Wateractiviteit van cannabis: aw-waarde, vocht en schimmel

Twee potten toppen kunnen op een labrapport hetzelfde vochtpercentage hebben en zich totaal anders gedragen: de ene blijft een jaar schoon, de andere schimmelt binnen een maand. Het getal dat ze onderscheidt is de wateractiviteit. Daar reageren microben op, dat testen gereguleerde markten, en dat bepaalt hoeveel een partij nog weegt op de dag dat ze wordt verkocht.

Deze gids legt uit wat wateractiviteit is, waarom het doel voor gedroogde cannabis tussen 0,55 en 0,65 ligt, hoe ze samenhangt met het vochtgehalte en hoe een bedrijf haar meet en stuurt, van de droogruimte tot in de zak.

Wat wateractiviteit meet

Water in plantenweefsel is niet allemaal hetzelfde. Een deel wordt stevig vastgehouden door suikers, eiwitten en celwanden; de rest is vrij om te verdampen, te bewegen en door bacteriën en schimmels te worden gebruikt. Wateractiviteit, geschreven als a_w, meet hoe vrij het water is: de dampdruk van het water in het monster gedeeld door de dampdruk van zuiver water bij dezelfde temperatuur. Zuiver water is 1,00, volledig droog materiaal is 0.

Je kunt haar heel praktisch aflezen. Sluit een monster op in een kleine kamer en wacht: de lucht erboven komt uit op een relatieve luchtvochtigheid die alleen van het monster afhangt. Die evenwichtsvochtigheid, gedeeld door 100, is de wateractiviteit (Das et al., 2022). Toppen met 0,62 a_w houden de lucht om zich heen op 62% RV. Daarom werkt een hygrometer in een gesloten pot als een ruwe wateractiviteitsmeter, en daarom trekt een droogruimte op 60% RV de toppen richting 0,60.

Het vochtgehalte beantwoordt een andere vraag: hoeveel water er is, als aandeel van het gewicht. De wateractiviteit zegt wat dat water kan doen. De levensmiddelenwetenschap weet sinds de jaren vijftig dat microbiële groei de wateractiviteit volgt, niet de hoeveelheid water (Scott, 1957).

Wat groeit bij welke wateractiviteit

Elke microbe heeft een minimale wateractiviteit waaronder ze niet kan groeien. De meeste bacteriën hebben meer dan 0,90 nodig. De meeste schimmels stoppen rond 0,80. Een paar droogteminnende (xerofiele) soorten groeien onder 0,70 langzaam door, en de laagste wateractiviteit waarbij ooit schimmelgroei is waargenomen ligt rond 0,61 (Scott, 1957; Beuchat, 1983). De groei is het snelst rond 0,90, en voor de productie van mycotoxinen is doorgaans 0,83 of meer nodig.

Verse toppen zitten aan het andere uiteinde van die schaal: bij de oogst bestaan ze voor 75 tot 80% uit water (Das et al., 2022), met een wateractiviteit dicht bij 1. Drogen is een race om elke top onder de schimmelgrenzen te krijgen voordat de schimmels die al op de plant zitten dat water kunnen gebruiken. En ze zitten er. Uitstrijkjes van toppen in commerciële droogruimtes lieten Penicillium, Aspergillus en Cladosporium zien, en Botrytis-infecties die in de kweek beginnen, lopen door als verliezen na de oogst (Punja et al., 2019).

In een studie die een commerciële droogruimte dag voor dag bemonsterde, daalden de totale aantallen gisten en schimmels naarmate de toppen droogden, en drogen tot 12 à 14% vocht, een wateractiviteit van ongeveer 0,65 tot 0,70, of lager was een van de factoren die samenhingen met lagere aantallen (Punja et al., 2023). Dezelfde studie waarschuwt ook: drogen stopt de groei, het steriliseert niet. Sporen overleven, en mycotoxinen die zijn gevormd voordat de toppen droog waren, blijven erin zitten. Een lage wateractiviteit beschermt een schone partij; ze redt geen besmette. Daarom begint preventie in de kweekruimte, met geïntegreerde gewasbescherming.

Het doel: 0,55 tot 0,65

ASTM International publiceert twee normen over dit onderwerp. D8196 beschrijft hoe je de wateractiviteit van cannabisbloemen meet. D8197 legt het aanvaardbare bereik voor gedroogde bloemen vast op 0,55 tot 0,65: de bovengrens voorkomt schimmelgroei, de ondergrens voorkomt dat de toppen bij het hanteren verkruimelen. Boven 0,68 eist de norm dat er verder wordt gedroogd.

Toezichthouders gebruiken hetzelfde getal als harde grens. In Californië komt een partij gedroogde bloemen of pre-rolls alleen door de test als de wateractiviteit niet hoger is dan 0,65; daarboven mag ze niet in de verkoop. Het vochtgehalte staat op het analysecertificaat, maar de wateractiviteit bepaalt goed- of afkeuring, en veel andere gereguleerde markten trekken dezelfde lijn.

Wateractiviteit is geen vochtgehalte

De twee getallen zijn verbonden door een curve, de sorptie-isotherm: bij een bepaalde temperatuur hoort bij elke wateractiviteit één vochtgehalte. De curve is voor elk materiaal anders, en bij cannabis verschuift ze met cultivar, harsgehalte en temperatuur. Gepubliceerde cijfers laten zien hoe groot de spreiding is. In de ene studie hadden toppen die tot 12 à 14% vocht waren gedroogd ongeveer 0,65 tot 0,70 a_w (Punja et al., 2023); in een andere hadden toppen die een maand waren gecured bij 21 °C en 60% luchtvochtigheid gemiddeld 8,6% vocht (Milay et al., 2020). Een vochtpercentage alleen kan je niet vertellen of een partij veilig is.

De curve heeft ook een geheugen. Plantmateriaal dat aan het drogen is, houdt bij dezelfde wateractiviteit meer water vast dan hetzelfde materiaal dat weer water opneemt. Dat effect heet hysterese. Daarom zijn de sorptie-isothermen van hennepbloemen apart gemeten voor drogen en voor bevochtigen, bij temperaturen van 20 tot 60 °C (Oduola et al., 2022).

Daar volgen twee praktische gevolgen uit. Te ver gedroogde toppen die je met vochtzakjes terugbrengt, bereiken de beoogde wateractiviteit bij een lager vochtgehalte dan toppen die in één keer tot dat punt zijn gedroogd, en wegen dus minder. En de buitenkant van een top droogt eerder dan de kern: een top kan droog aanvoelen en bij het steeltje knappen terwijl het midden nog boven 0,70 zit. Alleen een meting nadat de top is uitgebalanceerd, vertelt de waarheid.

Te ver drogen heeft een prijs

Elk procentpunt vocht onder het doel is gewicht dat is gekweekt, betaald en niet verkocht. De som is eenvoudig: de droge stof van een partij ligt vast, dus het eindgewicht is de droge stof gedeeld door één min het vochtgehalte.

Uitgaande van 1 kg verse toppen met 78% vocht blijft er bij 12% eindvocht 250 g over; bij 8% is dat 239 g. Die vier punten kosten 4,3% van het verkoopbare gewicht, ongeveer 4,3 kg op elke 100 kg gedroogde toppen, en broze toppen verliezen bij elke handeling trichoomkoppen. In een bedrijf dat per gewicht verkoopt, zijn de laatste twee dagen in de droogruimte meer waard dan veel aanpassingen in de bloei. Het is dezelfde logica als in onze uitsplitsing van de kosten per gram: de goedkoopste gram is de gram die je niet verliest.

Zo meet je goed

Een wateractiviteitsmeter sluit een paar gram toppen op in een kleine kamer en leest de vochtigheid van de lucht erboven zodra die stabiel is, met een dauwpuntsensor met gekoelde spiegel of een capacitieve vochtsensor. Het instrument is minder belangrijk dan de routine.

• Bemonster de partij, niet één top. Neem toppen van meerdere planten en posities, ook grote: de natste top bepaalt het risico.
• Laat het uitbalanceren. Meet nadat de toppen in een gesloten bak hebben gerust, niet direct van de drooglijn, zodat kern en oppervlak overeenkomen.
• Zelfde temperatuur. Monster en meter moeten dezelfde temperatuur hebben. De verzadigingsdampdruk stijgt met ongeveer 6% per graad: toppen die 1 °C warmer zijn dan de sensor meten bij 0,60 ongeveer 0,04 te hoog.
• Vul het monsterbakje steeds op dezelfde manier. Zelfde hoeveelheid, zelfde vulhoogte, deksel meteen dicht.
• Controleer de meter. Check hem volgens een vast schema met zoutstandaarden en leg de controle vast.
• Leg het per partij vast. Datum, partij, ruimte, meetwaarde en temperatuur, naast het drooggewicht.

De droogruimte naar het doel sturen

Toppen komen in evenwicht met de lucht om hen heen: de relatieve luchtvochtigheid van de ruimte is de bestemming, de tijd is de weg. Een donkere ruimte op 15 tot 21 °C en ongeveer 60% RV brengt de toppen richting 0,60, zoals in onze gids over cannabis drogen en curen. De kunst is er langzaam genoeg te komen om de kern te drogen en snel genoeg om de schimmel voor te blijven.

• Bereken de ontvochtiging op de eerste dagen. Toppen verliezen ongeveer driekwart van hun versgewicht als waterdamp, het meeste in het begin. De ruimte moet die last afvoeren, niet alleen een lege ruimte op 60% houden.
• Houd de luchtvochtigheid stabiel. De relatieve luchtvochtigheid beweegt mee met de temperatuur, dus een stabiele temperatuur is het halve werk. Schommelingen drogen de buitenkant van de top en maken die weer vochtig. Onze VPD-tabel legt uit hoe de twee samenhangen.
• Rond af op de meter, niet op de kalender. Begin met meten als kleine steeltjes knappen. Ga pas verder als de partij na het uitbalanceren onder 0,65 meet.
• Mik op het midden. Verpakken rond 0,60 laat aan beide kanten marge: een ongelijke partij of een warme bestelwagen duwt dan geen monster over de grens.
• Bewaar koel, donker en stabiel. Temperatuurschommelingen verplaatsen water in een gesloten zak. In een vergelijking over een jaar behielden hele toppen bij 4 °C hun cannabinoïden en terpenen beter dan toppen op kamertemperatuur of gemalen toppen (Milay et al., 2020).

business.growbotiq.com

business.growbotiq.com

Checklist voor na de oogst

1. Oogst schoon: verwijder elke top met zichtbare rot voordat die de droogruimte in gaat.
2. Leg het natgewicht van elke partij dezelfde dag vast.
3. Droog in het donker bij 15 tot 21 °C en 55 tot 65% RV met een zachte luchtbeweging, en noteer dagelijks temperatuur en luchtvochtigheid.
4. Als kleine steeltjes knappen, laat je een monster rusten in een gesloten bak en meet je de wateractiviteit.
5. Boven 0,65: blijf drogen. Boven 0,70: sluit niets af.
6. Verpak tussen 0,55 en 0,65, met 0,60 als richtpunt, en leg de meetwaarde bij de partij vast.
7. Leg het drooggewicht vast naast het natgewicht, zodat de volgende ronde een getal heeft om mee te vergelijken.
8. Bewaar koel, donker en afgesloten, en controleer de wateractiviteit opnieuw vóór vrijgave.

Bronnen

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.