Hoạt độ nước viết bằng chữ a thường với chỉ số dưới w thường, từ chữ water: a_w. Đó là một số không thứ nguyên từ 0 đến 1. Người ta hay viết nó theo phần trăm, dưới tên độ ẩm tương đối cân bằng, ERH: a_w = 0,7 tương ứng với 70 %.
Hoạt độ nước và độ ẩm của sản phẩm là hai số khác nhau. Độ ẩm cho biết trong sản phẩm có bao nhiêu nước theo khối lượng. Hoạt độ cho biết nước đó tự do đến đâu. Mật ong có khoảng 17 % nước, còn ngũ cốc khoảng 14 %, nhưng a_w của chúng gần như nhau: đường giữ nước chặt như tinh bột.
Trong lọ thủy tinh có một lát bánh mì, đáy lọ có nước. Những giọt xanh bay từ nước lên ruột bánh. Qua các chữ cái a_w trên bánh mì mọc lên ba khuẩn lạc nấm mốc, từ đó bào tử bay lên. Dưới nắp, sương mù lúc hiện lúc tan. Ở bên phải, kim ẩm kế đi dọc thang đo đến vạch đỏ 0,70 — từ đó bắt đầu vùng nấm mốc màu xanh lá.
Trang đơn vị
nấm học bản sửa 2026-10Hoạt độ nước a_w
Đại lượng không thứ nguyên · tỉ số giữa áp suất hơi trên mẫu và áp suất hơi trên nước tinh khiết
Vì sao bánh mì khô để được nhiều năm, còn bánh mì mốc sau một tuần
Đặt một lát bánh mì tươi vào lọ kín. Sau năm đến bảy ngày, trên đó sẽ hiện những đốm xanh. Lát bánh mì khô làm từ cùng ổ bánh ấy nằm trong lọ đó cả năm cũng không đổi. Bào tử nấm mốc có trên cả hai. Khác biệt chỉ là lượng nước chúng lấy được.
Nước có sẵn để dùng hay không được đo bằng hoạt độ nước a_w. Đó là áp suất hơi nước trên sản phẩm chia cho áp suất hơi trên nước tinh khiết ở cùng nhiệt độ. Với nước tinh khiết a_w = 1. Bánh mì tươi khoảng 0,96, bánh mì khô khoảng 0,3.
Đa số nấm mốc cần a_w không thấp hơn 0,8. Loài bền nhất bắt đầu mọc quanh 0,7. Dưới 0,6 hầu như không gì mọc được. Vì thế ngũ cốc được giữ khô, kho lưu trữ giữ độ ẩm không khí khoảng 50 %, còn mứt thì nấu với nhiều đường.
01 · Định nghĩa
áp suất hơi · đường đẳng nhiệt · ngưỡng sinh trưởngNước trong sản phẩm có thể ở dạng tự do hoặc liên kết. Nước liên kết được tinh bột, protein, đường và muối giữ lại. Giữ càng chặt thì càng ít phân tử nước thoát vào không khí trên sản phẩm. Vì vậy áp suất hơi trên sản phẩm thấp hơn trên nước tinh khiết. Tỉ số của hai áp suất ấy chính là hoạt độ nước.
Nếu sản phẩm nằm một lúc trong thể tích kín, không khí phía trên sẽ cân bằng với nó. Khi đó độ ẩm tương đối của không khí bằng a_w nhân với 100. Người ta dùng điều này: a_w được đo bằng ẩm kế trong buồng nhỏ phía trên mẫu.
Mối liên hệ giữa độ ẩm của sản phẩm và a_w của nó gọi là đường đẳng nhiệt hấp phụ. Mỗi vật liệu có một đường riêng. Ngũ cốc có độ ẩm 14 % và giấy có độ ẩm 8 % có thể có cùng a_w. Còn với nấm mốc, điều quan trọng chính là a_w: nó quyết định nấm có lấy được nước hay không.
Khi nào xuất hiện đốm đầu tiên
Phía trên là lọ thủy tinh đựng mẫu: bánh mì, ngũ cốc, sách hoặc mứt. Dùng thanh trượt đặt độ ẩm không khí trong lọ, với mứt thì đặt tỉ lệ đường. Mẫu dần cân bằng với không khí, và a_w của nó hiện trên ẩm kế. Thời gian trôi theo ngày. Ba loại nấm mốc chờ ngưỡng của mình: Aspergillus ưa khô mọc từ 0,70, Penicillium từ 0,80, Mucor từ 0,90. Khi a_w cao hơn ngưỡng, bào tử nảy mầm và khuẩn lạc lan rộng. Màu xanh dương là nước, xanh lá là nấm mốc, đỏ là các ngưỡng. Phía dưới có ba chế độ xem. «a_w theo ngày» — hoạt độ của mẫu thay đổi thế nào và khuẩn lạc xuất hiện khi nào. «Đường đẳng nhiệt» — vật liệu chứa bao nhiêu nước ở mỗi a_w. «Thời gian đến khi mốc» — phải chờ bao nhiêu ngày để có khuẩn lạc đầu tiên, ứng với từng a_w.
Lọ giữ độ ẩm của chính bánh mì
Trong lọ kín, bánh mì không có chỗ nhả nước. Một ít nước thoát vào không khí, và không khí nhanh chóng ẩm bằng bánh mì — khoảng 95 %. Sau đó bánh mì hầu như không khô thêm, và nấm mốc đủ nước. Nếu mở lọ hoặc đặt silica gel bên cạnh, không khí sẽ khô hơn và bánh mì nhả nước. Khi a_w của nó xuống dưới 0,7, nấm mốc ngừng mọc. Bánh mì khô ra đời như vậy.
02 · Quy đổi
độ ẩm không khí · sản phẩm · ngưỡng vi sinh vậtTừ hoạt độ nước đến độ ẩm vật liệu
Nhập a_w, độ ẩm tương đối của không khí hoặc áp suất hơi. Thẻ đầu tiên cho biết áp suất hơi, độ ẩm của bánh mì, ngũ cốc và giấy ở a_w này và những vi sinh vật nào có thể mọc. Thẻ thứ hai tập hợp a_w của các sản phẩm và đồ vật thường gặp. Thẻ thứ ba là các ngưỡng sinh trưởng của vi sinh vật.
Bản thân a_w ít thay đổi theo nhiệt độ. Nhưng khi lạnh đi, không khí cạnh bức tường lạnh có thể đạt điểm sương. Khi đó nước đọng trên kính lọ hoặc trên tường kho lưu trữ, và ở đó a_w bằng một. Vì vậy không nên đặt đồ ẩm sát tường lạnh.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Dụng cụ đo
buồng cảm biến · gương lạnh · ẩm kế hạt · máy ghiHoạt độ nước được đo qua không khí phía trên mẫu
Máy phân tích hoạt độ nước
Mẫu được đặt vào cốc nhựa và đẩy vào một buồng nhỏ kín. Không khí trong buồng cân bằng với mẫu trong vài phút. Cảm biến điện dung đo độ ẩm không khí, còn nhiệt kế đo nhiệt độ. Máy hiển thị a_w và nhiệt độ tại lúc đo. Phương pháp được mô tả trong tiêu chuẩn ISO 18787.
Gương lạnh
Phía trên mẫu có một chiếc gương nhỏ, được phần tử Peltier làm lạnh. Tia sáng phản xạ từ gương vào bộ tách sóng quang. Khi sương đọng trên gương, tia phản xạ yếu đi, và máy ghi nhớ nhiệt độ gương lúc đó — điểm sương. Từ điểm sương và nhiệt độ mẫu, người ta tính áp suất hơi và a_w. Đây là cách chính xác nhất, đến ±0,003.
Ẩm kế ngũ cốc
Ở kho silo, người ta đo không phải a_w, mà là độ ẩm của hạt. Hạt được đổ vào ô giữa hai bản cực, và máy đo điện dung của ô: nước làm nó thay đổi rất mạnh. Theo đường đẳng nhiệt, độ ẩm được quy đổi sang a_w. Với lúa mì, độ ẩm 14 % ứng với a_w khoảng 0,7 ở 20 °C, nên hạt được sấy đến 13—14 %.
Máy ghi trong kho lưu trữ
Bản thân giấy hầu như không mốc khi không khí xung quanh còn khô. Trong kho lưu trữ và thư viện, trên giá đặt các máy ghi nhỏ, mỗi giờ ghi độ ẩm và nhiệt độ. Nếu độ ẩm không khí giữ lâu trên 65—70 %, giấy sẽ đạt tới cùng một a_w, và trên gáy sách xuất hiện đốm. Kho giữ độ ẩm khoảng 45—55 %.
05 · Quy tắc viết
số thập phân · nhiệt độ · khác với độ ẩma_w viết dưới dạng số thập phân, kèm nhiệt độ
Hoạt độ nước viết bằng số từ 0 đến 1, với hai hoặc ba chữ số sau dấu phẩy, không có đơn vị. Bên cạnh ghi nhiệt độ lúc đo. Độ ẩm của sản phẩm viết riêng, theo phần trăm, kèm ghi chú tính theo khối lượng ướt hay khô.
Hoạt độ là số thập phân, còn 72 % đã là độ ẩm tương đối của không khí ở trạng thái cân bằng. «0,72 %» làm lẫn hai cách viết. 14 % là độ ẩm của hạt, không phải hoạt độ của nó. Ngưỡng 0,70 áp dụng cho a_w, không áp dụng cho độ ẩm của vật liệu. Máy không cho năm chữ số sau dấu phẩy. Và độ ẩm không khí không kèm nhiệt độ là chưa đầy đủ: khi lạnh đi, cùng khối không khí ấy có thể cho sương.
06 · Các đơn vị lân cận
nấm học · áp suất · dung dịchHoạt độ nước là tỉ số của hai áp suất hơi, nên láng giềng gần nhất của nó là pascal. Đường và muối làm giảm nó qua nồng độ dung dịch, mà nồng độ đo bằng mol trên lít. Nấm mốc mọc nhanh thế nào khi đủ nước được cho thấy ở phiếu về sự lớn lên của hệ sợi nấm.
Áp suất hơi: 3169 Pa trên nước ở 25 °C.
MXi-rô càng đặc thì a_w càng thấp.
K_rTốc độ khuẩn lạc khi đủ nước.
07 · Phần lịch sử
kho lưu trữ · từ ẩm kế tóc đến ISO 18787Người ta nhận ra thế nào rằng vi sinh vật cần không phải nước mà là hoạt độ của nó
{title}
{text}
a_w chỉ có nghĩa ở trạng thái cân bằng
Sợi tóc người dài ra khi không khí ẩm lên và ngắn lại khi khô. Ẩm kế của de Saussure năm 1783 dựa vào điều này: sợi tóc được kéo căng bằng lò xo nhỏ và qua một đòn bẩy xoay kim. Nó cho biết độ ẩm không khí, chứ không phải của sản phẩm. Nhưng nếu sản phẩm nằm lâu bên cạnh trong thể tích kín thì hai số này trùng nhau.
Từ khóa là «lâu». Bánh mì tươi vừa đặt vào căn phòng khô sẽ nhả nước, và không khí sát bề mặt nó ẩm hơn không khí trong phòng. Trong lúc sự trao đổi còn diễn ra, a_w ở vỏ và ở giữa ruột bánh khác nhau. Vì vậy tiêu chuẩn yêu cầu chờ cân bằng và giữ nhiệt độ không đổi.
Bên phải là điều xảy ra khi không có cân bằng. Kim cảm biến trước hết nhảy đến độ ẩm của phòng và chỉ sau đó mới từ từ tiến tới a_w của mẫu. Giá trị mà kim dừng lại được ghi nhận.
Bảy đơn vị cơ sở của SI
Danh mục đại lượng
Nấm học và nước · 12 phiếu
Một giọt axit đổi màu nước ép, muối nhuộm màu ngọn lửa, nước đóng băng sau một cú gõ. Bên dưới là mọi trang của Simetrium, theo ngành và theo thứ tự chữ cái.
Mở chỉ mục →