Activite de l'eau

MESURE DE L'ACTIVITE DE L'EAU

Introduction
Les recherches de méthodes capables de prolonger la conservation des aliments sont pratiquement aussi vieilles que l'homme. Déjà nos ancêtres savaient que les glacières, saumures ou séchages permettent de conserver la nourriture. À l'heure actuelle, personne n'a le temps, ni la possibilité, d'employer les moyens simples, mais efficaces de nos grands-parents.
Des prescriptions juridiques nous obligent à recourir à des moyens modernes et rapides de contrôle de la conservation des aliments. Le consommateur est habitué à trouver dans son supermarché des produits frais et sains, indépendamment de la saison.

Pourquoi mesurer l'activité de l'eau ?
L'activité de l'eau détermine directement les propriétés physiques, mécaniques, chimiques et microbiologiques de nombreuses substances, telles entre autres la fluidité, la coagulation, la cohésion et l'électricité statique. La capacité de conservation des aliments, la stabilité des couleurs, du goût, la teneur en vitamines, l'arôme et les conditions favorables à la formation de moisissures et à la croissance des microbes sont directement influencés par la valeur Aw (Activity water).
L'activité de l'eau est un facteur critique qui détermine directement la conservation des aliments. La température, le pH et quelques autres facteurs ont une certaine influence sur la possibilité et le taux de croissance d'un organisme dans des denrées. L'activité de l'eau représente le plus important de ces facteurs.
En mesurant l'activité de l'eau dans des aliments, on peut directement prévoir quels micro-organismes représentent une source potentielle d'altération. Prenons par exemple une cuisine possédant une activité de l'eau de 0,81. La durée de conservation prévisible à 27 °C est de 14 jours, 24 jours à 21 °C. Si l'on élève l'activité de l'eau à 0,85 les valeurs de conservation tombent à 8 jours à 27 °C et 12 jours à 21 °C. C'est l'activité de l'eau, donc l'eau libre, qui fixe la limite inférieure de la croissance microbiologie.
L'humidité d'équilibre d'un matériau hygroscopique joue dans ce processus un rôle important. On entend par humidité d'équilibre l'humidité relative qui doit régner dans une atmosphère environnante pour empêcher tout échange d'eau entre les matériaux et l'air. Il est donc clair que pour assurer une bonne conservation et du stockage de produits, le climat ambiant ne doit pas dépasser les valeurs limites établies par la mesure de l'activité de l'eau.
L'activité de l'eau est, par définition, pratiquement identique à l'humidité d'équilibre, elle n'est toutefois pas exprimée en pourcentage (0... 100%) mais en 0... 1,0 Aw.

Où mesure-t-on l'activité de l'eau?
La valeur Aw est un critère essentiel pendant les travaux de la recherche médicale ainsi que lors de la fabrication de nombreux médicaments sous forme de comprimés ou de capsules. Seule la détermination de la valeur Aw permet de fournir des renseignements sur la présence d'eau "libre", donc chimiquement non liée. Par ailleurs, l'activité de l'eau influence de manière significative la durée de conservation des produits alimentaires. Ceci concerne entre autres les pâtisseries, les sucreries, les fromages, le café, les produits laitiers, les fruits lyophilisés, la farine, les céréales, la viande, les champignons, les noix, l'huile alimentaire, le riz, la charcuterie, les produits instantanés, les épices et le thé.

La valeur de l'activité de l'eau de divers aliments est prescrite aux États-Unis, depuis 1979 par la FDA (Food and Drug Administration). Le système de mesure ROTRONIC, de l'activité de l'eau est conseillé pour établir cette valeur.
L'activité de l'eau et la croissance des micro-organismes dans les produits alimentaires

Valeur Aw	Limites maximales pour les micro-organismes	Produits alimentaires compris dans ces valeurs
1.00…0,95 0.95	Psoudomonas, Escherichia, Proteus, Shigella, Klebsiella, Bacillus, Clostridium perfringens, certaines levures	Produits rapidement altérables (frais) aliments et fruits en boites, légumes, viande, poisson et laitage, saucisse cuite pain cuit; produits alimentaires contenant jusqu'à 40% de sucre ou 7% de sel
0.95 …0,91 0.91	Salmonella Vibrio parahaemoliticus, C. botulinum, Serratia, Lâctobacillus, Pediococcus, certaines moisissures, levures (Rhodotoruia, Pichia	Certains fromages (cheddar, suisse, munster, provolone), viande fumée (jambon), quelques concentrés de jus de fruits, les produits alimentaires contenant jusqu'à 55% de sucre (saturés) ou 12% de sel
0,91…0,87	Beaucoup de levures (Candida, Torulopsis, Hansenula), Micrococcus	Saucisse sèche (salami), flans, fromages secs, margarine, les produits alimentaires contenant jusqu'à 65% de sucre (saturés) ou 15% de sel
0,87…0,80	La plupart des types de moisissure (Penicillia micotoxique), Staphyloccocus aureus, la plupart des Saccharomyces (bailii) spp., Deboryamyces	La plupart des concentrés de jus de fruits, le lait concentré sucré, les sirops de chocolat, d'érable et de fruits, les farines, riz et légumes secs avec15-17% d'eau; les gâteaux aux fruits; saucisses fumées, fondants
0,80…0,75	La plupart des bactéries halophiles, aspergilli micotoxique	Marmelades, gelées de fruits, pâte d'amande, fruits confits, certains marshmallows
0,75…0,65	Moisissure xérophile (Aspergillus chevaliers, A. Candidus, Wallemia sebi), Saccharomyces bisporus	Flocons d'avoine avec 10% d'eau, nougats, fondants, marshmallows, bouillies, mélasses, sucre brut, certains fruits secs, noix
0,65…0,60	Levures osmophile (Saccharomyces rouxi), certaines moisissures (Apergillus echinulatus, Monascus bisporus)	Fruits secs avec 15-20% d'eau; certains toffees et caramels; miel
0,5	Pas de croissance microbiologique élevée	Pâtes alimentaires avec 12 % d'eau; épices avec 10% d'eau
0,4	Pas de croissance microbiologique élevée	Œufs en poudre avec 5% d'eau environ
0,3	Pas de croissance microbiologique élevée	Cakes, biscuits secs, croûte de pain, etc. avec 3-5% d'eau environ
0,2	Pas de croissance microbiologique élevée	Poudre de lait avec 2-3% d'eau environ; fruits secs avec 5% d'eau environ, flocons de céréales avec 5% d'eau environ, gâteaux aux fruits, cakes rustiques, biscuits secs

Comment mesure-t-on l'activité de l'eau ?
Normalement, l'activité de l'eau est mesurée sur de petits échantillons enfermés hermétiquement dans un compartiment de
mesure muni d'un élément sensible d'humidité. Lors de la mesure successive de plusieurs échantillons, l'élément sensible
traverse un cycle d'humidité complet à chaque mesure. Cette opération ne doit ni influencer l'exactitude de la mesure, ni
provoquer une hystérésis du signal de sortie. Enfin, les additifs volatiles ne doivent pas influencer l'élément sensible.
Les éléments sensibles d'humidité HYGROMERâ et HYGROLYTâ de ROTRONIC répondent à ces critères.
Intégrés aujourd'hui dans des compartiments de mesure appropriés, ils satisfont leurs utilisateurs dans le monde entier et dans
les domaines les plus divers. La mesure de la valeur Aw, c'est-à-dire de l'humidité d'équilibre dans le produit, permet par
exemple d'optimiser un processus de séchage ou d'ajuster les conditions climatiques d'un entrepôt.
La mesure de l'activité de l'eau garantit ainsi une haute qualité constante des produits.

Teneur en eau - Activité de l'eau
Pour un produit déterminé, il existe un rapport direct entre la valeur Aw et la teneur en eau en pourcentage pondéral :
l'isotherme de sorption. Celle-ci peut être représentée soit sous forme de courbe, soit sous forme de tableau. Pour chaque
valeur d'humidité, une isotherme de sorption indique la teneur en eau du matériau, à une température constante donnée. Toute
modification de la composition ou de la qualité du matériau entraîne également une modification de la sorption. En raison de la
complexité des procédures de sorption, les isothermes ne peuvent pas être déterminées par le calcul, mais doivent être définies
de manière expérimentale pour chaque produit.
Ainsi, la teneur en eau et l'activité de l'eau sont à considérer dans la pratique comme deux paramètres indépendants dont la
relation réciproque est fournie par l'isotherme de sorption.
Le choix de la méthode dépend essentiellement du problème à résoudre.

Les appareils de mesure Aw
Pour satisfaire aux hautes exigences attendues des appareils de mesure Aw, on n'utilise que des matériaux de première
classe pour la fabrication. Le design de nos chambres de mesure est orienté sur les applications pratiques; elles sont très
faciles d'emploi. La technologie des éléments sensibles répond aux demandes de mesures précises et rapides avec résultats
reproductibles. Les stations Aw sont également livrées sur demande munies de certificats SCS. Le client peut ainsi
accorder ses mesures sur le standard national.
Plusieurs options sont disponibles pour la gestion des données, du simple appareil d'affichage à la station confortable avec
interface informatique et logiciel d'exploitation. .