Содержание влаги и активность воды в замороженных продуктах

Содержание влаги показывает, сколько воды содержит пищевой продукт на указанной массовой основе. Активность воды, обозначаемая a_w, описывает равновесное давление водяного пара относительно чистой воды при той же температуре. Эти показатели отвечают на разные вопросы. Процентное содержание влаги нельзя трактовать как значение активности воды, а результат измерения после размораживания не описывает непосредственно ингредиент в замороженном состоянии.

Для замороженных фруктов, овощей и грибов полезное сравнение начинается с образца: какой продукт, какая порция, какая подготовка и какие условия испытания? Сохраняйте эти сведения рядом с числом. От них зависит, можно ли сравнивать два отчёта и как результат может использоваться в спецификации или испытании применения.

Рассматривайте содержание влаги и активность воды как разные измеряемые показатели

Представьте, что покупатель получает две строки аналитических результатов для замороженного овоща. В одной указано «содержание влаги, %», в другой — «активность воды». Прежде чем решать, приемлем ли какой-либо результат, покупателю нужны основа расчёта и метод для первой строки, а для второй — температура измерения и состояние образца. Запросите эти сведения, прежде чем использовать любую из строк для ранжирования образцов.

Техническое объяснение активности воды FDA [1] определяет соотношение равновесных давлений пара. В указанных условиях равновесия a_w также связана с равновесной относительной влажностью, делённой на 100. Это безразмерное отношение, а не доля воды в массе пищевого продукта в процентах. Такое определение приведено в техническом руководстве FDA 1984 года; любое действующее нормативное требование нуждается в отдельном рассмотрении применительно к конкретному продукту.

Описание a_w как «доступной воды» может быть полезным введением, но также способно ввести в заблуждение. Значение 0.90 не означает, что 90% продукта составляет вода или что ровно 90% содержащейся в нём воды относится к физически отделимой «свободной» фракции. При чтении сертификата или лабораторного отчёта покупателю следует сохранять фактическое название измеряемого показателя, а не превращать такое упрощение в утверждение о составе.

Подготовленное AQUALAB сравнение содержания влаги и активности воды [2] объясняет, почему измерение количества и измерение равновесного состояния не могут заменять друг друга. Связь между ними зависит от материала и температуры. Зависимость сорбции влаги для конкретного продукта может связывать эти измерения при заданных условиях; универсального пересчёта процентного содержания влаги в овоще в его a_w не существует.

Это различие важно, если в закупочном требовании используется только слово «влага». Уточните, какая задача стоит за ним. Заказчик может стремиться контролировать сухие вещества ингредиента в рецептуре, понять перемещение влаги между компонентами, исследовать изменение текстуры или задать конкретный аналитический показатель. Для этих задач могут понадобиться разные доказательства. Указание цели решения помогает лаборатории и поставщику ответить на фактическое требование.

В XMG наше согласование спецификации и образца отделяет аналитический показатель от метода его определения и решения о приёмке. Если требование уже составлено, отправьте его полностью. Если показатель ещё разрабатывается, укажите предполагаемый продукт и применение, чтобы с соответствующими сторонами можно было уточнить необходимые вопросы об образце и отчётности.

Сохраняйте указание основы расчёта содержания влаги

Для результата содержания влаги, выраженного в процентах, нужен знаменатель. При расчёте на влажную массу массу воды сравнивают с общей массой образца, включая эту воду. При расчёте на сухую массу её сравнивают с массой сухих веществ. Оба описания основаны на массе, но их численные значения могут сильно различаться. Отчёт без указания основы расчёта создаёт устранимую неоднозначность.

Рассмотрим намеренно простой гипотетический образец массой 100 g, содержащий 80 g воды и 20 g сухих веществ. Содержание влаги на влажную массу равно 80, делённым на 100 и умноженным на 100: 80%. На сухую массу ту же массу воды делят на 20, затем умножают на 100: 400%. Между этими расчётами в образец ничего не добавляли.

Пример иллюстрирует знаменатель, а не состав конкретного замороженного продукта. Результат на сухую массу выше 100% математически возможен, поскольку масса воды может превышать массу сухих веществ. Объяснение AQUALAB представления результатов содержания влаги и различий методов [3] называет различие между расчётом на влажную и сухую массу источником путаницы. При переносе результата в таблицу сравнения всегда сохраняйте основу расчёта.

Предположим, два поставщика используют один краткий заголовок столбца «Содержание влаги %», но одна лаборатория представляет результат на влажную массу, а другая — на сухую. Их ранжирование по указанным числам означало бы сравнение разных способов выражения состава. Получите полные отчёты до расчёта разницы. Если пересчёт уместен, сохраняйте исходные результаты и документируйте пересчёт отдельно, чтобы другой проверяющий мог его воспроизвести.

Также отличайте массу аналитической пробы от закупаемого количества. Масса в расчёте содержания влаги — это заданная испытательная порция, а не автоматически масса нетто коробки или выход после стекания жидкости в испытании приготовления. Наше руководство по массе нетто, массе после стекания жидкости и глазури рассматривает эти вопросы коммерческого количества. Сохраняйте их в отдельных полях, а не пытайтесь ответить на все одним процентным показателем.

При обсуждении рецептуры укажите, относится ли расчёт к ингредиенту в поставляемом виде, к размороженной смеси вместе с её жидкостью или к оставшейся порции после указанной подготовки. Для расчётного листа рецептуры может понадобиться иная основа, чем для входной спецификации. Если нужны обе, явно укажите каждую и определите, какая задаёт фактическое закупочное требование.

Если число выглядит необычным, сначала проверьте единицу измерения, знаменатель и правильность переноса записи. Запросите основу лабораторного расчёта, а не предполагайте, что неожиданный процент доказывает отклонение продукта. Такая небольшая проверка отчётности может разрешить разногласие до заказа ещё одного образца или объяснения разницы обработкой.

Замораживание меняет состояние воды, а не её природу

Вода, превратившаяся в лёд, остаётся водой в ингредиенте. Замораживание и удаление воды — разные операции. Замороженная ягода может содержать значительное количество воды, даже будучи твёрдой и покрытой льдом; её внешний вид не означает, что вода исчезла или что продукт следует рассматривать как сушёный ингредиент. Сохраняйте это различие при сравнении замороженного и обезвоженного сырья.

Для содержащего лёд пищевого продукта в состоянии равновесия активность воды сильно зависит от температуры. Результат измерения активности воды размороженного образца при заданной лабораторной температуре характеризует подготовленный образец в этих условиях. Это не непосредственное измерение продукта при температуре его хранения в замороженном состоянии. Надпись «замороженный продукт» в заголовке отчёта не устраняет это различие.

Проведённый AQUALAB эксперимент до и после замораживания [4] полезен для понимания этого различия. В нём изучались компоненты порционных кексов и изюм, а активность воды измерялась при 25°C до и после хранения в замороженном состоянии. Измерения не проводились, пока продукты оставались замороженными. Этот эксперимент не доказывает, что у каждого IQF фрукта или овоща a_w остаётся неизменной при замораживании, и не устанавливает универсальный результат для размороженных плодов и овощей.

Объяснение замораживания University of Minnesota Extension [5] описывает изменения водосодержащих растительных тканей и объясняет, что замораживание не стерилизует пищевые продукты. Выжившие микроорганизмы могут расти, когда последующие условия это позволяют. Эти принципы помогают понять, почему условия обращения с замороженным ингредиентом и предусмотренная подготовка остаются важными; одно лабораторное измерение воды не определяет эти требования.

Для фактического заказа сохраняйте условия хранения, историю транспортировки образца и условия аналитического измерения как отдельные записи. Регистратор температуры описывает место и период, которые он контролировал. Результат активности воды описывает представленную испытательную порцию и метод. При рассмотрении поставки или спецификации продукта покупателем нельзя незаметно подменять одну запись другой.

Если вопрос связан с изменением текстуры после хранения, прямо укажите наблюдаемое изменение. Например, запишите, что подготовленная порция фруктов выделила больше жидкости в испытании покупателя, затем определите необходимое сравнение. Название проблемы «высокая активность воды» до исследования может направить работу к измерению, которое не объясняет наблюдаемую разницу.

Уточните у лаборатории, как образец будет приведён к нужному состоянию для испытания и что будет записано. Подготовка должна подходить продукту и методу. Попросите лабораторию определить в своей процедуре условия размораживания и достижения равновесия, включая предотвращение непреднамеренных изменений образца при подготовке.

Определите порцию, поступающую в лабораторию

Два образца одного вида фруктов могут представлять разный материал, если один содержит жидкость после размораживания, а другой — только оставшиеся плоды. В отчёте это различие должно быть явно указано. Перед отправкой согласуйте, что должна представлять испытательная порция, и уточните, в каком виде лаборатории нужно получить материал для одинаковой подготовки этой порции.

Рассмотрим гипотетический ингредиент из замороженной голубики для применения, в котором плоды и выделившаяся жидкость используются вместе. Покупатель, отвечающий за технические требования, может запросить результат для объединённого материала, подготовленного заданным методом. Для другого применения может использоваться отделённая плодовая фракция. Это разные задания на подготовку образца. Ни одно не следует обозначать просто как «содержание влаги в голубике», если это различие влияет на использование результата покупателем.

Определите, кто разделяет, смешивает материал или отбирает из него подпробы. Если отправитель удаляет жидкость из образца до отправки, лаборатория может не суметь восстановить исходную объединённую порцию. Если разделение должна выполнять лаборатория, инструкции должны описывать согласованную подготовку и записи. Договоритесь об этом до отправки образца, чтобы принимающей стороне не приходилось догадываться.

Не берите удобную ложку из наиболее доступной части неоднородного образца, предполагая, что она представляет весь материал. Целые кусочки, мелкие фрагменты и жидкость после обращения с продуктом могут распределяться неравномерно. Уточните, как метод отбора проб и подготовки учитывает форму продукта. Запишите, представляет ли результат выбранную порцию, заданную объединённую пробу или другой согласованный образец.

Сохраняйте идентификацию продукта на всех этапах: продукт и его форму, номер партии или образца, стадию образца, дату отбора и значимую информацию об обращении. Если отправляется несколько ёмкостей, промаркируйте их так, чтобы связь между ними была понятна. Отчёт не может обосновывать сравнение конкретных партий, если невозможно установить, какая представленная порция относится к обсуждаемой партии.

Определите, как будут предоставляться материалы для отдельных испытаний. Порция, подготовленная для одного анализа, может не подходить для всех остальных целей, а разрушающий анализ расходует или изменяет испытательную порцию. Требования должна указать выполняющая анализ лаборатория. Не предполагайте, что остаток после испытания содержания влаги позже сможет ответить на несвязанный микробиологический или сенсорный вопрос.

При коммерческом отборе образцов мы согласовываем запрошенную стадию образца и аналитические показатели с предполагаемой схемой поставки. Мы также явно указываем область утверждения образца. Ориентировочный образец может помочь первоначальному обсуждению, но не устанавливает автоматически состав или приемлемость последующей производственной партии. Связывайте результат с фактически испытанным образцом.

Сопоставляйте метод и температуру перед сравнением результатов

Используйте полную строку аналитических результатов с пояснениями, а не копируйте в таблицу только значение. Для сравнения необходимо сохранять идентификацию продукта, подготовку, метод, основу расчёта и значимые условия. Если в отчётах применены разные методы, уточните у лаборатории пригодность результатов для предполагаемого сравнения, прежде чем считать разницу между ними различием продуктов.

Подготовленный AQUALAB обзор анализаторов влажности [6] объясняет, что методы определения потери массы при высушивании оценивают влагу по массе, потерянной при заданной процедуре сушки. Потери других летучих веществ или изменения при нагреве могут влиять на интерпретацию. Косвенные подходы, такие как измерение в ближнем инфракрасном диапазоне, основаны на калибровочных зависимостях. Эти различия требуют выбора подходящего метода, а не предположения, что любой прибор с названием «анализатор влажности» даёт взаимозаменяемый результат.

Для активности воды сохраняйте температуру измерения и сведения лаборатории о приведении образца к условиям испытания. Температура и равновесие входят в смысл измерения. Уточните, подходит ли метод для данной матрицы и требуют ли какие-либо особенности образца специального обращения. Численную разницу между отчётами нельзя связывать с поставщиком до выяснения условий испытаний.

Обеспечивайте прослеживаемость исправлений. Если лаборатория уточняет, что пропущенная основа расчёта была влажной массой, сохраняйте это пояснение вместе с отчётом и соответствующим образом обновляйте таблицу сравнения. Не исправляйте исходный документ без указания изменений. Следующий проверяющий должен видеть и первоначально представленные сведения, и последующее подтверждение лаборатории.

Если после согласования методов и образцов разница остаётся существенной, согласуйте дальнейшее исследование с ответственными техническими сторонами. Наше руководство по сравнению результатов двух пищевых лабораторий подробнее рассматривает область применения метода и неопределённость. Привязывайте любое повторное испытание к определённому вопросу, а не выбирайте наиболее удобный новый результат.

Используйте результаты для тех решений, которые они могут обосновать

Вернитесь к причине запроса анализа. В спецификации продукта может потребоваться показатель содержания влаги на указанной основе расчёта. В проекте разработки может понадобиться понимание поведения ингредиента вместе с другими компонентами. При исследовании качества могут потребоваться сопоставимые измерения наряду с записями обработки и хранения. Укажите, какое из этих решений должен обосновывать отчёт и какие дополнительные доказательства нужны проверяющему.

Для входной спецификации определите требуемый показатель с соответствующими техническими сторонами до того, как он станет условием закупки. Запишите продукт, подготовку, метод, основу расчёта или температуру, критерий и ответственность за утверждение. Если у покупателя нет подтверждённого обоснования предлагаемого предела, сначала решите этот технический вопрос. Копирование числа для другого продукта или из общей интернет-таблицы не устанавливает подходящего требования к приёмке.

Для испытания рецептуры связывайте аналитическую информацию с фактическим использованием ингредиента. Записывайте, поступает ли вся выделившаяся жидкость в рецептуру, как дозируется ингредиент и какое свойство готового продукта оценивается. Отделяйте результат применения от аналитического результата. Значение содержания влаги может помочь объяснить расчёт рецептуры, тогда как сенсорный или технологический результат определяется самим испытанием.

Не используйте ни одно из этих измерений само по себе как общее разрешение выпуска по безопасности, подтверждение срока годности или доказательство того, что груз оставался замороженным. Для таких решений нужны доказательства, соответствующие продукту, процессу и предполагаемому применению. В частности, значение активности воды размороженного образца не отменяет соблюдения требуемых инструкций по обращению с продуктом и его подготовке.

Наша координация проверок и отчётности помогает связать требуемые испытания с лабораторией, сроками, образцом и ответственным проверяющим. Выполняющая анализ лаборатория проводит согласованное исследование; соответствующее техническое решение остаётся связанным с документированным требованием. Чёткая область работ делает результат полезнее и для покупателя, и для предполагаемого поставляющего предприятия.