Die Wasseraktivität schreibt man mit kleinem a und tiefgestelltem kleinem w, nach dem englischen water: a_w. Sie ist eine dimensionslose Zahl von 0 bis 1. Oft gibt man sie in Prozent an, als Gleichgewichtsfeuchte, ERH: a_w = 0,7 entspricht 70 %.
Wasseraktivität und Feuchtegehalt eines Produkts sind verschiedene Zahlen. Der Feuchtegehalt sagt, wie viel Wasser ein Produkt der Masse nach enthält. Die Wasseraktivität sagt, wie frei dieses Wasser ist. Honig enthält etwa 17 % Wasser, Getreide etwa 14 %, aber a_w ist bei beiden fast gleich: Zucker hält das Wasser so fest wie Stärke.
In einem Glas liegt eine Scheibe Brot, am Boden steht Wasser. Blaue Tropfen steigen vom Wasser zur Krume auf. Durch die Buchstaben a_w wachsen auf dem Brot drei Schimmelkolonien, von denen Sporen aufsteigen. Unter dem Deckel erscheint und verschwindet ein Nebel. Rechts wandert die Hygrometernadel über die Skala bis zur roten Marke 0,70, ab der die grüne Schimmelzone beginnt.
Einheitenblatt
Mykologie Stand 2026-10Wasseraktivität a_w
Dimensionslose Größe · Verhältnis des Dampfdrucks über der Probe zum Dampfdruck über reinem Wasser
Warum Zwieback jahrelang hält, Brot aber in einer Woche schimmelt
Legen Sie eine Scheibe frisches Brot in ein verschlossenes Glas. Nach fünf bis sieben Tagen zeigen sich grüne Flecken darauf. Ein Zwieback aus demselben Brot liegt im selben Glas ein Jahr und bleibt unverändert. Schimmelsporen sind auf beiden. Der Unterschied liegt allein im Wasser, das sie aufnehmen können.
Wie verfügbar das Wasser ist, misst man mit der Wasseraktivität a_w. Das ist der Dampfdruck des Wassers über einem Produkt, geteilt durch den Dampfdruck über reinem Wasser bei gleicher Temperatur. Bei reinem Wasser ist a_w = 1. Bei frischem Brot liegt sie bei etwa 0,96, bei Zwieback bei etwa 0,3.
Die meisten Schimmelpilze brauchen einen a_w von mindestens 0,8. Die robustesten beginnen bei etwa 0,7 zu wachsen. Unter 0,6 wächst fast nichts. Deshalb lagert man Getreide trocken, hält Archive bei einer Luftfeuchte von etwa 50 % und kocht Marmelade mit viel Zucker.
01 · Definition
Dampfdruck · Isotherme · WachstumsschwelleWasser in einem Produkt ist frei oder gebunden. Gebunden wird es von Stärke, Eiweiß, Zucker und Salz. Je fester es gehalten wird, desto weniger Wassermoleküle gehen in die Luft über dem Produkt über. Darum ist der Dampfdruck über dem Produkt kleiner als über reinem Wasser. Ihr Verhältnis ist die Wasseraktivität.
Liegt ein Produkt in einem geschlossenen Raum, kommt die Luft darüber mit ihm ins Gleichgewicht. Dann ist die relative Luftfeuchte gleich a_w mal 100. Das nutzt man aus: a_w man misst sie mit einem Hygrometer in einer kleinen Kammer über der Probe.
Den Zusammenhang zwischen dem Feuchtegehalt eines Produkts und seiner a_w nennt man Sorptionsisotherme. Jedes Material hat seine eigene. Getreide mit 14 % Feuchte und Papier mit 8 % Feuchte können dieselbe a_w haben. Und für den Schimmel zählt gerade die a_w: Sie entscheidet, ob der Pilz das Wasser aufnehmen kann.
Wann die ersten Flecken erscheinen
Oben steht ein Glas mit einer Probe: Brot, Getreide, ein Buch oder Marmelade. Mit dem Regler stellen Sie die Luftfeuchte im Glas ein, bei Marmelade den Zuckeranteil. Die Probe kommt allmählich mit der Luft ins Gleichgewicht, und ihre a_w zeigt das Hygrometer. Die Zeit läuft in Tagen. Drei Schimmelpilze warten auf ihre Schwelle: xerophiler Aspergillus wächst ab 0,70, Pinselschimmel ab 0,80, Köpfchenschimmel ab 0,90. Liegt a_w über einer Schwelle, keimen die Sporen und Kolonien breiten sich aus. Blau zeigt das Wasser, grün den Schimmel, rot die Schwellen. Unten stehen drei Ansichten. „a_w nach Tagen“ zeigt, wie sich die Aktivität der Probe ändert und wann Kolonien erschienen. „Isotherme“ zeigt, wie viel Wasser das Material bei jeder a_w enthält. „Zeit bis zum Schimmel“ zeigt, wie viele Tage man auf die erste Kolonie wartet, je nach a_w.
Das Glas hält die Feuchte des Brotes selbst
Im geschlossenen Glas kann das Brot sein Wasser nirgends abgeben. Ein wenig Wasser geht in die Luft, und die Luft wird schnell so feucht wie das Brot, etwa 95 %. Danach trocknet das Brot kaum noch, und der Schimmel hat genug Wasser. Öffnet man das Glas oder legt Kieselgel daneben, wird die Luft trockener, und das Brot gibt Wasser ab. Sinkt sein a_w unter 0,7, wächst der Schimmel nicht mehr. So entsteht Zwieback.
02 · Umrechnung
Luftfeuchte · Lebensmittel · Schwellen für MikrobenVon der Wasseraktivität zum Feuchtegehalt eines Materials
Geben Sie a_w, die relative Luftfeuchte oder den Dampfdruck ein. Der erste Reiter zeigt den Dampfdruck, den Feuchtegehalt von Brot, Getreide und Papier bei diesem a_w und welche Mikroben wachsen können. Der zweite sammelt die a_w üblicher Lebensmittel und Dinge. Der dritte nennt die Wachstumsschwellen der Mikroben.
Der a_w selbst ändert sich mit der Temperatur kaum. Beim Abkühlen kann die Luft an einer kalten Wand aber den Taupunkt erreichen. Dann schlägt sich Wasser am Glas oder an der Archivwand nieder, und dort ist a_w gleich eins. Darum darf man feuchte Dinge nicht an eine kalte Wand stellen.
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04 · Messgeräte
Sensorkammer · gekühlter Spiegel · Feuchtemesser · LoggerDie Wasseraktivität misst man in der Luft über der Probe
Wasseraktivitätsmessgerät
Die Probe kommt in einen Kunststoffbecher und wird in eine kleine geschlossene Kammer geschoben. Die Luft in der Kammer kommt in wenigen Minuten mit der Probe ins Gleichgewicht. Ein kapazitiver Sensor misst die Luftfeuchte, ein Thermometer die Temperatur. Das Gerät zeigt die a_w und die Temperatur, bei der sie gemessen wurde. Das Verfahren beschreibt die Norm ISO 18787.
Gekühlter Spiegel
Über der Probe steht ein kleiner Spiegel, den ein Peltier-Element kühlt. Ein Lichtstrahl wird vom Spiegel in einen Fotodetektor reflektiert. Fällt Tau auf den Spiegel, wird der reflektierte Strahl schwächer, und das Gerät merkt sich die Spiegeltemperatur, den Taupunkt. Aus dem Taupunkt und der Probentemperatur berechnet es den Dampfdruck und a_w. Das ist das genaueste Verfahren, bis ±0,003.
Getreidefeuchtemesser
Im Getreidesilo misst man nicht a_w, sondern die Feuchte des Getreides. Das Getreide wird in eine Zelle zwischen zwei Platten geschüttet, und das Gerät misst ihre elektrische Kapazität, die sich mit dem Wasser stark ändert. Über die Isotherme rechnet man die Feuchte in a_w um. Bei Weizen entsprechen 14 % Feuchte einer a_w von etwa 0,7 bei 20 °C, darum trocknet man Getreide auf 13—14 %.
Logger im Archiv
Papier schimmelt für sich allein kaum, solange die Luft ringsum trocken ist. In Archiven und Bibliotheken stehen auf den Regalen kleine Logger, die jede Stunde Feuchte und Temperatur aufzeichnen. Bleibt die Luftfeuchte lange über 65—70 %, nimmt das Papier dieselbe a_w an, und auf den Buchrücken erscheinen Flecken. Magazine halten eine Feuchte von etwa 45—55 %.
05 · Schreibregeln
Bruchteil von eins · Temperatur · Unterschied zur Feuchtea_w schreibt man als Bruchteil von eins und mit Temperatur
Die Wasseraktivität schreibt man als Zahl von 0 bis 1 mit zwei oder drei Nachkommastellen, ohne Einheit. Daneben gibt man die Temperatur an, bei der sie gemessen wurde. Den Feuchtegehalt eines Produkts schreibt man getrennt und in Prozent, mit dem Hinweis, ob auf Feucht- oder Trockenmasse bezogen.
Die Aktivität ist ein Bruchteil von eins, 72 % dagegen ist schon die relative Luftfeuchte der Luft im Gleichgewicht. „0,72 %“ vermengt beide Schreibweisen. 14 % ist die Feuchte des Getreides, nicht seine Aktivität. Die Schwelle 0,70 bezieht sich auf den a_w, nicht auf die Feuchte des Materials. Fünf Nachkommastellen liefert das Gerät nicht. Und eine Luftfeuchte ohne Temperatur ist unvollständig: Beim Abkühlen kann dieselbe Luft Tau bilden.
06 · Benachbarte Einheiten
Mykologie · Druck · LösungDie Wasseraktivität ist das Verhältnis zweier Dampfdrücke, darum ist das Pascal ihr nächster Nachbar. Zucker und Salz senken sie über die Konzentration einer Lösung, und die misst man in Mol pro Liter. Wie schnell Schimmel wächst, wenn er genug Wasser hat, zeigt das Blatt zum Myzelwachstum.
Dampfdruck: 3169 Pa über Wasser bei 25 °C.
MJe stärker der Sirup, desto niedriger die a_w.
K_rKoloniegeschwindigkeit bei genug Wasser.
07 · Historischer Teil
Archiv · vom Haarhygrometer bis ISO 18787Wie man erkannte, dass Mikroben nicht das Wasser, sondern seine Aktivität zählt
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a_w ist nur im Gleichgewicht sinnvoll
Ein menschliches Haar wird länger, wenn die Luft feuchter wird, und kürzer, wenn sie trocknet. Darauf beruht das Hygrometer von de Saussure aus dem Jahr 1783: Ein Haar wird von einer kleinen Feder gespannt und dreht über einen Hebel eine Nadel. Es zeigt die Feuchte der Luft, nicht die des Produkts. Liegt aber ein Produkt lange daneben in einem geschlossenen Raum, stimmen die beiden Zahlen überein.
Das Schlüsselwort ist „lange“. Frisches Brot, das gerade in einen trockenen Raum gelegt wurde, gibt Wasser ab, und die Luft an seiner Oberfläche ist feuchter als im Raum. Solange der Austausch läuft, ist die a_w auf der Kruste und in der Mitte der Krume verschieden. Darum verlangt die Norm, das Gleichgewicht abzuwarten und die Temperatur konstant zu halten.
Rechts sieht man, was ohne Gleichgewicht geschieht. Die Sensornadel springt zuerst zur Feuchte des Raums und nähert sich erst dann langsam der a_w der Probe. Aufgezeichnet wird der Wert, bei dem sie stehen bleibt.
Die sieben SI-Basiseinheiten
Größenkatalog
Mykologie und Wasser · 12 Steckbriefe
Ein Tropfen Säure ändert die Farbe des Safts, Salz färbt die Flamme, Wasser gefriert durch ein Klopfen. Darunter alle Simetrium-Blätter, nach Fachgebieten und alphabetisch.
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