Attività dell’acqua nella cannabis: valori aw, umidità e muffa

Due barattoli di cime possono riportare la stessa percentuale di umidità sul referto del laboratorio e comportarsi in modo opposto: uno resta pulito per un anno, l’altro fa muffa in un mese. Il numero che li distingue è l’attività dell’acqua. È ciò a cui rispondono i microbi, ciò che i mercati regolamentati analizzano e ciò che decide quanto pesa ancora un lotto il giorno in cui viene venduto.

Questa guida spiega cos’è l’attività dell’acqua, perché l’obiettivo per la cannabis essiccata è tra 0,55 e 0,65, che rapporto ha con il contenuto di umidità e come un’azienda la misura e la governa dalla stanza di essiccazione alla busta.

Cosa misura l’attività dell’acqua

L’acqua nei tessuti di una pianta non è tutta uguale. Una parte è trattenuta saldamente da zuccheri, proteine e pareti cellulari; il resto è libero di evaporare, di spostarsi e di essere usato da batteri e funghi. L’attività dell’acqua, indicata con a_w, misura quanto quell’acqua è libera: è la pressione di vapore dell’acqua nel campione divisa per la pressione di vapore dell’acqua pura alla stessa temperatura. L’acqua pura vale 1,00, un materiale del tutto secco vale 0.

C’è un modo pratico di leggerla. Chiudi un campione in una piccola camera e aspetta: l’aria sopra il campione si assesta su un’umidità relativa che dipende solo dal campione. Quell’umidità relativa di equilibrio, divisa per 100, è l’attività dell’acqua (Das et al., 2022). Cime a 0,62 a_w tengono l’aria intorno a sé al 62% di UR. Per questo un igrometro in un barattolo chiuso funziona come un misuratore approssimativo di attività dell’acqua, e per questo una stanza di essiccazione tenuta al 60% di UR porta le cime verso 0,60.

Il contenuto di umidità risponde a un’altra domanda: quanta acqua c’è, in rapporto al peso. L’attività dell’acqua dice che cosa quell’acqua può fare. La scienza degli alimenti sa dagli anni Cinquanta che la crescita microbica segue l’attività dell’acqua, non la quantità di acqua (Scott, 1957).

Cosa cresce a quale attività dell’acqua

Ogni microrganismo ha un’attività dell’acqua minima sotto la quale non riesce a crescere. Quasi tutti i batteri hanno bisogno di più di 0,90. Quasi tutte le muffe si fermano intorno a 0,80. Poche specie amanti del secco (xerofile) continuano a crescere lentamente sotto 0,70, e l’attività dell’acqua più bassa a cui sia mai stata osservata una crescita fungina è circa 0,61 (Scott, 1957; Beuchat, 1983). La crescita è più rapida vicino a 0,90, e la produzione di micotossine richiede in genere 0,83 o più.

Le cime fresche stanno all’estremo opposto della scala: al raccolto sono fatte per il 75–80% di acqua (Das et al., 2022), con un’attività dell’acqua vicina a 1. L’essiccazione è una corsa per portare ogni cima sotto i limiti delle muffe prima che i funghi già presenti sulla pianta possano usare quell’acqua. E ci sono. Tamponi fatti sulle cime in stanze di essiccazione commerciali hanno rilevato Penicillium, Aspergillus e Cladosporium, e le infezioni di Botrytis iniziate in coltivazione proseguono come perdite dopo il raccolto (Punja et al., 2019).

In uno studio che ha campionato giorno per giorno una stanza di essiccazione commerciale, la conta totale di lieviti e muffe è scesa man mano che le cime asciugavano, e l’essiccazione fino al 12–14% di umidità, cioè un’attività dell’acqua di circa 0,65–0,70, o meno è risultata uno dei fattori associati a conte più basse (Punja et al., 2023). Lo stesso studio aggiunge un’avvertenza: essiccare ferma la crescita, non sterilizza. Le spore sopravvivono, e le micotossine prodotte prima che le cime fossero asciutte restano dove sono. Un’attività dell’acqua bassa protegge un lotto pulito, non ne salva uno contaminato: per questo la prevenzione comincia in stanza di coltivazione, con la difesa integrata.

L’obiettivo: da 0,55 a 0,65

ASTM International pubblica due norme sull’argomento. La D8196 descrive come misurare l’attività dell’acqua nelle infiorescenze di cannabis. La D8197 fissa l’intervallo accettabile per le infiorescenze essiccate tra 0,55 e 0,65: il limite superiore impedisce alla muffa di crescere, quello inferiore evita che le cime si sbriciolino durante la manipolazione. Sopra 0,68 la norma richiede un’ulteriore essiccazione.

Le autorità usano lo stesso numero come limite vincolante. In California un lotto di cime essiccate o di pre-roll supera il test solo se l’attività dell’acqua non va oltre 0,65; sopra quel valore non può essere messo in vendita. Il contenuto di umidità viene riportato sul certificato di analisi, ma è l’attività dell’acqua a promuovere o bocciare, e molti altri mercati regolamentati tracciano la stessa linea.

L’attività dell’acqua non è il contenuto di umidità

I due numeri sono legati da una curva chiamata isoterma di assorbimento: a una data temperatura, a ogni attività dell’acqua corrisponde un contenuto di umidità. La curva è diversa per ogni materiale, e nella cannabis si sposta con la varietà, il contenuto di resina e la temperatura. I dati pubblicati mostrano quanto è ampia la forbice. In uno studio, cime essiccate al 12–14% di umidità misuravano circa 0,65–0,70 a_w (Punja et al., 2023); in un altro, cime conciate per un mese a 21 °C e 60% di umidità avevano in media l’8,6% di umidità (Milay et al., 2020). La sola percentuale di umidità non può dirti se un lotto è sicuro.

La curva ha anche una memoria. Un materiale vegetale che sta asciugando trattiene, a parità di attività dell’acqua, più acqua dello stesso materiale che la sta riprendendo: un effetto chiamato isteresi. È il motivo per cui le isoterme delle infiorescenze di canapa sono state misurate separatamente in essiccazione e in reidratazione, a temperature da 20 a 60 °C (Oduola et al., 2022).

Ne derivano due conseguenze pratiche. Le cime seccate troppo e poi recuperate con le bustine di umidità raggiungono l’attività dell’acqua desiderata con un contenuto di umidità più basso rispetto a cime essiccate una volta sola fino a quel punto, quindi pesano meno. E l’esterno di una cima asciuga prima del cuore: una cima può sembrare asciutta, con il rametto che si spezza, mentre il centro è ancora sopra 0,70. Solo una lettura fatta dopo che la cima si è equilibrata dice la verità.

Seccare troppo ha un prezzo

Ogni punto di umidità sotto l’obiettivo è peso coltivato, pagato e non venduto. Il conto è semplice: la sostanza secca di un lotto è fissa, quindi il peso finale è la sostanza secca divisa per uno meno il contenuto di umidità.

Partendo da 1 kg di cime fresche al 78% di umidità, fermarsi al 12% lascia 250 g; fermarsi all’8% ne lascia 239. Quei quattro punti costano il 4,3% del peso vendibile, circa 4,3 kg ogni 100 kg di cime essiccate, e le cime friabili perdono teste di tricomi a ogni manipolazione. In un’azienda che vende a peso, gli ultimi due giorni in stanza di essiccazione valgono più di tante modifiche fatte in fioritura. È la stessa logica della nostra analisi del costo al grammo: il grammo più economico è quello che non perdi.

Come misurarla bene

Un misuratore di attività dell’acqua chiude pochi grammi di cime in una piccola camera e legge l’umidità dell’aria sovrastante una volta stabilizzata, con un sensore di punto di rugiada a specchio raffreddato o con un sensore capacitivo. Lo strumento conta meno della procedura.

• Campiona il lotto, non una cima. Prendi cime da più piante e posizioni, comprese quelle grosse: è la cima più umida a determinare il rischio.
• Lasciala equilibrare. Misura dopo che le cime hanno riposato in un contenitore chiuso, non appena staccate dai fili, così il cuore e la superficie sono allineati.
• Stessa temperatura. Campione e strumento devono essere alla stessa temperatura. La pressione di vapore saturo sale di circa il 6% per grado: cime più calde di 1 °C rispetto al sensore leggono circa 0,04 in più a 0,60.
• Riempi la capsula sempre allo stesso modo. Stessa quantità, stesso livello, coperchio chiuso subito.
• Verifica lo strumento. Controllalo con gli standard salini a intervalli fissi e registra il controllo.
• Registra per lotto. Data, lotto, stanza, lettura e temperatura, accanto al peso secco.

Portare la stanza di essiccazione sull’obiettivo

Le cime si mettono in equilibrio con l’aria che le circonda: l’umidità relativa della stanza è la destinazione, il tempo è la strada. Una stanza buia a 15–21 °C e circa 60% di UR porta le cime verso 0,60, come spieghiamo nella guida su come essiccare e conciare la cannabis. L’abilità sta nell’arrivarci abbastanza lentamente da asciugare il cuore e abbastanza in fretta da battere la muffa.

• Dimensiona la deumidificazione sui primi giorni. Le cime perdono circa tre quarti del peso fresco sotto forma di vapore acqueo, in gran parte all’inizio. La stanza deve smaltire quel carico, non solo tenere al 60% un locale vuoto.
• Tieni stabile l’umidità. L’umidità relativa si muove con la temperatura: una temperatura stabile è metà di un’UR stabile. Gli sbalzi asciugano l’esterno della cima e poi lo bagnano di nuovo. La nostra tabella VPD spiega come sono legate le due grandezze.
• Chiudi con lo strumento, non con il calendario. Inizia a misurare quando i rametti si spezzano. Vai avanti solo quando il lotto, dopo essersi equilibrato, legge meno di 0,65.
• Punta al centro. Confezionare vicino a 0,60 lascia margine da entrambe le parti: un lotto poco uniforme o un furgone caldo non portano un campione oltre il limite.
• Conserva al fresco, al buio e senza sbalzi. Gli sbalzi di temperatura spostano l’acqua dentro una busta sigillata. In un confronto durato un anno, le cime intere tenute a 4 °C hanno conservato cannabinoidi e terpeni meglio delle cime a temperatura ambiente o macinate (Milay et al., 2020).

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Checklist del post-raccolta

1. Raccogli pulito: togli ogni cima con marciume visibile prima che entri in stanza di essiccazione.
2. Registra il peso fresco di ogni lotto il giorno stesso.
3. Essicca al buio a 15–21 °C e 55–65% di UR con un ricircolo d’aria leggero, e registra ogni giorno temperatura e umidità.
4. Quando i rametti si spezzano, fai riposare un campione in un contenitore chiuso e misura l’attività dell’acqua.
5. Sopra 0,65 continua a essiccare. Sopra 0,70 non chiudere nulla.
6. Confeziona tra 0,55 e 0,65, puntando a circa 0,60, e registra la lettura insieme al lotto.
7. Registra il peso secco accanto al peso fresco, così il prossimo ciclo ha un numero con cui confrontarsi.
8. Conserva al fresco, al buio e in confezione sigillata, e ricontrolla l’attività dell’acqua prima del rilascio.

Bibliografia

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.