Isoterma di adsorbimento, fonte wikipedia

 

L’attività dell’acqua viene comunemente pensata come un indicatore della possibile proliferazione microbica. In realtà questo “strumento”, ancora oggi usato troppo spesso impropriamente, si porta dietro concetti più profondi.

Vediamo in questo articolo come l’aw , l’acqua legata e la curva di congelamento di una miscela siano in qualche modo legati tra loro.

Una prima considerazione è che l’aw è un concetto tutt’ora molto dibattuto riguardo la sua determinazione e il suo ambito di applicazione.

Essa viene comunemente definita come:

aw=pp0=ERH(%)/100{a sub{w}}={p} over {p sub {0}} = ERH( % )/100

dove p è la pressione di vapore parziale dell’acqua presente nell’alimento in equilibrio con l’ambiente, p0 quella dell’acqua pura. Questo valore è uguale all’ ERH, l’umidità relativa dell’alimento, diviso 100.

In realtà questa non è la definizione, ma una misura di una sua applicazione pratica. Vedremo infatti che l’attività dell’acqua è un concetto termodinamico, che ha una sua precisa rispondenza fisica non direttamente misurabile.

Ci sono varie teorie che tentano di inquadrare questo concetto, le più datate e naïves prendono in esame il numero di idratazione, integrato successivamente con l’ipotesi del clustering in cui le interazioni acqua-acqua e soluto-soluto sono caratterizzate da cluster di molecole in equilibrio. A seconda di come questi si strutturano si hanno diversi valori di aw.

Senza indugiare ulteriormente nei dettagli, un’ottima disamina a mio parere la si può leggere in questo articolo.

C’è da sottolineare comunque che l’aw non misura né la quantità di acqua legata, né la quantità disponibile per lo sviluppo microbico.

Ad esempio aw =70 non significa che l’acqua legata è il 30%. Inoltre i batteri possono reagire differentemente allo stesso aw in cibi differenti, dal momento che la loro proliferazione ha una causa multifattoriale (bilancio ionico, amminoacidi presenti, etc.).

Ma sicuramente l’aw è connessa in qualche modo a ciò che chiamiamo acqua legata e ci fornisce delle ragionevoli indicazioni per lo sviluppo microbico. Analizziamo innanzitutto il primo concetto: cosa si intende per acqua legata?

Lacqua legata in effetti non si deve pensare come qualcosa di immobile e fisso. Le connessioni che si formano ​​ nell’alimento possono essere spezzate con vari gradi di difficoltà. Quindi è inesatto parlare di acqua legata come una quantità precisa e definita nel tempo, tanto più in un processo “fortemente” dinamico come si ha nella produzione del gelato.

Essa inoltre acquisisce un significato diverso a seconda dei contesti in cui ci si muove, e talvolta nello stesso contesto viene considerata in modi diversi a seconda se ci interessa ad esempio l’aspetto microbiologico o fisico. In altre parole per parlare di acqua legata occorre definire l’ambito di indagine e rispetto a quale proprietà la si considera legata.

In particolare, in un cibo, per avere una definizione pratica e operativa del concetto di acqua legata, ci si può riferire alle isoterme di adsorbimento (nei gas si usano le pressioni e nei liquidi le concentrazioni).

Osservando la curva in alto si notano tre zone: Il tratto A, fino ad aw di circa 0.20-0.30, può rappresentare ciò che comunemente chiamiamo “acqua legata”, ossia nel nostro ambito: acqua non congelabile entro i -40°C, (anche se poi la definizione è problematica e impropria, per di più c’è chi parla solo di quella porzione connessa a superfici cellulari e macromolecole, tanto per alimentare il clima di confusione). In questo stadio si ha generalmente un monostrato di adsorbimento e la reattività è molto bassa. All'interno delle regioni B e C le molecole di acqua sono via via sempre meno impegnate. Il grafico evidenzia anche una significativa isteresi (la curva di desorbimento è più alta di quella di assorbimento), ovvero a parità di aw viene rilasciata una quantità minore di acqua rispetto a quella adsorbita nelle medesime condizioni. Inoltre aumentando temperatura e/o pressione, l’isoterma si modifica, cambiando di forma e spostandosi a destra. Non solo, ma in corrispondenza di quale valore esatto cade nel grafico la ​​ linea di confine che separa l’acqua legata da quella non legata e si può considerare ​​ incongelabile a -40°C ? E a -18°C? Sono stati elaborati dei modelli di isoterme, ma come si può intuire dal grafico, che mostra una forte non-linearità, essi sono estremamente complessi e applicabili in casi specifici. Vedremo in seguito di affrontare il problema da un altro punto di vista.

In definitiva: esistono delle formulette che ci possono indicare la quantità effettiva di acqua legata in una ricetta? La risposta non solo è no, ma la domanda è priva di senso se non si indicano le condizioni entro cui fornire dei valori.

Tuttavia in base alla capacità di binding di un ingrediente, se non si possono fornire dati quantitativi, ci si può certamente fare un’idea comparativa attraverso l’istituzione di un indice pratico (Si veda ad esempio il concetto di controllo dell’acqua libera introdotto nella nostra Free-zer App!).

 

 

Share This

Grazie per la tua visita! Utilizzando il sito, accetti l'utilizzo dei cookie da parte nostra :) maggiori informazioni

Questo sito utilizza i cookie per fornire la migliore esperienza di navigazione possibile. Continuando a utilizzare questo sito senza modificare le impostazioni dei cookie o cliccando su "Accetta" permetti il loro utilizzo.

Chiudi