1953 年William James Scott 发现了水分活度影响微生物生长，1957 年提出了微生物生长所需的低的水分活度限值，并明确了是水分活度而不是水分含量影响微生物生长。目前这一概念已经作为预测微生物生长，反映产品稳定性和性的参数而被广泛认可。降低水分活度将会导致微生物生长停滞期的延长，代谢活性的降低，生长繁殖速率的降低，细菌内生孢子和霉菌孢子活性的降低，产生毒素的减少，以及细菌孢子耐热性增加等作用。

在微生物学中细菌、酵母菌和霉菌的新陈代谢、繁殖、孢子萌发和生存需要可利用水，水分活度是反映存在于产品中微生物新陈代谢的可利用水（非结合水或自由水）的量度。因此水分活度是预测产品中潜在微生物生长繁殖的有力工具。

水分活度可反映产品中潜在微生物的生长繁殖状况。一定的水分活度环境仅支持特殊类型的微生物生长。革兰阴性菌生长所需小水分活度一般在0.91~1.00 范围内，而革兰阳性菌、酵母菌和霉菌生长的低水分活度要求低于革兰阴性菌，可以在更干燥条件下生存。较高水分活度（aw>0.85）环境中，细菌会与真菌竞争营养物质，细菌的生长超过真菌。革兰阴性菌中包括某些致病微生物，如铜绿假单胞菌、大肠埃希菌和沙门氏菌在aw<0.91 的产品中不会增殖或存活，而革兰阳性菌如*将在aw<0.86 时不会增殖，黑曲霉在aw<0.77 时不会增殖。此外，包括耐受高渗的酵母菌和耐旱真菌在内的所有微生物在aw<0.60 时不会增殖。表2 中所列是在25 ℃时一系列与制药相关的代表性微生物生长所需的低水分活度。这些aw 数据已被科学文献确认和证明，且适用于原料、辅料和成品。

表2　代表性微生物生长所需的低水分活度（aw）