دستگاه واتراکتیویته چیست؟ | فروش دستگاه واتراکتیویته

دستگاه واتراکتیویته كه به aw نشان داده می‌شود یكی از مهم‌ترین شاخص‌های كلیه مواد غذایی می‌باشد كه تأثیر بسیار روی كیفیت و دوام و ماندگاری مواد غذائی دارد. با كنترل واتراكتیویته از طریق دستگاه اندازه‌گیری واتراکتیویته حتی باوجود رطوبت بالا، بدون نیاز به مواد نگهدارنده ( كه عموماً مضر و گران قیمت هستند ) می‌توان كیفیت مواد غذائی از نقطه نظر زمان ماندگاری، طعم، بافت، رنگ و غیره را بمیزان زیادی بالا برده و از فساد آن‌ها جلوگیری نمود.

بدین ترتیب علاوه بر جلوگیری از خسارات بسیار زیاد ناشی از فساد می‌توان كیفیت محصول را بالا برده و با زیاد كردن مدت دوره پخش، هزینه آنرا بمیزان خیلی زیاد كاهش داده و امكانات لازم برای پخش گسترده وصادرات محصولات تولیدی را فراهم نمود.

با توجه به موارد فوق امروزه مشخصه aw یا همان واتراکتیویته مهمترین ویژگی كلیه مواد غذائی شامل انواع فرآورده‌های آردی مانند كیك، شیرینی، بیسكویت، ماكارونی و غیره، انواع فرآورده‌های گوشتی مانند سوسیس و كالباس و انواع لبنیات مانند پنیر، كره، ماست، خامه و غیره بوده و می‌بایستی دقیقاً آنرا توسط دستگاه اندازه‌گیری واتراکتیوته اندازه‌گیری وكنترل نمود. امروزه در بسیاری از كشور‌ها این ویژگی بسیار مهم در استاندارد‌های آن‌ها گنجانیده شده است.

دستگاه اندازه گیری واتراکتیویته

دستگاه واتر اکتیویته

در مواد غذایی مختلف نظیر كیك، شـیرینی، لبنـیات، فرآورده هـای گوشتی، مرباجـات، ژله و سس‌ها و غیره مقداری آب موجود داست كه در واقع همان رطوبت محصول می‌باشد. بخشی از این آب جذب و چسبیده به مواد می‌باشد كه اصطلاحاً آنرا رطوبت درگیر ( Bound Water ) می‌گویند.

بخـش دیگر آز آب مـوجـود در محـصول بصــورت آزاد (( Unbound Water که همان واتراکتیویته یا آب آزاد می‌باشد و آب آزاد موجـود در محـصول اسـت كه شاخص واترآكتیویته می‌باشد و این بخش از رطوبت اسـت كه نقـش بسـیار مـهم در كیفیت مواد غذایی بخصوص زمان ماندگاری و فساد ناشی از رشد می‌كروارگانیسم‌ها دارد.

البته اندازه‌گیری میزان این دو نوع رطوبـت به تفـكیك مشـكل اسـت.

با توجه به اینكه آب آزاد موجود در محـصول روی مـیزان واترآكتـیوتیه موثـراسـت و این نوع رطوبت محصول در درجات مختلف حرارت دارای فشـار بخـار مشـخص اسـت لذا مـی توان از روی میزان فـشار بـخار آب محصولات مختلف در هر درجه حرارتی شاخص برای كمیت آب آزاد محصول در نظر گرفت البته میزان فشار بخار آب محصول درصد رطوبت آزاد محصول را مشخص نمی‌كند لكن معرف كم و زیاد بودن آن می‌باشد یعنی در هر درجه حرارت هرچه میزان فشار بخار آب محصول بیشتر باشد میزان آب آزاد نیز بیشتر است با توجه به توضیحات فوق واترآكتیویته چـنین تـعریف شده است.

واتركتیویته عبارتست از نسبت فشار بخار آب محصول به فشار بخار آب خالص پس از رسیدن به حالت تعادل رطوبتی در همان درجه حرارت. حال ببینیم واترآكتیویته چه نقشی در كنترل و ارتقاء كیفیت محصولات مختلف و از جمله مواد غذائی دارد.

واترآكتیویته كه با علامت aw نشان داده می‌شود و با دستگاه اندازه‌گیری واتراکتیوته تعیین می‌شود مهمترین شاخص دوام و استفامت مواد غذائی، داروئی، بهـداشتی و آرایشی و فرآورده‌های كشاورزی و دامی در مقابل فساد و كپك زدگی می‌باشد و با كنترل واتراکتیویته علاوه بر افزایش زمان ماندگاری تا چند ماه و بیشتر كیفیت محصول از نقطه نظر رنگ و طعم، بافت و غیره بمیزان زیادی بالا خواهد رفت.

با كاهش واترآكتیویته تا حد استاندارد مطلوب و كنترل آن می‌توان زمان ماندگاری محصول حتی با رطوبت بالا تا چند ماه و یا بیشتر افزایش داد.

شاخص واترآكتیویته بقدری مهم می‌باشد كه امروزه تولیدكنندگان مواد غذائی و غیره، دانشگاه‌ها، مراكز تحقیقاتی و سازمان‌های بازرسی و كنترل مواد غذائی بیشترین اهمیت را به كنترل و كاهش این ضریب قائلند خوشبختانه در كشور ما ایران نیز اخیراً تولیدكنندگان مواد غذائی، دانشگاه‌ها و مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی و وزارت بهداشت و آموزش پزشكی به اهمیت روز افزون این شاخص مهم توجه نموده و آزمایشگاه‌های خود را مجهز به دستگاه‌های دقیق اندازه‌گیری واترآكتیویته نموده‌اند.

اگر واتراکتیویته از حدی پائین‌تر باشد می‌كروارگانیسم‌ها قادر به رشد و تكثیر نمی‌باشند.

بنابرانی بهترین و مؤثرترین راه جلوگیری از فساد می‌كروبی و كپك زدگی محصولات مذكور، كاهش واترآكتیویته می‌باشد و می‌توان با استفاده از روش‌های علمی و فنی در تولید و بكار‌گیری مواد اولیه و كمكی و افزودنی‌های مجاز واترآكتیویته محصولات را به پائین‌تر از حد بحرانی رساند و بدین ترتیب زمان ماندگاری و تاریخ مصرف آن را به چند ماه و یا بیشتر افزایش داد و كیفیت محصول را بطور قابل ملاحظه‌ای ارتقاء داده و از بسیاری واكنش شیمیائی زیان‌آور جلوگیری نمود.

با تعیین واترآكتیویته مواد غذائی توسط دستگاه اندازه‌گیری واتراکتیویته می‌توان پیش‌بینی كرد كه كدام یكی از می‌كروارگانیسم‌ها عامل بالقوه و منشأء فساد مواد غذائی می‌باشند همچنین می‌توان با تعیین واتراكتیویته مواد غذائی و مقایسه آن‌ها با حد بحرانی آن‌ها زمان ماندگاری و تاریخ مصرف محصولات مختلف را تعیین نمود.

میزان واترآكتیویته چند قلم از مواد غذائی بشرح زیر می‌باشد.

همانطور كه گفته شد واترآكتیویته علاوه بر اثری كه روی رشد می‌كروارگانیسم‌ها دارد، نقش بسیار مهمی روی فعالیت آنزیم‌ها، ویتأمین‌های مواد غذائی، رنگ، بو و طعم و واكنش‌های شیمیایی این مواد نیز دارد. كنترل واترآكتیویته روش بسیار مؤثری برای جلوگیری و ثابت نگهداشتن واكنش‌های شیمیایی مواد غذائی می‌باشد. برای مثال مواد غذائی كه دارای مواد پروتئین و قند‌های احیاكننده می‌باشند.

مستعد واكنش قهوه‌ای شدن غیر آنزیمی بنام واكنش میلارد ( Maillard ) می‌باشد با افزایش واترآكتیویته این واكنش‌ها افزایش پیدا كرده و در واترآكتیویته بین ۷/۰-۶/۰ به ماكزیمم می‌رسد.

البته در بعضی حالات افزایش بیش از حد واترآكتیویته واكنش میلارد را متوقف می‌نماید بنابراین برای بعضی از مواد غذائی كنترل واترآكتیویته روش خوبی برای كنترل قهوه‌ای شدن ناشی از واكنش می‌ارد می‌باشد.

شكستن اتوكاتالیتیك Autocatalytic) خودبخود)‌تری گلیسرید‌های چربی‌ها و روغن‌ها و تبدیل آن‌ها به اسید‌های چرب آزاد قویاً تحت تأثیر واترآكتیویته می‌باشد و در واترآكتیویته بالا اسید چرب آزاد ناشی از واكنش‌های فوق الذكر افزایش پیدا كرده و موجب تشكیل بو و طعم بسیار نامطلوب محصول می‌گردد.

به این ترتیب همانطور كه مشاهده كردید دانستن مقدار فعالیت آبی و كنترل آن در تولید همچنین تحقیقات از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است كه جهت اندازه‌گیری آن دستگاه‌های مختلفی دارد.

واتر اکتیویته در غذای حیوانات خانگی و پایداری شیمیایی

دستگاه واتر اکتیویته

برای غذای حیوانات خانگی، تنظیم یک مشخصه فعالیت آبی یا واتراکتیویته‌ایده‌آل یک گام مهم در فرمولاسیون برای ایمنی، کیفیت، پایداری فیزیکی و شیمیایی است. هنوز هم بسیاری از تولیدکنندگان غذای حیوانات خانگی سعی در استفاده از رطوبت برای تعیین ایمنی محصولات و یافتن محصول کپک‌زده دارند.

مشخصات محصول را می‌توان برای جلوگیری از تکثیر میکروبی، واکنش‌های شیمیایی، تخریب فیزیکی، و مهاجرت رطوبت تنظیم کرد. مقدار‌ایده‌آل را می‌توان بر اساس از دست دادن بافت محصولات خشک، تخریب شیمیایی محصولات نیمه مرطوب، رشد میکروبی غذای مرطوب تعیین کرد. هنگامی که واتراکتیوته‌ایده‌آل توسط دستگاه اندازه‌گیری واتراکتیوته مشخص شد، ترکیبی از پروسه تولید و فرمولاسیون می‌تواند برای دستیابی به فعالیت آبی‌ایده‌آل استفاده شود.

فعالیت آبی یا واتراکتیویته با کاهش انرژی فعال‌سازی، افزایش تحرک و افزایش ثابت سرعت بر سرعت واکنش تأثیر می‌گذارد. در نتیجه، نرخ واکنش نسبت به رطوبت با فعالیت آبی ارتباط بهتری دارد. به طور کلی، با افزایش فعالیت آبی یا واتراکتیوته، سرعت واکنش نیز افزایش می‌یابد، بیشتر واکنش‌ها به دلیل فعالیت‌های آبی زیاد، در محدوده ۰. ۷۰-۰. ۸۰ به حداکثر می‌رسند، اما اکسیداسیون لیپید تنها واکنشی است که در فعالیت کم آبی افزایش می‌یابد.

واکنشی که به احتمال زیاد بر کیفیت غذای حیوانات خانگی تأثیر می‌گذارد، اکسیداسیون لیپید یا ترش شدن است.

این یک واکنش پیچیده با چندین مسیر ممکن است و برای رخ دادن به حضور لیپید‌ها (چربی)، اکسیژن و رادیکال‌های آزاد نیاز دارد. در نتیجه، اغلب از طریق حذف اکسیژن توسط شستشوی نیتروژن یا استفاده از جاذب‌های اکسیژن کنترل می‌شود. ترشیدگی زمانی رخ می‌دهد که اکسیداسیون لیپید منجر به تشکیل بو و طعم کپک می‌شود.

برای پیشگیری باید ثبات شیمیایی در غذا را کنترل کرد. برای حفظ طراوت و بهبود تغذیه، غذای خشک حیوانات خانگی اغلب با یک پوشش چربی اسپری می‌شود، که آن‌ها را به ویژه در معرض ترشیدگی قرار می‌دهد. حیوانات خانگی اغلب غذایی را که دچار ترشیدگی شده است رد می‌کنند، یا صاحب آن‌ها غذایی را که بوی گندیدگی می‌دهد دور میاندازد.

برای به حداکثر رساندن ماندگاری، یک محصول باید در محدوده واتراکتیویته‌ایده‌آل خود تولید شود و در طول حمل و نقل، ذخیره‌سازی در آن فعالیت آبی باقی بماند. برای کیبل‌های خشک، فعالیت آبی کم است، و بافت مورد انتظار ترد و کرانچی است، اما اگر فعالیت آبی خارج از محدوده‌ایده‌آل افزایش یابد، کیبل‌ها نرم و نامطلوب می‌شوند.

از سوی دیگر، محصولات نیمه مرطوب دارای فعالیت آبی بالاتری هستند و انتظار می‌رود ساختاری نرم و انعطاف‌پذیر داشته باشند.

اگر فعالیت آب خارج از محدوده‌ایده‌آل در محصولات نیمه مرطوب کاهش یابد، آن‌ها سخت و نامطلوب می‌شوند. هنگامی که مشخصات واتراکتیوته‌ایده‌آل شناسایی شد، چالش بعدی تولید مداوم محصولات در محدوده‌ایده‌آل خواهد بود.

تنظیمات تولید مانند دمای فر و سرعت تسمه می‌تواند هر دوره تولید ثابت بماند و هر بار محصولی با واتراکتیویته یکسان تولید کند. متأسفانه، عوامل بیرونی وجود دارد که نیاز به تنظیم پارامتر‌های تولید دارد. که شامل ناهماهنگی در اجزای ورودی و تغییرات در محیط تولید است.

یک راه حل مؤثر برای جلوگیری از مشکلات ناشی از ترکیبات ورودی ناسازگار، ردیابی فعالیت آبی مواد و ایجاد محدوده قابل قبول است. بسیاری از تولیدکنندگان غذای حیوانات خانگی فعالیت آبی محصول نهایی خود را اندازه‌گیری می‌کنند، اما‌ایده استفاده از فعالیت آبی برای غربالگری مواد ورودی ممکن است یک مفهوم جدید، اما بالقوه مفید باشد.

برای محصولات نانوایی، ایمن ماندن آن‌ها در عین حفظ بافت مورد انتظار و خواص حسی بسیار مهم است. یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر کیفیت و ماندگاری محصولات نانوایی واتراکتیوته است. کنترل واتراکتیوته توسط دستگاه اندازه‌گیری واتراکتیوته در محصولات نانوایی می‌تواند به جلوگیری یا به حداقل رساندن واکنش‌های مختلف مانند ترشیدگی، فساد میکروبیولوژیکی یا تغییر در بافت به دلیل مهاجرت آبی کمک کند.

میکروارگانیسم‌ها برای رشد در یک محصول به یک محیط مساعد نیاز دارند. مهمترین عوامل کنترل‌کننده رشد مقدار pH و واتراکتیوته است.

اگر این دو پارامتر زیر حد رشد برای ارگانیسم باشند، میکروارگانیسم رشد نمی‌کند. اگر یک میکروارگانیسم در محیطی باشد که واتراکتیویته کمتر از واتراکتیویته داخل میکروارگانیسم باشد، تنش اسمزی ایجاد شده و میکروارگانیسم شروع به از دست دادن آب به محیط خود می‌کند. آب از فعالیت آبی زیاد (انرژی) به فعالیت کآبی کم منتقل می‌شود. بنابراین فشار تورگ کاهش می‌یابد و فعالیت متابولیک طبیعی در میکروارگانیسم را به تأخیر میاندازد.

محصولات نانوایی به دلیل بافت و طعم دلپذیر خود شناخته می‌شوند و هر محصول دارای خواص ارگانولپتیک منحصر به فرد خود است. رایج‌ترین حالت شکست در محصولات نانوایی و قنادی، تغییر غیرمنتظره در بافت یا طعم است. به عنوان مثال یک بیسکویت کره‌ای باید ترد باشد و یک کیک باید ترکیب خوبی از نرمی و رطوبت را نشان دهد. تغییر در فعالیت آبی منجر به تغییر در بافت می‌شود و هر محصول دارای محدوده فعالیت آبی بهینه است که در آن محدوده دارای بافت و طعم‌ایده‌آل خواهد بود.

کلید افزایش عمر محصولات تولید آن‌ها با فعالیت آبی‌ایده‌آل و حفظ فعالیت آبی در طول نگهداری، حمل و نقل با بسته‌بندی مؤثر است. بسیاری از محصولات نانوایی حاوی اجزای متعددی مانند مغزی‌ها، خامه یا پوشش آیسینگ هستند.

برای این محصولات، مهاجرت رطوبت بین اجزا می‌تواند منجر به تغییرات بافت نامطلوب یا حتی حساسیت به رشد میکروبی شود. رطوبت از فعالیت زیاد آبی به فعالیت کم آبی منتقل می‌شود، بنابراین راه جلوگیری از مهاجرت آبی و پیامد‌های همراه آن، مطابقت با فعالیت آبی اجزاء است. مغزی کیک، کیک و روکش کیک همگی باید قبل از ترکیب شدن با همان فعالیت آبی ساخته شوند و سپس، حتی اگر میزان رطوبت آن‌ها متفاوت باشد، هیچ مهاجرت رطوبتی بین اجزا وجود نخواهد داشت.

واکنش‌های شیمیایی مانند قهوه‌ای شدن مایلارد، اکسیداسیون لیپید، بیات شدن، واکنش‌های آنزیمی و غیره می‌تواند بر طعم، ظاهر و ارزش غذایی محصولات نانوایی تأثیر بگذارد. فعالیت آبی با کاهش انرژی فعال‌سازی، افزایش تحرک بر سرعت واکنش تأثیر می‌گذارد. در نتیجه، نرخ واکنش برعکس آنچه که عموم می‌پندارند با فعالیت آبی ارتباط بهتری دارد.

به طور کلی، با افزایش واتراکتیویته، سرعت واکنش نیز افزایش می‌یابد. بیشتر واکنش‌ها به دلیل رقیق‌سازی در واتراکتیویته‌های زیاد، در محدوده ۰. ۷۰-۰. ۸۰ aw به حداکثر می‌رسند، اما اکسیداسیون لیپید تنها واکنشی است که در فعالیت کم آبی افزایش می‌یابد.

میکروبیولوژی نان و تعیین واتراکتوته با دستگاه واتراکتیویته

یک سیستم کیفیت می‌تواند محصول گرا باشد یعنی محصول باید با تعدادی از مشخصات مورد توافق مطابقت داشته باشد، کنترل کیفیت و استمرار آن، دلیل موفقیت بسیاری از برند‌ها در بازار می‌باشد. واین امربا استفاده از ابزار‌های عینی برای اندازه‌گیری پارامتر‌های کیفی امکان‌پذیر می‌باشد. تولید محصولات نانوایی، مانند سایر فرآیند‌های تخمیری، یک فرآیند بسیار ظریف است که در آن جزئیات ظاهراً بی‌اهمیت تأثیر زیادی بر کیفیت محصول دارد.

پارامتر‌های کیفی که برای محصولات نان و شیرینی بررسی می‌گردد شامل موارد زیر است:

• حجم محصول: تحت تأثیر آرد (محتوای خاکستر، محتوای پروتئین)، امولسیفایر، اکسید‌کننده‌ها، آنزیم‌ها، شرایط تولید (مقدار مخمر، زمان، دما، رطوبت)، فرایند پخت…
• ساختار بافت: آرد (کیفیت و کمیت پروتئین‌ها)، مخلوط کردن (توسعه شبکه گلوتن)، پروسه مکانیکی پس از قالب‌گیری، گرد کردن و…
• رنگ پوسته: میزان قند (اضافه شده یا در نتیجه واکنش‌های آنزیمی)، پروسه تولید (دما، زمان، رطوبت)، پخت…
• نرمی بافت: حجم، ساختار بافت، ترکیب بهبود دهنده نان، رطوبت بافت، منحنی پخت…
• تردی: میزان قند، منحنی پخت، نحوه نگهداری نان پس از پخت (دما و رطوبت، بسته‌بندی)…

از لحاظ نظری، نان وقتی از فر بیرون می‌آید استریل نیست. با این حال، هنگامی که در شرایط بسیار بهداشتی (فناوری اتاق تمیز) بسته‌بندی می‌شود، کپک نمی‌زند و تنها یک باکتری Bacillus subtilis می‌تواند در فرایند پخت زنده بماند، که در صورت نگهداری در شرایط نامطلوب می‌تواند سبب فساد \” طنابی شدن\” شود.

قرمز شدن بافت نان می‌تواند در اثر فعالیت Serratia mencescens باشد که در غذا‌های غنی از نشاسته رنگدانه قرمز ایجاد می‌کند.

عمر مفید میکروبیولوژیکی نان را می‌توان با روش (یا ترکیب دو یا چند) زیر افزایش داد:

• روش‌های فیزیکی: پاستوریزاسیون، انجماد، بسته‌بندی اتمسفر یا تابش (اشعه γ)
• روش‌های شیمیایی: افزودن سرکه، سوربات‌ها، پروپیونات‌ها، الکل (تأخیر در بیات شدن)

تنظیم واتراکتیویته یا فعالیت آبی یا واتراکتیوته یک ماده غذایی عبارت است از نسبت فشار بخارماده غذایی در تعادل با محیط هوای اطراف به فشار بخار آب مقطر در شرایط یکسان. واتراکتیویته یا فعالیت آبی با افزایش دما افزایش می‌یابد. وضعیت رطوبت محصول را می‌توان به صورت رطوبت نسبی بیان شده برحسب درصد وفعالیت آبی را که به صورت عدد اعشاری بین ۰-۱ بیان می‌شود.

جایگزین نمودن قسمتی از آب در فرمول محصولات می‌تواند به کاهش فعالیت آبی و افزایش ماندگاری محصولات تخمیری کمک کند.

شركت پاك فن با همكاری كمپانی معروف نوازینا كه معروف‌ترین كمپانی سازنده دستگاه اندازه‌گیری واتراکتیوته با دقت بسیار زیاد می‌باشد دستگاه‌های مختلف اندازه‌گیری واتراکتیوته را به كارخانجات، ‌دانشگاه‌ها، ‌مراكز تحقیقاتی ایران معرفی نموده است كه مورد استقبال بسیار زیاد قرارگرفته است و هم اكنون در ایران كارخانجات و دانشگاه‌ها از دستگاه‌های اندازه‌گیری واتراکتیوته ساخت كمپانی نوازینا استفاده می‌نمایند.

كارخانجات توانسته‌اند با استفاده از این دستگاه بسیار جالب كلیه مشكلات ناشی از فساد را حل كرده و محصولات با كیفیت بسیار بالا تولید نمایند و با چندین برابر نمودن زمان ماندگاری محصولات خود از خسارات زیاد جلوگیری نموده و محصولات را در سراسر ایران توزیع و یا به كشور‌های دیگر صادر نموده و منافع زیادی عاید شركت خود نمایند.