水分活度寫作小寫 a 加下標小寫 w，取自英文 water： a_w。它是 0 到 1 之間的無量綱數，常以百分數表示，稱為平衡相對溼度 ERH： a_w = 0.7 對應 70 %。
水分活度和產品的含水量是兩個不同的數。含水量說明產品裡按質量計有多少水，水分活度說明這些水有多自由。蜂蜜含水約 17 %，穀物約 14 %，但 a_w 幾乎相同：糖抓住水，和澱粉一樣牢。
玻璃罐裡放著一片面包，罐底有水。藍色水滴從水面公升向麵包心。透過字母 a_w 可見面包上長出三個黴菌菌落，孢子從菌落中升起。罐蓋下的霧時有時無。右邊溼度計的指針沿刻度走到紅色標記 0.70，從這裡起是綠色的黴菌區。
單位頁
真菌學 修訂 2026-10水分活度 a_w
無量綱量 · 樣品上方蒸氣壓與純水蒸氣壓之比
為什麼乾麵包片能放好幾年，而麵包一週就發黴
把一片新鮮麵包放進密閉的罐子。過五到七天，上面會出現綠斑。用同一塊麵包做的乾麵包片放在同樣的罐子裡，放一年也不會變。兩者身上都有黴菌孢子，區別只在於它們能拿到多少水。
水能否被利用，用水分活度來衡量 a_w。它是產品上方的水蒸氣壓除以同溫度下純水上方的蒸氣壓。純水的 a_w = 1。新鮮麵包約為 0.96，乾麵包片約為 0.3。
大多數黴菌需要 a_w 不低於 0.8。最耐旱的約在 0.7 開始生長。低於 0.6，幾乎什麼都不能生長。所以糧食要存放得乾燥，檔案要保持在空氣溼度約 50 %，果醬要放很多糖來熬。
01 · 定義
蒸氣壓 · 等溫線 · 生長閾值產品中的水分分為自由水和結合水。結合水被澱粉、蛋白質、糖和鹽抓住。抓得越牢，逃到產品上方空氣中的水分子就越少，所以產品上方的蒸氣壓比純水上方的低。兩者之比就是水分活度。
如果產品在密閉空間裡放一段時間，上方的空氣會與它達到平衡。這時空氣的相對溼度就等於 a_w乘以 100。人們正是利用這一點： a_w 用溼度計在樣品上方的小腔室裡測量。
產品含水量與它的 a_w 之間的關係稱為吸附等溫線，每種材料各不相同。含水量 14 % 的穀物和含水量 8 % 的紙可以有相同的 a_w。而對黴菌來說，重要的恰恰是 a_w：它決定真菌能不能吸到水。
第一批黴斑何時出現
上方是裝著樣品的玻璃罐：麵包、穀物、書或果醬。用滑塊設定罐內的空氣溼度，果醬則設定糖的含量。樣品逐漸與空氣達到平衡，它的 a_w 由溼度計顯示。時間按天流逝。三種黴菌各等著自己的閾值：嗜幹麴黴從 0.70 起生長，青黴從 0.80 起，毛黴從 0.90 起。當 a_w 高於閾值時，孢子萌發，菌落擴大。藍色表示水，綠色表示黴菌，紅色表示閾值。下方有三種檢視。「a_w 按天變化」——樣品的活度如何變化、菌落何時出現。「等溫線」——材料在每個 a_w下含多少水。「長黴時間」——第一個菌落要等多少天，取決於不同的 a_w.
罐子保持著麵包自身的溼度
在密閉的罐子裡，麵包沒處可以放水。有一點水進入空氣，空氣很快變得和麵包一樣潮溼，約 95 %。此後麵包幾乎不再變幹，黴菌有足夠的水。如果開啟罐子，或在旁邊放矽膠，空氣會變幹，麵包就會放出水分。當它的 a_w 降到 0.7 以下，黴菌就不再生長。乾麵包片就是這樣得來的。
02 · 換算
空氣溼度 · 食品 · 微生物閾值從水分活度到材料含水量
輸入 a_w、空氣相對溼度或蒸氣壓。第一個標籤頁顯示在這個 a_w 下的蒸氣壓，麵包、穀物和紙的含水量，以及哪些微生物能生長。第二個標籤頁彙總 a_w 常見食品和物品的值。第三個標籤頁是微生物生長閾值。
同一樣品的 a_w 隨溫度變化很小。但降溫時，冷壁旁的空氣可能達到露點。這時罐子的玻璃上或檔案館的牆上會凝出水，那裡的 a_w 等於一。所以潮溼的東西不能靠冷牆放。
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · 測量儀器
帶感測器的腔室 · 冷鏡 · 水分儀 · 記錄儀水分活度是通過樣品上方的空氣來測量的
水分活度分析儀
把樣品放進塑膠杯，推進一個小而封閉的腔室。腔室裡的空氣在幾分鐘內與樣品達到平衡。電容式感測器測量空氣溼度，溫度計測量溫度。儀器顯示 a_w 和測量時的溫度。該方法在標準 ISO 18787 中有描述。
冷鏡
樣品上方有一面小鏡子，由珀爾帖元件冷卻。一束光從鏡面反射到光電探測器。鏡面上凝出露水時，反射光變弱，儀器記下此時鏡面的溫度，即露點。再根據露點和樣品溫度算出蒸氣壓和 a_w。這是最準確的方法，精度可達 ±0.003。
穀物水分儀
糧庫裡測的不是 a_w，而是穀物的含水量。把穀物裝進兩塊極板之間的樣品池，儀器測量它的電容：水對電容影響很大。再按等溫線把含水量換算成 a_w。對小麥來說，含水量 14 % 相當於 a_w 約 0.7（20 °C 時），所以穀物要烘乾到 13—14 %。
檔案館裡的記錄儀
紙本身只要周圍空氣乾燥就幾乎不發黴。檔案館和圖書館會在書架上放小型記錄儀，每小時記錄一次溼度和溫度。如果空氣溼度長期保持在 65—70 % 以上，紙會達到同樣的 a_w，書脊上就會出現黴斑。庫房把溼度保持在約 45—55 %。
05 · 書寫規則
小數 · 溫度 · 與含水量的區別a_w 寫成小數並註明溫度
水分活度寫成 0 到 1 之間的數，小數點後兩三位，不帶單位。旁邊註明測量時的溫度。產品的含水量單獨寫，用百分數，並註明是溼基還是幹基。
水分活度是小數，而 72 % 已經是平衡狀態下的空氣相對溼度。「0.72 %」把兩種寫法混在了一起。14 % 是穀物的含水量，不是它的水分活度。閾值 0.70 針對的是 a_w，而不是材料的含水量。儀器不會給出小數點後五位。而且不帶溫度的空氣溼度是不完整的：降溫時同樣的空氣可能凝出露水。
06 · 相鄰單位
真菌學 · 壓力 · 溶液水分活度是兩個蒸氣壓之比，所以它最近的鄰居是帕斯卡。糖和鹽通過溶液濃度降低它，而濃度用莫耳每公升來測量。水分充足時黴菌長得多快，請看菌絲生長一頁。
07 · 歷史部分
檔案 · 從毛髮溼度計到 ISO 18787人們是如何認識到，對微生物重要的不是水，而是水的活度
{title}
{text}
a_w 只有在平衡時才有意義
人的頭髮在空氣變潮時變長，變干時縮短。1783 年的索緒爾溼度計就建立在此之上：頭髮被一根小彈簧拉緊，通過槓桿帶動指針轉動。它顯示的是空氣的溼度，而不是產品的溼度。但如果產品長時間放在旁邊的密閉空間裡，這兩個數是一致的。
關鍵詞是「長時間」。剛放進乾燥房間的新鮮麵包會放出水分，其表面的空氣比房間裡的更潮溼。在這種交換進行期間，麵包皮和麵包心中部的 a_w 是不同的。所以標準要求等待平衡，並保持溫度恆定。
右圖是沒有平衡時的情形。感測器指針先跳到房間的溼度，然後才慢慢接近樣品的 a_w 。記錄的是它最後停下的那個值。
一滴酸改變果汁的顏色，鹽為火焰染色，水被輕敲一下就結冰。下面是 Simetrium 的全部頁面，按學科和字母順序排列。
開啟目錄 →