🌡️ Aktywność wody (aw) w żywności i paszach

Chemia żywności PN-ISO 21807

Przegląd

STATUS (stan na 02.11.2026). PN-ISO 21807:2005 — wersja polska, „Mikrobiologia żywności i pasz — Określanie aktywności wody”, opublikowana 05.09.2005, wprowadza ISO 21807:2004 [IDT]; karta PKN bez adnotacji o wycofaniu (odczyt 02.11.2026). Na poziomie międzynarodowym ISO 21807:2004 (opublikowana 13.09.2004) wycofano 01.11.2018 i zastąpiono normą ISO 18787:2017 „Foodstuffs — Determination of water activity” (pierwsze wydanie, listopad 2017); polskiego wprowadzenia ISO 18787 w katalogu PKN nie ma. Opis idzie za ISO 18787:2017 (podgląd iTeh z rozdziałami 1–9); wymagania ISO 21807:2004 podano tam, gdzie się różnią.

ZAKRES (ISO 18787, rozdz. 1). Zasady i wymagania dla metod oznaczania aktywności wody (aw) w żywności przeznaczonej do spożycia przez ludzi i w paszach, w zakresie pomiarowym od 0 do 1. Metoda nie dotyczy produktów przechowywanych poniżej temperatury zamarzania (pojawiania się kryształów lodu w produkcie), emulsji wody w tłuszczu ani produktów krystalicznych, takich jak cukry, sól i składniki mineralne; dla produktów z substancjami lotnymi, np. alkoholami, aparat może wymagać przystosowania. Według ISO 21807 aktywność wody pozwala przewidywać wzrost drobnoustrojów i stabilność mikrobiologiczną produktu oraz oceniać jego trwałość.

DEFINICJA (rozdz. 3). aw = pF(T) / PS(T) — stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej w równowadze z badanym produktem w temperaturze T do ciśnienia pary wodnej nasyconej nad czystą wodą w tej samej temperaturze. Jest to wielkość bezwymiarowa od 0 (próbka całkowicie bezwodna) do 1 (czysta woda bez soli); wilgotność względna w stanie równowagi jest 100 razy większa od aw. To samo podaje przewodnik inspekcyjny FDA nr 39: aw = ERH/100. Według ISO 21807 aktywność wody większości produktów spożywczych leży od około 0,992 (surowe mięso) do około 0,800 (produkty solone i suszone).

ZASADY POMIARU (rozdz. 4). Pomiar punktu rosy: próbkę umieszcza się w szczelnej komorze z lusterkiem chłodzonym (moduł Peltiera), aż na jego powierzchni pojawi się kondensat; w stanie równowagi wilgotność względna w komorze równa się aktywności wody próbki, a aw wyznacza się z temperatury punktu rosy i temperatury powierzchni próbki. Czujniki zmieniające przewodność elektrolitu albo przenikalność elektryczną polimeru mierzą wilgotność względną powietrza nad próbką; jest ona równa aktywności wody tylko wtedy, gdy temperatura czujnika i próbki jest jednakowa. Inne zasady (zmiana długości nici, punkt zamarzania w układzie otwartym) są metodami alternatywnymi, które wymagają jeszcze walidacji. ISO 21807 wymieniała osiem zasad pomiaru, od manometrycznego pomiaru ciśnienia po punkt zamarzania.

APARATURA I ODCZYNNIKI (rozdz. 5–6). Aparat do pomiaru aktywności wody: liniowa odpowiedź w zakresie kalibracji, komora dostosowana do zasady pomiaru, regulacja temperatury zapewniająca 25 °C ± 1 °C, rozdzielczość wewnętrzna co najmniej 0,000 1 aw, wyświetlanie co najmniej 0,001 aw, koniec pomiaru po osiągnięciu plateau o amplitudzie najwyżej 0,000 3 (trzy kolejne odczyty albo stabilność przez 1 min), w razie potrzeby układ usuwający zakłócenia od substancji lotnych (np. filtry). Ponadto kolba miarowa klasy A, waga ważąca z dokładnością 1 mg (odczyt 0,1 mg), narzędzia do homogenizacji i naczynka pomiarowe — najlepiej nowe dla każdej próbki. Sole o czystości ponad 99 %, woda według ISO 3696, roztwory wzorcowe soli nasyconych przygotowane w laboratorium albo handlowe — o znanej niepewności — i opcjonalnie węgiel aktywny. ISO 21807 (zał. A) podaje aktywność wody nasyconych roztworów soli w 25 °C, między innymi: MgCl₂ 0,328, K₂CO₃ 0,432, Mg(NO₃)₂ 0,529, NaCl 0,753, KCl 0,843, BaCl₂ 0,902, K₂SO₄ 0,973.

PRÓBKA I POMIAR (rozdz. 7–8). Próbkę przechowuje się w szczelnych pojemnikach tak, by nie zmieniła aw (zmiana wilgotności, zamarznięcie, krystalizacja soli lub cukrów). Próbkę o niejednorodnej aktywności wody ujednolica się tak, by nie zwiększyć ani nie zmniejszyć jej wilgotności (np. przez nagrzanie przy zbyt intensywnym mieleniu); próbki jednorodnej nie trzeba przygotowywać. Zależnie od celu bada się wybrane strefy produktu (np. środek i zewnętrzną część dojrzewających wyrobów mięsnych) albo osobne składniki produktów złożonych i zaznacza to w sprawozdaniu. Porcję pobiera się szybko, według instrukcji producenta; po przygotowaniu mierzy się najpóźniej w ciągu 4 h. Pomiar prowadzi się w 25 °C; przed każdą serią aparat sprawdza się wzorcem o aktywności bliskiej próbkom, a przy średnim odchyleniu większym niż 0,005 justuje; w trakcie serii stabilność sprawdza się roztworami wzorcowymi. Przeniesienie wartości między próbkami ogranicza się: odczekaniem około 15 min po otwarciu pokrywy, pomiarem granulowanego węgla aktywnego między próbkami, kolejnością od najniższej do najwyższej aw. Przy czujnikach elektrolitowych i polimerowych komorę przewietrza się przed kolejnym pomiarem (histereza). Kalibracja — co najmniej dwoma wzorcami obejmującymi wartości próbek, sprawdzenie w jednym punkcie z błędem granicznym ±0,005, po justowaniu sprawdzenie w punkcie pośrednim z tym samym błędem.

WYNIK (rozdz. 9). Wynik podaje się z dwoma miejscami po przecinku. ISO 21807 wymagała, by metoda mierzyła aw od 0,999 do 0,600 z powtarzalnością odpowiadającą odchyleniu standardowemu 0,002, a aparat kalibrowano co najmniej raz dziennie w co najmniej trzech punktach.

PRZEPISY. W rozporządzeniu (WE) nr 2073/2005 (zał. I rozdz. 1 kat. 1.3, przypis 8) produkty gotowe do spożycia o pH ≤ 4,4 lub aw ≤ 0,92, produkty o pH ≤ 5,0 i aw ≤ 0,94 oraz produkty o okresie przydatności krótszym niż 5 dni są automatycznie zaliczane do żywności, w której niemożliwy jest wzrost L. monocytogenes. W przepisach USA aktywność wody 0,85 jest punktem definicji, czy żywność konserwowa o niskiej kwasowości albo zakwaszona podlega przepisom 21 CFR części 108, 113 i 114 (przewodnik FDA nr 39).

CZEGO TU NIE PODAJEMY. Tablicy aktywności wody roztworów soli nasyconych z ISO 18787 (zał. A), danych precyzji (rozdz. 10) ani wyników badań międzylaboratoryjnych (zał. B) — tych części normy nie ma w podglądzie; nie podajemy też progów aw dla wzrostu poszczególnych drobnoustrojów, których normy nie zawierają.

Zasada metody

W zamkniętej komorze pomiarowej próbka osiąga równowagę z otaczającym powietrzem; wilgotność względna w stanie równowagi podzielona przez 100 to aktywność wody próbki (aw = pF / PS). ISO 18787 dopuszcza dwie zasady pomiaru: punkt rosy (chłodzone lusterko, aw z temperatury punktu rosy i temperatury powierzchni próbki) oraz czujniki zmieniające przewodność elektrolitu albo przenikalność polimeru, wiarygodne tylko przy jednakowej temperaturze czujnika i próbki.

Pomiar prowadzi się w 25 °C ± 1 °C; aparat kalibruje się co najmniej dwoma roztworami soli nasyconych obejmującymi wartości próbek i sprawdza z błędem granicznym ±0,005. Wynik podaje się z dwoma miejscami po przecinku.

Zastosowania

• Żywność przeznaczona do spożycia przez ludzi i pasze — aktywność wody od 0 do 1 (ISO 18787, rozdz. 1)
• Przewidywanie wzrostu drobnoustrojów, stabilności mikrobiologicznej i trwałości produktu (ISO 21807, wprowadzenie i rozdz. 1)
• Przypisanie żywności gotowej do spożycia do kategorii 1.3 rozporządzenia (WE) nr 2073/2005 — m.in. aw ≤ 0,92 albo pH ≤ 5,0 i aw ≤ 0,94
• Wyroby mięsne z gradientem aktywności wody po suszeniu — pomiar w wybranych strefach przekroju (ISO 18787, 8.2)

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-ISO 21807:2005

Tytuł (PL)

Mikrobiologia żywności i pasz — Określanie aktywności wody

Title (EN)

Microbiology of food and animal feeding stuffs — Determination of water activity

Procedura krok po kroku

1. Przechowanie i przygotowanie próbki

   Szczelny pojemnik; ujednolicenie tylko próbki o niejednorodnej aw, bez zmiany jej wilgotności; strefy produktu albo składniki — zapis w sprawozdaniu (8.1–8.2).

2. Porcja

   Szybkie pobranie do naczynka według instrukcji producenta; pomiar najpóźniej w ciągu 4 h od przygotowania, porcja w temperaturze bliskiej 25 °C (8.3–8.4).

3. Sprawdzenie aparatu

   Przed serią wzorzec o aw bliskiej próbkom; średnie odchylenie większe niż 0,005 — justowanie (8.5–8.6).

4. Pomiar

   W 25 °C, do plateau o amplitudzie najwyżej 0,000 3; ograniczanie przeniesienia: około 15 min przerwy po otwarciu pokrywy, węgiel aktywny między próbkami, kolejność od najniższej do najwyższej aw (5.1, 8.5).

5. Kalibracja

   Co najmniej dwa wzorce obejmujące wartości próbek; sprawdzenie w jednym punkcie ±0,005, po justowaniu w punkcie pośrednim ±0,005 (8.6).

6. Wynik

   aw z dwoma miejscami po przecinku (9).

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Norma nie omawia wszystkich zagrożeń związanych z jej stosowaniem — środki bezpieczeństwa ustala użytkownik (ostrzeżenie ISO 18787)
• Chlorek baru używany do roztworu wzorcowego jest toksyczny po połknięciu — postępować według karty charakterystyki

Najczęstsze pytania