فعالیت آبی: آستانه‌های حیاتی که رشد میکروبی و فساد مواد غذایی را کنترل می‌کنند

یک شیشه عسل تقریباً ۱۷ درصد وزن خود آب دارد، با این حال می‌تواند دهه‌ها در قفسه آشپزخانه شما بماند و فاسد نشود. در مقابل، یک قرص نان که حدود ۳۵ درصد آب دارد، ظرف یک هفته کپک می‌زند. تفاوت در ماندگاری این دو محصول نه به دلیل میزان کلی رطوبت موجود در آن‌ها، بلکه به دلیل میزان رطوبتی است که برای حمایت از حیات میکروبی در دسترس است. این رطوبت در دسترس، به عنوان فعالیت آبی ($a_w$) اندازه‌گیری می‌شود؛ یک مفهوم ترمودینامیکی که پایه و اساس نگهداری مدرن مواد غذایی را تشکیل می‌دهد [۱][۴].[1][4]

فعالیت آبی به صورت نسبت فشار بخار آب در یک سیستم غذایی به فشار بخار آب خالص در همان دما بیان می‌شود. این معیار در مقیاسی از ۰.۰ (کاملاً خشک) تا ۱.۰ (آب خالص) اندازه‌گیری می‌شود. برخلاف محتوای رطوبت، که صرفاً جرم کل آب موجود در یک محصول را می‌سنجد، فعالیت آبی وضعیت انرژی آن آب را اندازه‌گیری می‌کند. هنگامی که مولکول‌های آب به پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها یا نمک‌ها متصل می‌شوند، وضعیت انرژی آن‌ها کاهش می‌یابد و در نتیجه برای واکنش‌های شیمیایی یا استفاده میکروبی در دسترس نیستند [۲][۵].[2][5]

رابطه بین فعالیت آبی و رشد میکروبی یک رابطه مطلق است. میکروارگانیسم‌ها برای انتقال مواد مغذی به داخل سلول‌های خود و حذف مواد زائد، به آب نیاز دارند. هنگامی که فعالیت آبی یک غذا به زیر یک آستانه مشخص کاهش می‌یابد، فشار اسمزی خارج از سلول میکروبی بیشتر از فشار داخل می‌شود. آب از سلول خارج شده، تولید مثل متوقف می‌شود و در بسیاری از موارد، سلول به حالت خفتگی می‌رود یا می‌میرد [۲][۳].[2]