Aktivitas Air (aw)
Kegunaan air dalam penyimpanan dan pengawetan pangan merupakan pertimbangan yang penting pada keamanan dan stabilitas pangan. Secara umum, aktivitas air dalam makanan (aw) yang menentukan batas bawah air untuk pertumbuhan mikroba (Sandulachi, 2020). Aktivitas air didefinisikan sebagai “rasio tekanan uap parsial air dalam kesetimbangan dengan makanan terhadap tekanan uap saturasi parsial uap air di udara pada suhu yang sama” atau kelembaban relatif udara yang berada dalam kesetimbangan dengan makanan. Nilai aw berkisar dari 0 sampai 1.
aw menunjukkan keadaan energi air dalam makanan, dan oleh karena itu menggambarkan potensi air ini untuk bertindak sebagai pelarut dan berpartisipasi dalam reaksi kimia / biokimia dan pertumbuhan mikroorganisme . aw digunakan untuk memprediksi stabilitas dan keamanan makanan sehubungan dengan pertumbuhan mikroba, laju reaksi deterioratif, dan sifat kimia dan fisik (Mathlouthi, 2001). Dalam produk makanan yang dibuat dengan bahan berbeda, nilai aktivitas air juga dapat membantu membatasi kelembaban dalam produk makanan. Misalnya, jika kismis dari aw yang lebih tinggi dikemas dengan serpihan dedak dengan aw yang lebih rendah, air dari kismis akan berpindah ke serpihan dedak seiring waktu, membuat kismis menjadi keras dan serpihan dedak menjadi lebih basah (Magan & Aldred, 2006).
Lihat (gambar) Nilai aw terendah di mana sebagian besar bakteri akan tumbuh adalah sekitar 0,9. Pada pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus terhambat pada kisaran aw 0,91 dalam kondisi anaerobik, yang lebih rendah 0,86 dalam kondisi aerobik (Barbosa-Cánovas et al., 2020). Aw untuk penghambatan pertumbuhan kapang dan ragi adalah sekitar 0,61, sedangkan batas bawah untuk pertumbuhan kapang mikotoksigenik adalah 0,78 (Tapia et al., 2020). Daftar batas aktivitas air untuk pertumbuhan mikroorganisme dalam makanan lihat (tabel)
| aw | Bakteri | Jamur | Kapang | Bahan Pagan |
| 0.97 | Clostridium botulinum E Pseudomonas fluorescens | daging segar, buah-buahan, sayuran | ||
| 0.95 | Escherichia coli Clostridium perfringens Salmonella spp. Vibrio cholerae | bacon, sosis matang | ||
| 0.94 | Clostridium botulinum A, B Vibrio parahaemolyticus | Stachybotrys atra | ||
| 0.93 | Bacillus cereus | Rhizopus nigricans | keju, roti, susu evaporasi | |
| 0.92 | Listeria monocytogenes | |||
| 0.91 | Bacillus subtilis | |||
| 0.90 | Staphylococcus aureus (anaerobic) | Trichothecium roseum | Saccharomy ces cerevisiae | |
| 0.88 | Candida | |||
| 0.87 | Staphylococcus aureus (aerobic) | |||
| 0.85 | Aspergillus clavatus | susu kental manis, keju (cheddar), sosis fermentasi (salami), daging kering (dendeng), jus buah, sirup coklat, kue buah, sirup obat batuk | ||
| 0.84 | Byssochlamys nivea | |||
| 0.84 | Byssochlamys nivea | |||
| 0,83 | Penicillium expansum Penicillium islandicum Penicillium viridicatum | Deharymoce s hansenii | ||
| 0,82 | Aspergillus fumigatus Aspergillus parasiticus | |||
| 0,81 | Penicillium Penicillium cyclopium Penicillium patulum | |||
| 0,80 | Saccharomy ces bailii | |||
| 0,79 | Penicillium martensii | |||
| 0,78 | Aspergillus flavus | selai, selai, marzipan, buah glace, molase, buah ara kering, ikan asin | ||
| 0,77 | Aspergillus niger Aspergillus ochraceus | |||
| 0,75 | Aspergillus restrictus Aspergillus candidus | |||
| 0,70 | Eurotium amstelodami | |||
| 0,62 | Saccharomy ces rouxii | buah-buahan kering, sirup jagung, marshmallow, permen karet | ||
| 0,61 | Monascus bisporus | |||
| 0,60 | Tidak ada proliferasi mikroba | |||
| 0,50 | Tidak ada proliferasi mikroba | karamel, permen, madu, mie | ||
| 0,40 | Tidak ada proliferasi mikroba | telur, coklat | ||
| 0,30 | Tidak ada proliferasi mikroba | kerupuk, makanan ringan berbahan dasar pati | ||
| 0,20 | Tidak ada proliferasi mikroba | manisan rebus, susu bubuk, susu formula |
Reaksi pencoklatan pada makanan meningkat pada aw dari 0,25, mencapai puncak sekitar aw 0,6, dan kemudian turun hingga aw 0,75. Dalam kisaran ini, hanya interaksi kovalen air dengan komponen makanan lebih dominan. Reaksi peroksidasi lipid mulai meningkat dari aw 0,4 hingga nilai maksimum aktivitas air. Pada nilai yang lebih tinggi di luar aw 0.8, zat terlarut dan kapiler menjadi dominan, yang mendorong pertumbuhan mikroorganisme, ragi, dan kapang.
Pengaruh Suhu dengan Aktivitas Air (aw)
Pada beberapa makanan, aw meningkat berbanding lurus dengan peningkatan suhu, sementara di produk makanan lain penurunan (berbanding terbalik) dengan peningkatan suhu, dan makanan dengan kelembaban tinggi. Oleh karena itu, Sulit untuk memprediksi bahkan arah perubahan suhu, karena tergantung pada bagaimana suhu mempengaruhi faktor-faktor yang mengontrol makanan.
Pengaruh pH dengan Aktivitas Air (aw)
Aktivitas air dan pH adalah dua faktor intrinsik terpenting yang menentukan apakah suatu produk akan mendukung pertumbuhan mikroorganisme. Aktivitas air dan pH bekerja secara sinergis, dengan efek gabungannya lebih kuat dalam pengendaliannya daripada efek individualnya. Cara menggunakan gabungan kekuatan aktivitas air dan pH untuk meningkatkan kontrol mikroba menggunakan teknik pengawetan yang lebih aman, yang dapat menghasilkan tekstur dan kualitas produk yang lebih baik.
Interaksi pH dan aw untuk pengendalian spora pada makanan
| aw | pH < 4,6 | pH 4,6 -5,6 | pH > 5,6 |
| < 0,92 | Non-TCS | Non-TCS | Non-TCS |
| 0,92 – 0,95 | Non-TCS | Non-TCS | PA** |
| > 0,95 | Non-TCS | PA | PA |
(* TCS = kontrol waktu / suhu diperlukan, ** PA = penilaian produk diperlukan)
Peran aktivitas air sangat penting dalam memprediksi keamanan dan stabilitas pangan terkait dengan pertumbuhan mikroba, laju reaksi kimia / biokimia, dan sifat fisik. Dengan mengukur dan mengontrol ketahanan pangan, dapat diprediksi mikroorganisme yang berpotensi menjadi sumber pembusukan dan infeksi. Sehingga stabilitas kimia makanan dapat diperoleh dengan menurunkan aw, meminimalkan reaksi pencoklatan non enzimatis, menghentikan reaksi oksidasi lipid autokatalitik spontan, dan memperpanjang aktivitas enzim dan vitamin dalam makanan dan mengoptimalkan sifat fisik makanan, seperti tekstur dan umur simpan.
Daftar Pustaka
Barbosa-Cánovas, Gustavo, V., Fontana, J. A., Schmidt, S. J., & Labuza, T. P. (2020). Water activity in foods: fundamentals and applications. John Wiley & Sons.
Magan, N., & Aldred, D. (2006). Managing microbial spoilage in cereal and baking products.
Food spoilage microorganisms, 194.
Mathlouthi, M. (2001). Water content, water activity, water structure and the stability of foodstuffs. Food control, 12(7), 409-417.
Sandulachi, E. (2020). Water activity concept and its role in food preservation.
Tapia, M. S., Alzamora, S. M., & Chirife, J. (2020). Effects 14 Stability of as Water a Hurdle Activity in Food (aw) Preservation on Microbial. Water Activity in Foods: Fundamentals and Applications, 323.
