Водната активност, която предоставя информация за безопасността и качеството на продукта, често се смята за по-сложно измерване от съдържанието на влага. Но извършването на точни, повтарящи се измервания на съдържанието на влага не е толкова просто, колкото изглежда.

отколкото

На теория измерването на съдържанието на влага (MC) е лесно. Просто определете количеството вода в продукта и го сравнете с теглото на всичко останало в продукта. Всъщност това е труден и сложен процес за получаване на точен процент вода в продукта. Ето защо.

Различните методи за докладване предизвикват объркване

Съдържанието на влага (MC) се отчита на мокра или суха основа. За мокра основа количеството вода се разделя на общото тегло на пробата (твърди вещества плюс влага). За суха основа количеството вода се разделя на сухото тегло (само твърди вещества). За съжаление съдържанието на влага често се отчита само като процент, без да се посочва кой метод е използван. Въпреки че е лесно да се преобразува между мокра и суха основа, объркване и потенциални проблеми възникват, когато се правят сравнения между съдържанието на влага, отчетено на различна основа. В допълнение, съдържанието на влага, отчетено на суха основа, всъщност може да доведе до процентна стойност по-голяма от 100%, което води до повече объркване.

Разнообразни методи за измерване правят сравненията невъзможни

AOAC изброява 35 различни метода за измерване на съдържанието на влага. Те се класифицират като преки или косвени методи за измерване. Директните методи включват отстраняване на водата от продукта (чрез изсушаване, дестилация, екстракция и т.н.), след което се измерва количеството вода чрез претегляне или титруване. Директните методи осигуряват най-надеждни резултати, но обикновено са трудоемки и отнемат много време. Някои примери включват въздушно сушене във фурна, сушене във вакуум, сушене чрез замразяване, дестилация, Карл Фишер, термогравиметричен анализ, химическо изсушаване и газова хроматография.

Косвените методи не отстраняват водата от пробата. Вместо това те включват измерване на някакво свойство на храната, което се променя при промяна на съдържанието на влага. Тези методи изискват калибриране към основен или директен метод. Тяхната точност е ограничена от точността на основния метод. Индиректните методи обикновено са бързи и изискват малко подготовка на пробата, но са по-малко надеждни от методите за директно измерване. Примерите за косвени методи за измерване включват рефрактометрия, IR абсорбция, NIR абсорбция, микровълнова адсорбция, диелектричен капацитет, проводимост и ултразвукова абсорбция.

По-нататъшното усложняване на процеса на измерване на съдържанието на влага е, че един метод на измерване не предоставя непременно същите резултати като друг и методът на измерване обикновено не се отчита със стойността на съдържанието на влага.

Дори методите за директно измерване не дават последователни резултати. Всеки метод, който изисква нагряване на пробата (т.е. загуба при сушене), може да доведе до загуба на органични летливи вещества или разлагане на пробата (особено за проби, съдържащи високи нива на захар). Например, ако в пробата присъстват органични летливи вещества или ако пробата се разлага по време на сушене, анализът на Карл Фишер, който не е податлив на летливи загуби или разлагане, ще даде различни резултати от анализа на загуба при сушене.

Трудно е да се избегне променливостта

Един от отговорите на тези проблеми е просто да се използва последователен метод и да се сравняват само стойности, получени по същия начин. За съжаление, последователността в метода за измерване за анализ на съдържанието на влага все още няма да елиминира всички проблеми. Помислете например за загуба при сушене. Този метод изглежда достатъчно прост. Проба се претегля и теглото се записва. След това пробата се прехвърля във фурна, оставя се да изсъхне и се измерва теглото на сухото вещество. Количеството вода се определя чрез изваждане на сухото тегло от първоначалното тегло и след това съдържанието на влага се изчислява като количеството вода, разделено на сухото тегло или общото тегло, в зависимост от метода на отчитане.

Дори този прост метод на загуба при сушене се добива с потенциални капани за променливост. Най-фундаменталното е, че терминът „сухо“ няма реално научно значение и никога не е бил добре дефиниран. Вместо това за всяка проба трябва да се установи произволна сухота, която е възпроизводима. „Сухота“ често се определя като точката, в която загубата на тегло завършва. Термогравиметричните графики обаче показват, че загубите на тегло се различават при различни температури за различните продукти. Също така, в зависимост от продукта, продължителността на времето, необходимо за постигане на „сухота“, ще се различава и температурата, която създава „сухота“ в един продукт, може да причини разлагане в друг. Това означава, че всяка проба има уникална идеална температура на фурната и време за сушене. Тази идеална комбинация време/температура е налична в литературата за някои продукти, но има много, за които не е налична. Трудно е да се знае коя комбинация да се използва за непроверени продукти. Ако не се използва същата комбинация време/температура, полученото съдържание на влага не трябва да се сравнява.

Друго усложнение е, че много фурни, настроени на една температура, могат да се различават във времето от тази температура с до 15 ° C, а две фурни, настроени на една и съща температура, могат да варират с до 40 ° C.

Допълнителните източници на вариации само за метода на сушене с загуба включват: налягане на парите във фурната, методи за подготовка на пробата, размер на частиците на пробата, претегляне на пробата и обработка след изсушаване. Интересно е, че въпреки потенциалните клопки, когато в литературата се съобщава за съдържание на влага при загуба при сушене, то веднага се приема като правилно. Освен това, когато се правят сравнения между методите за съдържание на влага и един от тези методи е сушенето с загуба, винаги се приема, че измерването на загубата при сушене е правилно.