Aktywność wody (aw)

CO TO JEST AKTYWNOŚĆ WODY (aw)?

Aktywność wody jest jednym z ważniejszych parametrów jakościowych w przemysłach spożywczym i farmaceutycznym. Cecha ta, w skrócie aw, to stosunek częściowego ciśnienia pary wodnej nad badaną próbką do częściowego ciśnienia pary wodnej nad idealnie czystą wodą.

Obecność wolnej wody, bo tak też niekiedy określa się aktywność wody, w produktach gotowych powinna być stale mierzona przy procesach suszenia, ekstruzji, pieczenia, fermentowania (np. wędlin), dojrzewania (np. serów) a także przy kontroli szczelności opakowań czy doborze warunków przechowalniczych. W surowcach pomiar aktywności wody pełni ważną rolę do określania przydatności surowców do użycia w danym procesie produkcyjnym.

Od poziomu aktywności wody zależy wzrost mikroorganizmów a co za tym idzie stabilność mikrobiologiczna i przydatność do spożycia. Dlatego jest ona kluczowym parametrem przy kreowaniu receptur i planowaniu procesów technologicznych dla produktów o wydłużonym terminie przydatności. Jednakże stabilność mikrobiologiczna to nie wszystko. Poniżej przedstawiamy powody, dla których wykonywanie pomiarów w różnych sektorach przemysłu się  opłaca oraz przykłady istotnych zastosowań urządzeń do pomiaru aw.

W doborze sprzętu do konkretnych zastosowań można zasięgnąć porady pod numerem telefonu: 601 631 406 lub mailowo pod dabrowski@nuscana.pl

DLACZEGO NALEŻY STOSOWAĆ POMIAR AKTYWNOŚCI WODY (aw)?

Aby uzyskać stabilny pod kątem mikrobiologicznym i sensorycznym produkt nie koniecznie musimy z niego usunąć całkowicie wodę. Proces suszenia jest zwykle bardzo kosztowny i może okazać się niepotrzebny. To aktywność wody w wyrobie determinuje stabilność produktu a nie jej bezwzględna zawartość wody w gramach na kilogram. Czasem jest wręcz odwrotnie! Usunięcie wody może niekiedy powodować obniżenie walorów organoleptycznych i przyczynić się do spadku rentowności dla wytwórcy. Pełnowartościowy wyrób ma swoją idealną aktywność wody, którą należy określić i w trakcie produkcji monitorować.

Poziom aktywności wody determinuje szybkość przebiegu istotnych procesów biochemicznych i starzeniowych w produktach, m.in. utlenianie tłuszczów, brązowienie enzymatyczne, reakcję Mailarda, itd. Poniższy diagram przedstawia te zależności. Ujęte są tutaj także zależności pomiędzy rozwojem drobnoustrojów i aktywnością wody.
Jak widać do wzrostu bakterii niezbędne są wyższe poziomy aktywności wody podczas gdy pleśnie mogą się rozwijać przy aktywności wody powyżej 0,65.

W środku wykresu widoczna jest krzywa sorpcyjna w swojej idealnej postaci.

SPRAWDZENIA I KALIBRACJA

Urządzenia do pomiaru aktywności wody należy sprawdzać za pomocą soli kalibracyjnych SAL-T regularnie. Częstotliwość tych sprawdzeń zależy od intensywności z jaką korzystamy ze sprzętu oraz od procedur przyjętych przez opiekuna urządzenia. Jeżeli pomiary aktywności wody mają być bardzo dokładne wtedy należy sprawdzać na początku dnia pracy przed serią pomiarów. W przypadku mniejszej ilości badań można przyjąć rzadsze czasokresy dla sprawdzeń. Sprawdzeń dokonujemy w tych punktach, w których spodziewamy się wyników dla próbek – oczko w górę i oczko w dół.
Jeżeli poprawka wynikająca z różnicy pomiędzy wynikiem pomiaru dla soli kalibracyjnej oraz wartością przypisaną dla tej soli jest większa niż wartość założona (np. p > 0,006 aw) wtedy należy w danym punkcie przeprowadzić kalibrację. Wykonujemy ją zaraz po sprawdzeniu lub zamiast sprawdzenia, zostawiając sól kalibracyjną w komorze pomiarowej jedynie wybierając w menue odpowiednią funkcję i wprowadzając właściwy kod. Kalibracja dokonuje się automatycznie w kilka sekund. Najnowsze urządzenie Lab Master Neo aw wykrywa rodzaj soli automatycznie poprzez sensor RFID.
Kalibrację wewnętrzną wykonujemy przynajmniej raz w miesiącu dla wszystkich punktów kalibracyjnych rozpoczynając od punktu 0,75 a następnie punkt po punkcie kalibrujemy idąc w górę lub w dół. Punkty skrajne krzywej kalibracyjnej tzn. 0,11 oraz 0,97 muszą być kalibrowane najrzadziej raz na kwartał. Jest to ważne gdy zależy nam na tym aby zakres pomiarowy dla urządzenia pozostał możliwie szeroki. W ten sposób sensor utrzymywany jest w ciągłej sprawności.
Aby przyspieszyć czas sprawdzenia lub kalibracji, skracając go do 7 minut zaleca się skorzystanie z płynnych roztworów kalibracyjnych SAL-F, które widoczne są po prawej stronie.

W razie pytań proszę o kontakt: dabrowski@nuscana.pl

KRZYWA SORPCYJNA

Aby zrozumieć procesy, takie jak zmiana tekstury, krystalizacja/rekrystalizacja, przemiany fazowe, optymalizacja pakowania, warunki przechowywania i wpływ na stabilność produktu oraz aby opracować odpowiednie modele i ograniczenia, pomocne jest wykreślenie krzywej sorpcyjnej.
Widoczny po lewej stronie zestaw walizkowy do tworzenia krzywej sorpcyjnej firmy Novasina może być używany tylko w urządzeniu LabMaster-aw Neo i umożliwia prosty zapis izotermy przy maksymalnie 11 punktach w przedziale 0,04-1,00 aw. Krzywa ta wskazuje na zależność między aktywnością wody a wilgotnością produktu.

Opinia eksperta.
Dr Brady Carter wypowiada się nt. najnowszego urządzenia Lab Master Neo firmy NOVASINA AG.