Wateractiviteit schrijft men met een kleine a en een subscript kleine w — van het woord water: a_w. Het is een dimensieloos getal van 0 tot 1. Vaak schrijft men het in procenten als evenwichtsvochtigheid van de lucht, ERH: a_w = 0,7 komt overeen met 70 %.
Wateractiviteit en vochtgehalte van een product zijn verschillende getallen. Het vochtgehalte zegt hoeveel water er in massa in het product zit. De activiteit zegt hoe vrij dat water is. In honing zit ongeveer 17 % water en in graan ongeveer 14 %, maar a_w is bij beide bijna gelijk: suiker houdt water even stevig vast als zetmeel.
In een glazen pot ligt een plak brood, op de bodem van de pot staat water. Blauwe druppels stijgen van het water naar de kruim. Door de letters a_w groeien op het brood drie schimmelkolonies, waaruit sporen opstijgen. Onder het deksel verschijnt en verdwijnt af en toe nevel. Rechts loopt de wijzer van de hygrometer over de schaal tot de rode markering 0,70 — daar begint de groene schimmelzone.
Eenheidsblad
mycologie herz. 2026-10Wateractiviteit a_w
Dimensieloze grootheid · verhouding van de dampspanning boven het monster tot die boven puur water
Waarom beschuit jaren ligt en brood in een week schimmelt
Leg een plak vers brood in een gesloten pot. Na vijf tot zeven dagen verschijnen er groene vlekken op. Een beschuit van hetzelfde brood ligt een jaar in dezelfde pot en verandert niet. Schimmelsporen zitten op beide. Het verschil is alleen het water dat ze kunnen opnemen.
De beschikbaarheid van water meet men met de wateractiviteit a_w. Dat is de dampspanning van water boven het product, gedeeld door de dampspanning boven puur water bij dezelfde temperatuur. Voor puur water is a_w = 1. Voor vers brood is die ongeveer 0,96, voor beschuit ongeveer 0,3.
De meeste schimmels hebben een a_w van minstens 0,8 nodig. De taaiste beginnen te groeien bij ongeveer 0,7. Onder 0,6 groeit bijna niets. Daarom bewaart men graan droog, houdt men archieven bij een luchtvochtigheid van ongeveer 50 % en kookt men jam met veel suiker.
01 · Definitie
dampspanning · isotherm · groeidrempelWater in een product is vrij of gebonden. Gebonden water wordt vastgehouden door zetmeel, eiwit, suiker en zout. Hoe steviger het wordt vastgehouden, hoe minder watermoleculen in de lucht boven het product terechtkomen. Daarom is de dampspanning boven het product lager dan boven puur water. Hun verhouding is precies de wateractiviteit.
Als een product in een afgesloten ruimte ligt, komt de lucht erboven met het product in evenwicht. Dan wordt de relatieve luchtvochtigheid gelijk aan a_w, vermenigvuldigd met 100. Daar maakt men gebruik van: a_w meet men met een hygrometer in een kleine kamer boven het monster.
Het verband tussen het vochtgehalte van het product en zijn a_w heet de sorptie-isotherm. Elk materiaal heeft zijn eigen. Graan met een vochtgehalte van 14 % en papier met een vochtgehalte van 8 % kunnen dezelfde a_w hebben. En voor schimmels telt juist a_w: die bepaalt of de schimmel water kan opnemen.
Wanneer de eerste vlekken verschijnen
Boven: een glazen pot met een monster: brood, graan, boek of jam. Stel met de schuifregelaar de luchtvochtigheid in de pot in, bij jam het suikergehalte. Het monster komt geleidelijk met de lucht in evenwicht en zijn a_w geeft de hygrometer aan. De tijd loopt in dagen. Drie schimmels wachten op hun drempel: xerofiele Aspergillus groeit vanaf 0,70, Penicillium vanaf 0,80, Mucor vanaf 0,90. Zodra a_w boven de drempel komt, kiemen de sporen en groeien de kolonies. Blauw toont water, groen schimmel, rood de drempels. Onder staan drie weergaven. «a_w per dag» — hoe de activiteit van het monster verandert en wanneer de kolonies verschenen. «Isotherm» — hoeveel water het materiaal bevat bij elke a_w. «Tijd tot schimmel» — hoeveel dagen je op de eerste kolonie wacht bij verschillende a_w.
De pot houdt de vochtigheid van het brood zelf vast
In een gesloten pot kan het brood zijn water nergens kwijt. Er gaat wat water de lucht in en die wordt snel even vochtig als het brood zelf: ongeveer 95 %. Daarna droogt het brood nauwelijks nog uit en heeft de schimmel water genoeg. Als je de pot opent of silicagel ernaast legt, wordt de lucht droger en geeft het brood water af. Wanneer zijn a_w onder 0,7 komt, stopt de schimmel met groeien. Zo ontstaat beschuit.
02 · Omrekening
luchtvochtigheid · producten · drempels van microbenVan wateractiviteit naar vochtgehalte van het materiaal
Voer a_w, de relatieve luchtvochtigheid of de dampspanning in. Het eerste tabblad toont de dampspanning en het vochtgehalte van brood, graan en papier bij deze a_w en welke microben kunnen groeien. Het tweede verzamelt de a_w van gewone producten en dingen. Het derde toont de groeidrempels van microben.
De a_w zelf verandert nauwelijks met de temperatuur. Maar bij afkoeling kan de lucht bij een koude wand het dauwpunt bereiken. Dan slaat er water neer op het glas van de pot of op de muur van het archief, en daar is a_w gelijk aan één. Daarom mag je vochtige spullen niet tegen een koude muur zetten.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Meetinstrumenten
kamer met sensor · gekoelde spiegel · vochtmeter · loggerWateractiviteit meet men aan de lucht boven het monster
Wateractiviteitsmeter
Het monster gaat in een plastic bakje dat in een kleine gesloten kamer wordt geschoven. De lucht in de kamer komt in enkele minuten in evenwicht met het monster. Een capacitieve sensor meet de luchtvochtigheid en een thermometer de temperatuur. Het apparaat toont a_w en de temperatuur waarbij die is gemeten. De methode is beschreven in de norm ISO 18787.
Gekoelde spiegel
Boven het monster staat een klein spiegeltje, dat door een Peltier-element wordt gekoeld. Een lichtstraal weerkaatst van de spiegel naar een fotodetector. Als er dauw op de spiegel slaat, wordt de weerkaatste straal zwakker en onthoudt het apparaat de spiegeltemperatuur: het dauwpunt. Uit het dauwpunt en de monstertemperatuur berekent men de dampspanning en a_w. Dit is de nauwkeurigste methode, tot ±0,003.
Graanvochtmeter
In de graansilo meet men niet a_w, maar het vochtgehalte van het graan. Het graan wordt in een cel tussen twee platen gestort en het apparaat meet de elektrische capaciteit ervan: water verandert die sterk. Met de isotherm rekent men het vochtgehalte om naar a_w. Voor tarwe komt een vochtgehalte van 14 % overeen met een a_w van ongeveer 0,7 bij 20 °C, daarom droogt men graan tot 13—14 %.
Logger in het archief
Papier zelf schimmelt nauwelijks zolang de lucht eromheen droog is. In archieven en bibliotheken staan op de planken kleine loggers die elk uur de vochtigheid en temperatuur registreren. Als de luchtvochtigheid lang boven 65—70 % blijft, komt het papier tot dezelfde a_w, en op de ruggen verschijnen vlekken. Depots houden de vochtigheid rond 45—55 %.
05 · Schrijfregels
fractie van één · temperatuur · verschil met vochtgehaltea_w schrijft men als fractie van één en met temperatuur
Wateractiviteit schrijft men als getal van 0 tot 1 met twee of drie decimalen, zonder eenheid. Daarnaast vermeldt men de temperatuur waarbij ze is gemeten. Het vochtgehalte van een product schrijft men apart en in procenten, met de vermelding of het op natte of droge massa is.
Activiteit is een fractie van één, en 72 % is al de relatieve luchtvochtigheid in evenwicht. «0,72 %» verwart beide notaties. 14 % is het vochtgehalte van graan, niet zijn activiteit. De drempel 0,70 hoort bij de a_w, niet bij het vochtgehalte van het materiaal. Vijf decimalen geeft het apparaat niet. En luchtvochtigheid zonder temperatuur is onvolledig: bij afkoeling kan dezelfde lucht dauw geven.
06 · Naburige eenheden
mycologie · druk · oplossingWateractiviteit is de verhouding van twee dampspanningen, dus haar naaste buur is de pascal. Suiker en zout verlagen haar via de concentratie van de oplossing, en die meet men in mol per liter. Hoe snel schimmel groeit als er water genoeg is, laat de pagina over myceliumgroei zien.
Dampspanning: 3169 Pa boven water bij 25 °C.
MHoe sterker de siroop, hoe lager a_w.
K_rSnelheid van de kolonie bij voldoende water.
07 · Historisch deel
archief · van haarhygrometer tot ISO 18787Hoe men begreep dat voor microben niet het water telt, maar de activiteit ervan
{title}
{text}
a_w heeft alleen in evenwicht betekenis
Een mensenhaar wordt langer als de lucht vochtiger wordt en korter als ze droger wordt. Daarop is de hygrometer van De Saussure uit 1783 gebouwd: een haar wordt met een veertje gespannen en draait via een hefboompje een wijzer. Hij toont de vochtigheid van de lucht, niet van het product. Maar als een product lang in een gesloten ruimte ernaast ligt, vallen die getallen samen.
Het sleutelwoord is «lang». Vers brood dat net in een droge kamer is gelegd, geeft water af, en de lucht aan het oppervlak is vochtiger dan in de kamer. Zolang die uitwisseling duurt, is a_w op de korst en midden in de kruim verschillend. Daarom eist de norm dat men op evenwicht wacht en de temperatuur constant houdt.
Rechts: wat er zonder evenwicht gebeurt. De wijzer van de sensor springt eerst naar de vochtigheid van de kamer en nadert pas daarna langzaam de a_w van het monster. Men noteert de waarde waarop hij stilstaat.
De zeven SI-basiseenheden
Catalogus van grootheden
Mycologie en water · 12 paspoorten
Een druppel zuur verandert de kleur van het sap, zout kleurt de vlam, water bevriest door een tik. Daaronder alle bladen van Simetrium, per vakgebied en alfabetisch.
Index openen →