Attività dell’acqua (aw) – VI parte

in Ingredients/SCIENCE

Visto che in bibliografia è spesso difficile trovare dati relativi all’aw dei diversi sistemi alimentari, augurandoci possa essere utile in ambito applicativo, abbiamo pensato di pubblicare alcuni valori medi derivanti dalle nostre prove. Nello specifico, continuando con quanto iniziato nei post precedenti, presentiamo alcuni risultati emersi dalle misure di aw relativamente a soluzioni zuccherine contenenti saccarosio (S), destrosio (D), fruttosio (F), saccarosio+destrosio (S+D), saccarosio+fruttosio (S+F) e destrosio+fruttosio (D+F). Le coppie di zuccheri (S+D, S+F, D+F) sono state messe in soluzione considerando un rapporto di concentrazione pari al 50% in peso (p/p) e misurandone poi il relativo grado Brix.

 

aw - attività dell'acqua

 

Come si vede viene confermata la teoria per la quale quanto più basso è il peso molecolare del soluto e più alta è la concentrazione di questo, tanto più bassa risulterà l’attività dell’acqua mentre a parità di massa molecolare (D e F) e concentrazione tale valore rimane pressoché costante.

 

aw

 

Interessante notare che, miscelando 2 zuccheri con lo stesso peso molecolare (fruttosio e destrosio) e in uguale percentuale in peso, il comportamento in termini di aw finale risulta comparabile a quello dello zucchero singolo a quella data concentrazione. Si evince inoltre che le miscele di saccarosio+destrosio e saccarosio+fruttosio (S+D, S+F) presentano un comportamento intermedio tra le soluzioni del solo disaccaride (S) o dei soli monosaccaridi (D o F) presi in considerazione.

 

aw

 

I valori sono stati calcolati sperimentalmente considerando alcune tolleranze dovute all’ambiente e all’accuratezza (accuracy) degli strumenti impiegati e a nostra disposizione: temperatura 22 ± 1 °C; Brix ± 1, aw ± 0,01.

 

Let’s food together!

2 Comments

  1. buon giorno,
    sono Fabio.
    Ho letto con molto interesse il suo trattato sul AW negli alimenti.

    mi può aiutare a fugare alcuni dubbi:
    mi occupo di cioccolato ed il problema maggiore è rappresentato sulla conservabilità del prodotto ed ovviare il rischio di tossinfezioni alimentari.

    -In che modo viene fatta la scelta dei dolcificanti usati come conservanti in pralinera all’interno di una ganache a base panna o di un ripieno non anidro?
    Come fare una scelta ed il dosaggio accurato fra sorbitolo malitolo ecc?
    Esiste una regola precisa affincè il dolcificante scelto effetui un azione maggiormente aggregante del aw?
    fino a che punto si riesce ad abbassare aw?

    grazie buon lavoro
    Fabio
    Grazie

    • Gentile Fabio, grazie per il commento.
      Per poter fornire precise risposte, servirebbe una analisi dettagliata e calata nella realtà specifica.
      Attraverso questo topic è possibile però ipotizzare alcuni scenari e fornire alcuni suggerimenti di carattere generale.

      Polioli quali sorbitolo e maltitolo sono utilizzati in ambito alimentare con diversi scopi e a diverse percentuali. Sull’abbassamento dell’attività dell’acqua in soluzione, hanno influenze diverse, coerenti con le loro percentuali di impiego e le loro caratteristiche chimico-fisiche (peso molecolare, polvere o sciroppo, monosaccaride, disaccaride, ecc.) dove il limite è dato dato dalla loro solubilità massima ad una determinata temperatura (soluzione staura).

      Parlando di formulazione, questa, dovrebbe seguire alcune regole di base, tenendo sempre presente di operare secondo “scienza e coscienza” e considerando il “principio di “precauzione”.

      Alcune, possono essere, a titolo di esempio:

      – obiettivo che guida lo sviluppo del prodotto (Riduzione del contenuto di saccarosio rispetto alla formulazione standard? Diminuzione dell’aw? Cost saving? ecc.)
      – normativa vigente (Limitazioni d’uso di un ingrediente? Utilizzo vietato in alcuni Paesi? ecc.)
      – processo produttivo (tecnologia esistenze? nuova tecnologia?)
      – conservazione (temperatura ambiente? refrigerata?)
      – nutrizionali (effetti fisiologici? allergenicità?)

      Per l’esempio riportato: il maltitolo, contrariamente ad altri polioli, è meno igroscopico e più stabile alle temperature mediamente impiegate nella produzione del cioccolato. Rispetto al sorbitolo invece, è considerato avere una risposta glicemica maggiore. Dall’altra parte, il sorbitolo può dare degli “off-flavour” nel cioccolato e nei ripieni su base grassa. Il sorbitolo ha un “cooling effect” maggiore rispetto al maltitolo. Il potere dolcificante del maltitolo è maggiore di quello attribuito al sorbitolo, ed entrambi sono inferiori a quelli del saccarosio.

      Purtroppo, non esiste quindi una regola precisa applicabile in maniera diffusa, soprattutto nella formulazione di prodotto composti (più strati, con inclusioni, ecc.).

      Per quanto riguarda i ripieni (filling, ganache, fondant, ecc.), siano essi su base acquosa o grassa, possono essere soggetti ad alterazioni chimico, fisiche e microbioliche. Questi fenomeni sono correlati sicuramente ai valori di attività dell’acqua e pH dell’alimento/substrato, dall apresenza di attività enzimatiche, dalla temperatura di esposizione del prodotto, ecc. Le strategie da adottare per limitare i fenomeni indesiderati, possono essere molteplici e difficili da schematizzare. Di certo, nel caso riportato del ripieno idrato per praline, l’abbassamento dell’aw è una di queste.

      Come fare?

      A titolo esemplificativo e non esaustivo si potrebbe pensare a:

      – utilizzare ingredienti con % di umidità/acqua inferiore (burro anidro al posto di burro vaccino classico)
      – prevedere % adeguate di destrosio e/o sorbitolo e/o maltitolo in sostuituzione parziale/totale del saccarosio (attenzione ai limiti ai legge e agli effetti lassativi)
      – impiegare nella formulazione % adeguate di fibre e/o idrocolloidi e/o polisaccaridi nativi e/o modificati
      – aggiungere % idonee di etanolo o bevande che lo contengono

      Ovviamente ogni cambiamento e/o modifica deve essere attentamente valutato in quanto si potrebbero avere dei cambi di colore, texture e gusto totalmente indesiderati. inoltre, nel caso del cioccolato, l’acqua/l’umidità non è praticamente mai la benvenuta.

      Nella sezione “HOW TO” puoi trovare due tools:

      – 1 per valutare la dolcezza relativa e alcuni riferimenti bibliografici.
      Qui il link
      Se vuoi integrare i dati puoi farlo direttamente sul file da scaricare gratuitamente.
      Nella cella RS, puoi inserire per il sorbitolo il valore di 0,6 e per il maltitolo, 0,8.
      Il valore della cella CF dipende dalla loro umidità e questa può variare in funzione dalla forma impiegata (polvere, sciroppo, ecc.)

      – 1 per calcolare l’attività dell’acqua in sistemi alimentari semplici (con le limitazioni del caso)

      Se ti serve supporto, scrivimi pure.

      Spero di esserti stato in qualche modo utile,
      A presto!

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