PERGUNTAS E RESPOSTAS:

“Efeito da a_w na vida de prateleira dos produtos alimentícios”

P – Há alguma relação entre umidade e a_w para grãos?

R – Segue uma tabela apresentando a variação da umidade, em diferentes atividades de água e temperatura de diversos grãos.

Pang, Y. & Herman, T.J. Water activity as a predictor of feed shelf life. GRSI-1003 Feed Manufacturer

P – A umidade está diretamente relacionada com a a_w?

R – Não, a umidade não está diretamente ou proporcionalmente relacionada com atividade de água.

P – Ao reduzir a umidade, a a_w reduzirá também?

R – Sim, ao reduzir a umidade a atividade de água também será reduzida, entretanto não é uma relação direta.

Na figura abaixo, isoterma de sorção de açúcar, pode-se ver que entre atividade de água de 0,10 e 0,70, há pouco aumento da umidade e a partir de 0,70 há pouco aumento de atividade de água e grande aumento da umidade.

Temos 2 seminários que podem auxiliar nesta dúvida

1. Qual a diferença entre atividade de água e umidade
2. Existe relação entre a atividade de água e a umidade?

P – Qual os efeitos da redução da atividade de água nos micro-organismos?

R – Seguem 2 seminários que tratam deste assunto:

1. Atividade de água não é bactericida, não é fungicida, mas ajuda a prevenir a deterioração microbiana
2. Atividade de água e o desenvolvimento microbiano

P – Falou-se que atividade de água acima de 0,9 inibia o crescimento microbiano de gram positivas. Mas não inibiria a de gram negativas, correto?

R – Não, a colocação é diferente. Em atividade de água acima de 0,90 desenvolvem todos os tipos de micro-organismos inclusive as bactérias gram negativas . As bactérias gram-negativas são inibidas em atividades de água inferior a 0,90. Ou seja, as Gram negativas conseguem se desenvolver em aw acima de 0,90. Já as gram positivas conseguem se desenvolver com atividade de água até 0,87. Abaixo deste valor, não conseguem se proliferar.

P – Existe alguma legislação em alimentos que proporcione realizar apenas a atividade de água, substituindo os testes microbiológicos?

R – Para a indústria de alimentos desconheço alguma legislação, mas para a indústria farmacêutica está citado na Farmacopeia Brasileira, Farmacopeia Americana USP 1112 e Farmacopeia Europeia.

Seguem algumas normativas relacionadas com a atividade de água

Alimentos:

• ABNT NBR ISO 21807 Microbiologia de alimentos para consumo humano e animal – Determinação de atividade de água
• Circular n° 02/2015/GAB/DIPOA/DAS/MAPA – aw em mortadela
• Normativa MAPA 22 de 31 de julho de 2000 produtos cárneos
• ISO 18787 Foodstuffs – Determination of water activity
• S. Food and Drug Administration, Titel 21 Code od Federal REgualtions parts 110, 113 and 114.

Cosméticos:

• ABNT NBR ISO 21148:2008
• Onde podemos ter mais informações a respeito do cálculo da segunda derivada, a fim de encontrar a a_w crítica?
• Gostaria de saber mais sobre o cálculo da isoterma e embalagem, a vida de prateleira. Tem alguma referência?
• Poderia passar alguma referência para estudos de isoterma de sorção?

Há vários livros sobre isoterma de sorção, para os meus estudos eu consulto principalmente estes dois:

Moisture Sorption – Practical Aspects of Isotherm Measurement and Use.
Leonardo N. Bell and Theodore P. Labuza Segunda Edição de 2000
Editora: American Association of Ceral Chemists
International Standard Book Number: 00-100426

Water Activity in Foods – Fundamentals and Applications
Gustavo B. Barbosa-Canovas; Anthony J. Fontana Jr; Shelly J. Schmidt; Theodoro P. Labuza (editores) Primeira edição de 2007
Editora: IFT Press Blackwell Publishing
ISBN-13: 978-0-8138-2408-6
ISBN-10: 0-8138-2408-7

P – Onde encontro o seminário sobre a isoterma de sorção?

P – Você poderia explicar melhor sobre o equipamento de isoterma de sorção?

R – Seguem os seminários realizados sobre isoterma de sorção:

• Fundamentos de isoterma de sorção na indústria de alimentos e medicamentos
• Aplicação prática de isoterma de sorção
• AquaLab – VSA – Gerador de isoterma de sorção

P – Acontece muito de fazer isoterma de sorção em matérias primas, a a_w crítica na segunda derivada é baixa e sua umidade crítica é abaixo do especificado, porém quando fazemos absorção em dessecadores, as matérias primas não mudam suas características físicas, isso é positivo?

R – A atividade de água crítica é o indicativo de que a partir desse valor o seu produto começará a sofrer as alterações físicas. Não significa que deteriorará exatamente no valor de a_wc

P – Eu consigo fazer um estudo de vida de prateleira no gerador de isoterma de sorção AquaLab VSA, considerando isotermas, cálculo de embalagem, para produtos líquidos sendo armazenados em PET?

R – Para um produto líquido envasado, o importante é que não haja perda de peso. O melhor é você fazer um monitoramento da perda de peso em uma determinada umidade relativa.

No VSA, você poderá colocar a sua amostra e ajustar o teste para uma umidade relativa fixa por X tempo. Dessa forma você terá o comportamento de seu produto frente a essa UR, mas não será uma isoterma de sorção tradicional para determinação do tipo de embalagem.

P – Seminário específico de a_w em produtos farmacêuticos, no caso de comprimidos e matéria-prima?

R – Seguem os seminários já realizados com tema voltado a indústria farmacêutica:

• Fundamentos de atividade de água na indústria farmacêutica e cosmética
• O que a isoterma de sorção está dizendo sobre o meu produto farmacêutico

P – Para ração animal, no qual trabalhamos com faixas de 0,5 a 0,65, qual o ideal de padrões para calibração no AquaLab?

R – Recomendamos que seja feita a verificação da calibração com pelo menos 2 soluções padrão com concentrações diferentes. No seu caso poderá ser solução de 0,250 e 0,760 a_w, ou 0,500 e 0,760 a_w.

*Se o seu modelo de equipamento for o Pawkit deverá ser 0,250 e 0,760 a_w

P – Quais os fatores que podem interferir na análise de a_w? Ex. temperatura da amostra, preparo da amostra, alteração da gordura presente, temperatura do ambiente e outros fatores.

R – Todos os fatores citados na pergunta podem influenciar na leitura de atividade de água. Dependendo do modelo do seu equipamento, a temperatura ambiente poderá ou não influenciar na medida. Segue uma apresentação especifica de como realizar uma boa leitura de atividade de água:

• Procedimentos básicos para uma boa leitura de atividade de água

P – Qual o tipo de padrão utilizado para validação/ calibração desses equipamentos?

R – Solução padrão certificadas:

LiCl 13,41 molal = 0,250 a_w

LiCl 8,57 molal = 0,500 a_w

NaCl 6,0 molal = 0,760 a_w

NaCl 2,33 molal = 0,920 a_w

KCl 0,5 molal = 0,984 a_w

H2O destilada = 1,000 a_w

P – Sobre o seminário da isoterma de sorção de embalagem para acessar a apresentação que foi comentada.

R – Segue o link para o seminário:

• Isoterma de sorção para determinação da embalagem dos produtos

P – Que significa ha en la Fórmula?

R – Atividade de água em condições específicas

a_w = h_a – [(h_a – a_wo) exp( – t / τ )]

Constante do tempo

τ = αxM / e_sAk

Predição da vida de prateleira na embalagem

t_shelf = –τ ln(h_a – a_wc / h_a – a_wo)

Determinação da permeabilidade da embalagem

k / x = αM / e_sAτ

Onde temos:

a = inclinação da isoterma (g/g)

a_wo = atividade de água inicial

a_wc = atividade de água crítica

M = total massa seca dentro da embalagem (g)

A = área superficial da amostra (m²)

e_s = pressão do vapor de água saturada na temperatura da amostra (kPa)

k/x = permeabilidade da embalagem (g m^-2 s^-1 kPa)

h_a= a_wf = umidade do ar,

t = tempo na embalagem,

t = constante do tempo

P – Você tem conhecimento de empresas que usam embalagens inferiores com relação a permeabilidade de água devido à alta rotatividade do produto em prateleira. Nestes casos, mantém-se o prazo de validade?

R – Não tenho conhecimento de empresa que trabalham desta forma.
Se a embalagem for subdimensionada o produto estará sujeito a deterioração com maior velocidade e não se poderá manter o prazo de validade como se estivesse em uma boa embalagem.

P – Temos algum órgão responsável por fiscalizar o prazo de validade estabelecido nas embalagens?

R – Oficialmente não há um órgão específico. Na prática a vigilância sanitária realiza verificações.

P – Sabendo que em alguns produtos não é possível trabalhar com a_w abaixo de 0,930 devido a alteração de características do produto. Pensando em um produto industrializado cárneo onde o principal micro-organismo que se desenvolve é a bactérias lácticas, qual a a_w ideal para uma melhor vida de prateleira?

R – Produtos cárneos possuem normativas que estabelecem a a_w limitante segundo a normativa 22 de 31 de julho de 2000 do Ministério da Agricultura e Abastecimento temos:

Em nosso seminário abordamos os meios de se preservar produtos cárneos que possuem atividade de água mais elevada:

• Atividade de água para aumentar a segurança de produtos cárneos

P – Trabalho com alimentos extrusados para cães, gatos e peixes. Nossa linha de produção tem uma particularidade, secamos o produto e no final adicionamos um palatabilizante liquido. O palatabilizante fica concentrado na porção externa do produto. Hoje realizamos a atividade de água moendo o produto total, nosso limite é de 0,58, queria saber se essa atividade de água pode estar mascarada podendo acarretar problemas devido a uma atividade de água maior na porção externa do produto? Ou tendo essa atividade de água total 0,58 basta?

P – Gostaria de saber em qual temperatura você obtém a leitura de 0,58a_w.

R – Se a atividade de água de 0,58 for a 25°C, não haverá problema de desenvolvimento microbiano. Acontece que a indústria de ração muitas vezes mede a atividade de água da sua amostra em temperaturas mais altas, se a sua medida de atividade de água for em temperatura mais elevada (35, 40°C) é preciso muita atenção. Muitos produtos tem o valor de atividade de água mais baixo em temperaturas mais altas. Ou seja, quando o produto está em equilíbrio com a temperatura ambiente de 25°C, pode apresentar atividade de água mais alta.

Também vale uma observação que a indústria de ração muitas vezes embala o produto ainda quente e pode ocasionar condensação de água na embalagem e esse suor tornar-se um ponto crítico.

Temos um seminário específico para indústria de ração:

• Atividade de água para a indústria de pet food