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1953 年William James Scott 發(fā)現(xiàn)了水分活度影響微生物生長(zhǎng)，1957 年提出了微生物生長(zhǎng)所需的低的水分活度限值，并明確了是水分活度而不是水分含量影響微生物生長(zhǎng)。目前這一概念已經(jīng)作為預(yù)測(cè)微生物生長(zhǎng)，反映產(chǎn)品穩(wěn)定性和性的參數(shù)而被廣泛認(rèn)可。降低水分活度將會(huì)導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)停滯期的延長(zhǎng)，代謝活性的降低，生長(zhǎng)繁殖速率的降低，細(xì)菌內(nèi)生孢子和霉菌孢子活性的降低，產(chǎn)生毒素的減少，以及細(xì)菌孢子耐熱性增加等作用。

在微生物學(xué)中細(xì)菌、酵母菌和霉菌的新陳代謝、繁殖、孢子萌發(fā)和生存需要可利用水，水分活度是反映存在于產(chǎn)品中微生物新陳代謝的可利用水（非結(jié)合水或自由水）的量度。因此水分活度是預(yù)測(cè)產(chǎn)品中潛在微生物生長(zhǎng)繁殖的有力工具。

水分活度可反映產(chǎn)品中潛在微生物的生長(zhǎng)繁殖狀況。一定的水分活度環(huán)境僅支持特殊類型的微生物生長(zhǎng)。革蘭陰性菌生長(zhǎng)所需小水分活度一般在0.91~1.00 范圍內(nèi)，而革蘭陽(yáng)性菌、酵母菌和霉菌生長(zhǎng)的低水分活度要求低于革蘭陰性菌，可以在更干燥條件下生存。較高水分活度（aw>0.85）環(huán)境中，細(xì)菌會(huì)與真菌競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，細(xì)菌的生長(zhǎng)超過真菌。革蘭陰性菌中包括某些致病微生物，如銅綠假單胞菌、大腸埃希菌和沙門氏菌在aw<0.91 的產(chǎn)品中不會(huì)增殖或存活，而革蘭陽(yáng)性菌如*將在aw<0.86 時(shí)不會(huì)增殖，黑曲霉在aw<0.77 時(shí)不會(huì)增殖。此外，包括耐受高滲的酵母菌和耐旱真菌在內(nèi)的所有微生物在aw<0.60 時(shí)不會(huì)增殖。表2 中所列是在25 ℃時(shí)一系列與制藥相關(guān)的代表性微生物生長(zhǎng)所需的低水分活度。這些aw 數(shù)據(jù)已被科學(xué)文獻(xiàn)確認(rèn)和證明，且適用于原料、輔料和成品。

表2　代表性微生物生長(zhǎng)所需的低水分活度（aw）