Activité de l’eau du cannabis : aw, humidité et moisissure

Deux bocaux de fleurs peuvent afficher le même pourcentage d’humidité sur un rapport de laboratoire et se comporter de façon totalement différente : l’un reste sain pendant un an, l’autre moisit en un mois. Le chiffre qui les sépare, c’est l’activité de l’eau. C’est à elle que réagissent les microbes, c’est elle que contrôlent les marchés réglementés, et c’est elle qui décide du poids qu’un lot a encore le jour où il est vendu.

Ce guide explique ce qu’est l’activité de l’eau, pourquoi la cible pour le cannabis séché se situe entre 0,55 et 0,65, quel lien elle a avec la teneur en eau, et comment une installation la mesure et la pilote, de la salle de séchage au sachet.

Ce que mesure l’activité de l’eau

L’eau d’un tissu végétal n’est pas partout la même. Une partie est fermement retenue par les sucres, les protéines et les parois cellulaires ; le reste est libre de s’évaporer, de se déplacer et d’être utilisé par les bactéries et les champignons. L’activité de l’eau, notée a_w, mesure à quel point l’eau est libre : c’est la pression de vapeur de l’eau de l’échantillon divisée par la pression de vapeur de l’eau pure à la même température. L’eau pure vaut 1,00, une matière totalement sèche vaut 0.

Il existe une façon pratique de la lire. Enfermez un échantillon dans une petite chambre et attendez : l’air au-dessus se stabilise à une humidité relative qui ne dépend que de l’échantillon. Cette humidité relative d’équilibre, divisée par 100, est l’activité de l’eau (Das et al., 2022). Des fleurs à 0,62 a_w maintiennent l’air qui les entoure à 62 % d’HR. C’est pourquoi un hygromètre dans un bocal fermé sert de mesure approximative de l’activité de l’eau, et pourquoi une salle de séchage tenue à 60 % d’HR amène les fleurs vers 0,60.

La teneur en eau répond à une autre question : combien d’eau il y a, en proportion du poids. L’activité de l’eau dit ce que cette eau peut faire. La science des aliments sait depuis les années 1950 que la croissance microbienne suit l’activité de l’eau, et non la quantité d’eau (Scott, 1957).

Ce qui pousse à quelle activité de l’eau

Chaque micro-organisme a une activité de l’eau minimale en dessous de laquelle il ne peut pas se développer. La plupart des bactéries ont besoin de plus de 0,90. La plupart des moisissures s’arrêtent vers 0,80. Quelques espèces qui aiment le sec (xérophiles) continuent de croître lentement en dessous de 0,70, et l’activité de l’eau la plus basse à laquelle une croissance fongique a été observée est d’environ 0,61 (Scott, 1957 ; Beuchat, 1983). La croissance est la plus rapide près de 0,90, et la production de mycotoxines demande en général 0,83 ou plus.

Les fleurs fraîches se trouvent à l’autre bout de cette échelle : à la récolte, elles contiennent 75 à 80 % d’eau (Das et al., 2022), avec une activité de l’eau proche de 1. Le séchage est une course pour faire passer chaque tête sous les seuils des moisissures avant que les champignons déjà présents sur la plante ne puissent utiliser cette eau. Et ils sont bien là. Des prélèvements sur des têtes dans des salles de séchage commerciales ont révélé Penicillium, Aspergillus et Cladosporium, et les infections à Botrytis commencées en culture se prolongent en pertes après la récolte (Punja et al., 2019).

Dans une étude qui a échantillonné jour après jour une salle de séchage commerciale, le nombre total de levures et de moisissures a baissé à mesure que les fleurs séchaient, et un séchage jusqu’à 12–14 % d’eau, soit une activité de l’eau d’environ 0,65–0,70, ou moins faisait partie des facteurs associés à des comptages plus faibles (Punja et al., 2023). La même étude ajoute une mise en garde : sécher arrête la croissance, cela ne stérilise pas. Les spores survivent, et toute mycotoxine produite avant que les fleurs soient sèches y reste. Une activité de l’eau basse protège un lot sain ; elle ne sauve pas un lot contaminé. C’est pourquoi la prévention commence en salle de culture, avec la lutte intégrée.

La cible : de 0,55 à 0,65

ASTM International publie deux normes sur le sujet. La D8196 décrit comment mesurer l’activité de l’eau dans les fleurs de cannabis. La D8197 fixe la plage acceptable pour les fleurs séchées entre 0,55 et 0,65 : la limite haute empêche les moisissures de se développer, la limite basse évite que les fleurs ne s’effritent à la manipulation. Au-dessus de 0,68, la norme impose de poursuivre le séchage.

Les autorités utilisent le même chiffre comme limite stricte. En Californie, un lot de fleurs séchées ou de pré-roulés n’est accepté que si son activité de l’eau ne dépasse pas 0,65 ; au-delà, il ne peut pas être mis en vente. La teneur en eau figure sur le certificat d’analyse, mais c’est l’activité de l’eau qui fait passer ou échouer, et beaucoup d’autres marchés réglementés tracent la même ligne.

L’activité de l’eau n’est pas la teneur en eau

Les deux chiffres sont reliés par une courbe appelée isotherme de sorption : à une température donnée, à chaque activité de l’eau correspond une teneur en eau. La courbe est différente pour chaque matière, et pour le cannabis elle se déplace avec la variété, la teneur en résine et la température. Les chiffres publiés montrent l’ampleur de l’écart. Dans une étude, des fleurs séchées à 12–14 % d’eau mesuraient environ 0,65–0,70 a_w (Punja et al., 2023) ; dans une autre, des fleurs affinées pendant un mois à 21 °C et 60 % d’humidité avaient en moyenne 8,6 % d’eau (Milay et al., 2020). Un pourcentage d’humidité seul ne peut pas vous dire si un lot est sûr.

La courbe a aussi une mémoire. Une matière végétale en train de sécher retient, à activité de l’eau égale, plus d’eau que la même matière en train d’en reprendre : c’est l’hystérésis. C’est la raison pour laquelle les isothermes de sorption des fleurs de chanvre ont été mesurées séparément au séchage et à l’humidification, à des températures de 20 à 60 °C (Oduola et al., 2022).

Deux conséquences pratiques en découlent. Des fleurs trop séchées, rattrapées avec des sachets régulateurs d’humidité, atteignent l’activité de l’eau visée avec une teneur en eau plus faible que des fleurs séchées une seule fois jusqu’à ce point : elles pèsent donc moins. Et l’extérieur d’une tête sèche avant son cœur : une tête peut sembler sèche, avec une tige qui casse, alors que le centre est encore au-dessus de 0,70. Seule une mesure faite après que la tête s’est équilibrée dit la vérité.

Trop sécher a un prix

Chaque point d’humidité sous la cible est du poids cultivé, payé et non vendu. Le calcul est simple : la matière sèche d’un lot est fixe, donc son poids final est la matière sèche divisée par un moins la teneur en eau.

En partant de 1 kg de fleurs fraîches à 78 % d’eau, s’arrêter à 12 % laisse 250 g ; s’arrêter à 8 % en laisse 239. Ces quatre points coûtent 4,3 % du poids vendable, soit environ 4,3 kg pour 100 kg de fleurs séchées, et des fleurs cassantes perdent des têtes de trichomes à chaque manipulation. Dans une installation qui vend au poids, les deux derniers jours en salle de séchage valent plus que bien des changements faits en floraison. C’est la même logique que dans notre analyse du coût par gramme : le gramme le moins cher est celui que vous ne perdez pas.

Comment bien la mesurer

Un appareil de mesure de l’activité de l’eau enferme quelques grammes de fleurs dans une petite chambre et lit l’humidité de l’air au-dessus une fois qu’elle est stabilisée, avec un capteur de point de rosée à miroir refroidi ou un capteur capacitif. L’appareil compte moins que la méthode.

• Échantillonnez le lot, pas une tête. Prélevez des fleurs sur plusieurs plantes et à plusieurs endroits, grosses têtes comprises : c’est la tête la plus humide qui fixe le risque.
• Laissez s’équilibrer. Mesurez après un repos des fleurs dans un récipient fermé, et non à la sortie du fil de séchage, pour que le cœur et la surface soient alignés.
• Même température. L’échantillon et l’appareil doivent être à la même température. La pression de vapeur saturante augmente d’environ 6 % par degré : des fleurs plus chaudes de 1 °C que le capteur donnent environ 0,04 de trop à 0,60.
• Remplissez la coupelle toujours de la même façon. Même quantité, même niveau, couvercle fermé aussitôt.
• Vérifiez l’appareil. Contrôlez-le régulièrement avec des étalons salins et notez le contrôle.
• Notez par lot. Date, lot, salle, mesure et température, à côté du poids sec.

Amener la salle de séchage à la cible

Les fleurs s’équilibrent avec l’air qui les entoure : l’humidité relative de la salle est la destination, le temps est le chemin. Une salle sombre à 15–21 °C et environ 60 % d’HR amène les fleurs vers 0,60, comme dans notre guide pour sécher et affiner le cannabis. Tout l’art consiste à y arriver assez lentement pour sécher le cœur et assez vite pour devancer la moisissure.

• Dimensionnez la déshumidification pour les premiers jours. Les fleurs perdent environ les trois quarts de leur poids frais sous forme de vapeur d’eau, pour l’essentiel au début. La salle doit évacuer cette charge, pas seulement tenir un local vide à 60 %.
• Gardez l’humidité stable. L’humidité relative varie avec la température : une température stable, c’est la moitié d’une HR stable. Les à-coups sèchent l’extérieur de la tête puis le réhumidifient. Notre tableau VPD explique le lien entre les deux.
• Terminez à la mesure, pas au calendrier. Commencez à mesurer quand les petites tiges cassent. Ne passez à la suite que lorsque le lot, une fois équilibré, affiche moins de 0,65.
• Visez le milieu. Conditionner vers 0,60 laisse de la marge des deux côtés : un lot irrégulier ou un camion chaud ne fait pas passer un échantillon au-dessus de la limite.
• Conservez au frais, à l’obscurité et sans variations. Les écarts de température déplacent l’eau dans un sachet scellé. Dans une comparaison sur un an, des fleurs entières gardées à 4 °C ont mieux conservé leurs cannabinoïdes et leurs terpènes que des fleurs à température ambiante ou des fleurs broyées (Milay et al., 2020).

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Liste de contrôle post-récolte

1. Récoltez proprement : retirez toute tête présentant une pourriture visible avant son entrée en salle de séchage.
2. Notez le poids frais de chaque lot le jour même.
3. Séchez à l’obscurité entre 15 et 21 °C et 55 à 65 % d’HR avec un léger mouvement d’air, et relevez chaque jour la température et l’humidité.
4. Quand les petites tiges cassent, laissez reposer un échantillon dans un récipient fermé et mesurez son activité de l’eau.
5. Au-dessus de 0,65, continuez à sécher. Au-dessus de 0,70, ne fermez rien.
6. Conditionnez entre 0,55 et 0,65, en visant environ 0,60, et notez la mesure avec le lot.
7. Notez le poids sec à côté du poids frais, pour que le prochain cycle ait un chiffre de comparaison.
8. Conservez au frais, à l’obscurité et bien fermé, et contrôlez de nouveau l’activité de l’eau avant la mise en vente.

Références

1. ASTM International. ASTM D8196-22, Standard Practice for Determination of Water Activity (aw) in Cannabis Flower.
2. ASTM International. ASTM D8197-22, Standard Specification for Maintaining Acceptable Water Activity (aw) Range (0.55 to 0.65) for Dry Cannabis Flower Intended for Human/Animal Use.
3. Beuchat LR (1983). Influence of water activity on growth, metabolic activities and survival of yeasts and molds. Journal of Food Protection 46(2):135–141.
4. California Code of Regulations, Title 4, § 15717. Moisture content and water activity testing. Department of Cannabis Control.
5. Das PC, Vista AR, Tabil LG, Baik OD (2022). Postharvest operations of cannabis and their effect on cannabinoid content: a review. Bioengineering 9(8):364.
6. Milay L, Berman P, Shapira A, Guberman O, Meiri D (2020). Metabolic profiling of cannabis secondary metabolites for evaluation of optimal postharvest storage conditions. Frontiers in Plant Science 11:583605.
7. Oduola AA, Luthra K, Atungulu GG (2022). Determination of moisture sorption isotherms of industrial hemp (Cannabis sativa L.) flower and leaf composite powders. Industrial Crops and Products 186:115201.
8. Punja ZK, Collyer D, Scott C, Lung S, Holmes J, Sutton D (2019). Pathogens and molds affecting production and quality of Cannabis sativa L. Frontiers in Plant Science 10:1120.
9. Punja ZK, Ni L, Lung S, Buirs L (2023). Total yeast and mold levels in high THC-containing cannabis (Cannabis sativa L.) inflorescences are influenced by genotype, environment, and pre- and post-harvest handling practices. Frontiers in Microbiology 14:1192035.
10. Scott WJ (1957). Water relations of food spoilage microorganisms. Advances in Food Research 7:83–127.