ISO 18787:2017

Foodstuffs — Determination of water activity

ISO 18787:2017 establishes basic principles and specifies requirements for the methods of determining water activity (aw) of food products for human consumption and animal feed within a measurement range of 0 to 1. The measurement principles are based on the dew-point measurement or on the determination of the change in electrical conductivity of an electrolyte or in the permittivity of a polymer. The method does not apply to products stored below their freezing point (equivalent to the temperature at which ice crystals appear in the product), neither to products corresponding to a water-in-fat emulsion, nor to crystal products such as sugars, salt or minerals. For products containing volatile compounds, such as alcohols, specific equipment adaptations may be necessary to apply the method. The results of the interlaboratory studies that were carried out are given in Annex B.

Produits agricoles et alimentaires — Détermination de l'activité de l'eau

ISO 19787:2017 établit les principes fondamentaux et spécifie les exigences pour les méthodes de détermination de l'activité de l'eau (aw) des produits alimentaires de consommation humaine et des aliments pour animaux dans une gamme de mesures de 0 à 1. Les principes de mesurage sont basés sur le mesurage du point de rosée ou la détermination de la variation de la conductivité électrique d'un électrolyte ou de la permittivité d'un polymère. La méthode ne s'applique pas aux produits stockés en dessous de leur point de congélation (équivalent à la température d'apparition de cristaux de glace dans le produit), ni aux produits correspondant à une émulsion d'eau dans la matière grasse, ou ni aux produits cristallisés tels que les sucres, le sel ou les minéraux. Dans le cas de produits contenant des composés volatils, par exemple alcools, des adaptations particulières du matériel peuvent être nécessaires pour l'application de la méthode. Les résultats des essais interlaboratoires qui ont été menés sont présentés en Annexe B.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 27-Nov-2017
• ICS: 67.050 - General methods of tests and analysis for food products
• Technical Committee: ISO/TC 34 - Food products
• Drafting Committee: ISO/TC 34 - Food products
• Current Stage: 9020 - International Standard under periodical review
• Start Date: 15-Oct-2022
• Completion Date: 15-Oct-2022

Relations

• Revises: ISO 21807:2004 - Microbiology of food and animal feeding stuffs — Determination of water activity
• Effective Date: 23-Apr-2020

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18787
First edition
2017-11
Foodstuffs — Determination of water
activity
Produits agricoles et alimentaires — Détermination de l'activité de
l'eau
Reference number
ISO 18787:2017(E)
ISO 2017
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ISO 18787:2017(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2017, Published in Switzerland

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ISO 18787:2017(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

4 Measurement principles .............................................................................................................................................................................. 2

5 Apparatus ..................................................................................................................................................................................................................... 2

6 Reagents ........................................................................................................................................................................................................................ 3

7 Sampling ........................................................................................................................................................................................................................ 3

8 Procedure..................................................................................................................................................................................................................... 4

8.1 Sample preservation .......................................................................................................................................................................... 4

8.2 Sample preparation ............................................................................................................................................................................ 4

8.3 Test portion ................................................................................................................................................................................................ 4

8.4 Storage before measurement (optional) .......................................................................................................................... 4

8.5 Measurement ............................................................................................................................................................................................ 5

8.6 Calibration, adjustment and verification .......................................................................................................................... 5

9 Calculation and expression of results ............................................................................................................................................. 5

10 Precision ....................................................................................................................................................................................................................... 6

10.1 Repeatability ............................................................................................................................................................................................. 6

10.2 Reproducibility ....................................................................................................................................................................................... 6

11 Test report ................................................................................................................................................................................................................... 6

Annex A (normative) Water activity of saturated salt solutions at 25 °C ....................................................................... 7

Annex B (informative) Interlaboratory studies ........................................................................................................................................ 8

Bibliography ................................................................................................................................................................................................................................ 9

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ISO 18787:2017(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 34, Food products.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 18787:2017(E)
Foodstuffs — Determination of water activity

WARNING — The use of this document may involve the use of hazardous materials, operations

and equipment. This document does not purport to address all the safety risks associated with

its use. It is the responsibility of the user of this document to establish appropriate safety and

health practices.
1 Scope

This document establishes basic principles and specifies requirements for the methods of determining

water activity (a ) of food products for human consumption and animal feed within a measurement

range of 0 to 1.

The measurement principles are based on the dew-point measurement or on the determination of the

change in electrical conductivity of an electrolyte or in the permittivity of a polymer.

The method does not apply to products stored below their freezing point (equivalent to the temperature

at which ice crystals appear in the product), neither to products corresponding to a water-in-fat

emulsion, nor to crystal products such as sugars, salt or minerals.

For products containing volatile compounds, such as alcohols, specific equipment adaptations may be

necessary to apply the method.

The results of the interlaboratory studies that were carried out are given in Annex B.

2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— IEC Electropedia: available at http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: available at https://www.iso.org/obp
3.1
water activity

ratio of the partial water-vapour pressure in equilibrium with the product analysed to the water-

vapour saturation pressure in equilibrium with pure water at the same temperature

pF T
a =
PT()
where
© ISO 2017 – All rights reserved 1
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ISO 18787:2017(E)

pF(T) is the partial water-vapour pressure in equilibrium with the product analysed at the

temperature T (kept constant during measurement);

P (T) is the water-vapour saturation pressure in equilibrium with pure water at the same

temperature T.

Note 1 to entry: Water activity is therefore a dimensionless quantity between 0, which corresponds to a

completely anhydrous sample, and 1, which corresponds to pure salt-free water.

Note 2 to entry: The relative humidity at the equilibrium point is 100 times the water activity.

3.2
saturated solution

solution in which further amounts of the relevant solute added to the solution are no longer dissolved

4 Measurement principles

4.1 The two measurement principles that shall be used to determine the water activity are described

in 4.2 and 4.3.

4.2 Dew-point measurement. The sample is placed in a hermetic measurement chamber that contains

a mirror of which the temperature can be made to vary (using a Peltier thermo-electric module). The

mirror is cooled until condensation appears on its surface. This water activity measurement technique

is based on the fact that air can be cooled down to the saturation point without modifying the water

content. At the equilibrium point, the relative humidity within the chamber is equal to the water activity

of the sample. The exact temperature is determined (the dew-point temperature or dew-point) at which

water-vapour condensation occurs. The surface temperature of the sample is also recorded. With these

two temperatures the water activity can be determined.

4.3 Determination of the change in electrical conductivity of an electrolyte (ion displacement) or in

the permittivity of a polymer (charge displacement by the dipoles). These sensors measure the relative

humidity of the air surrounding the sample. The relative humidity is equal to the water activity only if the

sensor temperature is identical to the sample temperature. The electric resistance of a hygroscopic salt is

measured (it depends on the water content).
NOTE Other principles for measuring water activity can be used, for example
— measurement of the change in length of a thread, or

— determination of the freezing point in an open system without establishing equilibrium.

These principles are considered alternative methods that still need to be validated.

5 Apparatus
Usual laboratory equipment and, in particular, the following.
5.1 Water activity measurement apparatus.
The instrument shall have the following characteristics:

— response linearity in the calibration range (Some instruments can present several ranges of linearity

from 0 to 1. In this case, the laboratory shall take this information into account in order to choose

standard solutions);

— a measurement cell suitable for the measurement principles described in Clause 4;

2 © ISO 2017 – All rights reserved
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ISO 18787:2017(E)

— a temperature regulation system for the measurement cell or that can be set up in a thermostatic

enclosure so as to guarantee a temperature of 25 °C ± 1 °C;
— an internal resolution of at least 0,000 1 a units;
— a display of at least 0,001 a units;

— determination of the final measurement point by reaching a plateau defined with a maximum

amplitude
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 18787
Première édition
2017-11
Produits agricoles et alimentaires —
Détermination de l'activité de l'eau
Foodstuffs — Determination of water activity
Numéro de référence
ISO 18787:2017(F)
ISO 2017
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ISO 18787:2017(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2017, Publié en Suisse

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée

sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie, l’affichage sur

l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées à l’ISO à

l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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ISO 18787:2017(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

4 Principe de mesurage ...................................................................................................................................................................................... 2

5 Appareillage .............................................................................................................................................................................................................. 3

6 Réactifs ........................................................................................................................................................................................................................... 3

7 Échantillonnage ..................................................................................................................................................................................................... 4

8 Mode opératoire.................................................................................................................................................................................................... 4

8.1 Conservation de l’échantillon ..................................................................................................................................................... 4

8.2 Préparation de l’échantillon ........................................................................................................................................................ 4

8.3 Prise d’essai ............................................................................................................................................................................................... 5

8.4 Stockage avant mesurage (optionnel) ................................................................................................................................ 5

8.5 Mesurage ...................................................................................................................................................................................................... 5

8.6 Étalonnage, ajustage et vérification ...................................................................................................................................... 6

9 Calcul et expression des résultats ...................................................................................................................................................... 6

10 Fidélité ............................................................................................................................................................................................................................ 6

10.1 Répétabilité ................................................................................................................................................................................................ 6

10.2 Reproductibilité ..................................................................................................................................................................................... 6

11 Rapport d’essai ....................................................................................................................................................................................................... 6

Annexe A (normative) Activité de l'eau de solutions salines saturées à 25 °C ..........................................................7

Annexe B (informative) Essais interlaboratoires .................................................................................................................................... 8

Bibliographie .............................................................................................................................................................................................................................. 9

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ISO 18787:2017(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www.

iso.org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www.iso.org/avant-propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 34, Produits alimentaires.

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NORME INTERNATIONALE ISO 18787:2017(F)
Produits agricoles et alimentaires — Détermination de
l'activité de l'eau

AVERTISSEMENT — L'utilisation du présent document peut impliquer l'utilisation de produits

et la mise en œuvre de modes opératoires et d'appareillages à caractère dangereux. Le

présent document n'a pas pour but d'aborder tous les risques liés à son utilisation. Il incombe

à l'utilisateur du présent document d'établir, avant de l'utiliser, des pratiques appropriées

d'hygiène et de sécurité et de déterminer l'applicabilité des restrictions réglementaires locales.

1 Domaine d'application

Le présent document établit les principes fondamentaux et spécifie les exigences pour les méthodes

de détermination de l’activité de l’eau (a ) des produits alimentaires de consommation humaine et des

aliments pour animaux dans une gamme de mesures de 0 à 1.

Les principes de mesurage sont basés sur le mesurage du point de rosée ou la détermination de la

variation de la conductivité électrique d'un électrolyte ou de la permittivité d’un polymère.

La méthode ne s’applique pas aux produits stockés en dessous de leur point de congélation (équivalent

à la température d’apparition de cristaux de glace dans le produit), ni aux produits correspondant à une

émulsion d’eau dans la matière grasse, ou ni aux produits cristallisés tels que les sucres, le sel ou les

minéraux.

Dans le cas de produits contenant des composés volatils, par exemple alcools, des adaptations

particulières du matériel peuvent être nécessaires pour l’application de la méthode.

Les résultats des essais interlaboratoires qui ont été menés sont présentés en Annexe B.

2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels

amendements).

ISO 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d’essai

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http://www.electropedia.org/
— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse http://www.iso.org/obp
© ISO 2017 – Tous droits réservés 1
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ISO 18787:2017(F)
3.1
activité de l’eau

rapport de la pression partielle de vapeur d'eau en équilibre avec le produit analysé sur la pression

saturante de vapeur d'eau en équilibre avec l'eau pure, à la même température
pF T
a =

pF(T) est la pression partielle de la vapeur d'eau en équilibre avec le produit analysé, à la

température T (gardée constante durant le mesurage);

P (T) est la pression saturante de la vapeur d'eau en équilibre avec l’eau pure, à la même

température T.

Note 1 à l'article: L’activité de l’eau est donc une grandeur sans dimension, comprise entre 0 correspondant à un

échantillon complètement anhydre et 1 correspondant à de l’eau pure exempte de sel.

Note 2 à l'article: L’humidité relative à l’équilibre est égale à 100 fois l’activité de l’eau.

3.2
solution saturée

solution dans laquelle toute quantité supplémentaire du soluté correspondant ajoutée n'est plus

dissoute
4 Principe de mesurage

4.1 Les deux principes de mesurage qui doivent être utilisés pour déterminer l'activité de l'eau sont

décrits au 4.2 et au 4.3.

4.2 Mesurage du point de rosée. L’échantillon est introduit dans une chambre de mesure hermétique

contenant un miroir dont on peut faire varier la température (à l’aide d’un module thermoélectrique

à effet Peltier). Le miroir est refroidi jusqu’à ce qu’il apparaisse de la condensation à sa surface. Cette

technique de mesure de l’activité de l’eau repose sur le fait que l’air peut être refroidi jusqu’au point de

saturation sans modification de la teneur en eau. A l’équilibre, l’humidité relative de l’air présent dans la

chambre est égale à l’activité de l’eau de l’échantillon. On détermine la température exacte (température

de rosée ou point de rosée) à laquelle la condensation de la vapeur d’eau se produit. La température de la

surface de l’échantillon est également enregistrée. À partir de ces deux températures, on peut déterminer

l’activité de l’eau.

4.3 Détermination de la variation de la conductivité électrique d'un électrolyte (déplacement d’ions)

ou de la permittivité d’un polymère (déplacement de charge par les dipôles). Ces capteurs mesurent

l’humidité relative de l’air environnant l’échantillon. L’humidité relative n’est égale à l’activité de l’eau

que si la température du capteur est identique à la température de l’échantillon. On mesure la résistance

électrique d’un sel hygroscopique (celle-ci dépend de la teneur en eau).

NOTE D’autres principes peuvent être utilisés pour mesurer l’activité de l’eau, par exemple:

— le mesurage de la variation de longueur d'une fine tresse, ou;

— la détermination du point de congélation dans un système ouvert, sans atteindre l'équilibre.

Ces principes sont considérés comme des méthodes alternatives qui doivent encore être validées.

2 © ISO 2017 – Tous droits réservés
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ISO 18787:2017(F)
5 Appareillage
Matériels courants de laboratoire et, en particulier, les suivants.
5.1 Appareil de mesure de l’activité de l’eau.
Cet instrument devra avoir les caractéristiques suivantes:

— une linéarité de réponse sur la gamme d'étalonnage (Certains instruments peuvent présenter

plusieurs plages de linéarité entre 0 et 1. Dans ce cas, le laboratoire doit prendre en compte cette

information afin de choisir les solutions d'étalonnage);
— une cellule de mesure adaptée au principe de mesurage décrit à l’Article 4;

— un système de régulation de la température de la cellule de mesure ou pouvant être installé dans

une enceinte thermostatique de façon à garantir une température de 25 °C ± 1 °C;
— une résolution interne d’au moins 0,000 1 unités a ;
— un affichage d’au moins 0,001 unités a ;

— une détermination du point final de mesure par l’atteinte d’un plateau défini à une amplitude

maximale de 0,000 3, soit par trois mesures consécutives, soit par une stabilité pendant 1 min;

— le cas échéant, un système permettant de supprimer les inter
...