Sampel Baru Keluar dari Chiller, Langsung Ukur aw?

Jangan. Sampel yang baru keluar dari chiller sebaiknya dibiarkan seimbang dulu dengan suhu ruang ukur, di dalam wadah tertutup, baru dimasukkan ke alat. Ada dua alasan. Pertama, aw produk itu sendiri ikut bergeser mengikuti suhu. Panduan teknis inspeksi FDA tentang water activity pada pangan menyebut bahwa aw naik seiring kenaikan suhu. Kedua, alat membaca kelembapan udara di atas sampel, jadi selisih suhu yang kecil antara sampel dan udara di sekitarnya langsung terbaca sebagai selisih aw yang besar.

Besarnya tidak bisa dianggap remeh. Panduan FDA yang sama mengutip Stoloff (1978): pada 25 °C, selisih 0,1 °C antara sampel dan udara di atasnya menggeser pembacaan sekitar 0,005 aw, sedangkan selisih 1 °C dapat menggeser sekitar 0,05 aw. Angka 0,05 sudah lebih besar daripada akurasi ±0,03 aw pada sebagian water activity meter portabel. Untuk produk yang batas kritisnya 0,93 atau 0,85, pembacaan yang meleset sebesar itu bisa meloloskan lot yang seharusnya ditahan.

Bagi analis QC dan teknisi lab, situasinya akrab: sampel datang dari chiller, antrean di meja ukur menumpuk, dan godaan untuk langsung mengukur besar. Artikel ini membahas apa yang terjadi di dalam ruang ukur, seberapa besar pengaruhnya dibanding akurasi alat, dan prosedur praktis untuk sampel dingin.

Daftar Isi

Apa yang sebenarnya dibaca alat aw?
Kenapa suhu sampel mengubah angka aw?
Seberapa besar kesalahannya dibanding akurasi alat?
Dua studi kasus dari literatur
Bagaimana prosedur yang benar untuk sampel dari chiller?
Kesalahan yang sering terjadi di lapangan
Instrumen untuk pengukuran aw di lab dan area produksi
Kesimpulan
FAQ
Referensi

Apa yang sebenarnya dibaca alat aw?

Aktivitas air (aw) adalah perbandingan antara tekanan uap air pada produk dan tekanan uap air murni pada kondisi yang sama. FDA menuliskannya sebagai aw = ERH/100, dengan ERH (equilibrium relative humidity) berupa kelembapan relatif udara yang setimbang dengan produk. Karena itu alat aw tidak “melihat” air di dalam sampel. Alat menunggu uap air di ruang kecil di atas sampel mencapai kesetimbangan dengan sampel, lalu membaca kelembapan relatif udara itu.

ISO 18787:2017 menetapkan prinsip dasar dan persyaratan metode penentuan aw pada pangan dan pakan, dengan prinsip pengukuran berbasis titik embun, perubahan konduktivitas elektrolit, atau perubahan permitivitas polimer. Standar ini tidak berlaku untuk produk yang disimpan di bawah titik bekunya. Sebuah artikel di Vakblad Voedingsindustrie (2024) yang diarsipkan di repositori Wageningen University & Research merangkum praktiknya: pengukuran yang mengacu ISO 18787 dilakukan di ruangan bersuhu konstan 25 °C, produk dan ruang ukur berada pada suhu yang sama, dan uap air produk harus sudah setimbang dengan udara di atasnya sebelum angka diambil.

Dasar-dasar aw dan kaitannya dengan masa simpan sudah dibahas di artikel cara mengontrol aktivitas air untuk keamanan produk pangan, jadi di sini fokusnya langsung ke suhu sampel.

Kenapa suhu sampel mengubah angka aw?

Ada dua mekanisme yang berbeda, dan keduanya aktif ketika sampel dingin dimasukkan ke ruang ukur yang lebih hangat.

Mekanisme pertama: aw sampel memang bergeser. Pada kadar air yang sama, aw pangan naik ketika suhu naik. Pereira dkk. (2011) menemukan ini pada bagian tepi keju semi-keras tipe Belanda di rentang 10 sampai 25 °C, dan Labuza, Kaanane, dan Chen (1985) menemukan hal serupa pada pangan kering. Efeknya tidak seragam. Pada khoa, produk susu yang dipanaskan, aw naik bersama suhu hingga sekitar 0,9, dan di atas nilai itu pengaruh suhu mengecil (Journal of Dairy Research, 1991). Jadi tidak ada satu faktor koreksi yang berlaku untuk semua produk.

Mekanisme kedua: selisih suhu di dalam ruang ukur. Udara di atas sampel dingin membawa uap air sesuai suhu sampel. Sensor, yang berada pada suhu lebih tinggi, membaca uap yang sama itu sebagai kelembapan relatif yang lebih rendah, karena udara hangat bisa menampung lebih banyak uap air. Akibatnya pembacaan cenderung lebih kecil daripada aw sebenarnya, dan produk tampak lebih kering atau lebih aman daripada kenyataannya. Seiring sampel menghangat, angka biasanya merambat naik, jadi angka yang masih bergerak naik adalah tanda sampel belum seimbang. Artikel Vakblad menyebut bahwa pengaruh ini terutama terasa pada produk beraw tinggi, karena udara di atas produk membawa banyak uap air.

Dua mekanisme itu bekerja bersamaan pada sampel yang baru keluar dari chiller, dan keduanya menunjuk ke solusi yang sama: samakan suhu sampel dengan suhu ruang ukur sebelum membaca angka.

Seberapa besar kesalahannya dibanding akurasi alat?

Dua sumber di bawah ini memberi gambaran skalanya.

Sumber	Kondisi yang dibahas	Pergeseran aw yang dilaporkan
Panduan FDA (mengutip Stoloff, 1978)	Selisih suhu sampel dan udara di atasnya 0,1 °C, pada 25 °C	Sekitar 0,005 aw
Panduan FDA	Selisih suhu antarmuka sampel dan udara di atasnya 1 °C	Sekitar 0,05 aw
Vakblad Voedingsindustrie (2024)	Selisih suhu produk di dalam ruang ukur 2 °C	Sekitar 0,01 aw

Angka dari dua sumber ini berbeda hampir sepuluh kali lipat per derajat. Kemungkinan penyebabnya adalah skenario yang dibahas tidak sama (selisih lokal di antarmuka sampel dan udara dibanding selisih suhu produk secara keseluruhan) dan karena besarnya bergantung pada produk serta nilai aw-nya. Jadi angka-angka ini cocok untuk memahami skala persoalan, bukan untuk dipakai sebagai faktor koreksi.

Contoh praktis. Ini pengandaian, bukan data uji. Sebuah pasta keju punya aw sebenarnya 0,95 pada suhu ukur (nilainya sebanding dengan cheese spread pada tabel panduan FDA). Menurut FDA, batas pertumbuhan Clostridium botulinum sekitar 0,93, dan bisa setinggi 0,96 tergantung karakter produk. Jika antarmuka sampel dan udara berselisih 1 °C dan memakai angka FDA, pembacaan bisa bergeser sekitar 0,05 menjadi sekitar 0,90, di bawah 0,93. Produk yang seharusnya mendapat perlakuan tambahan terlihat aman di layar. Panduan FDA sendiri memberi peringatan serupa: selisih suhu 1 °C dapat menghasilkan pembacaan di bawah 0,93 untuk sampel yang sebenarnya tidak.

Sekarang bandingkan dengan akurasi alat. Akurasi ±0,03 aw berarti pembacaan 0,95 bisa bermakna 0,92 sampai 0,98, dan rentang itu sudah melewati ambang 0,93. Dengan angka FDA, selisih suhu sekitar 0,6 °C (0,03 dibagi 0,05 per °C) sudah setara dengan seluruh anggaran akurasi tersebut. Ini hitungan kasar, karena sensitivitasnya bergantung pada produk dan nilai aw. Tetapi pesannya jelas: selisih suhu bukan faktor kecil yang bisa diabaikan, dan sampel yang baru keluar dari chiller biasanya berselisih jauh lebih besar daripada 0,6 °C dengan ruang ukur.

Dua studi kasus dari literatur

Studi kasus 1: tepi keju semi-keras yang disimpan di kulkas

Pereira dkk. meneliti bagian tepi keju semi-keras tipe Belanda. Sampel disimpan di kulkas pada 7 °C sebelum pengujian, lalu isoterm sorpsi ditentukan pada 10, 15, 20, dan 25 °C pada kelembapan relatif 11,3 sampai 98% dengan garam jenuh sebagai pengendali kelembapan. Hasilnya, pada kadar air yang sama, kenaikan suhu menaikkan aw. Nilai aw 0,6 setara dengan kadar air kritis sekitar 11 sampai 17% (basis basah).

Pelajarannya: bahkan dalam rentang suhu penyimpanan yang lazim, hubungan antara kadar air dan aw ikut bergeser. Angka aw hanya punya arti jika suhu saat pengukurannya ikut dicatat.

Studi kasus 2: tepung ikan, tepung jagung, dan larutan garam

Labuza dkk. mengukur aw delapan larutan garam pada 25, 30, dan 45 °C. Pada larutan garam yang diuji, aw turun ketika suhu naik, kebalikan dari pangan yang aw-nya naik. Tim yang sama juga menyeimbangkan tepung ikan dan tepung jagung pada aw tertentu di 25 °C, lalu memindahkannya ke 30 dan 45 °C dalam ruang tertutup. Perubahan aw yang terukur ternyata bisa diprediksi dari isoterm sorpsi pada masing-masing suhu.

Ada dua pelajaran. Pertama, pergeseran aw karena suhu itu nyata dan bisa dijelaskan secara termodinamika, bukan sekadar derau pengukuran. Kedua, larutan garam jenuh yang dipakai untuk verifikasi alat punya nilai aw yang ikut berubah mengikuti suhu, sehingga verifikasi harus mengacu pada nilai di suhu verifikasi yang sebenarnya.

Bagaimana prosedur yang benar untuk sampel dari chiller?

Prosedur berikut merangkum praktik yang disarankan dalam sumber-sumber di atas. Waktu tunggu dan toleransi suhu akhirnya perlu ditetapkan di SOP laboratorium Anda per jenis produk.

Tutup rapat sejak dari chiller. Pindahkan sampel ke wadah atau kantong yang bisa ditutup rapat, dan jangan dibuka selama menunggu. Catat jam keluar dari chiller dan suhu chiller.
Letakkan di ruang ukur. Taruh wadah di ruangan yang sama dengan alat, jauh dari hembusan AC, sinar matahari langsung, dan sumber panas. Jika suhu ruang sering naik turun, data logger suhu dan kelembapan membantu memastikan ruang ukur cukup stabil.
Tunggu sampai suhu sampel setara suhu ruang ukur. Waktunya bergantung pada massa sampel, jenis kemasan, dan selisih awal, jadi tidak ada angka tunggal yang berlaku. Cek dengan termometer infrared dengan probe. Gunakan sampel pendamping dari lot yang sama agar sampel yang akan diukur tetap tertutup, dan ingat bahwa pembacaan inframerah adalah suhu permukaan, bukan suhu inti.
Catat kondisi sebelum mengukur. Tulis suhu ruang, suhu yang tampil di alat, dan suhu sampel pendamping.
Homogenkan bila perlu. Untuk sampel yang tidak seragam, misalnya olahan daging dengan partikel lemak atau produk berkomponen ganda seperti granola bar, pencampuran singkat sebelum pengukuran disarankan.
Isi cawan dan tunggu pembacaan stabil. Ikuti petunjuk manual alat untuk pengisian cawan. Jangan ambil angka pertama yang muncul. Vakblad memperingatkan bahwa pengukuran sebelum kesetimbangan bisa membuat produk tampak melewati batas aman padahal aw sebenarnya lebih tinggi.
Ulangi untuk lot yang dekat batas kritis. Ukur duplo dengan sampel baru, lalu bandingkan hasilnya dengan margin akurasi alat.
Catat hasil bersama suhunya. aw tanpa suhu tidak bisa dibandingkan dengan hasil lain.

Kesalahan yang sering terjadi di lapangan

Mengukur langsung karena antrean sampel menumpuk. Sampel yang masih dingin menghasilkan pembacaan yang cenderung terlalu rendah dan terus bergerak naik. Waktu tunggu adalah bagian dari metode, bukan penundaan.
Membuka kemasan selama menunggu. Produk bertukar uap air dengan udara ruang. Vakblad mencontohkan sepotong roti dan kue dengan aw sama-sama sekitar 0,9 yang dibiarkan setengah jam di meja: roti mengering, kue relatif tidak karena lemak menahan pelepasan air. Permukaan wadah yang dingin juga bisa berembun di ruangan yang lembap.
Mengambil angka sebelum setimbang. Angka pertama yang stabil sesaat belum tentu angka kesetimbangan.
Membandingkan hasil pada suhu berbeda tanpa mencatat suhunya. Dua hasil yang tampak berbeda bisa jadi produk yang sama pada suhu yang berbeda.
Mengukur sampel beku atau setengah beku. ISO 18787:2017 tidak berlaku untuk produk yang disimpan di bawah titik bekunya, dan Vakblad menyarankan sampel beku dibawa ke suhu ruang lebih dulu karena es tidak mengandung air bebas.
Melewatkan homogenisasi. Satu cawan kecil dari bagian yang tidak mewakili bisa menggeser hasil lebih jauh daripada selisih suhu.
Mengandalkan satu pembacaan pada lot yang dekat batas kritis. Pengukuran duplikat membantu memastikan angka pertama benar.
Tidak memverifikasi alat secara berkala. Vakblad menyarankan kalibrasi minimal pada dua titik di sekitar rentang kerja dengan larutan garam jenuh sebagai acuan.

Instrumen untuk pengukuran aw di lab dan area produksi

Food Hygiene / Hygiene Test Equipment PCE-WAM 10 adalah water activity meter portabel dengan rentang pengukuran 0,01 sampai 1 aw, resolusi 0,01 aw, dan akurasi ±0,03 aw. Sensornya berjenis non-conductive moisture sensor, dan hasilnya tampil di layar LCD berlampu latar. Seperti alat aw pada umumnya, sampel dan sensor berada dalam ruang tertutup sampai uap air setimbang. Attachment pengukurnya bersifat magnetik, sehingga sampel terpasang aman dan terlindung dari cahaya.

Alat ini juga menampilkan suhu pada rentang 0 sampai 50 °C dengan resolusi 0,1 °C dan akurasi ±1 °C. Tampilan itu berguna untuk mencatat kondisi saat pembacaan. Karena akurasinya ±1 °C, pemeriksaan keseimbangan suhu sampel tetap lebih baik memakai termometer terpisah seperti pada langkah prosedur di atas. Tiga cawan sampel berdiameter dalam 33 mm disertakan, sehingga satu lot bisa diukur beberapa kali tanpa mencuci cawan di tengah pekerjaan. Dayanya dua baterai AAA 1,5 V, dan kelas proteksinya IP20, jadi tempatkan di meja kerja yang kering, jauh dari percikan air dan debu bubuk.

Parameter	Spesifikasi PCE-WAM 10
Rentang aw	0,01 sampai 1 aw
Resolusi aw	0,01 aw
Akurasi aw	±0,03 aw
Pengukuran suhu	0 sampai 50 °C, resolusi 0,1 °C, akurasi ±1 °C
Sensor	Non-conductive moisture sensor
Layar	LCD berlampu latar
Cawan sampel	3 buah, diameter dalam 33 mm
Daya	2 baterai AAA 1,5 V
Kondisi operasi dan penyimpanan	0 sampai 50 °C, 0 sampai 95% r.H.
Kelas proteksi	IP20
Dimensi dan berat	150 × 68 × 68 mm; 244 g (930 g dengan aksesori)
Kelengkapan	1 alat, 3 cawan sampel, 2 baterai AAA, tas jinjing, buku petunjuk

Aplikasinya mencakup industri pangan, laboratorium analisis, dan penyimpanan benih. Untuk konsultasi spesifikasi atau penawaran, tim alat-test.com bisa dihubungi lewat WhatsApp 6285717112222 atau email contact@alat-test.com.

Kesimpulan

Jawaban untuk judul artikel ini: jangan langsung. Sampel dari chiller perlu diseimbangkan dulu ke suhu ruang ukur, dalam wadah tertutup, sebelum aw-nya dibaca.

Alasannya ada pada cara alat bekerja. aw naik bersama suhu, dan alat membaca udara di atas sampel, sehingga selisih suhu kecil pun diterjemahkan menjadi selisih aw yang besar. Menurut panduan FDA, selisih 1 °C bisa menggeser pembacaan sekitar 0,05 aw, lebih besar daripada akurasi ±0,03 aw alat portabel seperti yang dibahas di atas.

Dalam praktik, langkahnya sederhana: tutup rapat sejak dari chiller, samakan suhu dengan ruang ukur, catat suhu bersama hasil, ulangi untuk lot yang dekat batas kritis, dan verifikasi alat secara berkala dengan standar yang nilainya sudah dikoreksi ke suhu verifikasi.

Waktu tunggu di awal memang terasa lambat, tetapi itu jauh lebih murah daripada menahan, menguji ulang, atau menarik lot yang keputusannya didasarkan pada angka yang salah.

Angka aw hanya bisa dipercaya sebaik suhu sampel saat angka itu diambil.

FAQ

Berapa lama sampel dari chiller harus didiamkan sebelum diukur?

Tidak ada satu angka yang berlaku untuk semua produk. Waktunya bergantung pada massa sampel, kemasan, dan selisih suhu awal. Patokan yang bisa dipertanggungjawabkan adalah hasil pemeriksaan suhu: tunggu sampai sampel pendamping setara dengan suhu ruang ukur, lalu tetapkan waktu tunggu standar per jenis produk di SOP berdasarkan data tersebut.

Bolehkah kemasan sampel dibuka selama menunggu suhunya seimbang?

Sebaiknya tidak. Produk bertukar uap air dengan udara ruang, dan hasil akhirnya bisa berubah sebelum sampel masuk ke alat. Wadah yang dingin juga dapat berembun di udara yang lembap.

Bagaimana kalau sampelnya beku?

ISO 18787:2017 tidak berlaku untuk produk yang disimpan di bawah titik bekunya. Vakblad menyarankan sampel beku dibawa ke suhu ruang lebih dulu, karena es tidak mengandung air bebas.

Apakah semua produk bergeser aw-nya sama besar saat suhu berubah?

Tidak. Pada khoa, pengaruh suhu mengecil di atas aw sekitar 0,9. Pada larutan garam yang diuji Labuza dkk., aw justru turun saat suhu naik, kebalikan dari pangan. Karena itu hasil sebaiknya selalu dilaporkan bersama suhu pengukurannya.

Pada suhu berapa aw sebaiknya diukur?

Tetapkan satu suhu ukur dan pakai secara konsisten. Vakblad mengaitkan 25 °C dengan pengukuran yang mengacu ISO 18787. Jika Anda sengaja mengukur pada suhu lain, misalnya untuk mensimulasikan kondisi transportasi, catat suhunya dan jangan bandingkan langsung dengan hasil pada suhu berbeda.

Seberapa sering water activity meter perlu diverifikasi?

Frekuensinya mengikuti rekomendasi pabrikan alat; dalam praktik, Vakblad menyebut kisaran dari harian hingga bulanan, dengan kalibrasi minimal pada dua titik di sekitar rentang kerja memakai larutan garam jenuh. Panduan FDA juga memakai garam seperti NaCl, kalium nitrat, dan kalium sulfat yang memberi aw 0,758 sampai 0,969 pada 25 °C. Prinsip umumnya sama dengan yang dibahas di artikel kalibrasi dan pemeliharaan alat ukur. Ingat bahwa nilai larutan garam bergantung suhu, jadi gunakan nilai pada suhu verifikasi.

Apakah termometer inframerah cukup untuk memeriksa suhu sampel?

Termometer inframerah mengukur suhu permukaan. Untuk sampel yang tebal, bagian dalam bisa masih lebih dingin. Gunakan probe pada sampel pendamping, seperti pada langkah 3 prosedur di atas.

Apakah pengukuran kadar air bisa menggantikan pengukuran aw?

Tidak. Kadar air menghitung seluruh air dalam produk, baik yang terikat maupun yang bebas, sedangkan aw menggambarkan air yang tersedia secara biologis. Vakblad menyebut persentase kadar air bukan parameter yang tepat untuk menilai keamanan mikrobiologi. Perbandingan keduanya pada komoditas cengkeh ekspor ada di artikel aktivitas air vs kadar air untuk kualitas cengkeh ekspor.