Wateractiviteit

De wateractiviteit(aw)
Een micro-organisme "heeft het liefste" dat de concentratie opgeloste stoffen in zijn cel niet te veel verschilt van de de concentratie buiten zijn cel. Bij te grote verschillen bijvoorbeeld zuiver water buiten de cel gaat begeeft de celwand het en knapt de cel. Dat komt omdat het water altijd naar de plaats gaat met de hoogste concentratie stoffen. Leg je een cel in een geconcentreerde oplossing dan zal de cel juist leeggezogen worden: hij krijgt geen water ook al zit ie er midden in. Hij kan ook niet groeien. Al is er water het is niet beschikbaar (actief).
De beschikbaarheid kan nog kleiner worden als er stoffen in de buurt zijn die het water aan zich binden, bijvoorbeeld de pectine in jam.

Deze beschikbaarheid van water noem je de wateractiviteit,
Hoe hoger deze is hoe beter een micro-organismen groeit.

Dit heeft grote gevolgen voor de houdbaarheid van voedsel:

De wateractiviteit, ook wel aw-waarde genoemd is afhankelijk van :

  • het vochtgehalte, hoe droger hoe lager de wateractiviteit
  • de aanwezigheid van stoffen met een sterk waterbindend vermogen, hoe meer hoe lager de wateractiviteit
  • de concentratie van opgeloste stoffen, zoals suikers en zouten, hoe meer stoffen, hoe lager de wateractiviteit

De gevoeligheid van micro-organisme voor een lage wateractiviteit verschilt sterk, vandaar dat jam en brood vooral beschimmelen en dat vlees door de snelle bacteriën die alleen bij een hoge wateractiviteit groeien wordt bedorven.
Hieronder een globaal beeld met de ondergrenzen van de groei mogelijkheden voor de verschillende micro-organismen.Onderaan de pagina nog wat specifieker voor ziekteverwekkende bacteriën.

Aw gebied micro-organismen die kunnen groeien Levensmiddelen
0.60 geen groei mogelijk beneden deze grens pasta, kruiden, beschuit, koekjes, crackers melkpoeder, alles wel droog bewaren!
0,60 osmofiele gisten gedroogd fruit, honing,toffee, karamel
0,75 halofiele bacteriën,alleen in zoute producten producten met 26% NaCL(zout)
0.80 meeste schimmels, Staphylococcus aureus jam meel, rijst, siroop
0,88 de meeste gisten en bovengenoemde micro-organismen (rij hierboven) salami,margarine, droge kaas
producten  met 15%NaCL of 65% suiker
0,91 Lactobacillus, Bacillus ham,  kaas, producten  met 12%NaCL of 55% suiker
0,95 -0.99 gramnegatieve staafjes, sporen ontkiemen en gaan groeien, en 3 rijen hierboven fruit, groente, vlees, vis, melk

groei wateractiviteit

De buitenbeentjes zijn de osmofiele micro-organismen, die uitsluitend in een suikerrijk milieu kunnen groeien en de halofiele micro-organismen, die uitsluitend in een zoutrijk milieu kunnen groeien.


Zetmeel bindt water sterker dan vlees en deze binden water sterker dan cellulose. Hoe sterker het water gebonden wordt  bij dezelfde hoeveelheid water (ten opzichte van stoffen die minder sterk water binden) hoe lager de wateractiviteit.

Daarom wordt in de praktijk op het lab of in het bedrijf de wateractiviteit gemeten en niet het watergehalte. Je meet dan het vochtgehalte in de lucht boven het product vergeleken met het vochtgehalte boven zuiver water. Omdat de wateractiviteit erg belangrijk is voor de microbiologische kwaliteit wordt de waterkwaliteit vaak gemeten. Hiervoor zijn wateractiviteit-meters die een snel resultaat te zien geven.

Een valkuil bij het gebruik en bewaren van  droge producten is dat ze vocht aantrekken, waardoor plaatselijk de wateractiviteit hoger wordt en er plaatselijk groei kan ontstaan , waardoor het vochtgehalte weer verder toeneemt, Denk aan kruidenpotjes vlak bij het fornuis.
Op het lab is dat bij de gedroogde voedingsbodems het geval!
Als niet direct na gebruik de pot gesloten wordt is de voedingsbodem zeer snel niet meer bruikbaar.

Een ander gevolg van een lage wateractiviteit is dat de aanwezige micro-organismen veel ongevoeliger voor verhitting worden, lees in dit artikel meer. Dus hoewel de groei verhindert wordt nemen de overlevingskansen toe! Deze tabel laat de enorme invloed van chocola op de D waarden van Salmonella zien.

Een lage wateractiviteit is meestal groeiremmend, de micro-organismen overleven wel. Uit recent onderzoek bleek Salmonella maanden te kunnen overleven in koekjes en crackers.

Hieronder nog een overzicht van groeiremmende bovengrenzen voor mogelijke ziekteverwekkers:

Naam groeit van af Aw
Campylobacter 0,980
Escherichia coli 0,965
Salmonella 0,965
Yersinia 0,965
Clostridium botulinum 0,950
Listeria 0,920
Staphylocoocus aureus 0,860

 


Opdracht en idee:

Onderzoek eens op het lab de houdbaarheid van levensmiddelen bijvoorbeeld vleeswaren en ga na welke micro-organismen de bederfflora vormen, meet daarbij ook de Aw van het product. Is er een verband tussen bederf en wateractiviteit?


Vocht

Behalve het beschikbare water in het voedsel (wateractiviteit) is het watergehalte in de omgeving  belangrijk:
Zeker als voedsel wordt bewaard in open containers of zakken die niet waterdicht zijn zal het watergehalte in de omgeving de wateractiviteit van het product beïnvloeden.
Droge granen die geïmporteerd worden naar het koudere en nattere klimaat in Europa zullen water opnemen en uiteindelijk beschimmelen.
Kaas droogt tijdens de opslag uit aan de randen: geen bacteriegroei door te lage wateractiviteit, maar nog wel schimmelgroei.
Gekoeld voedsel komt in een warme omgeving: condensvorming, groei en verspreiding van de micro-organismen.
De aard van het product is van belang bij de wateropname evenals de beschikbare tijd. Voedsel in poedervorm of bestaand uit kleine stukken nemen snel water op. Bij massieve producten is er alleen sprake van wateropname aan het oppervlak(relatief klein),dit is echter niet te verwaarlozen omdat de micro-organismen zich hier juist ook concentreren.