Vatn og vatnsvirkni

Vatn er út um allt við sjáum það í vökva formi, föstu formi og sem gufu. Flest matvæli okkar innihalda töluvert vatn og þá tölum við um laust vatn og bundið vatn. Magn og hlutfall þessa vatns hefur mikil áhrif á geymsluþol matvæla.

Og nú er komið að þessu hugtaki vatnsvirkni sem ég ætla að taka smá snúning á og reyna að útskýra hvað er og hversu mikilvægu hlutverki það gegnir við geymslu matvæla.

Vatnsvirkni (e. water activity) er skilgreint sem hlutfallið á milli gufuþrýstings vatns sem er í jafnvægi við vatn í matvælum og gufuþrýsting yfir hreinu vatni við sama hitastig.

Þekking á vatnsvirkni matvæla er mjög mikilvæg þegar kemur að því að ákvarða geymslutíma, pökkun og geymsluaðstæður. Vatnsvirknin leikur aðalhlutverkið þegar verið er að vinna skreið, harðfisk og saltfisk svo dæmi séu tekin.

Vatn er í til staðar í öllum mat í einhverjum mæli og yfirleitt er talað um að hluti vatnsins sé laus og aðgengilegur meðan annar hluti vatnsins er bundinn sameindum eins og próteinum eða kolvetnum.

Vatnsinnihald eða rakainnihald matvæla er mæling á öllu vatni sem er til staðar í matvælum, lausu sem bundnu. Venjulega er heildar vatnsinnihaldið gefið upp í prósentum af heildarþyngd.

Vatnsvirkni er mælikvarði á vatn sem er aðgengilegt til lífrænna hvarfa. Vatnsvirknin segir til um hvort örverur geti vaxið. Ef vatnsvirkni lækkar þá minnkar möguleika örvera til að vaxa þar sem aðgengi að vatni minnkar.

Stutta skýringin fyrir örverur er sú að þær geta ekki bitið í eða tuggið matinn. Þær þurfa aða hafa næringuna uppleysta í vökva til að geta flutt hana í gegnum frumhimnu og það sama á við úrgangsefnin sem verða til innan frumunnar.

Sem sagt ákveðið magn af vatni þarf að vera til staðar svo þessi flutningur í gegnum frumhimnuna virki reyndar er vatnsþörfin nokkuð breytinleg eftir tegundum örvera.

Örverurnar drepast ekkert endilega þegar vatn vantar margar þeirra leggjast í nokkurs konar dvala þegar aðstæður verða óhagstæðar en taka svo til starfa á ný þegar aðstæður batna og nægur raki er til staðar á ný.

Vatnsvirkni a_w er skilgreind sem hlutfall gufuþrýstings matvæla (P) á móti gufuþrýstings hreins vatns (P₀). Vatnsvirknin segir til um hvort vatn sé líklegt til að færa sig frá matnum yfir í frumu örvera sem gætu verið til staðar.

a_w = P/P₀

Til dæmis ef vatnsvirkni er 0,9 þá þýðir það að gufuþrýstingur matvörunnar er 90% af gufuþrýstingi hreins vatns. Vatnsvirkni vex með hærra hitastigi, uppleysanleiki sykurs og salts eykst og ýmsir aðrir þættir og eiginleikar matvörunnar breytast.

Hægt er að nálgast upplýsingar um vatnsinnihald eða rakainnihald ólíkra afurða í Íslenska gagnagrunninum um efnainnihald matvæla (ÍSGEM) á heimasíðu Matís.

• Hrá þorskflök innahalda 82,4% vatn
• Soðin þorskflök innihalda 75,9% vatn
• Hrár siginn þorskur inniheldur 67,7% vatn
• Salfiskur þorskur inniheldur 58,5% vatn
• Þorskskreið inniheldur 15,7% vatn

Vatnsinnihald eitt og sér eru ekki nægjanlegar upplýsingar til að ákvarða öryggi matvæla eða til að sega til um geymsluþol. Samspil vatnsinnihalds og vatnsvirkni er flókið og tengist hlutfallslegum raka matarins og vatnsinnihalds. Það þarf að skoða þetta samspil fyrir sérhverja matvöru.

Ætla má að matvara sem inniheldur mikið vatn hafi hærri vatnsvirkni en þurrari matur. Það er samt ekki ætíð svo því matur sem inniheldur jafnmikið vatn getur t.d. haft mjög mismunandi vatnsvirkni. Í þessu samhengi er oft talað um að spægipylsa og soðið nautakjöt innihaldi um 60% vatn en vatnsvirkni spægipylsunnar er aðeins 0,82 meðan soðna nautakjötið er með vatnsvirkni upp á 0,98.

Eftirfarandi þættir hafa mest áhrif á vatnsvirknina:

• Með þurrkun lækkar vatnsvirknin vatn er fjarlægt úr vörunni samanber skreið og harðfiskur
• Uppleyst efni lækka vatnsvirknina eins og viðbætt salt í saltfiski eða sykur í sultu
• Vatnsvirkni lækkar við frystingu þar sem stór hluti vatnsins er bundið sem ískristallar
• Og svo geta t.d. samverkandi þættir söltunar og þurrkunar haft meiri áhrif til lækkunar á vatnsvirkni saman en hvort um sig, samanber þurrkaður saltfiskur

Mjög algengt er að nota fleiri en eina aðferð til að bæta og tryggja geymsluþol afurða t.d. er saltfiskur sem er með 0,74-0,78 í vatnsvirkni geymdur í kæli til að hemja og hægja á örveruvexti enn frekar.

Það þekkist einnig að bæta við rotvarnarefnum við ýmis matvæli með lága vatnsvirkni svona til að tryggja öryggi matvörunnar enn frekar.

Flestar handbækurnar sem ég hef tekið saman innihalda eitthvað um vatnsvirkni enda leikur hún mikilvægt hlutverk í verkun og vinnslu matvæla. Handbækurnar má nálgast undir flipanum „Á vísan að róa“ hér á síðunni.

Það þarf kannski ekki að taka það fram en ef framleiðendur eru að velta þessum hlutum fyrir sér og vantar þekkingu og stuðning til að meta stöðu eigin afurða þá eru jákvæðir og hjálpsamir sérfræðingar hjá Matís ávallt reiðubúnir með traustar og góðar ráðleggingar.