Η υγρασία και η ενεργότητα ύδατος είναι δύο παράμετροι που επηρεάζουν σημαντικά την ασφάλεια και ποιότητα των τροφίμων, ενώ συχνά συγχέονται ακόμα και από επιστήμονες τροφίμων.
Το νερό είναι φυσικώς περιεχόμενο σε όλα τα τρόφιμα, σε διάφορες περιεκτικότητες και με δύο μορφές:
- το ελεύθερο ή διαθέσιμο νερό
- νερό που συνδέεται με διαφορετικά μόρια όπως πρωτεΐνες και υδατάνθρακες
Το διαθέσιμο νερό μπορεί να υποστηρίξει την ανάπτυξη βακτηρίων, ζυμών και μυκήτων, τα οποία μπορούν να επηρεάσουν την ασφάλεια και την ποιότητα των τροφίμων.
Περιεκτικότητα σε νερό στα τρόφιμα (υγρασία)
Η περιεκτικότητα σε νερό ή η περιεκτικότητα σε υγρασία είναι μια μέτρηση του συνολικού νερού που περιέχεται σε ένα τρόφιμο. Συνήθως εκφράζεται ως ποσοστό του συνολικού βάρους:
| w – d | ||
| Mw (υγρή βάση) = | —– | x (100) |
| w |
Mw = περιεκτικότητα σε υγρασία σε υγρή βάση
w = υγρό βάρος
d = ξηρό βάρος
Ενεργότητα ύδατος
Η ενεργότητα του νερού είναι μια μέτρηση της διαθεσιμότητας νερού για βιολογικές αντιδράσεις. Καθορίζει την ικανότητα των μικροοργανισμών να αναπτύσσονται. Εάν μειωθεί η ενεργότητα του νερού, οι μικροοργανισμοί που έχουν ικανότητα ανάπτυξης, θα μειωθούν επίσης.
Η ενεργότητα του νερού (αw) εκφράζεται ως ο λόγος της τάσης ατμών σε ένα τρόφιμο (P) προς την τάση ατμών του καθαρού νερού (P0) και προβλέπει εάν το νερό είναι πιθανό να μετακινηθεί από το προϊόν διατροφής στα κύτταρα μικροοργανισμών που μπορεί να υπάρχουν.
| αw= P/P0 |
Για παράδειγμα, μια ενεργότητα νερού με τιμή 0,90 σημαίνει ότι η τάση ατμών είναι 90% αυτής του καθαρού νερού. Η αw αυξάνεται με τη θερμοκρασία λόγω των αλλαγών στις ιδιότητες του νερού όπως η διαλυτότητα των διαλυτών ουσιών (π.χ. αλάτι, ζάχαρη) ή η κατάσταση του προϊόντος τροφίμου.
Σχέση μεταξύ των δύο αυτών παραγόντων
Η περιεκτικότητα σε νερό από μόνη της δεν δίνει αρκετές πληροφορίες για τον προσδιορισμό της ασφάλειας των τροφίμων ή την πρόβλεψη της διάρκειας ζωής του προϊόντος. Η σχέση μεταξύ της περιεκτικότητας σε νερό και της αw είναι περίπλοκη και σχετίζεται με τη σχετική υγρασία του τροφίμου και την περιεκτικότητά του σε νερό. Αυτή η σχέση πρέπει να καθορίζεται για κάθε συγκεκριμένο τρόφιμο.
Είναι εύκολο να υποθέσουμε ότι τα τρόφιμα με υψηλότερη περιεκτικότητα σε νερό θα έχουν υψηλότερη αw από τα ξηρά τρόφιμα. Αυτό όμως δεν είναι πάντα σωστό.
Είναι δυνατόν να έχετε προϊόντα με την ίδια περιεκτικότητα σε νερό αλλά πολύ διαφορετικές ενεργότητες νερού. Για παράδειγμα, το σαλάμι και το μαγειρεμένο βόειο κρέας έχουν παρόμοια περιεκτικότητα σε νερό περίπου 60%. Ωστόσο, η ενεργότητα του νερού για το σαλάμι είναι 0,82 και για το μαγειρεμένο βόειο κρέας είναι περίπου 0,98.
Συμπερασματικά να πούμε πως είναι η ενεργότητα του νερού που είναι κρίσιμη, για τον καθορισμό της διάρκειας ζωής του προϊόντος, όχι η περιεκτικότητα σε υγρασία.
Ενεργότητα ύδατος κοινών τροφίμων
Τα περισσότερα τρόφιμα έχουν μια αw μεγαλύτερη από 0,95, που υποστηρίζει την ανάπτυξη βακτηρίων, ζυμών και μούχλας.
Η γνώση της αw ενός τροφίμου είναι σημαντική κατά την προετοιμασία ενός σχεδίου HACCP. Ο προσδιορισμός της ενεργότητας νερού ενός προϊόντος ή συστατικού, είναι απαραίτητος κατά τη διεξαγωγή ανάλυσης κινδύνου για πολλά προϊόντα.
| Τρόφιμα | αw |
|---|---|
| φρέσκο κρέας και ψάρι | 0.99 |
| ωμά λαχανικά (π.χ. καρότα, κουνουπίδι, πιπεριές) | 0.99 |
| ωμά φρούτα (π.μ.: μήλα, πορτοκάλια, σταφύλια) | 0.98 |
| μαγειρεμένο κρέας, ψωμί | 0.91-0.98 |
| συκώτι wurst | 0.96 |
| χαβιάρι | 0.92 |
| υγρά κέικ (π.ν.: κέικ καρότου) | 0.90-0.95 |
| λουκάνικα, σιρόπια | 0.87-0.91 |
| αλεύρια, ρύζι, φασόλια, μπιζέλια | 0.80-0.87 |
| σαλάμι | 0.82 |
| σάλτσα σόγιας | 0.80 |
| βοδινό – beef jerky | <0,80 |
| μαρμελάδες, ζελέδες | 0.75-0.80 |
| φυστικοβούτυρο | 0.70 |
| αποξηραμένα φρούτα | 0.60-0.65 |
| αποξηραμένα μπαχαρικά, γάλα σε σκόνη | 0.20-0.60 |
| μπισκότα, σοκολάτα | <0,60 |
Περιεκτικότητα σε νερό των κοινών τροφίμων
Η μέτρηση της περιεκτικότητας σε νερό μπορεί να είναι χρήσιμη σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως ο προσδιορισμός της απόδοσης. Η αw ωστόσο, είναι μια πιο κατάλληλη μέτρηση για την πρόβλεψη της ασφάλειας και της ποιότητας των τροφίμων.
Η κατά προσέγγιση περιεκτικότητα σε νερό ορισμένων τυπικών τροφίμων παρατίθεται παρακάτω:
| Τρόφιμα | % Νερό |
|---|---|
| μήλο | 84 |
| πορτοκάλι | 87 |
| σταφύλια | 81 |
| φράουλα | 92 |
| μπρόκολο | 91 |
| αγγούρι | 96 |
| Πιπεριές | 92 |
| πατάτα | 79 |
| βόειο κρέας, ωμό | 73 |
| κοτόπουλο, ωμό | 69 |
| μοσχάρι, μαγειρεμένο | 62 |
| κοτόπουλο, μαγειρεμένο | 62 |
| σαλάμι, βόειο κρέας | 60 |
| ψωμί, εμπορικά παρασκευασμένο | 36 |
| αποξηραμένα φρούτα | 31 |
| μαρμελάδες/κονσέρβες | 30 |
| βοδινό – beef jerky | 23 |
| αλεύρι σίτου | 11 |
| μπισκότα | 6 |
| φυστικοβούτυρο | 2 |
Τυπικά όρια ενεργότητας νερού για οργανισμούς
Μειώνοντας την αw , τα τρόφιμα μπορούν να γίνουν ασφαλή για αποθήκευση.
Ο παρακάτω πίνακας δείχνει τα επίπεδα αw που μπορούν να υποστηρίξουν την ανάπτυξη συγκεκριμένων ομάδων οργανισμών.
| Ομάδα Μικροοργανισμών | Ελάχιστη τιμή αw που απαιτείται για την ανάπτυξη |
|---|---|
| τα περισσότερα gram-αρνητικά βακτήρια | 0.97 |
| Παραγωγή σταφυλοκοκκικής τοξίνης (από τον Staphylococcus aureus) | 0.93 |
| τα περισσότερα θετικά βακτήρια gram | 0.90 |
| οι περισσότερες ζύμες | 0.88 |
| Staphylococcus aureus | 0.86 |
| οι περισσότεροι μύκητες | 0.80 |
| Αλόφιλα βακτήρια (αναπτύσσονται καλύτερα σε υψηλές συγκεντρώσεις αλατιού) | 0.75 |
| Ξηρόφιλοι μύκητες (μπορούν να αναπτυχθεί σε ξηρά τρόφιμα) και οσμόφιλοι ζυμομύκητες (μπορεί να αυξηθεί παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων οργανικών ενώσεων, π.χ.: σάκχαρα) | 0.62-0.60 |
Οι μύκητες έχουν ελάχιστες τιμές αw για την ανάπτυξη και την παραγωγή τοξινών, ενώ οι περισσότεροι απαιτούν υψηλότερη ενεργότητα νερού από την ελάχιστη απαίτηση ανάπτυξης για την παραγωγή μυκοτοξινών.
Ο παρακάτω πίνακας παρουσιάζει μερικές κοινές μυκοτοξίνες και ελάχιστες τιμές αw για την ανάπτυξη μούχλας και την παραγωγή τοξινών.
| Μυκοτοξίνες | Καλούπι | Ελάχιστη απαίτηση αw | |
|---|---|---|---|
| Παραγωγή τοξινών | Ανάπτυξη | ||
| Αφλατοξίνες | Asperagillus flavus Asperagillus parasiticus | 0.83-0.87 | 0.82 |
| Ωχρατοξίνη | Aperagillus ochreceus Penicillium cyclopium | 0,85 0,87-0,90 | 0,77 0,82-0,85 |
| Πατουλίνη | Penicillium expansum Penicillium patulum | 0,99 0,95 | 0.81 |
Η βιομηχανία σιτηρών συχνά πραγματοποιεί αναλύσεις για την περιεκτικότητα σε νερό κατά τη λήψη και την αποθήκευση σιτηρών.
Ασφαλή χρονικά πλαίσια αποθήκευσης για υγρούς κόκκους
Τα τελικά επίπεδα υγρασίας του προϊόντος (FPM) θα ελαχιστοποιήσουν τον κίνδυνο ανάπτυξης μυκοτοξίνης λόγω των κόκκων υψηλής υγρασίας.
Τα επίπεδα FPM είναι:
- σιτάρι <14,6%
- σόγια <14%
- φασόλια <16,1%
- φακές <13,1%
- μπιζέλια <16,1%
- σπόρος μουστάρδας <9,6%
- βρώμη <13,6%
- κριθάρι <14,9%
- <13,6% επιλογή κριθαριού
- κράμβη <10,1%
- λινάρι <10,1%
Όταν το επίπεδο υγρασίας των εισερχόμενων κόκκων υπερβαίνει τα επίπεδα FPM, τα ασφαλή χρονικά πλαίσια αποθήκευσης είναι:
- εάν η υγρασία είναι > FPM και <=18%, πρέπει να επιτύχετε υγρασία κάτω από το FPM εντός 40 ημερών
- εάν η υγρασία είναι > 18% και <=20% πρέπει να επιτύχετε υγρασία κάτω από το FPM εντός 20 ημερών
- εάν η υγρασία είναι > 20% και <= 22% πρέπει να επιτύχετε υγρασία κάτω από το FPM εντός 10 ημερών
- εάν η υγρασία είναι >22% και <= 24% πρέπει να επιτύχετε υγρασία κάτω από το FPM εντός πέντε ημερών
- εάν η υγρασία είναι >24% πρέπει να επιτύχετε υγρασία κάτω από το FPM εντός τριών ημερών
Παράγοντες που επηρεάζουν την αw
- Ξήρανση: Η αw μειώνεται με τη φυσική αφαίρεση του νερού.
- Δαλύτες: Η αw μειώνεται με την προσθήκη διαλυτών, όπως αλάτι ή ζάχαρη (π.χ. μαρμελάδες).
- Κατάψυξη: Η αw μειώνεται με κατάψυξη (π.χ.: το νερό αφαιρείται με τη μορφή πάγου).
- Συνδυασμός: Ένα ή περισσότερα από τα παραπάνω μπορούν να συνδυαστούν για μεγαλύτερη επίδραση στη αw (π.ν.: αλάτισμα και ξήρανση ψαριών).
Πότε να κάνετε ανάλυση για αυτούς τους 2 παράγοντες;
Οι τιμές αw είναι χρήσιμες όταν είναι επιθυμητός:
- ο προσδιορισμός της ασφάλειας ή της σταθερότητας του ραφιού ενός προϊόντος
Οι τιμές περιεκτικότητας σε νερό είναι χρήσιμες όταν ενδιαφερόμαστε για:
- τον καθορισμό του ξηρού βάρους ενός τρόφιμου ή συστατικού
- τον προσδιορισμό της απόδοσης
- την επιβεβαίωση του τελικού σημείου μιας διαδικασίας ξήρανσης
Πώς να ελέγξετε για την υγρασία και την αw
Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι δοκιμών και εξοπλισμός διαθέσιμοι για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε νερό (υγρασία) και της αw σε τρόφιμα και άλλα προϊόντα, όπως:
Περιεκτικότητα σε νερό:
- Επίσημες μέθοδοι ανάλυσης της AOAC International
- Αναλυτές υγρασίας
Ενεργότητα νερού (αw):
- Υγεία Καναδάς – Η Επιτομή των Αναλυτικών Μεθόδων (Τόμος 3)
- Μετρητές αw
Υπάρχουν διάφορες εταιρείες που κατασκευάζουν και προμηθεύουν εξοπλισμό για δοκιμές αw.
Επίσης, πολλά εργαστήρια μπορούν να διεξάγουν δοκιμές περιεκτικότητας σε νερό (υγρασία) και αw σε έναντι αμοιβής, κάτι που εξυπηρετεί παρασκευαστές τροφίμων χωρίς πρόσβαση σε εξοπλισμό δοκιμών στις δικές τους εγκαταστάσεις.
Πηγές:
https://www.grainscanada.gc.ca/en/industry/grain-safety/pdf/gop-bpe-en.pdf
Ακολουθήστε το Cibum 
