Aktivitas air

Aktivitas air (singkatan: a_w) adalah intensitas air di dalam unsur-unsur bukan air atau benda padat. Secara sederhana, aktivitas air adalah ukuran status energi air dalam suatu sistem. Hal ini didefinisikan sebagai tekanan uap dari cairan yang dibagi dengan air murni pada suhu yang sama, karena itu, air suling murni memiliki a_w tepat satu.

Semakin tinggi suhu biasanya a_w juga akan naik, kecuali untuk benda yang mengkristal seperti garam atau gula.

Semakin tinggi a_w dalam sebuah benda, semakin memungkinkan mikroorganisme hidup pada lingkungan tersebut. Bakteri biasanya memerlukan a_w paling tidak 0.91 dan jamur paling tidak 0.7.

Air akan berpindah dari benda dengan a_w tinggi ke benda dengan a_w rendah. Sebagai contoh, jika madu (a_w ≈ 0.6) ditempatkan di udara terbuka yang lembap (a_w ≈ 0.7), maka madu akan menyerap air dari udara.

Rumus

Definisi dari a_w:

a_{w}\equiv p/p_{0}

di mana $p$ adalah tekanan uap air di dalam benda dan $p_{0}$ adalah tekanan uap air murni pada temperatur yang sama.

Kelembaban udara relatif:

Kelembaban udara relatif dalam sebuah sampel di sebut Equilibrium Relative Humidity (ERH).^[1]

\mathrm {ERH} =a_{w}\times 100\%

Dalam industri makanan, perlu perkiraan umur simpan bebas jamur sebuah produk. Perhitungan ini memasukkan aktivitas air yang berpotensi menunjang hidup jamur sebagai variabel.

Rumus umur simpan (mold-free shelf life, MFSL) pada suhu 21 °C adalah sebagai berikut:^[2]

\mathrm {MFSL} =10^{7.91-8.1a_{w}}

Kegunaan aktivitas air

Aktivitas air merupakan salah satu pertimbangan yang sangat penting dalam industri makanan. Dengan mengukur dan mengontrol aktivitas air pada bahan makanan, dimungkinkan untuk memprediksi mikroorganisme apa yang berpotensi menjadi sumber pembusukan. Pengusaha makanan kemudian dapat melakukan upaya-upaya untuk menjaga kestabilan kimia pada makanan seperti aktivitas enzim dan vitamin dan mengoptimalkan sifat fisik makanan, seperti tekstur dan umur simpan.^[3]

Contoh nilai aktivitas air

Bahan	a_w
Air suling	1^[4]
Air kran	0.99
Daging mentah	0.99^[4]
Susu	0.97
Sari buah	0.97
Sosis	.87^[4]
Daging asap	< 0.85
Garam dapur	0.75
Buah kering	0.60^[4]
Udara luar	0.5 - 0.7
Madu	0.5 - 0.7

Daya tahan mikroorganisme terhadap nilai a_w

Mikroorganisme
Jenis mikroorganisme	a_w	Sumber
Clostridium botulinum E	0.97	^[5]
Pseudomonas fluorescens	0.97	^[5]
Clostridium perfringens	0.95	^[5]
Escherichia coli	0.95	^[5]
Clostridium botulinum A, B	0.94	^[5]
Salmonella	0.93	^[6]
Vibrio cholerae	0.95	^[5]
Bacillus cereus	0.93	^[5]
Listeria monocytogenes	0.92, (0.90 pada 30% gliserol)	^[7]
Bacillus subtilis	0.91	^[5]
Staphylococcus aureus	0.86	^[8]
Sebagian besar kapang	0.80 - 0.9	^[9]

Biasanya, pada nilai a_w di bawah 0.6, tidak ada profilerasi mikroba.^[5]

Referensi

^ Young, Linda; Cauvain, Stanley P. (2000). Bakery food manufacture and quality: water control and effects. Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-05327-5.
^ Man, C. M. D.; Jones, Adrian A. (2000-07-31). Shelf Life Evaluation of Foods (dalam bahasa Inggris). Springer Science & Business Media. hlm. 141, 215. ISBN 978-0-8342-1782-9.
^ Fontana, Anthony J. (2012-11-13). "Water Activity's Role in Food Safety and Quality". Food Safety Magazine (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 14 Oktober 2020.
^ ^a ^b ^c ^d Marianski, 5
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ Barbosa-Canovas, G.; Fontana, A.; Schmidt, S.; Labuza, T.P. (2007). "Appendix D: Minimum Water Activity Limits for Growth of Microorganisms". Water Activity in Foods: Fundamentals and Applications. FT Blackwell Press. hlm. Appendix D. doi:10.1002/9780470376454.app4. ISBN 9780470376454.
^ Shaw, Angela (12 Desember 2017). "Salmonella, creating the most undesirable environment". Zootecnica International (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 14 Oktober 2020. Salmonella optimally grows between 37°C (5 and 45°C), at pH between 6.5-7.5, in moist conditions (Aw 0.93 or higher), with or without oxygen (facultative anaerobe).
^ Ryser, Elliot T.; Marth, Elmer H. (2007-03-27). Listeria, Listeriosis, and Food Safety (dalam bahasa Inggris). CRC Press. hlm. 172. ISBN 978-1-4200-1518-8.
^ Hudson, J.A. (2014). Encyclopedia of Meat Sciences (dalam bahasa Inggris). Elsevier. hlm. 376–381. doi:10.1016/b978-0-12-384731-7.00041-6. ISBN 978-0-12-384734-8. Of note is the organism's ability to grow at low aw values. Growth can occur at aw values as low as 0.86 (equivalent to 20% NaCl) depending on the humectant used (e.g., NaCl, sucrose, etc.), and the organism grows well in the presence of 7–10% NaCl.
^ Parkhurst, Steven. "Water Damage Remediation | Fort Myers & Naples, Florida". Advanced Building Forensics (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 14 Oktober 2020. Mesophilic fungi include common indoor molds such as Cladosporium sp. and Alternaria sp. These fungi typically grow on continuously damp building materials with water activities between 0.80 and 0.90.

Pranala luar

Chemistry of water activity
Water Activity Measurement
Water Activity Instruments
Water Activity Meters Diarsipkan 2012-03-21 di Wayback Machine.

[isbn0-632-05327-5-1] Young, Linda; Cauvain, Stanley P. (2000). Bakery food manufacture and quality: water control and effects. Oxford: Blackwell Science. ISBN 0-632-05327-5.

[2] Man, C. M. D.; Jones, Adrian A. (2000-07-31). Shelf Life Evaluation of Foods (dalam bahasa Inggris). Springer Science & Business Media. hlm. 141, 215. ISBN 978-0-8342-1782-9.

[3] Fontana, Anthony J. (2012-11-13). "Water Activity's Role in Food Safety and Quality". Food Safety Magazine (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 14 Oktober 2020.

[Marianski5-4] Marianski, 5

[Barbosa-Canovas-5] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ Barbosa-Canovas, G.; Fontana, A.; Schmidt, S.; Labuza, T.P. (2007). "Appendix D: Minimum Water Activity Limits for Growth of Microorganisms". Water Activity in Foods: Fundamentals and Applications. FT Blackwell Press. hlm. Appendix D. doi:10.1002/9780470376454.app4. ISBN 9780470376454.

[6] Shaw, Angela (12 Desember 2017). "Salmonella, creating the most undesirable environment". Zootecnica International (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 14 Oktober 2020. Salmonella optimally grows between 37°C (5 and 45°C), at pH between 6.5-7.5, in moist conditions (Aw 0.93 or higher), with or without oxygen (facultative anaerobe).

[7] Ryser, Elliot T.; Marth, Elmer H. (2007-03-27). Listeria, Listeriosis, and Food Safety (dalam bahasa Inggris). CRC Press. hlm. 172. ISBN 978-1-4200-1518-8.

[8] Hudson, J.A. (2014). Encyclopedia of Meat Sciences (dalam bahasa Inggris). Elsevier. hlm. 376–381. doi:10.1016/b978-0-12-384731-7.00041-6. ISBN 978-0-12-384734-8. Of note is the organism's ability to grow at low aw values. Growth can occur at aw values as low as 0.86 (equivalent to 20% NaCl) depending on the humectant used (e.g., NaCl, sucrose, etc.), and the organism grows well in the presence of 7–10% NaCl.

[9] Parkhurst, Steven. "Water Damage Remediation | Fort Myers & Naples, Florida". Advanced Building Forensics (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 14 Oktober 2020. Mesophilic fungi include common indoor molds such as Cladosporium sp. and Alternaria sp. These fungi typically grow on continuously damp building materials with water activities between 0.80 and 0.90.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]