วอเตอร์แอคทิวิตี้ (Water Activity) หรือ Aw เป็นปัจจัยที่สำคัญมากต่ออายุการเก็บของอาหาร ในขณะที่อุณหภูมิ ความเป็นกรด-ด่าง (pH) และปัจจัยอื่น ๆ เพียงแค่มีผลกระทบต่อความเร็วในการเจริญของจุลินทรีย์ในอาหารเท่านั้น ในขณะที่วอเตอร์แอคทิวิตี้เป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดในการควบคุมการเสียของอาหาร ตัวอย่างเช่น แบคทีเรียเกือบทุกชนิดไม่สามารถเติบโตได้ที่วอเตอร์แอคทิวิตี้ ต่ำกว่า 0.91 ในขณะที่ราส่วนมากหยุดการเจริญเติบโตเมื่อวอเตอร์แอคทิวิตี้ ต่ำกว่า 0.80 เราสามารถประเมินได้จากการวัดค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้ ว่าจุลินทรีย์ชนิดใดเป็นหรือไม่เป็นสาเหตุที่ทำให้อาหารเสีย วอเตอร์แอคทิวิตี้เป็นปัจจัยชี้ระดับปริมาณน้ำต่ำสุดที่มีอยู่เพื่อการเจริญของจุลินทรีย์ นอกจากนั้นวอเตอร์แอคทิวิตี้ยังมีผลกระทบต่อการทำงานของเอ็นไซม์ และวิตามินในอาหารซึ่งเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงสี รส และกลิ่นของอาหารอย่างชัดเจน
เครื่องวัดค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้จะวัดปริมาณน้ำอิสระ (Free Water; หนังสืออ้างอิงบางฉบับอาจใช้เป็น Unbound หรือ Active Water) ที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์ กระบวนการรักษาอาหารหลายกระบวนการมี จุดมุ่งหมายที่จะป้องกันการเสียของอาหารโดยการลดปริมาณน้ำที่มีสำหรับจุลินทรีย์ การลดปริมาณน้ำอิสระจะลดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่ไม่ต้องการให้เกิดในระหว่างการเก็บรักษาด้วย กระบวนการที่ใช้เพื่อลดปริมาณน้ำอิสระสำหรับผลิตภัณฑ์อุปโภคบริโภคที่ใช้กับมนุษย์ (consumer product) ได้แก่ เทคนิคการเพิ่มความเข้มข้น การทำให้แห้ง การแช่แข็งแบบแห้ง (freeze drying) การแช่เยือกแข็งก็เป็นวิธีการหนึ่งที่นิยมในการควบคุมการเสีย น้ำในอาหารแช่แข็งจะอยู่ในรูปของผลึกน้ำแข็งซึ่งจุลินทรีย์ ไม่สามารถนำมาใช้ทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบของอาหารได้
วิธีวัดค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้
ค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้ของผลิตภัณฑ์สามารถวัดได้จากค่าความชื้นสัมพัทธ์สมดุลของอากาศที่ปล่อยให้สมดุลกับผลิตภัณฑ์ ดังนั้น ผลิตภัณฑ์จะต้องถูกวางไว้ในระบบปิดเพื่อให้เกิดความสมดุลได้ จุดที่เกิดความสมดุลคือจุดที่วอเตอร์แอคทิวิตี้ของตัวอย่างมีค่าเท่ากับความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศนั่นเอง นอกจากการวัดค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้โดยการวัดความชื้นสัมพัทธ์สมดุลแล้วยังมีเครื่องมือวัดค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้โดยตรงเพื่อความสะดวกในการใช้งานด้วย
การวัดค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้ โดยเครื่องมือที่ใช้วิธี Chilled-Mirror dew point ซึ่งเป็นวิธีที่ได้รับการยอมรับเป็นมาตรฐานระหว่างประเทศ AOAC จะสามารถวัดค่าได้โดยใช้เวลาประมาณ 5 นาที ในขณะที่เครื่องมือที่ใช้ Electronic Capacitive Sensors จะใช้เวลาประมาณ 30-90 นาที เพื่อเข้าสู่สภาวะสมดุลของความชื้นสัมพัทธ์ สำหรับการใช้งานบางอย่างการอ่านผลได้รวดเร็วจะทำให้ผู้ผลิตอาหารสามารถกำกับ และควบคุมค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้ได้ ณ จุดที่ทำการผลิต ทำให้สามารถปรับ เปลี่ยนกระบวนการผลิตให้เหมาะสมได้ในระหว่างที่ทำการผลิต เครื่องมือในระบบ Chilled Mirror สามารถอ่านค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้ได้กว้างกว่าระบบ Electronic Capacitive Sensors คือจะวัดค่าได้ในช่วงตั้งแต่ 0.030 ถึง 1.000
เครื่องวัดค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้จะใช้ Chilled Mirror Sensor ในการวัดจุดน้ำค้าง (Dew-point) โดยมีพัดลมในตัวเครื่องช่วยให้มีการไหลเวียนของอากาศภายในช่องตรวจสอบ (Sensing Chamber) เพื่อให้ถึงจุดสมดุลเร็วขึ้น ในขณะตรวจสอบเทอร์โมมิเตอร์ระบบอินฟราเรดในตัวเครื่องก็จะวัดค่าอุณหภูมิของตัวอย่างที่กำลังตรวจสอบไปพร้อม ๆ กัน จากนั้นเครื่องจะแสดงค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้ที่คำนวณได้พร้อมอุณหภูมิของตัวอย่าง
เครื่องวัดวอเตอร์แอคทิวิตี้ในระบบ Electronic Capacitive Sensor จะใช้โพลีเมอร์ ซึ่งสามารถดูดซับความชื้นได้ร่วมกับแผงวงจรไฟฟ้าแปลงเป็นสัญญาณที่มีความสัมพันธ์กับค่าความชื้นสัมพัทธ์ สมดุลเป็นตัวตรวจสอบค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้ เมื่อถึงจุดสมดุลตัวตรวจสอบนี้ก็จะวัดค่าความชื้นสัมพัทธ์รอบ ๆ บริเวณนั้นทันที ค่าความชื้นสัมพัทธ์ ณ จุดสมดุลจะมีค่าเท่ากับค่าวอเตอร์แอคทิวิตี้ของตัวอย่างเมื่ออุณหภูมิของตัวอย่างกับอุณหภูมิของตัวตรวจสอบเท่ากันเท่านั้น ดังนั้นเครื่องวัดในระบบนี้จึงต้องใช้เวลา 30-90 นาทีเพื่อเข้าสู่สมดุลของอุณหภูมิและไอน้ำ ความแม่นยำของการวัดในวิธีนี้ขึ้นกับความถูกต้องของการควบคุมอุณหภูมิ
(ที่มา : วารสารจาร์พา ฉบับ 56 เดือนกันยายน – ตุลาคม 2546 เรื่องบทบาทของ Water Activity ต่อผลิตภัณฑ์อาหาร โดยรัตนันท์ พรรณารุโณทัย หน้า 57-61)