Tehnologii de conservare - metode de determinare a activității apei

1. Noţiuni teoretice legate de activitatea apei

1.1. Introducere

Dintre substanţele native din alimente, apa este elementul cel mai dinamic, regăsindu-se - in funcţie de produs - in limitele 0,05 – 95%.

Apa împreuna cu substanţele minerale, glucidele si protidele constituie un mediu favorabil dezvoltării microorganismelor si din aceasta cauza produsele alimentare bogate in apa se alterează uşor. Stabilitatea lor este invers proporţională cu conţinutul de apa si deci cu cat conţin mai putina apa cu atât stabilitatea lor creste. Conţinutul de apa este diferit la produsele agroalimentare si are o influenţă hotărâtoare asupra anumitor caracteristici ale acestora. El variază intre 0,05% la zahar, 0,1% la uleiul de floarea soarelui si pana la 88% laptele dulce de consum si 85-95% fructe si legume.

Apa în produsele alimentare se poate găsii:

- Legată chimic - nu poate fi îndepărtată decât dacă este denaturat produsul;

- Legată fizic - poate fi îndepărtată, dar mai greu;

- Liberă - aceasta este apa ce stă la dispoziţia microorganismelor, ea poate fi îndepărtată relativ uşor.

Conţinutul de apa admisibil pentru diferite produse este stabilit prin standarde sau face obiectul înţelegerilor contractuale. Normarea prin standarde se face la produsele alimentare industrializate la care aducerea umidităţii la valori optime este posibila si necesara (cereale, preparate din carne, brânzeturi, zahar si produse zaharoase, produse deshidratate etc.).

1.2. Umiditatea produselor alimentare

Umiditatea reprezintă un factor cu implicaţii profunde asupra calităţii produselor alimentare determinând un număr mare de reacţii care in multe cazuri se interferează reciproc. Astfel autooxidarea si îmbrunarea pot avea loc simultan in majoritatea alimentelor. Pentru fiecare produs exista un conţinut optim de umiditate la care viteza de oxidare si cea de îmbrunare sunt minime, asigurând o păstrare maxima a calităţii (de exemplu pentru laptele praf 3,3%, pentru fulgii de cartofi 6-7%).

Conţinutul de apa, natura si proporţia celorlalte substanţe componente care determina starea apei, libera sau legata, se evidenţiază prin intermediul umidităţii relative de echilibru(Ure).

Umiditatea relativa de echilibru este o caracteristica a produsului si reprezintă raportul procentual dintre elasticitatea vaporilor de apa din produs si elasticitatea vaporilor de apa la saturaţie, la aceeaşi temperatura.

Menţinerea produsului la valori normale ale conţinutului de apa este posibila numai când exista o identitate perfecta intre Ure si umiditatea relativa a aerului din spaţiul înconjurător, iar stabilitatea maxima se asigura când acestea corespund si temperaturii optime de păstrare a produselor.

Modificarea temperaturii influenţează umiditatea relativa a aerului in spatii închise care, la rândul ei, determina modificarea elasticităţii vaporilor de apa la suprafaţa produsului si implicit a Ure. Deci variaţia temperaturii, determina variaţia umidităţii relative de echilibru, aceasta putând atinge valori care sa fie favorabile proceselor de alterare, mai ales microbiana.

Umiditatea aerului poate provoca o serie de transformări importante pentru produsele alimentare, cum sunt:

- modificări fizice cum ar fi întărirea produsului determinata de uscarea acestuia sau acesta nu mai e crocant datorita absorbţiei umidităţii din aer;

- modificări microbiologice care apar atunci când umiditatea trece de limita critica;

- modificări enzimatice cu degradări de culoare, gust, aroma;

- modificări chimice: autooxidarea si schimbarea culorii;

- modificări fizico-chimice, in special cristalizarea.

Atunci când umiditatea produsului este in echilibru cu cea a aerului se numeşte stare de echilibru hidric a produsului iar umiditatea se numeşte umiditate de echilibru si depinde de caracteristicile aerului si de modul de legare a apei in aliment.

1.3. Definiţia si formulele activităţii apei

Conţinutul de apa, dar mai ales starea ei, condiţionează activitatea enzimelor si a microorganismelor. Legătura dintre apa din produsele alimentare si activitatea enzimelor, a microorganismelor, este evidenţiata prin intermediul activităţii apei.

Activitatea apei este definita prin raportul dintre elasticitatea vaporilor de apa de la suprafaţa produsului si elasticitatea vaporilor de apa pura la saturaţie la aceeaşi temperatura. Se considera ca activitatea apei reprezintă apa la dispoziţia microorganismelor.

Activitatea apei (aw) dă indicaţii asupra cantităţii de apa libera care determina presiunea de vapori de apa deasupra produsului:

aw = p / po = Nw / Nw + Ns

unde: p – presiunea vaporilor de apa din produs la temperatura T;

po – presiunea vaporilor de apa din atmosfera la temperatura;

To – temperatura de echilibru a sistemului;

Nw - numărul de moli de apa;

Ns - numărul de moli de substanţă.