Attività dell’acqua: la procedura di misura e di validazione in laboratorio

Che cosa si misura: aw e umidità totale non sono la stessa grandezza

L’umidità totale è una quantità: la massa di acqua contenuta in cento grammi di prodotto, determinata per perdita di peso all’essiccazione. L’aw è invece uno stato termodinamico: dice quanta di quell’acqua è effettivamente libera e quanta è legata a zuccheri, sali, proteine e amidi, quindi non disponibile. Un prodotto zuccherino può contenere il 25 % di acqua e avere aw 0,75, perché il saccarosio disciolto abbassa la pressione di vapore. Le due grandezze si determinano con metodi diversi e non sono convertibili l’una nell’altra: la relazione fra loro è descritta caso per caso dall’isoterma di sorbimento del singolo prodotto. Per questo, in una scheda tecnica completa, compaiono entrambe. La misura dell’umidità totale per essiccazione segue una procedura autonoma, trattata separatamente; qui ci si occupa solo dell’attività dell’acqua.

Come misurare attività dell’acqua: preparazione del campione

La procedura comincia dal campionamento. Il campione deve essere rappresentativo del lotto e prelevato senza esporlo all’aria ambiente più del necessario: pochi minuti su un prodotto igroscopico bastano a spostare il valore. Nei prodotti multistrato o farciti si misura ogni fase separatamente, perché l’aw dei singoli componenti è ciò che governa la migrazione di acqua fra loro. La capsula portacampione va riempita per circa metà o due terzi dell’altezza, senza superare il bordo e senza toccare il sensore. Non si comprime, non si spalma e non si tritura oltre lo stretto necessario: ogni manipolazione che altera la superficie modifica la velocità di scambio di vapore e, nei prodotti grassi, può creare un film che rallenta l’equilibrio. La capsula va chiusa e inserita subito nella camera.

Stabilizzazione termica, equilibrio e lettura

L’aw dipende dalla temperatura, perché dipendono dalla temperatura entrambe le pressioni di vapore che la definiscono: negli alimenti comuni lo scostamento è dell’ordine di qualche millesimo per grado, abbastanza da rendere non confrontabili misure eseguite in condizioni diverse. Campione e camera devono quindi trovarsi alla stessa temperatura, tipicamente 25 °C, prima di iniziare: un prodotto refrigerato va portato in equilibrio termico nella sua confezione chiusa, per evitare condensa superficiale. Raggiunta la stabilità termica, la misura procede finché l’aria della camera non raggiunge l’equilibrio con il campione. La lettura si accetta solo quando il valore è stabile secondo il criterio dichiarato dal metodo, di norma dopo alcuni minuti. Si registrano insieme il valore di aw e la temperatura di prova: senza la seconda, il dato non è interpretabile.

Verifica con soluzioni saline sature e periodicità dei controlli

Il riferimento per la verifica sono le soluzioni saline sature, che a temperatura nota impongono nello spazio di testa un’umidità relativa costante e tabulata. I sali usati abitualmente coprono l’intervallo utile: cloruro di litio attorno a 0,11, carbonato di potassio attorno a 0,43, cloruro di sodio attorno a 0,75 e solfato di potassio oltre 0,97, tutti a 25 °C. La verifica si esegue trattando la soluzione esattamente come un campione, con lo stesso tempo di equilibrio. La periodicità va fissata nel piano di controllo: un punto di verifica a ogni sessione di lavoro, una verifica su almeno due punti a cadenza settimanale e una taratura completa secondo le indicazioni della ISO 18787. Ogni verifica va registrata con data, sale, temperatura, valore atteso e valore letto.

Interpretare il dato: soglie microbiche, shelf life e piano HACCP

Il valore di aw si legge contro le soglie di crescita dei microrganismi, richiamate dalla ISO 21807. Sotto 0,91 la gran parte dei batteri patogeni non prolifera; sotto 0,86 si arresta anche Staphylococcus aureus, che è il più tollerante; sotto 0,70 si fermano lieviti e muffe comuni; sotto 0,60 nessun microrganismo cresce. Un prodotto con aw ≤ 0,92, in combinazione con il pH, rientra fra i casi in cui il Regolamento CE 2073/2005 non richiede studi di shelf life su Listeria monocytogenes. Su questa base l’aw diventa un limite critico misurabile nel piano HACCP e un parametro di validazione quando si modifica una ricetta: ogni variazione di zuccheri, sali o umettanti va confermata con una misura, non stimata.

Per il quadro completo della grandezza, dei metodi disponibili e dei campi di impiego rimandiamo alla pagina di approfondimento Attività dell’acqua.

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