نقش و اهمیت واترآکتیویته ( Water Activity ) در کنترل و ارتقاء کیفیت مواد غذایی

فساد مواد غذایی سالیانه میلیاردها خسارت بر جامعه بخصوص تولیدكنندگان وارد می آورد كه متاسفانه بالاترین رقم خسارت متوجه كشورهای جهان سوم است كه در تولید و كنترل كیفی محصولات بنحو صحیح از تكنولوژی استفاده نمی نمایند.
مهمترین عامل فساد مواد غذایی و محصولات كشاورزی و دامی آب آزاد موجود در آنهاست .
رطوبت در مواد غذایی شامل ۲ بخش مجزا از هم می باشد . بخشی كه به مواد مختلف چسبیده است و همان رطوبت درگیر و جذب شده می باشد ( Bound Water ) بخش دیگر بصورت آزاد وجود دارد كه درگیر نیست وunbound Water ) و همین بخش است كه به فعالیت آبی مربوط می باشد .
فعالیت آبی ( water Activity ) یكی از ویژگی های بسیار مهم مواد غذایی بوده كه از نقطه نظر حفظ سلامت ماده غذایی ، زمان نگهداری ، طعم ، رنگ و ارزش غذایی آن و بالاخره جنبه های اقتصادی دارای اهمیت فوق العاده ای بوده و امروزه مورد توجه زیاد كارشناسان و تكنولوژیست های صنایع غذایی ، دانشگاه ها ، مراكز تحقیقاتی ، سازمانهای كنترل كننده مواد غذایی ، موسسات استاندارد سراسر دنیا و از جمله ایران می باشد .
لذا ضرورت دارد كه مدیران و كارشناسان واحدهای صنایع غذایی و سازمانهای ذیربط به این ویژگی مهم توجه خاص نموده و آنرا جزو ویژگی اصلی محصولات غذایی قرار داده و آنرا كنترل كرده و درحد استاندارد قرار دهند در غیر اینصورت علاوه بر كاهش زیاد كیفیت محصول و فساد سریع آن متحمل خسارت زیاد شده و سلامت جامعه را دچار مخاطره می نمایند.
اینجا بجاست كه تعریفی از فعالیت آبی و ویژگی های آن داشته باشیم .در مواد غذایی مختلف نظیر كیك ، شیرینی، لبنیات ، فرآورده های گوشتی ، مرباجات ، ژله ، سس ها ، غیره مقداری آب موجود است همان طور كه گفتیم برآب آزاد اشاره می كند و این بخش از رطوبت است كه نقش بسیار مهم در كیفیت مواد غذایی بخصوص زمان ماندگاری و فساد ناشی از رشته میكروارگانسیم ها دارد .
البته اندازه گیری میزان این دو نوع رطوبت به تفكیك مشكل است . با توجه به اینكه آب آزاد موجود در محصول روی میزان واترآكتیویته موثر است و این نوع رطوبت محصول در درجات مختلف حرارت دارای فشار بخار مشخص است لذا می‌توان از روی میزان فشار بخار 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 نمی كند 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 چنین تعریف شده است .
واترآكتیویته 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 مهمترین شاخص دوام و استقامت مواد غذائی ، داروئی ، بهداشتی و آرایشی و فرآورده های كشاورزی و دامی در مقابل فساد و كپك زدگی می‌باشد و با كنترل آن علاوه بر افزایش زمان ماندگاری تا چند ماه و بیشتر كیفیت محصول از نقطه نظر رنگ و طعم ، بافت و غیره به میزان 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 ، دانشگاه ها ، مراكز تحقیقاتی و سازمان های 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 ، دانشگاه ها و مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی و وزارت بهداشت و آموزش پزشكی به اهمیت روز افزون این شاخص مهم توجه نموده و آزمایشگاه های خود را مجهز به دستگاه های دقیق اندازه گیری واترآكتیویته نموده اند .
امروز بیشترین عامل فساد میكروبی ، كپك زدگی ، كاهش كیفیت و كهنگی مواد غذائی مختلف مانند فرآورده های آردی ، لبنیات ، فرآورده های گوشتی ، سس ها ، مرباجات و غیره بالا بودن واترآكتیویته می‌باشد.
اگر فعالیت آبی از حدی پائین تر باشد میكروارگانیسم ها قادر به رشد و تكثیر نمی باشند. بنابرانی بهترین و موثرترین راه جلوگیری از فساد میكروبی و كپك زدگی محصولات مذكور ، كاهش واتر آكتیویته می‌باشد و می‌توان با استفاده از روش‌های علمی و فنی در تولید و بكار گیری مواد اولیه و كمكی و افزودنی های مجاز واترآكتیویته محصولات را به پائین تر 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 ملاحظه ای ارتقاء‌ داده و از بسیاری واكنش شیمیائی زیان آور جلوگیری نمود. با تعیین واترآكتیویته مواد غذائی می توان پیش بینی كرد كه كدام یكی از میكروارگانیسم ها عامل بالقوه و منشاء 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.
همانطور كه گفته شد واترآكتیویته علاوه بر اثری كه روی رشد میكروارگانیسم ها دارد ، نقش بسیار مهمی روی فعالیت آنزیم ها ، ویتامین های مواد غذائی ، رنگ ، بو و طعم و واكنش های شیمیایی این مواد نیز دارد. كنترل واترآكتیویته روش بسیار موثری برای جلوگیری و ثابت نگهداشتن واكنش های 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 واكنش ها 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 می نماید بنابراین برای بعضی از مواد غذائی كنترل واترآكتیویته روش خوبی برای كنترل قهوه ای شدن ناشی از واكنش میلارد می‌باشد.
شكستن اتوكاتالیتیك Autocatalytic) خودبخود) تری گلیسریدهای چربی ها و روغن ها و تبدیل آنها به اسیدهای چرب آزاد قویاً تحت تاثیر واترآكتیویته می‌باشد و در واترآكتیویته بالا اسید چرب آزاد ناشی از واكنش های 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 ویژه ای برخوردار است كه جهت اندازه گیری آن دستگاه های مختلفی دارد .

مهندس منصور احمدی ندوشن

منبع : مجله گسترش صنعت