Físico-química na bancada
Duas amostras podem ter a mesma umidade e oferecer condições diferentes para o crescimento microbiano.
A explicação está na diferença entre a quantidade de água determinada e sua atividade na matriz.
No laboratório, quantificar a água presente em um material e avaliar sua atividade são determinações diferentes. Confundir esses resultados pode comprometer a interpretação de estudos de estabilidade, controles de processo e avaliações microbiológicas.
O teor de umidade informa sobre a quantidade determinada pelo método empregado. A atividade de água, representada por aw, descreve uma propriedade termodinâmica relacionada à interação da água com a matriz. A relação entre esses parâmetros depende da composição e das condições do produto. Um mesmo percentual de umidade não corresponde, necessariamente, à mesma atividade de água. [1] [3]
Duas medições, duas perguntas analíticas
Teor de água ou umidade.
Quanto foi determinado na amostra, considerando a técnica, as condições do ensaio e a forma de expressão do resultado.
Atividade de água.
Qual é a relação entre a pressão de vapor da água em equilíbrio com a amostra e aquela da água pura, à mesma temperatura.
Na determinação do teor de água, o interesse é quantificar quanto desse componente está presente. Entretanto, o significado do resultado precisa acompanhar a técnica utilizada.
Na perda por dessecação, mede-se a redução de massa nas condições estabelecidas. Outros componentes voláteis podem ser eliminados junto com a água. Por isso, o valor obtido não deve ser interpretado automaticamente como uma determinação específica de água.
A titulação Karl Fischer emprega uma reação específica para água, desde que as condições analíticas sejam adequadas e não ocorram reações secundárias interferentes. Antes de comparar resultados, é necessário conhecer exatamente o que cada ensaio determina. [2]
aw = p / p0
p. Pressão de vapor da água em equilíbrio com a amostra.
p0. Pressão de vapor da água pura, à mesma temperatura.
A atividade de água é uma grandeza adimensional. Um resultado de 0,80 não significa que o produto contém 80% de água. Significa que a pressão de vapor da água sobre a amostra corresponde a 80% daquela sobre a água pura, nas condições da medição.
No equilíbrio e à mesma temperatura, esse valor corresponde a uma umidade relativa de equilíbrio de 80% no espaço gasoso acima da amostra. A porcentagem descreve a condição desse espaço gasoso, e não a composição percentual do produto. [1]
A composição muda o comportamento da água
A água interage com os constituintes da formulação. Sais, açúcares, proteínas e polissacarídeos influenciam essas interações e o comportamento de sorção do material.
Assim, conhecer sua quantidade não basta para descrever seu estado na matriz. Essa diferença ajuda a compreender por que produtos com teores de umidade semelhantes podem apresentar atividades de água distintas. [1] [3]
Para relacionar quantitativamente umidade e atividade de água, utilizam-se isotermas de sorção, curvas obtidas para determinado produto em uma temperatura definida. Essa relação costuma ser não linear.
O caminho percorrido pela amostra também pode importar. A adsorção e a dessorção podem apresentar trajetórias diferentes, fenômeno conhecido como histerese. Uma conversão estabelecida para determinada formulação precisa ter sua aplicabilidade avaliada antes de ser utilizada em outro material ou condição. [3]
A temperatura faz parte do resultado
A atividade de água depende da temperatura, e essa dependência é específica do produto. Comparar resultados exige conhecer as condições em que foram obtidos. [7]
Dois controles merecem atenção na bancada.
01. Temperatura do ensaio.
A condição definida para a medição precisa acompanhar o registro do resultado.
02. Condição térmica da amostra.
A diferença entre a temperatura da amostra e a da câmara deve ser tratada conforme o procedimento e as orientações do equipamento.
Introduzir uma amostra em condição térmica inadequada pode prolongar a estabilização. O manual do AQUALAB 5TE orienta o acompanhamento dessa condição e distingue a leitura final, obtida após os critérios de estabilidade, de estimativas rápidas disponíveis em configurações específicas do equipamento. [4]
Registrar a atividade de água sem informar a temperatura reduz a informação disponível para interpretar e comparar o resultado.
O equilíbrio precisa ser respeitado
A medição exige que a amostra estabeleça equilíbrio com o vapor de água no espaço acima dela, dentro da câmara fechada. O tempo necessário depende das características do material e do sistema de medição. [6]
Produtos revestidos ou com alto teor de gordura podem equilibrar lentamente. Amostras contendo determinados compostos voláteis, como álcoois e propilenoglicol, podem interferir em sensores, exigindo avaliação da compatibilidade da tecnologia utilizada. [4]
O aparecimento de um número no visor, isoladamente, não constitui um critério analítico suficiente para encerrar o ensaio. O procedimento deve definir o preparo e o modo de leitura apropriados à matriz, seguindo as condições demonstradas para a aplicação.
Baixa atividade de água não comprova ausência de microrganismos
A atividade de água é relevante para avaliar condições de crescimento microbiano. Entretanto, impedir a multiplicação e eliminar microrganismos são situações distintas.
O relatório conjunto da FAO e da OMS sobre alimentos de baixa umidade destaca que bactérias podem persistir por longos períodos nessas matrizes, mesmo quando não conseguem crescer. Surtos associados a esses produtos reforçam a importância dessa distinção. [5]
Para o controle de qualidade, os dois ensaios oferecem informações complementares. O teor de água contribui para caracterizar a composição e acompanhar processos. A atividade de água acrescenta uma perspectiva sobre o estado da água e sua relação com o comportamento do produto. [3]
A escolha começa pela pergunta analítica. Quanto de água foi determinado, em quais condições ela se encontra e qual decisão será tomada com esse resultado. A interpretação ganha consistência quando essas perguntas acompanham o número informado no laudo.
