1. Aktivitas air (Aw) merupakan parameter penting dalam menganalisis stabilitas bahan pangan karena berhubungan dengan pertumbuhan mikroba. 2. Isoterm sorpsi menunjukkan hubungan antara keseimbangan kadar air dengan kelembaban relatif pada suhu tertentu, meliputi proses adsorpsi dan desorpsi molekul air. 3. Model GAB dianggap paling akurat untuk menentukan fenomena penyerapan air karena deviasinya kurang dari

1. Pengenalan Aktivitas Air dan
Pertumbuhan Mikroba
By: ItsDanicaPutry’s

2. Kasus-kasus
Sayuran yang cepat busuk
Daging Gelondongan
Keracunan makanan
Metode penyimpanan yang salah, tempat
penyimpanan terlalu lembab

3. Besarnya kadar air bukan
merupakan parmeter yang mutlak
untuk dipakai sebagai indikator
kecepatan kerusakan, jadi,
pengukuran aktivitas air (Aw)
menjadi salah satu parameter
dalam analisis stabilitas bahan
pangan yang bermanfaat untuk
mengetahui mikroorganisme yang
berpotensi merusak makanan
Aktivitas air
Aktivitas air (Aw) adalah
perhitungan intensitas
air di dalam unsur-unsur
bahan
Kadar Air
kandungan air suatu bahan,
ditentukan dengan metode dan
kondisi yang ditentukan, dan
dinyatakan sebagai persentase
terhadap berat basah atau berat
kering
𝑲𝒂𝒅𝒂𝒓 𝒂𝒊𝒓 =
𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒉𝒊𝒍𝒂𝒏𝒈
𝒎𝒂𝒔𝒔𝒂 𝒃𝒂𝒉𝒂𝒏 𝒑𝒂𝒏𝒈𝒂𝒏
𝒙 𝟏𝟎𝟎%
𝑨𝒘 =
𝒑 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒌
𝒑𝟎
Jenis-jenis air
Tipe 1 – molekul air yang terikat
pada molekul lain melalui suatu
ikatan hidrogen berenergi besar.
Tipe 2 – Molekul air yang
membentuk ikatan hidrogen dengan
molekul air lagi.
Tipe 3 – Air bebas, air yang terikat
dalam jaringan matriks bahan.
Tipe 4 – Air murni, air yang tidak
terikat dalam jaringan suatu bahan
Faktor penentu Aw:
Suhu,
jenis air,
lama perendaman,
pemanasan,
kadar garam.

4. Isoterm Sorpsi dan Sorpsi Air
Hubungan yang menunjukkan
distribusi adsorben antara fase
teradsorpsi pada permukaan
adsorben dengan fasa ruah saat
kesetimbangan pada
temperature tertentu
1. Penyerapan tanpa perubahan struktural
dari penyerap
contoh: penyerapan permukaan gula kristal
2. Penyerapan disertai dengan perubahan
struktural dari penyerap
contoh: penyerapan permukaan putih telur,
susu
3. Penyerapan bawah pembentukan solusi
contoh: pada larutan gula
3 kategori penyerapan air oleh bahan
pangan/makanan:
Moisture Sorption Isotherm (Isoterm
Sorpsi Pelembab) produk pangan
 menunjukkan hubungan antara
keseimbangan kadar air dengan tekanan
uap air atau kelembaban relative
keseimbangannya pada suhu tertentu
 Mencakup proses :
adsorpsi = mobilitas molekul air dari keadaan
bebas menjadi keadaan terikat dalam bahan
desorpsi = mobilitas molekul air dari keadaan
terikat menjadi keadaan bebas

5. Bahan Makanan %
Kelembaban
Bahan Makanan %
Kelembaban
Selada 94-95 Telur 74
Jamur kalengan 93 Ayam Broiler 71
Bayam 92 Salmon kalengan 65-70
Sup siap saji 84-92 Daging kalkun 64
Kacang hijau 90 Sosis 62
Yoghurt 88-89 Daging sapi 61-65
Buah Berry 83-88 Makaroni matang 60.6
Jus Jeruk 87.5 Tuna kalengan 60-61
Susu Sapi 87 Hamburger 55
Apel, Pir 83-84 Daging kornet 54
Fillet Ikan Cod 81-82 Keju cheddar 37
Tiram 80-81 Roti putih 34
Peach, Nanas 80-87 Biskuit 28
Kentang 79 Selai 27-28
Udang 78 Kue donat 24
Keju Cottage 76.5 Madu 20
Gorengan 76-77 Mentega, margarin 15.5
Pisang 75 kacang tanah 5.6
Ikan Pecak 75 Permen 1-2
Sereal 2-3 Kacang 3.1-3.5
Tabel 1.2. Nilai Isoterm Sorpsi Lembab beberapa bahan pangan

6. Rumus-rumus untuk menentukan model
isoterm sorpsi
Model Chen-Clayton :
𝒍𝒏 𝒍𝒏 𝟏
𝑨𝒘 = 𝒍𝒏 𝑷 𝟏 − 𝑷 𝟐 𝑴𝒆
Y =ln[ln(1/Aw)]
x =Me
a=ln P(1)
b = - P(2)
Model Oswin:
𝒍𝒏 𝑴𝒆 = 𝒍𝒏 𝑷 𝟏 + 𝑷 𝟐 𝒍𝒏 𝑨𝒘
𝟏 − 𝑨𝒘
Y = ln Me
x = ln[Aw/(1-Aw)]
a = ln P(1)
b= ln P(2)
Model Caurie:
𝒍𝒏 𝑴𝒆 = 𝒍𝒏 𝑷 𝟏 − 𝒑 𝟐 𝑨𝒘
Y = ln Me
x = Aw
a= ln P(1)
b= - P(2)
Model Hasley:
𝒍𝒐𝒈 [𝒍𝒏 𝟏
𝑨𝒘 = 𝒍𝒐𝒈 𝑷 𝟏 − 𝑷 𝟐 𝒍𝒐𝒈 𝑴𝒆
Y=log [ln(1/Aw)]
x =log Me
a =log P(1)
b = - P(2)
Model sorpsi air GAB:
 Pengembangan model BET (Braunauer, Emmet, dan Teller) menganggap
terjadinya interaksi antara molekul gas terikat setelah lapisan
monolayer mengalami kondensasi.
 Mempertimbangkan adanya lapisan molekul air di atas lapisan monolayer
dan multilayer.
 Persamaan GAB merupakan model teoritis yang paling baik untuk
menentukan fenomena penyerapan air dalam bahan pangan karena
deviasinya 10%.
Persamaan 1:
𝑴
𝑴𝒐
=
𝑪.𝒌.𝑨𝒘
(𝟏−𝒌.𝑨𝒘+𝑪.𝒌.𝑨𝒘)
………(1)
M = kadar seimbang (% bk),
Mo = monolayer (% bk),
C = konstanta GAB,
k = faktor koreksi terhadap air bebas.
 Persamaan GAB dapat membedakan molekul terserap setelah lapisan
tunggal, menjadi lapisan ganda dan air terkondensasi.
Persamaan 2:
𝒊−𝒍 𝒎𝒊
𝒏
=
|
𝑵
, 𝒎𝒊 − 𝒎𝒑𝒕 𝒙 𝟏𝟎𝟎% ………..(2)
∑= deviasi relative dari perhitungan persamaan (2)
mi = data penelitian
mpt adalah nilai dari GAB
N adalah jumlah data dari penelitian
 Penggunaan model GAB dapat digunakan untuk bahan makanan unttuk
kisaran Aw yang lebar (0.05-0.95) dengan nilai modus deviasi relative
kurang dari 10%
Model Henderson:
𝒍𝒐𝒈 𝒊𝒏 𝟏
𝟏 − 𝑨𝒘 = 𝒍𝒐𝒈 𝑲 + 𝒏 𝒍𝒐𝒈 𝑴𝒆
Y = log[in(1/1-Aw)]
x = log Me
a=log K,
b = n

7. Metode untuk menguji ketepatan model persamaan isoterm
sorpsi:
metode MRD (Mean Relative Determination):
𝑴𝑹𝑫 =
𝟏𝟎𝟎
𝒏 𝒊=𝟏
𝒏
|
𝑴𝒊−𝑴𝒑𝒊
𝑴𝒊
|
Mi= kadar air percobaan
Mpi = Kadar air hasil perhitungan
N = Jumlah data
jika nilai MRD < 5, maka model isoterm sorpsi hasilnya
tepat, jika nilai MRD > 10, maka model isoterm sorpsi
tidak tepat
Metode Penentuan Isoterm serapan:
Metode gravimetri = pemaparan dari sampel kadar air
yang dikenal dengan lingkungan dari kelembaban relatif
dikenal sampai kesetimbangan tercapai.
Metode manometric = mengukur aktivitas air dari
sampel yang diberikan, misalnya untuk mengevaluasi
kadar air bahan, memanfaatkan isoterm sorpsi, untuk
tujuan kontrol kualitas.

8. Jika kadar air melebihi batas maksimum bahan pangan, maka mikroba
sangat mudah tumbuh, karena ada air yang menunjang hidupnya!!!
Reaksi Kerusakan Kimiawi:
Reaksi enzimatik - terjadi praktis setiap nilai aktivitas air, namun yang menonjol pada nilai
aktivitas air di atas 3,0, enzim yang menyebabkan reaksi enzimatik yang baik, enzim intrinsik
produk, atau enzim asing dari mikroorganisme.
Reaksi non enzimatik (reaksi Maillard) - terjadi juga praktis setiap nilai aktivitas air, namun
maksimal di media nilai aktivitas air 0,4-0,6. Karakteristik untuk reaksi adalah perubahan warna
coklat, karena reaksi karbohidrat dengan gugus amino dari asam amino dan protein.
Autoksidasi - pada aktivitas air rendah nilai jenis yang paling penting dari kerusakan adalah
autoksidasi lipid yang yang timbul dari reaksi radikal bebas antara oksigen dan lipid tidak jenuh.
efek dari autoksidasi yang menurun terus dengan meningkatnya kadar air, sehingga efek
melindungi dari air dapat diasumsikan.
Kerusakan fisik dan fisikokimia:
Jika protein dan pati yang mengandung bahan-bahan yang dikeringkan untuk
mencapai aktivitas air rendah, nilai suatu denaturasi ireversibel bahan yang akan
terjadi karena interaksi pada bagian yang reaktif dan hasil reaksi adalah perubahan
tekstur terutama dalam makanan yang kaya protein