Menurut Purnomo 1995, bentuk air dapat ditemukan sebagai air bebas dan air terikat. Air bebas dapat dengan mudah hilang apabila terjadi
penguapan atau pengeringan, sedangkan air terikat sulit dibebaskan dengan cara tersebut. Air dapat terikat secara fisik, yaitu ikatan menurut sistem kapiler
dan air terikat secara kimia, antara lain kristal dan air yang terikat dalam sistem dispersi. Hasil penelitian Zabik 1979 yang dikutip dalam Arpah
2001 menyatakan bahwa cookies yang diuji menunjukkan penurunan sifat tekstur dengan meningkatnya a
w
.
c. Kadar Air Kesetimbangan
Kadar air kesetimbangan suatu bahan didefinisikan sebagai tingkat kadar air dari bahan tersebut setelah berada pada suatu kondisi lingkungannya
dalam periode waktu yang lama Brooker et al., 1982. Sedangkan menurut Heldman dan Singh 1981, kadar air kesetimbangan suatu bahan adalah kadar
air bahan tersebut saat tekanan uap air dari bahan tersebut dalam kondisi seimbang dengan lingkungannya, sedangkan kelembaban relatif pada saat
terjadinya kadar air kesetimbangan tersebut disebut kelembaban relatif kesetimbangan RHs.
Brooker et al. 1982, menyatakan bahwa kadar air kesetimbangan berguna untuk menentukan bertambah atau berkurangnya kadar air bahan
pada kondisi suhu dan kelembaban tertentu. Jika kelembaban relatif udara lebih tinggi dibandingkan kelembaban relatif bahan maka bahan akan
menyerap air adsorpsi. Sebaliknya, jika kelembaban relatif udara lebih rendah dibandingkan kelembaban relatif bahan maka bahan akan menguapkan
airnya desorpsi.
d. Kurva Sorpsi Isothermis
Aktivitas menyerap air adsorpsi dan melepaskan air yang dikandung desorpsi pada bahan makanan dapat digambarkan dalam sebuah kurva sorpsi
isothermis. Kurva ini menunjukkan hubungan antara kadar air bahan pangan dengan kelembaban relatif seimbang ruang penyimpanan RHs atau aktivitas
air a
w
pada suhu tertentu Syarief dan Halid, 1993. Hubungan antara besarnya RHs atau a
w
dan kadar air bahan pangan pada suhu konstan digambarkan seperti pada Gambar 3.
Gambar 3. Kurva Sorpsi Isothermis Secara Umum deMan, 1989.
Kurva sorpsi isothermis dapat dibagi menjadi beberapa bagian tergantung dari keadaan air dalam bahan pangan tersebut. Daerah A
menyatakan adsorpsi bersifat satu lapis molekul air monolayer, daerah B menyatakan terjadinya penambahan lapisan-lapisan di atas satu lapis molekul
air multilayer, dan pada daerah C mulai terjadi kondensasi air pada pori-pori bahan kondensasi kapiler Syarief dan Halid, 1993.
deMan 1989 menjelaskan bahwa pada umumnya kurva sorpsi isothermis bahan pangan berbentuk sigmoid menyerupai huruf S. Keadaan
tidak berhimpit antara kurva adsorpsi dan desorpsi disebut sebagai fenomena histeresis. Fenomena ini diperlihatkan oleh perbedaan nilai-nilai kadar air
kesetimbangan yang diperoleh dari proses adsorpsi dan desorpsi. Besarnya histeresis dan bentuk kurva sangat beragam tergantung pada beberapa faktor
seperti sifat alami bahan pangan, perubahan fisik yang terjadi selama perpindahan air, suhu, kecepatan desorpsiadsorpsi dan tingkatan air yang
dipindahkan selama desorpsiadsorpsi Fennema, 1996. Secara singkat oleh Winarno 2002 dikatakan bentuk kurva ini khas untuk setiap bahan pangan.
e. Model Persamaan Sorpsi Isothermis
Model matematika mengenai sorpsi isothermis telah banyak dikemukakan oleh para ahli baik secara teoritis maupun empiris Chirife dan
Iglesias, 1978; Van den Berg dan Bruin, 1981. Namun, model-model
matematika yang dikembangkan pada umumnya tidak dapat mencakup keseluruhan kurva sorpsi isothermis dan hanya dapat memprediksi kurva
sorpsi isothermis pada salah satu dari ketiga daerah sorpsi isothermis. Secara
empiris, Henderson
mengemukakan persamaan
yang menggambarkan hubungan antara kadar air kesetimbangan bahan pangan
dengan kelembaban relatif ruang simpan. Persamaan ini menurut Chirife dan Iglesias 1978 merupakan salah satu persamaan yang paling banyak
digunakan pada kebanyakan bahan pangan, terutama biji-bijian. Bentuk persamaan tersebut Chirife dan Iglesias, 1978 adalah seperti di bawah ini,
dimana variabel M adalah kadar air kesetimbangan, sedangkan K dan n adalah konstanta.
1 – a
w
= exp -KMe
n
Selanjutnya, Caurie dari hasil percobaannya mendapatkan model yang dapat berlaku untuk kebanyakan bahan pangan pada selang a
w
0.0 sampai 0.85. Persamaan tersebut adalah sebagai berikut dengan P1 dan P2
merupakan konstanta Chirife dan Iglesias, 1978.
ln Me = ln P1 – P2a
w
Hasley mengembangkan persamaan yang dapat menggambarkan proses kondensasi pada lapisan multilayer Chirife dan Iglesias, 1978. Persamaan
tersebut dapat digunakan untuk bahan makanan dengan kelembaban relatif antara 10 – 81. Model persamaan Hasley seperti di bawah ini, dengan P1
dan P2 adalah konstanta.
a
w
= exp
−
2
1
P
Me P
Persamaan Oswin dapat berlaku untuk bahan pangan pada RH 0 sampai dengan 85 dan sesuai bagi kurva sorpsi isothermis yang berbentuk
sigmoid Chirife dan Iglesias, 1978. Model persamaan Oswin tersebut adalah seperti di bawah ini. P1 dan P2 merupakan konstanta.
Me = P1
2
1
P
aw aw
−
Lebih lanjut, Chen Clayton juga telah membuat model matematika yang berlaku untuk bahan pangan pada semua nilai aktivitas air. Persamaan tersebut
adalah seperti di bawah ini: P1 dan 2 adalah konstanta
a
w
= exp
−
Me P
P 2
exp 1
f. Kemasan
