Merenje aktivnosti vode kao parametra koji utiče na kvalitet i bezbednost hrane bilo je sugerisano kada je postalo očigledno da merenje sadržaja vode ne može adekvatno da objasni fluktuaciju rasta mikroorganizama. Koncept merenja aktivnosti vode u poslednje dve decenije služi tehnolozima za za praćenje kvaliteta hrane i najčešće se koristi kao kriterijum za bezbednost i kvalitet. Njegova upotrebljivost se ne može poreći, sa obzirom da biološke ćelije i tkiva nisu homogeni sistemi kao ni prehrambeni proizvodi . Voda u takvim sistemima nije ravnomerno raspoređena, niti se može posmatrati isključivo kao rastvarač.
Zaštita protiv kvarenja hrane
Kvasci, plesni i bakterije zahtevaju određenu količinu raspoložive vode za njihov rast i razvoj. Projektovanje proizvoda sa AV ispod 0.6 daje efektivnu kontrolu. Neki zajednički mikrorganizmi koji utiču na kvarenje proizvoda i njihovi AV limiti su navedeni u tabeli 1. Najjednostavniji način da se smanji aktivnost vode je korišćenje procesa koji dovode do gubitka vode - kuvanje, pečenje ili dehidracija. Procesi koji koriste visoku temperaturu, koriste letalne osobine toplote, dok procesi dehidratacije ili sušenja zamrzavanjem obezbeđuju samo snižavanje AV do nivoa koji ograničava rast mikroorganizama.
Tabela 1.
Grupa mikroorganizama
|
Primer
|
aw
|
Proizvod na koji utiču
|
Bakterije
|
Salmonella species
|
0,91
|
Sveže meso, mleko
|
Clostridium botulinum
| |||
Kvasci
|
Torulopsis species
|
0,88
|
Koncentrati za voćne sokove
|
Plesni
|
Aspergillus flavus
|
0,80
|
Marmelade, želei
|
Halofilne bakterije
|
Wallemia sebi
|
0,75
|
Proizvodi od meda
|
Kserofilni kvasci
|
Aspergillus echinulatos
|
0,65
|
brašno
|
Osmofilni kvasci
|
Saccharomyces bisporus
|
0,60
|
Suvo voće
|
Vezivanje slobodne vode i dizajn hrane
Druge metode uključuju vezivanje slobodne vode dodavanjem neke rastvorene supstance, obično šećera ili natrijum hlorida. Na ovaj način nastaje disbalans u osmotskom pritisku koji izbacuje vodu iz ćelija. Dizajneri hrane suočavaju se sa novim izazovima u održavanju dovoljno niske AV sa mnogim zamenama za masti koji se danas koriste. Masti, koja ne vezuju slobodnu vodu, zamenjuju se vodom ili gelovima da bi se obezbedila mazivost. Ovakvi gelovi ne smanjuju AV i potrebne su dodatne metode kontrole da bi se sprečilo kvarenje.
Definicija aktivnosti vode
Skot je definisao aktivnost vode (AV) kao odnos pritiska vodene pare nad proizvodom (p) u odnosu na čistu vodu (p0).
AV = P / P0
Prema tome, umnožavanjem vrednosti za aktivnost vode sa 100, dobićemo relativna vlažnost atmosfere koja je u ravnoteži sa proizvodom.
RH (%) = 100 k av
Određivanje aktivnosti vode je bolji indeks za praćenje rasta mikroorganizama nego određivanje sadržaja vode
Aktivnost vode bolje predviđa rast mikroorganizama, jer mikroorganizmi mogu koristiti samo "dostupnu" vodu, koja se znatno razlikuje u zavisnosti od rastvorka. U proseku, joni vezuju najvše vode, dok polimeri vezuju najmanje vode; šećeri i peptidi spadaju u srednju grupu. Sa istom koncentracijom, soli smanjuju aktivnost vode više od šećera.
Dodavanjem supstanci sa nižom vrednosti za aktivnost vode može dovesti do komplikovanih rezultata. U idealnom slučaju, inertni materijal može biti dodat da bi se smanjila aktivnost vode, bez bilo kakvih drugih efekata kao što je povećana jonska sila i smanjen površinski napon. U praksi, izbor supstance može imati veliki uticaj. Na primer, možemo dodati so u jednu reakcionu smešu i šećer u drugu. Postupak se može kontrolisati tako da nastale reakcione smeše imaju identične aktivnost vode. Ali rezultati reakcije će se razlikovati zbog različitih uticaja soli i šećera na biološke sisteme. (So i šećer oblik formiraju različite dodatne smetnje.)
Aktivnost vode i “Hurdle” tehnologija
Aktivnost vode treba posmatrati kao spoljašnji parametar kao pH ili temperaturu. Pod određenim uslovima, će delovati sinergistički sa drugim parametrima zaštite proizvoda. Pod drugim uslovima to će biti jedini parametar utvrđivanja ishoda određenog postupka.
