يُكتب نشاط الماء بحرف a صغير يليه w صغير منخفض، من كلمة water: a_w. وهو عدد بلا أبعاد بين 0 و1. وكثيرًا ما يُكتب بالنسبة المئوية على أنه الرطوبة النسبية التوازنية ERH: a_w = 0,7 يقابل 70 %.
نشاط الماء ورطوبة المنتج عددان مختلفان. فالرطوبة تبيّن كمية الماء في المنتج بالكتلة، أما النشاط فيبيّن مدى حرية هذا الماء. في العسل نحو 17 % من الماء وفي الحبوب نحو 14 %، لكنّ a_w قيمته تكاد تتطابق فيهما: فالسكر يمسك الماء بقوة كما يمسكه النشا.
في جرة زجاجية شريحة خبز، وفي قاع الجرة ماء. تصعد قطرات زرقاء من الماء نحو لبّ الخبز. ومن خلال الحروف a_w على الخبز تنمو ثلاث مستعمرات من العفن وترتفع منها الأبواغ. وتحت الغطاء يظهر الضباب ثم يختفي. وعلى اليمين يسير مؤشر مقياس الرطوبة على التدريج حتى العلامة الحمراء 0,70، ومنها تبدأ المنطقة الخضراء للعفن.
صفحة الوحدة
علم الفطريات مراجعة 2026-10نشاط الماء a_w
كمية بلا أبعاد · نسبة ضغط البخار فوق العينة إلى ضغط البخار فوق الماء النقي
لماذا يبقى الخبز المجفف سنوات ويتعفن الخبز الطازج في أسبوع
ضع شريحة خبز طازج في جرة مغلقة. بعد خمسة إلى سبعة أيام تظهر عليها بقع خضراء. أما الخبز المجفف المصنوع من الخبز نفسه فيبقى في الجرة ذاتها سنة كاملة دون تغيّر. أبواغ العفن موجودة على كليهما. والفرق الوحيد هو الماء الذي يستطيعان أخذه.
يُقاس توافر الماء بنشاط الماء a_w. وهو ضغط بخار الماء فوق المنتج مقسومًا على ضغط البخار فوق الماء النقي عند درجة الحرارة نفسها. وفي الماء النقي a_w = 1. وفي الخبز الطازج نحو 0,96 وفي الخبز المجفف نحو 0,3.
تحتاج معظم أنواع العفن إلى a_w لا تقل عن 0,8. وأكثرها تحمّلًا يبدأ بالنمو عند نحو 0,7. وتحت 0,6 لا ينمو شيء تقريبًا. ولهذا تُخزَّن الحبوب جافة، وتُحفظ الأرشيفات عند رطوبة هواء نحو 50 %، ويُطبخ المربى بكمية كبيرة من السكر.
01 · التعريف
ضغط البخار · منحنى الامتزاز · عتبة النموالماء في المنتج إما حر أو مرتبط. ويمسك المرتبطَ منه النشا والبروتين والسكر والملح. وكلما اشتد إمساكها قلّ عدد جزيئات الماء التي تغادر إلى الهواء فوق المنتج. ولذلك يكون ضغط البخار فوق المنتج أقل منه فوق الماء النقي. ونسبة الضغطين هي نشاط الماء.
إذا بقي المنتج مدة في حيّز مغلق، توازن الهواء فوقه معه. عندئذ تصبح الرطوبة النسبية للهواء مساوية لـ a_w، مضروبًا في 100. وهذا ما يُستفاد منه: a_w يُقاس بمقياس رطوبة في حجرة صغيرة فوق العينة.
وتسمى العلاقة بين رطوبة المنتج و a_w منحنى الامتزاز. ولكل مادة منحناها الخاص. فقد يكون للحبوب برطوبة 14 % وللورق برطوبة 8 % قيمة a_w نفسها. أما العفن فالمهم له هو a_w بالذات: فهو الذي يقرر هل يستطيع الفطر أخذ الماء.
متى تظهر أولى البقع
في الأعلى جرة زجاجية فيها عينة: خبز أو حبوب أو كتاب أو مربى. اضبط بالمنزلق رطوبة الهواء في الجرة، وفي المربى نسبة السكر. تتوازن العينة تدريجيًا مع الهواء، ويعرض مقياس الرطوبة a_w الناتجة. ويجري الوقت بالأيام. وتنتظر ثلاثة أنواع من العفن عتباتها: الأسبرجلس المحب للجفاف ينمو من 0,70، والبنسيليوم من 0,80، والميوكور من 0,90. وحين تكون a_w فوق العتبة تنبت الأبواغ وتنمو المستعمرات. اللون الأزرق للماء، والأخضر للعفن، والأحمر للعتبات. وفي الأسفل ثلاثة عروض. «a_w بحسب الأيام» — كيف يتغير نشاط العينة ومتى ظهرت المستعمرات. «منحنى الامتزاز» — كمية الماء في المادة عند كل a_w. «الزمن حتى العفن» — كم يومًا ننتظر أول مستعمرة عند قيم مختلفة من a_w.
الجرة تحفظ رطوبة الخبز نفسه
في الجرة المغلقة لا مكان يذهب إليه ماء الخبز. يخرج قليل من الماء إلى الهواء، فيصير الهواء سريعًا رطبًا مثل الخبز، أي نحو 95 %. وبعد ذلك لا يكاد الخبز يجف، ويجد العفن ما يكفيه من الماء. وإذا فُتحت الجرة أو وُضع بجانبه هلام السيليكا صار الهواء أجف وأعطى الخبز ماءه. وعندما ينخفض a_w عنده إلى ما دون 0,7 يتوقف العفن عن النمو. وهكذا يتحول إلى خبز مجفف.
02 · التحويل
رطوبة الهواء · المنتجات · عتبات الميكروباتمن نشاط الماء إلى رطوبة المادة
أدخل a_w أو الرطوبة النسبية للهواء أو ضغط البخار. وستعرض التبويبة الأولى ضغط البخار ورطوبة الخبز والحبوب والورق عند هذا a_w وأي الميكروبات يمكن أن تنمو. وتجمع الثانية a_w المنتجات والأشياء المعتادة. أما الثالثة فهي عتبات نمو الميكروبات.
إن a_w نفسه يتغير قليلًا بتغير الحرارة. لكن عند التبريد قد يبلغ الهواء قرب الجدار البارد نقطة الندى. عندئذ يتكاثف الماء على زجاج الجرة أو على جدار الأرشيف، وهناك تساوي a_w واحدًا. ولذلك لا ينبغي وضع الأشياء الرطبة قرب جدار بارد.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · أدوات القياس
حجرة بمستشعر · مرآة مبرّدة · مقياس رطوبة الحبوب · مسجّليُقاس نشاط الماء من الهواء فوق العينة
محلّل نشاط الماء
توضع العينة في كوب بلاستيكي وتُدفع إلى حجرة صغيرة مغلقة. يتوازن الهواء في الحجرة مع العينة خلال دقائق. ويقيس مستشعر سعوي رطوبة الهواء ويقيس مقياس حرارة درجة الحرارة. ويعرض الجهاز a_w ودرجة الحرارة التي قيست عندها. والطريقة موصوفة في المعيار ISO 18787.
المرآة المبرّدة
فوق العينة مرآة صغيرة يبردها عنصر بلتيه. ينعكس شعاع ضوئي عن المرآة إلى كاشف ضوئي. وعندما يتكاثف الندى على المرآة يضعف الشعاع المنعكس، فيسجل الجهاز درجة حرارة المرآة، وهي نقطة الندى. ومن نقطة الندى ودرجة حرارة العينة يُحسب ضغط البخار و a_w. وهذه أدق طريقة، بدقة تصل إلى ±0,003.
مقياس رطوبة الحبوب
في صومعة الحبوب لا يُقاس a_w، بل رطوبة الحبوب. تُصبّ الحبوب في خلية بين لوحين ويقيس الجهاز سعتها الكهربائية، فالماء يغيّرها كثيرًا. ثم تُحوَّل الرطوبة بحسب منحنى الامتزاز إلى a_w. وفي القمح تقابل رطوبة 14 % قيمة a_w نحو 0,7 عند 20 °C، ولهذا تُجفَّف الحبوب إلى 13—14 %.
مسجّل في الأرشيف
الورق بذاته لا يكاد يتعفن ما دام الهواء حوله جافًا. وفي الأرشيفات والمكتبات توضع على الرفوف مسجّلات صغيرة تسجل كل ساعة الرطوبة والحرارة. وإذا بقيت رطوبة الهواء مدة طويلة فوق 65—70 % بلغ الورق a_w نفسه، وظهرت البقع على كعوب الكتب. وتُبقي المخازن الرطوبة عند نحو 45—55 %.
05 · قواعد الكتابة
نسبة من الواحد · درجة الحرارة · الفرق عن الرطوبةيُكتب a_w كسرًا من الواحد مع درجة الحرارة
يُكتب نشاط الماء عددًا من 0 إلى 1 بخانتين أو ثلاث بعد الفاصلة ودون وحدة. وبجانبه تُذكر درجة الحرارة التي قيس عندها. وتُكتب رطوبة المنتج على حدة وبالنسبة المئوية مع بيان هل هي على الكتلة الرطبة أم الجافة.
النشاط كسر من الواحد، أما 72 % فهي رطوبة نسبية للهواء في حالة التوازن. و«0,72 %» تخلط بين الكتابتين. و14 % رطوبة الحبوب لا نشاطها. والعتبة 0,70 تخص a_w وليس رطوبة المادة. والجهاز لا يعطي خمس خانات بعد الفاصلة. ورطوبة الهواء دون درجة الحرارة ناقصة: ففي التبريد قد يعطي الهواء نفسه ندى.
06 · الوحدات المجاورة
علم الفطريات · الضغط · المحلولنشاط الماء نسبة ضغطي بخار، ولذلك فأقرب جيرانه الباسكال. والسكر والملح يخفضانه عبر تركيز المحلول، وهو يُقاس بالمول في اللتر. أما سرعة نمو العفن حين يكفيه الماء فتبيّنها صفحة نمو الميسيليوم.
ضغط البخار: 3169 Pa فوق الماء عند 25 °C.
Mكلما اشتد الشراب قلّ a_w.
K_rسرعة المستعمرة حين يكفي الماء.
07 · القسم التاريخي
أرشيف · من مقياس الرطوبة الشعري إلى ISO 18787كيف عُرف أن الميكروبات يهمها نشاط الماء لا الماء نفسه
{title}
{text}
a_w له معنى فقط عند التوازن
يطول الشعر البشري حين يرطب الهواء ويقصر حين يجف. وعلى هذا بُني مقياس رطوبة سوسير عام 1783: شعرة مشدودة بنابض تدير مؤشرًا عبر ذراع صغيرة. وهو يبيّن رطوبة الهواء لا رطوبة المنتج. لكن إن بقي المنتج طويلًا إلى جانبه في حيّز مغلق تطابق العددان.
الكلمة المفتاحية هي «طويلًا». فالخبز الطازج الذي وُضع للتو في غرفة جافة يفقد الماء، ويكون الهواء عند سطحه أرطب منه في الغرفة. وما دام التبادل جاريًا فإن a_w مختلف على القشرة وفي وسط اللبّ. ولذلك يشترط المعيار انتظار التوازن وإبقاء الحرارة ثابتة.
على اليمين ما يحدث دون توازن. يقفز مؤشر المستشعر أولًا إلى رطوبة الغرفة ثم يقترب ببطء من a_w العينة. وتُسجَّل القيمة التي يتوقف عندها.
الوحدات الأساسية السبع في النظام الدولي
فهرس الكميات
علم الفطريات والماء · 12 صفحة تعريف
قطرة حمض تغيّر لون العصير، والملح يلوّن اللهب، والماء يتجمد بنقرة. وتحتها كل صفحات Simetrium بحسب المجال وبالترتيب الأبجدي.
افتح الفهرس ←