آب مهمترین حلال در جهان و ماده تشکیل دهنده اکثر مواد غذایی است. هنگامی که صحبت از ایمنی مواد غذایی و نگهداری می‌شود، آب مهمترین عامل است. در این مقاله به بررسی تاثیر فعالیت آبی در صنایع غذایی خواهیم پرداخت.
فعالیت آبی چیست؟
آب در غذا به دو صورت آب آزاد و آب باند شده وجود دارد. آب باند شده برای عملکرد‌های بیولوژیکی در دسترس نیست. معمولاً به سایر مواد غذایی مانند کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها متصل می‌شود. در حالی که آب آزاد برای واکنش‌های بیوشیمیایی و رشد میکروبی در دسترس است.
هنگامی که ما در مورد ایمنی و نگهداری مواد غذایی صحبت می‌کنیم، یک اصطلاح رایج وجود دارد یعنی محتوای رطوبت. محتوای رطوبت هم شامل آب آزاد و هم آب باند شده می‌شود و بنابراین مقدار کل آب موجود در غذا را نشان می‌دهد. با این حال، پایداری قفسه یک محصول را می‌توان با کنترل فعالیت آبی محصول به دست آورد.
به عبارت ساده، فعالیت آبی اندازه‌گیری آبی است که به سایر مواد غذایی متصل نیست و برای رشد میکروبی، واکنش‌های شیمیایی و بیوشیمیایی در دسترس است. از ۰ تا ۱ (آب خالص) متغیر است. در اصطلاح علمی، نسبت فشار بخار آب در محصول غذایی به فشار بخار آب خالص در همان دما است (ساندولاچی، ۲۰۱۲).
در قرن نوزدهم، دانشمندان شروع به ارتباط بین محتوای آب غذا با تمایل آن به فاسد شدن کردند. در طول مدت زمان، آن‌ها متوجه شدند که آب آزاد برای پایداری غذا از مقدار کل آب مهمتر است. بنابراین، تعیین فعالیت آبی یک محیط به کنترل فساد ناشی از رشد میکروبی کمک می‌کند.
فعالیت آبی می‌تواند ایمنی و پایداری یک محصول غذایی را با توجه به رشد میکروبی و خواص شیمیایی، بیوشیمیایی و فیزیکی تعیین کند. هنگامی که صحبت از ایمنی مواد غذایی می‌شود، فساد میکروبی یکی از نگرانی‌های اصلی به ویژه در مورد غذا‌های فاسد شدنی یا با رطوبت بالا است.
تاثیر فعالیت آبی در صنایع غذایی
آب سهم بسزایی در رشد میکروارگانیسم‌ها دارد. میکروارگانیسم‌ها برای انتقال مواد مغذی، ضایعات سلولی و حفظ شکل سلولی به آب نیاز دارند. بنابراین، هنگامی که میکروارگانیسم‌ها مقدار کافی آب دریافت می‌کنند، در آن محیط رشد می‌کنند که منجر به فساد میکروبی می‌شود و ممکن است باعث بیماری‌های ناشی از غذا شود.
اکنون این سؤال مطرح می‌شود: فعالیت آبی چگونه می‌تواند به ما در جلوگیری از رشد میکروبی کمک کند؟ مخمر‌ها، کپک‌ها، باکتری‌ها به مقدار معینی آب برای رشد خود نیاز دارند و فعالیت آب می‌تواند نشان‌دهنده حداقل مقدار آب آزاد موجود برای رشد میکروبی باشد.
این به عنوان محدود‌کننده سطح فعالیت آبی نامیده می‌شود که در زیر آن میکروارگانیسم رشد نمی‌کند. بنابراین، هر میکروارگانیسمی برای رشد به رطوبت بهینه نیاز دارد. از این رو، دانستن فعالیت آبی به پیش‌بینی منبع احتمالی فساد کمک می‌کند. بنابراین به عنوان یک پارامتر مهم در طرح HACCP در صنایع غذایی محسوب می‌شود.
بر اساس محتوای آب، غذا‌ها را می‌توان به سه دسته طبقه‌بندی کرد: مواد غذایی کم رطوبت (فعالیت آب <۰. ۶۰)، غذا‌های با رطوبت متوسط (فعالیت آب ۰. ۶۰-۰. ۸۵) و غذا‌های با رطوبت بالا (فعالیت آب > ۰. ۸۵) (Erkmen & Bozoglu، ۲۰۱۶). هرچه فعالیت آب بیشتر باشد، احتمال فساد بیشتر می‌شود. باکتری‌ها نسبت به قارچ‌ها به مقادیر بیشتری از فعالیت آبی برای رشد نیاز دارند. زیر ۰. ۶۰ رشد میکروبی وجود ندارد.
همچنین کنترل فعالیت آبی می‌تواند به حفظ پایداری شیمیایی محصول کمک کند. آب به عنوان یک حلال و واکنش دهنده در بسیاری از واکنش‌های بیوشیمیایی عمل می‌کند. بنابراین، فعالیت آبی بر قهوه‌ای شدن غیر آنزیمی (واکنش میلارد)، اکسیداسیون لیپید، دناتوره شدن پروتئین، ژلاتینه شدن نشاسته و رتروگریداسیون تأثیر می‌گذارد. با کاهش فعالیت آبی، سرعت این واکنش‌ها نیز کاهش می‌یابد.
فعالیت آب نیز بر خواص فیزیکی یک محصول غذایی تأثیر می‌گذارد. غذا‌هایی که فعالیت آبی بالایی دارند می‌توانند نرم و آبدار باشند در حالی که غذا‌هایی که فعالیت آبی کمتری دارند بافت سخت و خشکی دارند. افزایش یا کاهش فعالیت آبی این محصولات می‌تواند بر خواص بافتی آن‌ها تأثیر بگذارد.
در یک محصول چند جزئی، مهاجرت آبی ممکن است رخ دهد، زیرا هر جزء فعالیت آبی خود را دارد. اگر در فعالیت آبی تفاوت وجود داشته باشد، آب از جزء فعالیت پرآب به جزء با فعالیت آبی کم مهاجرت می‌کند و باعث تغییرات فیزیکی در محصول نهایی می‌شود. دو جزء با رطوبت یکسان می‌توانند فعالیت‌های آبی متفاوتی داشته باشند. اگر فعالیت آب دو جزء یکسان باشد، هیچ گونه مهاجرت رطوبتی وجود نخواهد داشت. در مورد محصولات پودری، افزایش فعالیت آب می‌تواند منجر به کلوخه شدن و کاهش خواص آبرسانی مجدد محصولات خشک شود.
به طور مشابه، مهاجرت رطوبت ممکن است بین غذا و هوای اتاق اتفاق بیفتد. این به دلیل ارتباط بین فعالیت آب و رطوبت نسبی است. فعالیت آبی ۸۰/۰ با رطوبت نسبی ۸۰ درصد هوا در تعادل است. وقتی بیسکویت‌ها را بیرون باز می‌کنید، خیس می‌شوند. چرا این اتفاق می‌افتد؟ زیرا رطوبت از هوا به بیسکویت مهاجرت می‌کند. مثلاً بیسکویت دارای فعالیت آبی ۰. ۷۵ و رطوبت نسبی آن ۸۵ درصد است، سپس آب از هوا به بیسکویت‌ها مهاجرت می‌کند و آن‌ها را خیس می‌کند. هنگام خشک کردن غذا‌ها برعکس اتفاق می‌افتد.
فعالیت آبی در تعیین ماندگاری یک محصول مهم است. تغییرات در فعالیت آبی در طول مدت زمان ماندگاری محصول را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بنابراین کنترل فعالیت آبی از رشد سلول‌های رویشی، جوانه زنی هاگ‌ها، تشکیل سموم، تغییرات فیزیکوشیمیایی جلوگیری می‌کند و در نتیجه محصولی با کیفیت بالا و پایدار در قفسه ایجاد می‌کند.
کنترل فعالیت آب
ثبات و کیفیت قفسه یک محصول را می‌توان با کنترل فعالیت آب زیر حد بحرانی حفظ کرد. این کار را می‌توان با حذف آب یا غیرقابل دسترس کردن آن برای میکروب‌ها و واکنش‌های شیمیایی انجام داد. حالا ممکن است فکر کنید چگونه این کار را انجام دهید؟ خوب، ما این کار را برای قرن‌ها انجام می‌دادیم، حتی قبل از اینکه مفهوم فعالیت آبی کشف شود.
رایج‌ترین و آسان‌ترین روش کنترل فعالیت آب، کم آبی یا خشک کردن است. آب را حذف می‌کند و در نتیجه فعالیت آبی را کاهش می‌دهد و در نتیجه ماندگاری آن افزایش می‌یابد. میوه‌های خشک، گوشت دودی نمونه‌های خوبی هستند. همچنین ادویه‌های خشک مانند فلفل قرمز فعالیت آبی کمتری دارند و می‌توانند برای مدت طولانی‌تری نگهداری شوند. خشک کردن را می‌توان با روش‌های مختلفی مانند خشک کردن آفتاب، خشک کردن مکانیکی، خشک کردن انجمادی و غیره انجام داد.
یکی دیگر از رایج‌ترین و خانگی‌ترین روش‌ها برای کنترل فعالیت آبی، افزودن املاح است. سبزیجات را در محلول آب نمک یا میوه‌ها را در شربت شکر نگهداری می‌کنیم. روش نگهداری مواد غذایی با افزودن نمک و شکر از زمان‌های قدیم مورد استفاده قرار می‌گرفته است. اما چرا املاخ غذا را حفظ می‌کند؟ پاسخ این است که فعالیت آبی محصول را کاهش می‌دهد. املاح اضافه شده (نمک، شکر) با مولکول‌های آب متصل می‌شود و آن را برای میکروب‌ها غیر قابل دسترس می‌کند.
کاهش ۰. ۰۰۵ در فعالیت آب از ۰. ۹۵۵ به ۰. ۹۵ در محیط، محتوای آب درون سلولی را حدود ۵۰٪ کاهش می‌دهد و حجم سلول را تا حدود ۴۵٪ کاهش می‌دهد. این نشان دهنده حساسیت میکروارگانیسم‌ها به تغییر جزئی فعالیت آبی است.
مربا و ژله نمونه‌های بسیار خوبی از این تکنیک هستند. ترکیبی از این دو تکنیک حتی بهتر عمل می‌کند. ما چندین دهه است که با استفاده از این تکنیک‌ها غذا‌ها را حفظ کرده‌ایم. اکنون که می‌دانیم دلیل اصلی فعالیت کنترل شده آب است.
بنابراین داشتن دانش صحیح از مفاهیم تاثیر فعالیت آبی در صنایع غذایی ما را در تصمیم‌گیری در مورد روش نگهداری، مواد بسته‌بندی و پایداری در قفسه محصول و در نهایت طراحی یک محصول ایمن با کیفیت بالا کمک می‌کند.
ثبت ديدگاه