Per crescere e svolgere le proprie attività metaboliche, i microrganismi hanno bisogno di acqua. In un alimento la quantità totale di acqua (umidità) è presente sia in forma libera (utilizzabile dai microrganismi) che legata a componenti dell’alimento stesso.
L’acqua può essere non disponibile per i microrganismi perché:
- contiene soluti disciolti come sali o zuccheri
- è cristallizzata sotto forma di ghiaccio
- è presente come acqua di idratazione
- è assorbita sulle superfici
Dunque, solo l’acqua libera presente in un ambiente consente la crescita dei microrganismi.
I batteri, per vivere e per moltiplicarsi, oltre ad idonee condizioni di temperatura, acidità, presenza (o assenza) di ossigeno, disponibilità di nutrienti, etc., necessitano assolutamente di acqua. La presenza di acqua, non tanto in termini di quantità, quanto in termini di disponibilità dell’acqua stessa, può quindi determinare la crescita dei batteri e, di conseguenza, la deteriorabilità di un prodotto alimentare. È necessario, perciò, prendere in considerazione un nuovo parametro chiamato attività dell’acqua o acqua libera o aw (a dabliu)
Poiché la citata libertà si traduce in disponibilità per i processi biologici ed enzimatici che richiedono acqua, ecco che il parametro attività dell’acqua, ancorché utile in una serie di altre svariate problematiche, entra principalmente in gioco quando si tratti di stabilità e di sicurezza degli alimenti.
Per attività dell’acqua si intende, dal punto di vista puramente descrittivo, un indice relativo alla quantità d’acqua che, in un determinato prodotto, è libera da particolari legami con gli altri componenti.
Affrontando problemi di conservazione di sostanze alimentari, più che all’umidità del prodotto (che si riferisce alla quantità totale di acqua contenuta), è più corretto riferirsi alla cosiddetta acqua libera, a quella cioè che, non essendo vincolata da particolari legami con i costituenti solubili dell’alimento, è utilizzabile nel metabolismo microbico.
La differenza tra acqua totale ed acqua libera si può facilmente intuire pensando ad un frutto, facilmente deperibile per la disponibilità di quasi tutta l’acqua contenuta, e ad una sua marmellata dove i legami tra acqua e zuccheri fanno sì che l’acqua libera sia una piccola frazione dell’acqua presente, al punto che, se si escludono alcuni tipi di muffe particolarmente poco esigenti, i microrganismi non riescono ad aggredirla, con il risultato di una particolare stabilità nel tempo.
L’ attività dell’acqua si indica con il simbolo (da water activity) e si definisce come:
dove P è la pressione di vapore dell’acqua nel prodotto e è la pressione di vapore dell’acqua pura, per una medesima temperatura. L’acqua libera determina la salubrità e la stabilità dell’alimento rispetto alla crescita microbica, alle velocità delle reazioni chimico-fisiche.
La misurazione dell’aw rende possibile:
- predire quale microrganismo potrebbe essere la fonte potenziale di alterazione o di infezione
- mantenere la stabilità chimica dell’alimento
- minimizzare le reazioni d’imbrunimento non enzimatiche e le reazioni di ossidazione auto catalitica spontanea
- prolungare l’attività di enzimi e di vitamine
- ottimizzare le proprietà fisiche degli alimenti come migrazione dell’umidità, consistenza e vita commerciale.
Crescita microbica e limitazione dello sviluppo microbico
L’aw, come visto, indica la quantità di acqua, entro l’acqua totale dell’alimento, disponibile per la crescita di microrganismi. Ciascuna specie di microrganismo (batterio, lievito, muffa) ha la sua minima, ottimale e massima aw, valore al di sotto del quale la crescita non è possibile. Questo valore corrisponde al potere di suzione dei vari microrganismi.
Con la misura dell’aw di un alimento è possibile determinare quale microrganismo sia in grado o meno di svilupparsi in un alimento. I valori limiti di sviluppo di aw sono 0,91-0,95 per la maggior parte dei batteri, 0,88 per la maggior parte dei lieviti o 0,80 per i lieviti osmotolleranti; 0,75 per i batteri alofili. I livelli di aw che impediscono lo sviluppo della maggior parte dei germi patogeni è di 0,90, per le muffe tolleranti 0,70; e per tutti i microrganismi è 0,60. Nelle tabelle seguenti sono indicati gli alimenti con vari intervalli di aw.
