Attività dell’acqua (aw) – III parte

Abbiamo visto cos’è e quanto importante sia il parametro di aw nello sviluppo degli alimenti.
Ma esiste un modo per calcolare preventivamente l’attività dell’acqua di un prodotto alimentare?
Diversi sono i modelli matematici e le equazioni proposte, da quella di Bromley a quella di Pitzer fino a quella Tenz e Lenzi.

Una relazione matematica, derivante dalla legge di Raoult, ci risulta però comoda nel suo utilizzo, almeno nelle condizioni di idealità e per le soluzioni acquose.

aw = Xw / Xw + ψ (Mw/Ms) * Xs

Risolvendo questa formula si può avere una indicazione su quale possa essere il valore finale di aw.

Proviamo passare dalla teoria alla pratica?

Supponiamo di voler stimare il valore di aw di una soluzione a base acqua (18,01 g/mol) contenente 15% di saccarosio (342,29 g/mol), 16% di destrosio (180,16 g/mol), 17% di fruttosio (180,16 g/mol) e 2% di cloruro di sodio (58,44 g/mol).

sapendo ch

• Xs + Xw = 1
• la concentrazione di soluti è = Xs = 0,50
• la concentrazione solvente  è = Xw = (1-0,50) = 0,50
• ψ corrisponde al grado di ionizzazione
  

abbiamo

aw teorico = 0,50/0,50 + 1*(18/342,29)*0,15 + 1*(18/180,16)*0,16 + 1*(18/180,16)*0,17 + 2*(18/58,44)*0,02

= 0,904

con

aw misurato = 0,878

pari ad una differenza di (0,904-0,878) = 0,026 che, in termini di aw e a seconda dei casi, può essere un valore significativo e non trascurabile.

Ulteriori nostre numerose prove sperimentali hanno evidenziato, con una certa frequenza e costanza, il ripetersi della differenza tra valore teorico e sperimentale suggerendoci di apportare una piccola modifica alla formula proposta in precedenza che diventa quindi:

aw = [Xw / Xw + ψ (Mw/Ms) * Xs] – 0,030

dove il fattore mediato (-0,030), renderebbe le due misure di aw più coerenti e con un errore medio inferiore. Questo sembra valere almeno per le soluzioni acquose zuccherino/saline verificate e con una concentrazione compresa tra il 25% e 55%.

Con la stessa equazione è anche possibile, se pur dal punto di vista teorico, con qualche limite ed altre approssimazioni, fare delle previsioni relative all’attività dell’acqua di sistemi alimentari più complessi che comunque, soprattutto nello sviluppo di nuovi alimenti, è indispensabile verificare e validare con le opportune metodologie e strumentazioni.

Procediamo con le indagini e ci aggiorniamo presto!

Let’s food together!