Sebuah tinjauan termodinamika dasar
dan terapan diperlukan untuk memahami konsep aw (Robinson dan Stokes, 1965,
Welti dan Vergara, 1997). Konsep `Aktivitas ', dengan asumsi kesetimbangan
termodinamika, menyatakan bahwa aw sama dengan f / fo, dimana f adalah
fugasitas air dalam sistem (yaitu, kecenderungan melarikan diri dari air dari
solusi) dan fo adalah fugasitas air murni pada suhu yang sama.
fugasitas adalah fungsi dari tekanan;
tekanan total berkurang, fugasitas yang mendekati nilai tekanan uap (karena
semua gas ini perilaku ideal ketika tekanan cenderung nol). Kemudian, untuk gas
ideal atau gas nyata pada tekanan rendah, rasio fugacities dapat diganti dengan
rasio tekanan:
aw=Pw / Pw ° = ERH / 100
Dimana pw adalah tekanan uap air
dalam kesetimbangan dengan makanan, dan PWO adalah tekanan uap air murni pada
suhu yang sama. Tekanan uap air dalam kesetimbangan dengan makanan dapat diukur
atau terkait dengan kelembaban relatif suasana di ekuilibrium (ERH) dengan
makanan atau larutan.
Konsep aktivitas air Pertama-tama,
aktivitas air didefinisikan hanya untuk sistem yang menyajikan keseimbangan
yang termodinamika tekanan uap diukur parsial atas makanan dianggap sama
seperti yang dari air dalam makanan, dan juga didefinisikan pada suhu tertentu
dan tekanan total.
Masalah kedua yang timbul dari
pertimbangan aw adalah suhu ketergantungan dari isoterm serapan. Perubahan
dalam hasil suhu dalam perubahan aw di setiap tingkat kelembaban. Masalah
ketiga dengan konsep aw adalah bahwa hal itu tidak memperhitungkan efek per se
zat terlarut-zat terlarut dan zat terlarut-air interaksi, yang memiliki
pengaruh besar pada kinetika reaksi kerusakan makanan.
Pengaruh aktivitas air tidak lepas
dari sifat senyawa yang digunakan untuk menyesuaikan aw. Konsep aw (dengan
semua keterbatasan disebutkan sebelumnya seperti efek zat terlarut dan situasi
nonequilibrium tertentu) memungkinkan prediksi aktivitas mikroba dan reaksi
kimia dikendalikan oleh reaktivitas kimia. Di sisi lain, konsep mobilitas
molekul berguna untuk memprediksi hampir semua fisik properti dan juga reaksi
kimia dibatasi oleh difusi.
Teknik pengawetan makanan Kegiatan
pada dasarnya adalah respon terhadap stres osmotik, dan karena itu sering
disebut sebagai `osmoregulasi 'atau` osmoadaptation'. Reaksi ini paling
berkembang di mikroorganisme, khususnya di sebagian osmotolerant dari ragi dan
jamur, tetapi juga meluas pada hewan dan tumbuhan. sel mikroba memiliki
internal tekanan osmotik yang lebih tinggi dari medium sekitarnya (Gutierrez et
al., 1995).
Salah satu reaksi utama sel untuk
mengurangi aw adalah akumulasi zat terlarut berat molekul rendah dalam
sitoplasma mereka di konsentrasi yang cukup untuk hanya melebihi osmolalitas
media eksternal.
Pertumbuhan mayoritas mikroorganisme
adalah dalam kisaran 0.99 ± 0.98. Setiap mikroorganisme telah membatasi nilai
aw di bawah ini yang tidak akan tumbuh, bentuk spora, atau menghasilkan
metabolit toksik (BEUCHAT, 1987). Mengingat aw dalam kaitannya dengan
stabilitas mikroba, nilai aw minimum yang memungkinkan pertumbuhan mikroba
untuk berbagai jenis mikroorganisme menjadi perhatian besar.
Ketika mikroorganisme ditransfer ke
lingkungan baru, ada dua kemungkinan hasil, kelangsungan hidup atau mati.
kelangsungan hidup mikroba atau kematian akan didasarkan pada kemampuan
mikroorganisme untuk beradaptasi di lingkungan baru. untuk kelangsungan hidup dan kematian
mikroorganisme yang dipengaruhi oleh aw kompleks.
Beberapa faktor intrinsik dan
ekstrinsik dapat mempengaruhi hubungan ini namun berbeda dalam jenis makanan
dan proses dan di antara jenis mikroorganisme yang terlibat. Suhu, oksigen,
kimia dan lainnya perawatan fisik beberapa ekstrinsik faktor yang mempengaruhi
pembusukan mikroba dari makanan dan juga aw-mikroorganisme tanggapan.
