Aktivita vody se píše malým a s dolním malým w — od slova water: a_w. Je to bezrozměrné číslo od 0 do 1. Často se zapisuje v procentech jako rovnovážná relativní vlhkost, ERH: a_w = 0,7 odpovídá 70 %.
Aktivita vody a vlhkost produktu jsou různá čísla. Vlhkost říká, kolik vody je v produktu podle hmotnosti. Aktivita říká, jak volná tato voda je. V medu je vody asi 17 %, v obilí asi 14 %, ale a_w je u nich téměř stejná: cukr drží vodu stejně pevně jako škrob.
Ve skleněné sklenici leží plátek chleba, na dně sklenice je voda. Modré kapky stoupají od vody ke střídě. Přes písmena a_w na chlebu se rozrůstají tři kolonie plísně, od nich stoupají spory. Pod víčkem se mlha střídavě objevuje a mizí. Vpravo ručička hygrometru jede po stupnici a dojde k červené značce 0,70 — od ní začíná zelená zóna plísní.
List jednotky
mykologie rev. 2026-10Aktivita vody a_w
Bezrozměrná veličina · poměr tlaku páry nad vzorkem k tlaku páry nad čistou vodou
Proč suchar vydrží roky a chléb zplesniví za týden
Dejte plátek čerstvého chleba do zavřené sklenice. Za pět až sedm dnů se na něm objeví zelené skvrny. Suchar ze stejného chleba vydrží ve stejné sklenici rok a nezmění se. Spory plísní jsou na obou. Rozdíl je jen ve vodě, kterou mohou odebrat.
Dostupnost vody se měří aktivitou vody a_w. Je to tlak vodní páry nad produktem dělený tlakem páry nad čistou vodou při stejné teplotě. U čisté vody je a_w = 1. U čerstvého chleba je to asi 0,96, u suchara asi 0,3.
Většina plísní potřebuje a_w alespoň 0,8. Nejodolnější začínají růst kolem 0,7. Pod 0,6 neroste téměř nic. Proto se obilí skladuje suché, archivy se udržují při vlhkosti vzduchu kolem 50 % a džem se vaří s velkým množstvím cukru.
01 · Definice
tlak páry · izoterma · práh růstuVoda v produktu bývá volná a vázaná. Vázanou drží škrob, bílkoviny, cukr a sůl. Čím pevněji ji drží, tím méně molekul vody uniká do vzduchu nad produktem. Proto je tlak páry nad produktem nižší než nad čistou vodou. Jejich poměr je aktivita vody.
Pokud produkt leží v uzavřeném objemu, vzduch nad ním se s ním dostane do rovnováhy. Pak se relativní vlhkost vzduchu bude rovnat a_w, vynásobené číslem 100. Toho se využívá: a_w se měří hygrometrem v malé komůrce nad vzorkem.
Vztah mezi vlhkostí produktu a jeho a_w se nazývá sorpční izoterma. Každý materiál má svou. Obilí s vlhkostí 14 % a papír s vlhkostí 8 % mohou mít stejnou a_w. A plísním záleží právě na a_w: ta rozhoduje, zda houba dokáže vodu odebrat.
Kdy se objeví první skvrny
Nahoře je skleněná sklenice se vzorkem: chléb, obilí, kniha nebo džem. Posuvníkem nastavte vlhkost vzduchu ve sklenici, u džemu podíl cukru. Vzorek se postupně dostává do rovnováhy se vzduchem a jeho a_w ukazuje hygrometr. Čas plyne po dnech. Tři plísně čekají na svůj práh: xerofilní Aspergillus roste od 0,70, Penicillium od 0,80, Mucor od 0,90. Když a_w překročí práh, spory vyklíčí a kolonie se rozrůstají. Modře je znázorněna voda, zeleně plíseň, červeně prahy. Dole jsou tři pohledy. „a_w po dnech“ — jak se mění aktivita vzorku a kdy se objevily kolonie. „Izoterma“ — kolik vody je v materiálu při každé a_w. „Čas do plísně“ — kolik dní čekat na první kolonii při různé a_w.
Sklenice udržuje vlhkost samotného chleba
V zavřené sklenici nemá chléb kam vodu odevzdat. Trochu vody přejde do vzduchu a vzduch se rychle zvlhčí na úroveň chleba — asi 95 %. Dál už chléb téměř nevysychá a plísním vody stačí. Když sklenici otevřete nebo vedle ní dáte silikagel, vzduch vyschne a chléb vodu odevzdá. Když jeho a_w klesne pod 0,7, plíseň přestane růst. Tak vzniká suchar.
02 · Převod
vlhkost vzduchu · potraviny · prahy mikrobůZ aktivity vody na vlhkost materiálu
Zadejte a_w, relativní vlhkost vzduchu nebo tlak páry. První záložka ukáže tlak páry, vlhkost chleba, obilí a papíru při této a_w a které mikroby mohou růst. Druhá shromažďuje a_w běžných potravin a věcí. Třetí obsahuje prahy růstu mikrobů.
Samotná a_w se s teplotou mění jen málo. Ale při ochlazení může vzduch u studené stěny dosáhnout rosného bodu. Pak se na skle sklenice nebo na stěně archivu vysráží voda a tam a_w je rovna jedné. Proto se vlhké věci nesmějí stavit ke studené stěně.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Měřicí přístroje
komora s čidlem · chlazené zrcátko · vlhkoměr · loggerAktivita vody se měří ze vzduchu nad vzorkem
Analyzátor aktivity vody
Vzorek se vloží do plastové misky a zasune do malé uzavřené komory. Vzduch v komoře se se vzorkem dostane do rovnováhy za několik minut. Kapacitní čidlo měří vlhkost vzduchu a teploměr teplotu. Přístroj ukáže a_w a teplotu, při které byla změřena. Metoda je popsána v normě ISO 18787.
Chlazené zrcátko
Nad vzorkem je malé zrcátko, které chladí Peltierův článek. Světelný paprsek se odráží od zrcátka do fotodetektoru. Když se na zrcátku vysráží rosa, odražený paprsek zeslábne a přístroj si zapamatuje teplotu zrcátka — rosný bod. Z rosného bodu a teploty vzorku se vypočítá tlak páry a a_w. Je to nejpřesnější způsob, až ±0,003.
Vlhkoměr obilí
V obilním silu se neměří a_w, ale vlhkost zrna. Obilí se nasype do kyvety mezi dvě desky a přístroj měří její elektrickou kapacitu: voda ji silně mění. Podle izotermy se vlhkost přepočítá na a_w. Pro pšenici odpovídá vlhkosti 14 % a_w kolem 0,7 při 20 °C, proto se obilí suší na 13—14 %.
Logger v archivu
Papír sám o sobě téměř nepodléhá plísni, dokud je okolní vzduch suchý. V archivech a knihovnách se na police dávají malé loggery, které každou hodinu zaznamenávají vlhkost a teplotu. Pokud vlhkost vzduchu dlouho zůstává nad 65—70 %, papír dospěje ke stejné a_w, a na hřbetech knih se objeví skvrny. Depozitáře udržují vlhkost kolem 45—55 %.
05 · Pravidla zápisu
zlomek jednotky · teplota · rozdíl od vlhkostia_w se zapisuje jako zlomek jednotky a s teplotou
Aktivita vody se zapisuje číslem od 0 do 1 se dvěma až třemi desetinnými místy, bez jednotky. Vedle se uvádí teplota, při které byla změřena. Vlhkost produktu se zapisuje zvlášť a v procentech, s poznámkou, zda na vlhkou, nebo suchou hmotnost.
Aktivita je zlomek jednotky, zatímco 72 % je už relativní vlhkost vzduchu v rovnováze. „0,72 %“ obojí zaměňuje. 14 % je vlhkost obilí, ne jeho aktivita. Práh 0,70 se vztahuje k a_w, a ne k vlhkosti materiálu. Pět desetinných míst přístroj nedává. A vlhkost vzduchu bez teploty je neúplná: při ochlazení může stejný vzduch vytvořit rosu.
06 · Sousední jednotky
mykologie · tlak · roztokAktivita vody je poměr dvou tlaků páry, proto je jejím nejbližším sousedem pascal. Cukr a sůl ji snižují přes koncentraci roztoku, která se měří v molech na litr. Jak rychle plíseň roste, když má vody dost, ukazuje list o růstu mycelia.
Tlak páry: 3169 Pa nad vodou při 25 °C.
MČím hustší sirup, tím nižší a_w.
K_rRychlost kolonie, když je vody dost.
07 · Historický oddíl
archiv · od vlasového hygrometru po ISO 18787Jak se zjistilo, že mikrobům nezáleží na vodě, ale na její aktivitě
{title}
{text}
a_w má smysl jen v rovnováze
Lidský vlas se prodlužuje, když vzduch vlhne, a zkracuje, když schne. Na tom je postaven Saussurův hygrometr z roku 1783: vlas je napnutý pružinkou a přes páčku otáčí ručičkou. Ukazuje vlhkost vzduchu, ne produktu. Ale pokud produkt leží dlouho vedle něj v uzavřeném objemu, tato čísla se shodují.
Klíčové slovo je „dlouho“. Čerstvý chléb, právě vložený do suché místnosti, odevzdává vodu a vzduch u jeho povrchu je vlhčí než v místnosti. Dokud výměna probíhá, a_w je na kůrce a uprostřed střídy různá. Proto norma vyžaduje počkat na rovnováhu a udržovat stálou teplotu.
Vpravo je vidět, co se děje bez rovnováhy. Ručička čidla nejprve skočí na vlhkost místnosti a teprve potom se pomalu přibližuje k a_w vzorku. Zapisuje se hodnota, na které se zastaví.
Sedm základních jednotek SI
Katalog veličin
Mykologie a voda · 12 pasportů
Kapka kyseliny změní barvu šťávy, sůl obarví plamen, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všechny listy Simetria podle oborů a abecedně.
Otevřít rejstřík →