Aktivitas air ditulis dengan huruf a kecil dan subskrip w kecil, dari kata water: a_w. Ini bilangan tanpa dimensi dari 0 sampai 1. Sering ditulis dalam persen sebagai kelembapan relatif kesetimbangan, ERH: a_w = 0,7 sama dengan 70 %.
Aktivitas air dan kadar air produk adalah dua angka yang berbeda. Kadar air menyatakan berapa banyak air dalam produk menurut massa. Aktivitas menyatakan seberapa bebas air itu. Madu mengandung air sekitar 17 %, biji-bijian sekitar 14 %, tetapi a_w keduanya hampir sama: gula menahan air sekuat pati.
Di dalam toples kaca ada seiris roti, dan di dasar toples ada air. Tetesan biru naik dari air ke remah roti. Melalui huruf a_w tumbuh tiga koloni kapang di atas roti, dan dari sana spora naik. Di bawah tutup, kabut muncul lalu hilang. Di sisi kanan, jarum higrometer bergerak di sepanjang skala sampai tanda merah 0,70 — dari sana dimulai zona kapang berwarna hijau.
Lembar satuan
mikologi rev. 2026-10Aktivitas air a_w
Besaran tanpa dimensi · perbandingan tekanan uap di atas sampel dengan tekanan uap di atas air murni
Mengapa roti kering tahan bertahun-tahun, sedangkan roti berkapang dalam seminggu
Taruh seiris roti segar dalam toples tertutup. Setelah lima sampai tujuh hari, bercak hijau muncul di atasnya. Roti kering dari roti yang sama akan tahan di toples yang sama selama setahun tanpa berubah. Spora kapang ada di keduanya. Bedanya hanya pada air yang bisa mereka ambil.
Ketersediaan air diukur dengan aktivitas air a_w. Itu adalah tekanan uap air di atas produk dibagi tekanan uap di atas air murni pada suhu yang sama. Pada air murni a_w = 1. Roti segar sekitar 0,96, roti kering sekitar 0,3.
Sebagian besar kapang membutuhkan a_w tidak kurang dari 0,8. Yang paling tahan mulai tumbuh sekitar 0,7. Di bawah 0,6 hampir tidak ada yang tumbuh. Karena itu biji-bijian disimpan kering, arsip dijaga pada kelembapan udara sekitar 50 %, dan selai dimasak dengan banyak gula.
01 · Definisi
tekanan uap · isoterm · ambang pertumbuhanAir dalam produk bisa bebas atau terikat. Air terikat ditahan oleh pati, protein, gula, dan garam. Semakin kuat ditahan, semakin sedikit molekul air yang lepas ke udara di atas produk. Karena itu tekanan uap di atas produk lebih rendah daripada di atas air murni. Perbandingan keduanya itulah aktivitas air.
Jika produk dibiarkan sebentar dalam ruang tertutup, udara di atasnya akan setimbang dengannya. Maka kelembapan relatif udara menjadi sama dengan a_w dikalikan 100. Hal inilah yang dimanfaatkan: a_w diukur dengan higrometer dalam bilik kecil di atas sampel.
Hubungan antara kadar air produk dan a_w produk itu disebut isoterm sorpsi. Setiap bahan punya isoterm sendiri. Biji-bijian berkadar air 14 % dan kertas berkadar air 8 % bisa memiliki a_w yang sama. Sedangkan bagi kapang, yang penting justru a_w: itulah yang menentukan apakah jamur dapat mengambil air.
Kapan bercak pertama muncul
Di atas ada toples kaca berisi sampel: roti, biji-bijian, buku, atau selai. Dengan penggeser atur kelembapan udara dalam toples, untuk selai atur kadar gulanya. Sampel perlahan setimbang dengan udara, dan higrometer menunjukkan a_w sampel itu. Waktu berjalan dalam hari. Tiga kapang menunggu ambangnya masing-masing: Aspergillus xerofilik tumbuh dari 0,70, Penicillium dari 0,80, Mucor dari 0,90. Ketika a_w lebih tinggi dari ambang, spora berkecambah dan koloni membesar. Biru menunjukkan air, hijau kapang, merah ambang. Di bawah ada tiga tampilan. «a_w per hari» — bagaimana aktivitas sampel berubah dan kapan koloni muncul. «Isoterm» — berapa banyak air dalam bahan pada setiap a_w. «Waktu hingga kapang» — berapa hari harus menunggu koloni pertama, tergantung pada a_w.
Toples menjaga kelembapan roti itu sendiri
Dalam toples tertutup, roti tidak punya tempat untuk melepas air. Sedikit air lepas ke udara, dan udara cepat menjadi selembap roti — sekitar 95 %. Setelah itu roti hampir tidak mengering, dan kapang punya cukup air. Jika toples dibuka atau di sampingnya diletakkan silika gel, udara menjadi lebih kering dan roti melepas airnya. Ketika a_w roti turun di bawah 0,7, kapang berhenti tumbuh. Begitulah roti kering terbentuk.
02 · Konversi
kelembapan udara · produk · ambang mikrobaDari aktivitas air ke kadar air bahan
Masukkan a_w, kelembapan relatif udara, atau tekanan uap. Tab pertama menunjukkan tekanan uap, kadar air roti, biji-bijian, dan kertas pada a_w ini, serta mikroba mana yang dapat tumbuh. Tab kedua mengumpulkan a_w produk dan benda yang umum. Tab ketiga berisi ambang pertumbuhan mikroba.
Nilai a_w sendiri hanya sedikit berubah menurut suhu. Tetapi saat mendingin, udara di dekat dinding dingin bisa mencapai titik embun. Lalu air mengembun pada kaca toples atau dinding arsip, dan di sana a_w sama dengan satu. Karena itu benda lembap tidak boleh diletakkan dekat dinding dingin.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Alat ukur
bilik sensor · cermin dingin · pengukur kadar air · loggerAktivitas air diukur lewat udara di atas sampel
Penganalisis aktivitas air
Sampel diletakkan dalam cawan plastik dan didorong ke bilik kecil yang tertutup. Udara dalam bilik setimbang dengan sampel dalam beberapa menit. Sensor kapasitif mengukur kelembapan udara, sedangkan termometer mengukur suhu. Alat menampilkan a_w dan suhu saat nilai itu diukur. Metodenya dijelaskan dalam standar ISO 18787.
Cermin dingin
Di atas sampel ada cermin kecil yang didinginkan elemen Peltier. Berkas cahaya dipantulkan dari cermin ke fotodetektor. Saat embun terbentuk di cermin, berkas pantul melemah, dan alat mengingat suhu cermin itu — titik embun. Dari titik embun dan suhu sampel dihitung tekanan uap dan a_w. Ini cara yang paling akurat, sampai ±0,003.
Pengukur kadar air biji
Di elevator biji-bijian yang diukur bukan a_w, melainkan kadar air biji. Biji dituang ke sel di antara dua pelat, dan alat mengukur kapasitansi listriknya: air sangat mengubahnya. Dengan isoterm, kadar air dikonversi menjadi a_w. Untuk gandum, kadar air 14 % setara dengan a_w sekitar 0,7 pada 20 °C, karena itu biji dikeringkan sampai 13—14 %.
Logger di arsip
Kertas sendiri hampir tidak berkapang selama udara di sekitarnya kering. Di arsip dan perpustakaan, di rak dipasang logger kecil yang setiap jam mencatat kelembapan dan suhu. Jika kelembapan udara lama bertahan di atas 65—70 %, kertas mencapai a_w yang sama, dan di punggung buku muncul bercak. Ruang simpan menjaga kelembapan sekitar 45—55 %.
05 · Aturan penulisan
bilangan desimal · suhu · beda dari kadar aira_w ditulis sebagai desimal dan dengan suhu
Aktivitas air ditulis sebagai bilangan dari 0 sampai 1 dengan dua atau tiga angka di belakang koma, tanpa satuan. Di sampingnya dicantumkan suhu saat pengukuran. Kadar air produk ditulis terpisah, dalam persen, dengan catatan berdasarkan massa basah atau kering.
Aktivitas adalah bilangan desimal, sedangkan 72 % sudah merupakan kelembapan relatif udara dalam kesetimbangan. «0,72 %» mencampur dua cara penulisan. 14 % adalah kadar air biji, bukan aktivitasnya. Ambang 0,70 berlaku untuk a_w, bukan untuk kadar air bahan. Alat tidak memberi lima angka di belakang koma. Dan kelembapan udara tanpa suhu tidak lengkap: saat mendingin, udara yang sama bisa mengembun.
06 · Satuan tetangga
mikologi · tekanan · larutanAktivitas air adalah perbandingan dua tekanan uap, jadi tetangga terdekatnya adalah pascal. Gula dan garam menurunkannya lewat konsentrasi larutan, yang diukur dalam mol per liter. Seberapa cepat kapang tumbuh saat air cukup ditunjukkan oleh lembar tentang pertumbuhan miselium.
Tekanan uap: 3169 Pa di atas air pada 25 °C.
MSemakin kental sirop, semakin rendah a_w.
K_rKecepatan koloni saat air cukup.
07 · Bagian sejarah
arsip · dari higrometer rambut sampai ISO 18787Bagaimana orang tahu bahwa yang penting bagi mikroba bukan air, melainkan aktivitasnya
{title}
{text}
a_w hanya bermakna dalam kesetimbangan
Rambut manusia memanjang saat udara menjadi lembap dan memendek saat kering. Higrometer de Saussure tahun 1783 dibangun atas dasar ini: rambut ditarik dengan pegas kecil dan lewat tuas memutar jarum. Ia menunjukkan kelembapan udara, bukan kelembapan produk. Tetapi jika produk lama berada di dekatnya dalam ruang tertutup, kedua angka itu sama.
Kata kuncinya adalah «lama». Roti segar yang baru ditaruh di ruangan kering melepas air, dan udara di permukaannya lebih lembap daripada udara ruangan. Selama pertukaran berlangsung, a_w pada kulit dan di tengah remah roti berbeda. Karena itu standar mensyaratkan menunggu kesetimbangan dan menjaga suhu tetap.
Di sebelah kanan terlihat apa yang terjadi tanpa kesetimbangan. Jarum sensor mula-mula melompat ke kelembapan ruangan, baru kemudian perlahan mendekati a_w sampel. Nilai tempat jarum berhenti itulah yang dicatat.
Tujuh satuan pokok SI
Katalog besaran
Mikologi dan air · 12 lembar
Setetes asam mengubah warna sari buah, garam mewarnai nyala api, air membeku karena satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, menurut bidang ilmu dan menurut abjad.
Buka indeks →