Basicos sobre actividad de agua lab ferrer meter food aqualab

Básicos sobre
actividad de agua, aw
Gema Rodrigo
Dr Ingeniero Agrónomo
Responsable del Área de actividad de agua e Isotermas
de Sorción de Humedad de LabFerrer
19 de junio de 2019 LabFerrer - METER FOOD Básicos sobre actividad de agua, aw

CONTENIDO
¿Qué es la actividad de agua, aw?
¿No es lo mismo que la humedad?
¿Cómo controla la aw el desarrollo de microorganismos?
¿Puede la aw ayudarnos a solucionar los problemas relacionados
con la humedad?

Definición de actividad de agua, aw
19 de junio de 2019
La Energía es la responsable de
que sucedan los procesos
Más Energía = Más Procesos (Trabajo)
Estado de Energía Elevado Estado de Energía Bajo
LabFerrer - METER FOOD Básicos sobre actividad de agua
La aw es la medida del estado de ENERGÍA del agua en un sistema

Definición de aw
19 de junio de 2019
La aw es la medida del estado de ENERGÍA del agua en un sistema
Actividad Elevada = Más ENERGÍA = El agua puede hacer más
(desarrollo de microorganismos, migración de humedad, reacciones químicas y físicas)
Las diferencias en los valores de aw
determinan como se mueve el agua
Valor de aw Elevado Valor de aw Bajo

Definición de aw
19 de junio de 2019
µ = µo + R T ln (f/fo)
Fugacidad
Constante de Gases 8,314 J mol-1 K-1
Temperatura
Potencial
Químico
Potencial Químico de
la sustancia pura

Definición de aw
19 de junio de 2019
Fugacidad (f/f0)= tendencia al escape de un material
f/f0= p/p0
p/p0= Presión de vapor del agua en una muestra a una
temperatura determinada / Presión de vapor del
agua pura a la misma temperatura
p/p0= aw

Definición de aw
19 de junio de 2019
aw = p/p0
Necesidades
- Equilibrio
- Temperatura y presión
constantes (y conocidas) Producto Agua

Definición de contenido de humedad
19 de junio de 2019
Medida cuantitativa de la CANTIDAD de agua
- Método principal: Pérdida por Secado
Peso Húmedo – Peso seco
Peso Seco (bs) o Peso Húmedo (bh)
- Método Principal: Titulación
X 100

aw v. contenido de humedad
19 de junio de 2019
▪ Energía
▪ Cualitativa
▪ Fuerza impulsora
▪ Patrones (estándares)
conocidos y disponibles
▪ Adimensional
aw
▪ Cantidad
▪ Cuantitiva
▪ No es una Fuerza impulsora
▪ Medida empírica sin Patrones
(estándares) conocidos
▪ Debe expresarse en base
seca o en base húmeda
Contenido de Humedad

19 de junio de 2019 LabFerrer - METER FOOD Básicos sobre actividad de agua
Ejemplo de aw

16 %
Humedad
18 % Humedad
Ejemplo de aw

16 % Humedad
0,385 aw
0,657 aw
18 % Humedad
Ejemplo de aw

Aplicaciones de cada parámetro
19 de junio de 2019
▪ Control del crecimiento de microorganismos
▪ Control de la migración de humedad
▪ Evitar apelmazamiento y aglomeración
▪ Formulación de productos rentables
▪ Control de las tasas de reacción química
▪ Modelo para mezclar ingredientes “secos”
▪ Predicción del efecto del abuso de
temperatura
▪ Conseguir la textura óptima
▪ Ensayos de vida útil
▪ Necesidades de envasado
aw
▪ Ajustar la textura a un valor de aw
determinado
▪ Cálculo de la concentración de ingredientes
▪ Determinación del contenido nutricional
▪ Necesidades de etiquetado
Contenido de Humedad

Isoterma de Sorción de Humedad
19 de junio de 2019
Cada producto tiene una relación única entre la aw
y el contenido de humedad
Las ISH son una Herramienta Predictiva
Establecer valores de aw críticos
Estabilidad y velocidad de Reacción Química
Cambios Físicos, Modificaciones texturales
- Apelmazamiento partículas en polvo
- Productos húmedos que al perder agua se
vuelven duros
Necesidades de envasado
Mezclas Ingredientes y productos
Efecto de los cambios de Temperatura
Cálculo de Estimaciones de vida útil

Desarrollo de microorganismos
19 de junio de 2019
aw mínima Microorganismo
0,97 Clostridium botulinum E
0,97 Pseudomonas fluorescens
0,95 Escherichia coli
0,95 Clostridium perfringens
0,94 Clostridium botulinum A, B
0,95 Salmonella spp
0,94 Vibrio parahaemolyticus
0,93 Bacillus cereus
0,92 Listeria monocytogenes
0,91 Bacilus subtilis
0,90 Staphylococcus aureus (anaerobio)
0,86 Staphylococcus aureus (aerobio)
Condiciones óptimas de pH, temperatura, nutrientes y especies competidoras

aw, estudio de caso
19 de junio de 2019
Un fabricante de frutos secos seca pistachos hasta un contenido
de humedad del 4%. Sin estar seguro de si este valor de “seco” es
suficiente para evitar el desarrollo de microorganismos
Un valor de aw de 0,68 está relacionado con una humedad del 4%,
y además es inferior al limite para desarrollo de microorganismos
Las medidas de humedad tenían un error de +/- 0,5 %, es decir un
valor de 4% puede ser 4,5% y en este caso la aw es superior al
limite de seguridad
Imagen de Sciencenutshell

Relación entre el pH y la aw para el control de esporas
en alimentos envasados y tratados por calor
19 de junio de 2019
Valor de aw pH ≤ 4,6 pH > 4,6 – 5,6 pH > 5,6
< 0,92 Alimento NO TCS* Alimento NO TCS Alimento NO TCS
> 0,92 – 0,95 Alimento NO TCS Alimento NO TCS PA**
> 0,95 Alimento NO TCS PA PA
TCS, control de tiempo / temperatura para la seguridad alimentaria
PA, evaluación del producto para su clasificación

Relación entre el pH y la aw para el control de
esporas en alimentos no envasados, tratados y no
tratados por calor
19 de junio de 2019
Valor de aw pH < 4,2 pH = 4,2 – 4,6 pH > 4,6 – 5,0 pH > 5,0
> 0,88 Alimento NO TCS* Alimento NO TCS Alimento NO TCS Alimento NO TCS
0,88 - 0,90 Alimento NO TCS Alimento NO TCS Alimento NO TCS PA**
> 0,90 – 0,92 Alimento NO TCS Alimento NO TCS PA PA
> 0,92 Alimento NO TCS PA PA PA
TCS, control de tiempo / temperatura para la seguridad alimentaria
PA, evaluación del producto para su clasificación

Inocuidad Alimentaria, FAO

Inocuidad Alimentaria, OMS

Seguridad Alimentaria (Food Safety)
Certificaciones
La empresa debe realizar o subcontratar inspecciones y
análisis que sean críticos para la conformidad de la seguridad,
legalidad, integridad y calidad de los productos, usando las
instalaciones, técnicas y estándares adecuados
Requisitos
Asegurar el sistema de validación de la vida útil, …. Incluyendo
análisis como pH y actividad de agua (aw)

Seguridad Alimentaria.
Medidores de aw

Seguridad Alimentaria
Medidores de aw

aw, estudio de caso
19 de junio de 2019
Apelmazamiento
Un fabricante de sopa procesa las mezclas con un 3% de
humedad. Recibe un nuevo lote de pimenta que también
tiene un 3% de humedad y lo añade a la mezcla
▪ Después de mezclarlo y dejarlo reposar comprobó que todo el lote se había apelmazado
▪ El valor de aw crítico de la sopa era 0,28 mientras que el de la pimienta 0,69, que al ser
superior provocó una migración de humedad
▪ Si hubiese medido la aw antes de hacer las mezclas hubiese evitado los problemas de
aglutinación y apelmazamiento
▪ La aw es una Especificación de Calidad

aw, estudio de caso
19 de junio de 2019
Formulación de producto
▪ Los tres componentes tienen le mismo valor de aw
▪ Los tres componentes tienen valores de contenido
de humedad muy distintos
▪ Cada producto tiene una textura única
▪ Mantener la textura y la calidad de cada
componente se consigue formulando con valores
de aw

Formulación de producto
aw, estudio de caso
19 de junio de 2019
▪ Un fabricante de pienso para mascotas elabora producto con un
6,5% de humedad ¿Por qué? Porque a este nivel nunca ha tenido
problemas de deterioro o seguridad durante la vida útil. El producto
es estable
▪ La aw del producto es 0,4, un valor muy por debajo del límite para el
desarrollo de microorganismos
▪ Con un límite máximo de humedad del 10% en alimentación para mascotas ¿es posible aumentar el
contenido de humedad y la aw y así aumentar el margen económico?
▪ La Isoterma muestra que un valor de 0,60 aw corresponde a una humedad del 9,5%. Ambos valores
están dentro de los limites de la seguridad y la legislación
▪ Al entender la aw, el fabricante es capaz de aumentar el beneficio económico sin comprometer ni la
calidad ni la seguridad

Estabilidad Química / Bioquímica
19 de junio de 2019
- Reacción de Maillard
- Oxidación lipídica
- Degradación de nutrientes
- Reacciones Enzimáticas
- Estabilidad enzimática
La aw tiene un efecto general
sobre las tasas de reacción

Conclusiones
19 de junio de 2019
aw
•Energía
•Cualitativa
•Fuerza
impulsora
Contenido de
humedad
•Cantidad
•Cuantitativa
•NO es una
Fuerza
impulsora
La aw es crítica
para
•Seguridad
microbiológica
•Estabilidad
física
•Formulación
de producto
•Estabilidad
química
•Predicción de
la vida útil

19 de junio de 2019
FORMULACIÓN
ESTABILIDAD
DESARROLLO MICROBIOLÓGICO

19 de junio de 2019
Muchas gracias por
vuestra atención

gema@lab-ferrer.com
blog.actividaddeagua.com

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