productos y plásticos. Y por tanto, un aumento de la rentabilidad.

Sistema SKALA y Auditorías

Seguridad. Cumplir con las auditorías

El Sistema SKALA proporciona a las auditorías registros de búsqueda, rastreables y listos para satisfacer los requisitos de FSMA y GFSI (SQF, BRC). SKALA recopila los datos de forma automática y en tiempo real. Y los suministra para documentar el cumplimiento tanto con los esquemas FSMA y GFSI como con los esquemas de certificación SQF y BRC.

SKALA | Digital Manufacturing for Food | METER Food

Los datos de SKALA son a prueba de errores. Y dado que todos somos humanos se suelen cometer errores, la estadística dice que normalmente uno de cada 20 registros. Pero SKALA pone fin a registros ilegibles, números cambiados y datos obtenidos al apretar dos botones a la vez.

¿Cómo funciona SKALA para la auditoría?

Los técnicos inician la sesión de trabajo con una contraseña o RFID. A continuación, tocando la pantalla de SKALA Hub, asignan las lecturas a un lote específico. Y en este momento empiezan las lecturas. Al mismo tiempo que los técnicos pueden seguir trabajando.

SKALA registra las lecturas automáticamente, directamente desde el dispositivo, algo que en ocasiones es difícil de conseguir. La recopilación de datos desde SKALA está totalmente automatizada y cada dato se etiqueta automáticamente con el nombre del técnico, la fecha, la hora, el número de serie del instrumento, entre otros datos.

Listo para las auditorías. Trazable. Accesible.

Módulo de verificación de proveedores, que incluye herramientas para el programa de verificación de proveedores extranjeros (FSVP) de FSMA

Certificados de análisis generados directamente a partir de la lectura documentada del instrumento

Registros de medidas totalmente documentados y listos para auditoría (cumple con CFR 21 Parte 11)

Los datos de las medidas de CCP se recopilan automáticamente y se comparan con las especificaciones, generando alertas personalizables (pH, detección de metales, temperatura, actividad del agua, tiempos de curado y secado)

Registros de medidas verificables para demostrar al auditor SQF el uso de datos (pH, actividad de agua, temperatura) para realizar cambios en el proceso

Todos los datos se pueden buscar y están disponibles para analizar tendencias

Gestión de equipos con certificados documentados y alertas de verificación personalizables

Módulo de gestión de acciones correctivas

El registro de eventos proporciona un seguimiento de auditoría completo de las lecturas de CCP, acciones correctivas y mejora continua

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