Aktuelt 

Måling av vannaktivitet

Vannaktivitet er et svært undervurdert kvalitetsparameter, som gir mange fordeler over det å kun bestemme vanninnholdet i et produkt. Vannaktivitetsnivået er et nøkkelparameter som gir informasjon om produktets holdbarhet, konsistens og smak, samt mikrobiologisk og kjemisk stabilitet.

I dag blir matvarer sendt rundt over lange distanser. God kontroll over produktenes vannaktivitet er derfor helt nødvendig for at produktet skal ha god kvalitet helt frem til holdbarhetsdatoen, samt være sikkert å spise for forbruker.

Spesielt er bearbeidede kjøttprodukter svært vanskelig å håndtere, fordi de i de fleste tilfellene inneholder forskjellige typer ingredienser som fett / oljer, proteiner, krydder, etc. som gjør at flere uønskede reaksjoner kan finne sted. I tillegg er det i dag svært mye fokus på reduksjon av mengden salt, sukker etc. som tilsettes i næringsmidler, noe som gjør god kontroll av vannaktivitet til et enda viktigere parameter.

Se produsentens video under for å få en kort innføring i vannaktivitet.

 

Hva er vannaktivitet (Aw)?

Vannaktivitet er definert som den mengden av fritt vann tilgjengelig i et produkt (næringsmiddel), og er ikke det samme som vanninnhold (g vann / g prøve). Vannaktivitet angis som en aw-verdi og strekker seg fra 0 til 1, hvor 0 er absolutt tørrhet og 1 er 100 % relativ fuktighet.

Det er kun mengden fritt vann i et produkt som tar en aktiv del i utveksling av fuktighet med omgivelsesluften, og som kan danne et ideelt medium for mikrobiologisk vekst. Dette vil igjen påvirke produktets mikrobiologiske stabilitet. Vannaktiviteten har også en viktig virkning på de kjemiske reaksjonene i næringsmidler.

Hvordan bestemmes aw-verdien (vannaktiviteten)?

For å bestemme aw-verdien, må den relative fuktigheten over en prøve måles etter å ha nådd likevekt med den omkringliggende luften (Equilibrium). Equilibrium er etablert når luftfuktigheten i instrumentets målekammer endrer seg lite eller ingenting. I Novasinas instrumenter måles dette kontinuerlig av en sensor, og equilibrium er oppnådd når endringen i målekammeret er mindre enn 0,001 aw (0,1 % rH) innen en hvis tid (stabiliseringstid).

Novasinas instrumenter er de eneste på markedet som gir mulighet for selv å bestemme (programmere), hvor lang stabiliseringstid som er ønskelig/nødvendig. Ved aw-måling på næringsmidler med høyt innhold av fett, proteiner og karbohydrater vil dette ha spesielt stor betydning.

Dette fordi fett, protein og karbohydrater vil gjøre at en del av det frie vannet inne i næringsmidlet vil bevege seg saktere enn det frie vannet på overflaten.  Dette betyr at det tar lengre tid før alt det frie vannet når opp til overflaten, og dermed vil det også ta lengre tid å oppnå equilibrium. Dersom målingen foretas for tidlig (før equilibrium er oppnådd), vil dette kunne medføre svært feilaktige målinger, da man i prinsippet kun har målt mengden fritt vann på næringsmidlets overflate. Grafen under beskriver prinsippet som Novasinas instrumenter bruker for å bestemme om equilibrium er oppnådd:

Temperatur

Eksempel: Måleverdi for poteter ved forskjellig temperatur, med konstant vanninnhold (alltid 25 %)

Aw value at 0°C = 0.76 a_w

Aw value at 20°C = 0.80 a_w

Aw value at 40°C = 0.83 a_w

Aw value at 60°C = 0.85 a_w

Aw value at 80°C = 0.90 a_w

Aw value at 100°C = 0.93 a_w

Tiden det tar å etablere likevekt mellom det frie vannet i prøven og den omkringliggende luften (equilibrium), samt god temperaturkontroll, er med andre ord nøkkelen for en nøyaktig, pålitelig og reproduserbar aw måling. Nøyaktigheten på Novasinas vannaktivitetsmålere er inntil +/-0,003 aw. 

Måleprinsipp

-          Prøven plasseres i et lukket kammer.

-          Utvekslingen av fritt vann ender i equilibrium (likevekt)

-          Luftfuktigheten som er linket til vannaktiviteten (aw) måles.

-          Målehastigheten avhenger av typen prøve (hvor lang tid det tar å oppnå equilibrium).

På hvilken måte påvirker vannaktivitetsnivået næringsmidler?

Fritt vann i produkter kan blant annet medføre vekst av uønskede bakterier eller sopp, som produserer toksiner eller andre skadelige stoffer. Dette gjelder spesielt produkter som ikke varmebehandles før det spises av forbruker, som f.eks. spekemat.

I Norge har det de siste årene vært flere tilfeller hvor oppvekst av E.coli-bakterier i spekemat har medført sykdom og dødsfall blant forbrukere som har spist produktene. I disse tilfellene kunne god og nøyaktig kontroll av vannaktivitet bidratt til å hindre bakterienes vekst, da disse ikke kan vokse så lenge vannaktiviteten (aw-verdien) er lavere enn et visst nivå. Dette gjelder også andre patogene bakterier som f.eks. L. monocytogenes, som også er kjent for å gi alvorlige matforgiftninger.   

I tillegg vet man også at det ved flere tilfeller har blitt påvist STEC (Shigatoksinproduserende E.coli) i bl.a. råstoff av fårekjøtt som benyttes i spekematproduksjon. Bakterietypen er kjent for at den kan gi sykdom hos menneske i form av alvorlig tarminfeksjon og nyresvikt.

I tillegg kan også kjemiske / biokjemiske reaksjoner (f.eks. Maillard reaksjonen) i økende grad finne sted og endre følgende egenskaper for et produkt (næringsmiddel):

• Mikrobiologisk stabilitet (vekst).

• Kjemisk stabilitet.

• Innhold av proteiner og vitaminer.

• Farge, smak og næringsverdi.

• Stabilitet og holdbarhet.

• Lagring og pakking.

• Løselighet og tekstur.

Instrumenter

Novasina er vår leverandør av vannaktivitetsmålere, og de har i mer enn 50 år spesialisert seg på produksjon av måleinstrumenter med svært høy kvalitet. Instrumentene baserer seg på Novasinas egenutviklede elektrolysemålecelle for nøyaktige målinger av den relative likevektsfuktigheten (vannaktiviteten) i næringsmidler og farmasøytiske produkter.

Vannaktivitet er et viktig kvalitetsparameter i mange ulike typer mat, farmasøytiske og kosmetiske produkter, og den høye kvaliteten på disse instrumentene gjør at alle produsenter kan utføre målinger med høy nøyaktighet, presisjon og repeterbarhet.

Vannaktivitetsmålerne fra Novasina er én av to metoder som er validert iht. Nordisk Metodikkomitê For næringsmidler (NMKL), NMKL No. 168.

Egenskaper

Novasinas instrumenter har mange unike egenskaper som er viktige å tenke på når man skal velge instrument og instrumenttype. Blant annet:

• Direkte måling av aw-verdien
• Høy presisjon 0,003 (aw)
• I motsetning til dew point mirror metoden kreves ingen spesiell rengjøring av instrument/målecelle.
• Som eneste produsent har Novasinas instrumenter mulighet for bruk av filter, noe som hindrer unøyaktige målinger og skade på målesensoren som følge av flyktige stoffer (organiske syrer, urter, krydder, alkohol, osv.) i produktet som skal testes.
• For kalibrering av Novasinas instrumenter unngår du bruk av dyre engangs kalibreringsløsninger som er vanlige på denne typen instrumenter. For kalibrering benytter Novasina gjenbrukbare mettede saltløsninger som er holdbare i opptil 5 år om de oppbevares korrekt!
• Mange vannaktivitetsmålere har en fastlagt måletid på 5 minutter selv om equilibrium (likevekt) ikke er oppnådd, noe som kan føre til store avvik i målinger. Novasinas unike målecelle måler at equilibrium faktisk er oppnådd før målingen tas, noe som igjen sikrer at dine målinger er korrekte! 
• Ingen hysteresis

Instrumentmodeller

Årsaken til at man har flere typer vannaktivitetsmålere er blant annet at alle typer prøver har forskjellig karakteristikk når det kommer til ingredienser, tekstur, farge og smak. Alle disse faktorene pluss temperatur påvirker det frie vannet og vannaktiviteten i produktet. Disse faktorene er også medvirkende i forhold til hvor lang tid det tar å måle prøven, og nøyaktigheten på målingen. Stabile forhold under måleprosessen er med andre ord alfa og omega for å få korrekte målinger. 

Novasina tilbyr vannaktivitetsmålere i tre forskjellige modeller, med ulike egenskaper og i forskjellige priskategorier. Les mer om de ulike modellene ved å klikke på produktnavnet. 

• LabMaster-aw: Toppmodellen med full temperaturstyring på målecellen. Instrumentet kan håndthere alle typer prøver med vannaktivitet fra 0,04 aw til 1,00 aw. Målenøyaktighet 0.003aw

• LabTouch-aw: Semikontrollert temperaturstyring på målecellen. Instrumentet er god egnet for målinger av aw verdier fra 0,06 aw til 0,97 aw. Målenøyaktighet 0,005aw. Leveres nå også med hurtigmodus for målinger på under 10 minutter!

• LabSwift-aw: Portabelt aw-meter uten temperaturstyring. Egnet for lave til medium aw-målinger (0,20aw - 0,80aw). Målenøyaktighet 0,01 aw