Hoạt độ nước hồ tiêu: đo gì ngoài độ ẩm

Bảng quy cách của người mua châu Âu thường có hai dòng nằm sát nhau: độ ẩm tối đa 12%, và hoạt độ nước — a_w — mục tiêu tối đa 0,65. Phiếu kết quả của nhiều nhà máy tiêu chỉ trả lời dòng thứ nhất.

Khi xem bộ hồ sơ của một lô tiêu đi EU, tôi có thói quen tìm dòng a_w trước. Nếu không có, câu tiếp theo của tôi là: nhà máy có máy đo không, đo ở khâu nào, ghi vào đâu? Câu trả lời hay gặp nhất là “mình đo độ ẩm rồi, đạt 12%”.

Đạt 12% là cần. Nhưng 12% và 0,65 trả lời hai câu hỏi khác nhau. Bài này viết cho chủ nhà máy hồ tiêu, gia vị: đo gì, đo ở khâu nào, ghi hồ sơ ra sao, và vì sao hoạt độ nước hồ tiêu là con số phải đưa vào vận hành hệ sấy chứ không chỉ vào phòng QC.

Hai con số, hai câu hỏi

Độ ẩm hỏi: trong hạt tiêu có bao nhiêu nước, tính theo phần trăm khối lượng. Hoạt độ nước hỏi: phần nước đó tự do tới mức nào — vi sinh vật, nấm mốc có lấy ra dùng được không. Nó là một tỷ số, chạy từ 0 tới 1. Nước nguyên chất là 1.

Hai lô cùng 12% ẩm có thể khác a_w, vì nước bị giữ chặt hay lỏng còn tuỳ thành phần hạt, cách sấy, nhiệt độ lúc đo. Nấm mốc không đọc phiếu độ ẩm. Nó chỉ “thấy” nước tự do.

	Độ ẩm	Hoạt độ nước (a_w)
Đo cái gì	Tổng lượng nước, % khối lượng	Mức nước tự do, tỷ số từ 0 đến 1
Trả lời câu hỏi	Bán bao nhiêu nước theo giá tiêu?	Lô này có mốc trên đường đi không?
Mức người mua EU hay ghi	Tiêu đen tối đa 12% (ESA, Codex)	Mục tiêu tối đa 0,65 (ESA khuyến nghị)
Phương pháp ESA khuyến nghị	ISO 939 (chưng cất lôi cuốn)	Không chỉ định — người mua và người bán thống nhất cả phương pháp lẫn giá trị
Dùng để điều khiển	Khối lượng, giá, hợp đồng	Điểm dừng sấy, làm nguội, đóng bao, lưu kho

Văn bản gốc nói gì về độ ẩm và hoạt độ nước

Hiệp hội Gia vị châu Âu (ESA). Trong Quality Minima Document bản Rev. 5 (thông qua 27/10/2015, rà soát 26/3/2018), mục 6 viết: hoạt độ nước là thông số then chốt ảnh hưởng tới sự phát triển vi sinh vật, vì vậy ESA khuyến nghị giá trị mục tiêu tối đa 0,65; do phương pháp đo còn dao động, cả phương pháp lẫn giá trị nên được người mua và người bán thống nhất. Phụ lục I ghi độ ẩm tối đa 12% cho cả tiêu đen và tiêu trắng.

Codex — tiêu chuẩn hồ tiêu. CXS 326-2017 (sửa đổi 2021, 2022) đặt độ ẩm tối đa cho tiêu đen nguyên hạt 12,0% ở hạng I và II, 13,0% ở hạng III; tiêu đen xay 12,0%. Tiêu chuẩn này không có dòng nào về hoạt độ nước.

Codex — quy phạm phòng ngừa độc tố nấm mốc trong gia vị. CXC 78-2017, mục 2.2.2, chia quá trình phơi sấy làm ba giai đoạn theo a_w:

Trên 0,95: hạt còn rất ướt, nấm sinh aflatoxin và ochratoxin A (OTA) chưa thuận lợi, nhưng các vi sinh vật ưa nước khác có thể làm hỏng hàng nếu để lâu.
Từ 0,95 xuống 0,80: giai đoạn mất nước nhanh nhất — và cũng là khoảng thuận lợi cho nấm sinh aflatoxin, OTA phát triển.
Từ 0,80 trở xuống: điều kiện không còn thuận lợi cho nhóm nấm đó.

Quy phạm kết luận: phải kiểm soát thời gian hàng nằm trong khoảng a_w 0,8–0,95; năm ngày phơi hoặc ít hơn là đủ để ngăn tích luỹ aflatoxin và OTA; nhìn chung a_w tối đa 0,65 là đủ bảo vệ gia vị khỏi nấm. Mục 2.3.2 viết thêm: dưới 0,65 hầu như không có nấm mốc phát triển.

Còn phần luật thì sao? EU không đặt giới hạn hoạt độ nước cho hồ tiêu. Thứ EU đặt là kết quả của việc để nước tự do quá lâu: Quy định (EU) 2023/915 giới hạn aflatoxin B1 5,0 µg/kg và tổng aflatoxin 10,0 µg/kg cho tiêu (mục 1.1.14), OTA 15 µg/kg cho gia vị khô (mục 1.2.17). Con số 0,65 là khuyến nghị của ngành. Nhưng người mua đưa nó vào hợp đồng vì giữ được 0,65 thì đỡ phải lo hai con số kia từ gốc.

Vì sao lô đạt 12% vẫn có thể mốc

Một bài tổng quan đăng trên tạp chí Toxins năm 2020 tổng hợp ngưỡng của Aspergillus flavus — loài sinh aflatoxin — trên nền lúa mì và gạo: a_w tối thiểu để phát triển 0,80, tối thiểu để sinh aflatoxin 0,85. Ngưỡng đổi theo nền và theo chủng, không phải hằng số cho tiêu. Nhưng khoảng từ 0,80 xuống 0,65 chính là biên an toàn mà ESA và Codex nhắm tới.

Số độ ẩm 12% không cho thấy biên đó, vì ba lý do tôi gặp đi gặp lại ở xưởng:

Độ ẩm là số trung bình. Mẫu gộp trộn đều thì đạt. Nhưng trong lô có những bao từ mẻ phơi gặp mưa, những hạt ở đáy lớp sấy dày — nấm mọc ở đó, không mọc ở “trung bình”.
Nước di chuyển sau khi đo. Hàng đóng bao lúc còn ấm, xếp sát tường, đi container qua vùng chênh nhiệt — hơi nước ngưng ở mặt trên và thành bao, sau khi phiếu đã ký.
Tiệt trùng hơi nước đưa nước trở lại. Hạt ra khỏi buồng tiệt trùng ẩm hơn lúc vào. Nếu cụm sấy phía sau không kéo về đúng chỗ, lô đã sạch vi sinh sẽ lại nằm trong khoảng nấm ưa.

Để có mốc so sánh: ASTA, trong văn bản góp ý gửi FDA năm 2022 (dẫn số liệu của Voelker và cộng sự, 2020), ghi a_w điển hình của tiêu đen trong khoảng 0,5–0,6. Một lô đo ra sát 0,65 — dù độ ẩm vẫn “đạt” — là tín hiệu để xem lại mẻ sấy, không phải để ký xuất.

Năm điểm đo hoạt độ nước trên dây chuyền

Máy đo chỉ có giá trị ở chỗ ra quyết định. Với nhà máy hồ tiêu, tôi đề xuất năm điểm:

Nhận nguyên liệu. Đo cùng lúc với độ ẩm thu mua, để phân luồng: hàng nào vào kho chờ được, hàng nào phải sấy lại ngay. Codex (mục 2.2.3) viết rõ hàng chưa khô tới mức an toàn thì không lưu kho mà chuyển đi sấy không chậm trễ.
Cửa ra máy sấy hoặc sân phơi. Đây là điểm dừng sấy. Sấy theo giờ là sấy theo thói quen; sấy tới khi a_w đạt giới hạn nội bộ mới là sấy theo kết quả.
Sau tiệt trùng hơi nước, sau sấy lại và làm nguội. Đo khi hạt đã nguội, để số so được với phòng thử nghiệm của người mua.
Trước đóng bao thành phẩm. Số này đi vào chứng thư phân tích của lô.
Kho thành phẩm trước khi đóng container. Hàng nằm kho qua mùa mưa có thể đã khác lúc đóng bao, nhất là lô sát tường, sát mái.

Năm điểm đo, không cần năm máy: một máy, một quy trình, một sổ ghi, một người được giao. Cách lấy mẫu sao cho số đại diện được cho cả lô, tôi đã viết trong bài lấy mẫu aflatoxin cho lô gia vị khô; nguyên tắc rải mẫu khắp lô dùng được cho cả a_w.

Máy đo và cách đọc số

Không bàn hãng, bàn nguyên lý. Máy đo a_w thường theo một trong hai kiểu: đo điểm sương bằng gương làm lạnh, hoặc cảm biến điện dung. Cả hai đo độ ẩm tương đối của khoảng không khí trong cốc mẫu kín sau khi cân bằng với mẫu. Khi mua, ba câu cần hỏi:

Phòng thử nghiệm của người mua đo bằng nguyên lý nào? ESA nói rõ cả phương pháp lẫn giá trị phải được hai bên thống nhất. Hai máy khác nguyên lý có thể lệch nhau đủ để tranh cãi một lô.
Máy kiểm tra bằng dung dịch chuẩn nào, bao lâu một lần, ai ký?
Máy có kiểm soát nhiệt độ buồng đo không? a_w thay đổi theo nhiệt độ, nên phiếu kết quả phải ghi nhiệt độ lúc đo.

Một việc ít nhà máy làm mà rất đáng làm: cùng một mẫu, đo cả độ ẩm và a_w, lặp lại qua nhiều mẻ, nhiều mức sấy. Sau một vụ, anh chị có đường cong độ ẩm – hoạt độ nước của chính nguyên liệu, chính dây chuyền mình — và giới hạn nội bộ có cơ sở, không phải chép từ catalogue.

Hệ sấy phải tính theo hoạt độ nước, không theo giờ

Đây là chỗ con số của phòng QC đi ngược về bản vẽ. Trong bài chi phí tiệt trùng hơi nước hồ tiêu, tôi đã nói khi mua cụm tiệt trùng phải mua kèm bài toán sấy. Hoạt độ nước là đơn vị để viết bài toán đó cho đúng:

Thông số đầu ra của máy sấy ghi trong hợp đồng mua thiết bị nên là a_w mục tiêu ở năng suất danh định, đo sau làm nguội — không chỉ “độ ẩm đầu ra”.
Công đoạn làm nguội phải có chỗ trên mặt bằng. Hạt ấm vào bao kín là tự tạo hơi nước ngưng.
Bao bì phải chắn ẩm. CXC 78-2017 (mục 2.3.5) ghi gia vị khô hút ẩm, nên phải đóng gói nhanh sau chế biến bằng vật liệu ngăn ẩm.
Kho phải giữ được hàng ở trạng thái đã sấy. Với kho nguyên liệu, Codex khuyên xếp bao trên pallet, cách tường ít nhất 30 cm để tránh nước ngưng, và kiểm soát độ ẩm không khí kho, ví dụ dưới 75% (mục 2.2.4). Kho thành phẩm theo mục 2.3.3: giữ hàng ở a_w dưới 0,65. Một kho xếp hàng sai có thể làm hỏng lô hàng đã đủ giấy tờ.

Với nhà máy đang lập dự án, các điểm này phải nằm trong lộ trình xây nhà máy chế biến hồ tiêu đạt chuẩn EU từ khâu chọn cấu hình: công suất sấy thiếu thì không sửa bằng quy trình được. Cấu hình dây chuyền tiệt trùng hơi nước và sấy cho hồ tiêu, gia vị tôi để ở trang riêng.

Năm việc chủ nhà máy làm từ lô tới

1. Đưa a_w vào quy cách và chứng thư phân tích

Mỗi lô xuất EU có một dòng a_w trên chứng thư, ghi kèm nhiệt độ đo và phương pháp. Trước khi ký hợp đồng, hỏi người mua: giới hạn bao nhiêu, phòng thử nghiệm của họ đo bằng nguyên lý gì. Ghi vào quy cách, cùng các chỉ tiêu kỹ thuật hồ tiêu, gia vị xuất khẩu khác.

2. Đặt giới hạn hành động nội bộ thấp hơn giới hạn của khách

Nếu khách ghi 0,65 thì nhà máy không chờ tới 0,65 mới hành động. Từ đường cong độ ẩm – a_w và độ dao động của máy đo, đặt một mức thấp hơn để giữ lại hàng, sấy lại, điều tra mẻ. Con số đó do dữ liệu của chính nhà máy quyết định.

3. Giao người, giao thiết bị, giao tần suất

Năm điểm đo ở trên, mỗi điểm ghi: ai đo, đo bao nhiêu mẫu, bao lâu một lần, vượt thì làm gì. Máy đo có lịch kiểm tra bằng dung dịch chuẩn và người ký. Người sấy không tự ký kết quả a_w của mẻ mình sấy.

4. Ghi hồ sơ theo lô, đủ để truy ngược về mẻ sấy

Mỗi kết quả a_w gắn với mã lô, mã mẻ sấy, giờ đo, nhiệt độ đo, mã máy — đủ để khi người mua hỏi lại, hồ sơ trả lời được: mẻ nào, ra máy sấy bao nhiêu, nằm kho bao lâu.

5. Thẩm định điểm dừng sấy, rồi thẩm tra định kỳ

Giới hạn a_w ở cửa ra máy sấy là một biện pháp kiểm soát. Nó cần dữ liệu chứng minh là đủ (thẩm định) và cần người khác kiểm tra định kỳ rằng nó vẫn đang được làm (thẩm tra). Khác nhau giữa hai việc đó tôi đã viết ở bài thẩm định và thẩm tra HACCP. Đổi nguồn nguyên liệu, đổi năng suất sấy, thêm cụm tiệt trùng — đều là lý do thẩm định lại.

Phần tôi không làm được, và hai dòng trên bảng quy cách

Nói cho rõ. Hoạt độ nước 0,65 là khuyến nghị của ESA và của quy phạm Codex, không phải giới hạn pháp lý của EU. Đạt 0,65 không bảo đảm lô đạt aflatoxin hay OTA: độc tố đã sinh ra trước khi sấy thì sấy khô không xoá được. Kết quả độc tố do phòng thử nghiệm được công nhận xác định trên từng lô.

Tôi không phải phòng thử nghiệm, không phải tổ chức chứng nhận. Việc tôi làm được là ngồi với chủ nhà máy để điểm đo, công suất sấy, kho và hồ sơ khớp với thị trường họ chọn — từ trước khi mua thiết bị.

Độ ẩm 12% cho người mua biết họ trả tiền cho bao nhiêu nước. Hoạt độ nước 0,65 cho họ biết lô hàng có giữ được khỏi mốc trên đường đi hay không. Nhà máy chỉ trả lời dòng thứ nhất là đang trả lời câu hỏi về giá, bỏ trống câu hỏi về rủi ro.

Lần tới có người mua hỏi “a_w bao nhiêu?”, tôi mong câu trả lời có ba phần: con số, nhiệt độ đo, và mẻ sấy mà con số đó thuộc về.

Nếu anh chị đang làm hồ tiêu, gia vị đi châu Âu và muốn rà lại điểm đo, hệ sấy, kho, hai thứ dùng được ngay: bộ 37 câu hỏi tôi dùng trước khi bàn tới thiết bị, và một phiên chẩn đoán dự án — buổi đầu 45–60 phút, không tính phí.

Nguồn tham khảo

European Spice Association — Quality Minima Document, Rev. 5 (thông qua 27/10/2015, rà soát 26/3/2018), mục 6 (Water Activity), Phụ lục I (H₂O tiêu đen, tiêu trắng 12% max), Phụ lục II (ISO 939). esa-spices.org.
Codex Alimentarius — Standard for Black, White and Green Peppers CXS 326-2017, sửa đổi 2021, 2022; mục 3.2.4, Bảng 3 và Bảng 4. codex.fao.org.
Codex Alimentarius — Code of Practice for the Prevention and Reduction of Mycotoxins in Spices CXC 78-2017; mục 2.2.2, 2.2.3, 2.2.4, 2.3.2, 2.3.3, 2.3.5. codex.fao.org.
Quy định (EU) 2023/915 về mức tối đa chất gây nhiễm trong thực phẩm, bản hợp nhất 1/7/2025, Phụ lục I, mục 1.1.14 và 1.2.17. eur-lex.europa.eu.
Dövényi-Nagy T. và cộng sự (2020). Pre-Harvest Modelling and Mitigation of Aflatoxins in Maize in a Changing Climatic Environment — A Review. Toxins 12(12):768, doi:10.3390/toxins12120768 — Bảng 1 (ngưỡng a_w của A. flavus trên lúa mì, gạo; chuyển dẫn từ Benkerroum).
American Spice Trade Association — văn bản góp ý gửi FDA về hướng dẫn kiểm soát phòng ngừa, Phụ lục 1 (Docket FDA-2016-D-2343), 30/9/2022, Bảng 1 (dựa trên Voelker, Sommer và Mauer, Food Research International 136:109608, 2020). astaspice.org.