Kimia Bahan Makanan (AIR)
PENDAHULUANAir merupakan komponen penting dalam bahan makanan
karena air dapatmempengaruhi penampakan, tekstur, cita rasa,nilai
gizi bahan pangan, dan aktivitas mikroorganisme.Kandungan air dalam
bahan makanan menentukan acceptability, kesegaran dan daya
tahan.Airmemilikisifattidakberwarna,
tidakberasa,dantidakberbaupadakondisistandar.Karakterisitik
hidratasi bahan pangan merupakan karakterisitk fisik yang meliputi
interaksi antara bahan pangan dengan molekul air yang terkandung di
dalamnya dan molekul air di udara sekitarnya.
A.PENGERTIAN AIRAir adalahsubstansikimiadenganrumus kimiaH2O.
Satu molekulair tersusunatasduaatom hidrogen yangterkait secara
kovalen padasatuatomoksigen.Kedua atom hidrogen melekat di satu
atomoksigen dengan sudut 104,5o.Akibat perbedaan elektronegativitas
antara H dan O, sisi hidrogen molekul airbermuatan positif dan sisi
oksigen bermuatan negatif. Karena itu, molekul airdapat ditarik
oleh senyawa lain yang bermuatan positif atau negatif.
Daya tarik-menarik diantara kutub positif sebuah molekul air
dengan kutubnegatif molekul air lainnya menyebabkan terjadinya
penggabungan molekul-molekulair melalui ikatan hidrogen. Ikatan
hidrogen jauh lebih lemah daripadaikatan kovalen. Ikatan hidrogen
terjadi antara atom H dengan atom O darimolekul air yang lain.
Ikatan hidrogen mengikat molekul-molekul air lain disebelahnya dan
sifat inilah yang menyebabkan air dapat mengalir.
Airmemilikisifattidakberwarna,
tidakberasa,dantidakberbaupadakondisistandar.Dan
airmerupakansuatupelarutyang penting.Air adalah pelarut yang sangat
baik melarutkan berbagai jenis senyawaan. Air merupakansenyawapolar
yang hanyaakanmelarutkansenyawayang polar. Senyawa-senyawapolar
tersebutsepertigaram(NaCl), vitamin (vitamin B danC),
gula(monosakarida, disakida, oligosakarida,danpolisakarida)
danpigmen(klorofil).
Senyawan yang sangat larut dalam air disebut senyawa
"hydrophilic" (suka-air), contohnya garam, gula.Sedangkan senyawaan
yang sukar bercampur dengan air disebut senyawa "hydrophobic"
(takut-air), contohnyaminyak dan lemak.
Kemampuan untuk bercampur dengan air ditentukandari
senyawatersebutmemiliki gaya yang dapat setara atau melebihi gaya
tarik-menarik (attractive forces) antarmolekul air.Bila tidak,
molekul senyawa tersebut akan terdorong (pushed out) dari
molekul-molekulair dan tidak akan larut.Senyawa yang larut dalam
air dikenal sebagai "aqueous".
B.PERAN AIR1.Peran Air dalam Bahan
Makanana.MempengaruhiKesegaran,Stabilitas,danKeawetanPanganb.MenentukanTingkatResikoKeamananPanganc.Untuk
Reaksi Kimiad.PelarutUniversaluntuk Senyawa Ionik dan PolarAir
berfungsi sebagai bahan yang dapat mendispersikan berbagai
senyawayang ada dalam bahan makanan. Untuk beberapa bahan, air
berfungsi sebagaipelarut. Air dapat melarutkan berbagaibahan
seperti garam, vitamin yang larutdalam air, mineral,
senyawa-senyawa cita rasa seperti yang terkandung dalamteh dan
kopi.
e.MempengaruhiAktivasiEnzimdalamBahanPanganDalambahanpangan,terdapatbeberapaenzimyang
hanyadapatbekerjajikaadaair.
Enzimtersebuttergolongenzimhidrolasesepertienzimprotease, lipase,
danamilase.
f.Medium
PindahPanasDalamprosespengolahanpanganseringdilakukanpemasakan,
dalamprosespemasakantersebutdigunakankalor(panas).
Kalortersebutakandihantarkanolehair
kebagian-bagiandalambahanpangansecaramerata, halinikarenaair
mempunyaikonduktivitaspanasyang baik.
g.AirmempengaruhikestabilanbahanpanganselamaprosespenyimpananHalinikarenakestabilanbahanpangantergantungdariaktivitasmikrobapembusuksepertikapang,
kamirdanjamur. Sedangkanaktivitasmikrobatersebutmembutuhkanaw(water
activity)tertentuyang bersifatspesifikuntuktiapjenismikroba.
h.Media Pertumbuhan MikrobaAktivitas air (Aw)
merupakanmenggambarkanderajataktivitasair dalambahanpangan,
baikkimiadanbiologis. Nilaiuntukaw berkisarantara0
sampai1(tanpasatuan).Aktivitasair menggambarkanjumlahair bebasyang
dapatdimanfaatkanmikrobauntukpertumbuhannya.Nilaiaw minimum yang
diperlukantiapmikrobaberbeda-bedasebagaicontoh,kapangmembutuhkanaw
> 0,7;khamir> 0,8;danbakteri0,9. Dari data
tersebutdapatdilihatkapangpaling tahanterhadapbahanpanganyang
mengandungAw rendahsedangkanbakteripaling tidaktahanterhadapaw
rendah.
2.Peran Air dalam TubuhManusia dapat hidup tanpa makanan selama
20 sampai 40 hari, tetapi tanpa air manusia akan mati dlam 4 sampai
7 hari saja. Karena 60% dari berat tubuh manusia terdiri dari air
dan sekitar 61% adalah intraselular, sisanya adalah ekstraselular.
Sehingga air sangat berperan penting bagi tubuh manusia, berikut
adalah peran air bagi tubuh:a.Media berlangsungnya serangkaian
reaksimetabolisme dalam tubuhyaitusebagai pelarut
dankatalisator(misalnya,pada Glikolisis dan Glikogenolisis)b.Alat
transport zat gizi(misalnya, darah mengandung 90%-95%
air)atausisa-sisa metabolismec.Memelihara suhu tubuhd.Memelihara
keseimbangan fisika dan kimia dalamintra/ extracellular
watere.Material untuk pertumbuhan dan perbaikanf.Cairan pelumas
sendig.Sertaperedam benturan
C.KANDUNGAN AIR DALAM BEBERAPA BAHAN MAKANAN
BahanKandungan Air (%)BahanKandungan Air (%)
Tomat94Ikan teri kering38
Semangka93Daging Sapi66
Kol92Roti36
Nanas85Buah kering28
Kacang Hijau90Susu Bubuk14
Susu Sapi88Tepung Terigu12
D.KANDUNGAN AIR DI DALAM TUBUH MANUSIAKandungan air dalam tubuh
manusia diperkirakan sekitar 65% atau sekitar 47 liter per orang
dewasa. Setiap hari diperkirakan 2,5 liter air dalam tubuh tersebut
harus diganti dengan air yang baru, dimana 1,5 liter berasal dari
air minum dan 1 liter berasal dari bahan makanan yang
dikonsumsi.
E.SYARAT AIR YANG BAIK DIKONSUMSI1.pHnormalAir normal memiliki
kisaran nilai pH 6,58,5;apabilapH> 8,5berartiair bersifat basa
dan akan terasa licin dikulit.Untuk mengidentifikasi pH air dapat
digunakan indikator universal atau pH meter.2.Tidak mengadung bahan
kimia beracun3.Tidak mengandung garam atau ion-ion logamAir dengan
kandunganion logam, sepertizat besi tinggi akan menyebabkan air
berwarna kuning. Pertama keluar dari kran, air nampak jernih namun
setelah beberapa saat air akan berubah warna menjadi kuning, bahkan
dalam jangka waktu lama akan membentuk endapan kuning dan menempel
didasar bak penampungan air. Hal ini disebabkan karena zat besi
dalam air berupa ion Fe2+, kemudian zat besi di bak penampungan air
tersebut berinteraksi dengan udara bebas sehingga teroksidasi
menjadi ion Fe3+dan berwarna kuning.Untuk mengidentifikasi air
mengandung suatu ion logam dapat digunakan alat uji air4.Kesadahan
rendahAir sadah biasanya juga disebut air berkapur. Air seperti
inisangat mudah dikenali, biasanya muncul bercak-bercak putih
dikamar mandi. Selain itu, air berkapur menyebabkan pakaian yang
dicuci sangat sukar berbusa sehingga boros deterjen dan sabun
mandi, pakaian hasil cucian pun terlihat kusam terutama pakaian
berwarna putih.
5.Tidak mengandung bahan organikAiryang mengandung senyawa
organik biasanya akan berwarna kuningpermanen. Air seperti
inibiasanya terdapat di daerah bakau dan tanah gambut yang kaya
akan kandungan senyawa organik. Berbeda dengan kuning akibat kadar
besi tinggi, air kuning permanen ini sudah berwarna kuning saat
pertama keluar dari kran sampai beberapa saat kemudian didiamkan
akan tetap berwarna kuning.
F.KETERIKATAN AIR DALAM BAHAN MAKANANAir yang terdapat dalam
bahanmakanan umumnya disebut airterikat (bound water).Berdasarkan
derajat keterikatan air dalam bahan makanan, air dapat
dikelompokkan menjadi:
1.Air yang terikat secara fisikaa.Air KapilerAir
jenisiniterikatpadarongga-ronggakapilerdaribahanmakananb.Air
TerlarutAir iniseakan-akanlarutdalambahanpadat,contohnyaair
guladanair garamc.Air adsorbsiAir yang
terkatpadapermukaanbahanpangandandayaikatnyalemahsertamudahdiputuskan.
2.Air yang terikat secara kimiaa.Air KonstitusiAir
jenisiniterikatpadasenyawalain
(bagiandarisenyawaitu)sepertiprotein,
karbohidrat,danakandihasilkanapabilasenyawatersebutdihidrolisis.b.Air
KristalAir jenisiniterikatpadasenyawalain dalambentukH2O.
ContohnyaCaSO4.5H2O
3.Air bebasAir jenisinidisebutjugasebagaimobile ataufree water
danmempunyaisifatairnormal danmudahterlepas.
4.AirimbibisiMerupakan air yang masuk ke dalam bahan pangan dan
akan menyebabkan pengembangan volume, tetapi air ini tidak
merupakan komponen penyusun bahan tersebut. Misalnya air dengan
beras bila dipanaskan akan membentuk nasi, atau pembentukan gel
dari bahan pati.
Selain itu,Menurut Wirakartakusumah, dkk (1989) bahwa air dibagi
atas empat tipe moleku air berdasarkan derajat keterikatan air
dalam bahan pangan, sebagai berikut:
1.Tipe I, yaitu moleku air yang terikat secara kimia dengan
molekul-molekul lain melalui ikatan hidrogen yang berenergi besar.
Derajat pengikatan air ini sangat besar sehingga tidak dapat
membeku pada proses pembekuan dan sangat sukar untuk dihilangkan
dari bahan. Molekul air membentuk hidrat dengan molekul-molekul
lain yang mengandung atom-atom oksigen dan nitrogen seperti
karbohidrat, protein dan garam.
2.Tipe II, yaitu molekul air yang terikat secara kimia membentuk
ikatan hidrogen dengan molekul air lainnya. Jenis air ini terdapat
pada mikrokapiler dan sukar dihilangkan dari bahan. Jika air tipe
ini dihilangkan seluruhnya, maka kadar air bahan berkisar antara 3
7%.
3.Tipe III, yaitu molekul air yang terikat secara fisik dalam
jaringan jaringan matriks bahan seperti membran, kapiler, serat,
dan lain lain. Air tipe ini mudah dikeluarkan dari bahan, dan bila
diuapkan seluruhnya, kadar air bahan mencapai 12 25%. Air ini
dimanfaatkan untuk pertumbuhan jasad renik dan merupakan media bagi
reaksi kimiawi.
4.Tipe IV, yaitu air bebas yang tidak terikat dalam jaringan
suatu bahan atau air murni, dengan sifat-sifat air biasa dan
keaktifan penuh.
G.DAMPAK KELEBIHAN DAN KEKURANGAN AIR BAGI TUBUH1.Dampak
Kelebihan AirApabila intake air lebih cepat dari pembentukanurin,
makacairan di dalam kompartemen ekstraselulerakanbertambah dan air
akan pindah ke dalam selsehinggaterjadi pembengkakan.Akibat
pembengkakan pada selotak akan menyebabkan rasa kantuk danlemah,
kejang dan bahkan dapat berakibat padakematian.Penyebabkelebihan
air tubuh dapat terjadi,misalnya: pemberian cairan infus yang
berlebihanatau karena gagal ginjal.
Fenomena akumulasi air di dalam tubuh diwujudkandalam kondisi
yang dikenal sebagai edema, ketikapenyakit menyebabkan kelebihan
cairanekstraselular.Dua penyakit kekurangan di mana edemaumum
adalah kwashiorkor dan Beri-beri basah.Kelebihan cairan dapat
menyebabkan gangguanelektrolit dan akumulasi air dalam
kompartemenekstraseluler.Seseorang dapat memiliki edema dan masih
akanmengalami dehidrasi akibat diare, kondisi ini adalahsatu bentuk
gagal jantung.Air juga dapat mengumpulkan dalam ronggaperitoneal,
dalam kondisi yang dikenalsebagaiascites, yang antara lain
disebabkan oleh penyakithati.
2.Dampak Kekurangan Aira.Tubuh akan mengalami
dehidrasi.Dehidrasai adalah keadaan yang terjadi bila keluaran
airnya yaitu cairan yang hipotonik (volume air yang keluar jauh
lebih besar dari jumlah natrium yang keluar), biasanya terjadi pada
pasien diabetes insipidus(keluaran air tanpa natrium melalui
ginjal)dan pada usia lanjut yang kurang minum atau lupa minum
(keluaran air tanpa natrium melalui penguapan kulit dan saluran
nafas)
b.Penyakit HipovalemiaHipovalemia adalah kondisi terjadi
pengurangan volume cairan ekstrasel, keadaan ini terjadi bila
keluaran airnya adalah cairan yang isotonik (air dan natrium keluar
dalam jumlah yang sebanding sehingga osmolalitas plasma tidak
berubah atau kadar natrium plasma tetap normal) biasanya terjadi
pada perdarahan dan diare.
Tanda-gejala Klinis Hipovolemiaadalah:Pusing, kelemahan,
KeletihanSinkopeAnoreksia,mual, muntah, haus,Kekacauan
mentalKonstipasi dan oliguria.Suhu meningkat, turgor kulitmenurun,
lidah kering, mukosa mulutkering, mata cekung.
c.Gangguan fungsi kognitif (kepandaian) otakJika kita kekurangan
air putih, otak tidak bisa menjalankan fungsi normalnya lagi,
terutama fungsi kognitif yang akhirnya membuat kita menjadi gampang
lupa dan tidak konsentrasi.
d.Mengganggu fungsi ginjalIni karena air penting untuk mencegah
batu ginjal. Dengan cukup air maka komponen pembentuk batu ginjal
menjadi lebih mudah luruh bersama buang air kecil.
e.Berbagai gejala ringan dan beratKekurangan air yang dialami
tubuh bisa menyebabkan gejala ringan dan sedang seperti lelah,
haus, tenggorokan kering, badan panas, sakit kepala, air kencing
pekat, denyut nadi cepat, hingga gejala berat seperti halusinasi
dan kematian.
f.Rentan terkena infeksi kandung kemihKarena bakteri tidak bisa
keluar akibat kurang minum, kita bisa mengalami infeksi kandung
kemih. Gejalanya bisa berupa suhu badan yang sedikit meningkat,
rasa nyeri terutama saat akhir buang air kecil, perasaan ingin
buang air kecil yang tidak dapat ditahan, dll.
g.Kulit jadi kusamIni karena kurang minum membuat aliran darah
kapiler di kulit juga tidak maksimal.
H.CARA MENGURANGI KADAR AIR DALAM BAHAN MAKANANUntuk
memperpanjang daya tahan suatu bahan, sebagian air dalam bahan
harus dihilangkan dengan berbagai macam cara tergantung pada jenis
bahannya. Misalnya:1.PengeringanPengeringan dapat dilakukan dengan
cara penjemuran, oven, dan alat pengering buatan, contohnya pada
pengeringan ikan, padi, dll.2.Evaporasi atau penguapan, contohnya
pada pembuatan susu bubuk.
Pada pengeringan bahan makanan, terdapat 2 tingkat kecepatan
penghilanganair.1.Periode kecepatan tetap: terjadi pada awal
pengeringan2.Periode kecepatan menurun
I.PENENTUAN KADAR AIRPenentuankandungan air dapat dilakukan
dengan beberapa cara. Hal ini tergantung pada sifat bahannya.
Menurut Sudarmadji (1989), kadar air dalam bahan makanan dapat
ditentukan dengan berbagai cara antara lain:
1.Penentuan Kadar Air Cara PengeringanPrinsipnya menguapkan air
yang ada dalam bahan dengan jalan pemanasan menggunakan oven.
Kemudian menimbang bahan sampaiberat konstan yang berarti semua air
sudah diuapakan. Cara ini relatif mudah dan murah (Sudarmadji,
1989).
Kelemahan cara ini adalah:Bahan lain di samping air juga ikut
menguap dan ikut hilang bersama dengan uap air misalnya alkohol,
asam asetat, minyak atsiri dan lain-lain.Dapat terjadi reaksi
selama pemanasan yang menghasilkan air atau zat mudah menguap lain.
Contoh gula mengalami dekomposisi atau karamelisasi, lemak
mengalami oksidasi dan sebagainya.Bahan yang mengandung bahan yang
dapat mengikat air secara kuat sulit melepaskan airnya meskipun
sudah dipanaskan.
Untuk mempercepat penguapan air serta menghindari terjadinya
reaksi yang menyebabkan terbentuknya air ataupun reaksi yang lain
karena pemanasan maka dapat dilakukan pemanasan dengan suhu rendah
dan tekanan vakum. Dengan demikian akan dipeoleh hasil yang lebih
mencerminkan kadar air yang sebenarnya (Sudarmadji, 1989).
Untuk bahan-bahan yang mempunyai kadar gula tinggi, pemanasan
dengan suhu 100oC dapat mengakibatan terjadinya pergerakanpada
permukaan bahan. Suatu bahan yang telah mengalami pengeringan
ternyata lebih bersifat higroskopis daripada bahan asalnya. Oleh
karena itu selama pendinginan sebelum penimbangan, bahan selalu
ditempatkan dalam ruang tertutup yang kering misalnya dalam
eksikator atau desikator yang telah diberi zat penyerap air.
Penyerap air/uap air ini dapat menggunakan kapur aktif; asam
sulfat; silika gel; aluminium oksida; kalium klorida; kalium
hidroksida; kalium sulfat atau barium oksida. Silika gelyang
digunakan sering diberi warna guna memudahkan apakah bahan tersebut
sudah jenuh dengan air atau belum. Bila sudah jenuh akan berwarna
merah muda dan bila dipanaskan menjadi kering berwarna biru
(Sudarmadji, 1989).
2.Penentuan Kadar Air Cara DestilasiPrinsip penentuan kadar air
dengan destilasi adalah menguapkan air dengan pembawa cairan kimia
yang mempunyai titik didih lebih tinggi daripada air dan tidak
dapat campur dengan air serta mempunyai berat jenis lebih rendah
daripada air. Zat kimia yang dapat digunakan antara lain: toluen,
xilem, benzen, tetrakhlorethilen dan xilol. Cara penentuannya
adalah dengan memberikan zat kimia sebanyak 75 100 ml pada sampel
yang diperkirakan mengandung air sebanyak 2 5 ml, kemudian
dipanaskan sampai mendidih. Uap air dan zat kimia tersebut
diembunkan dan ditampung dalam tabung penampung. Karena berat jenis
air lebih besar daripada zat kimia tersebut maka air akan berada
dibagian bawah pada tabung penampung. Bila pada tabung penampung
dilengkapi skala maka banyaknya air dapat diketahui langsung. Alat
yang dipakai sebagai penampung ini antara laintabung strak dean dan
sterling bidwell atau modifikasinya (Sudarmadji, 1989).
Cara destilasi ini baik untuk menentukan kadar air dalam zat
yang kandungan airnya kecilyang sulit ditentukan dengan cara
thermogravimetri. Penentuan kadar air cara ini hanya memerlukan
waktu 1 jam. Dengan cara destilasi terjadinya oksidasi senyawa
lipid maupun dekomposisi senyawaan menjadi gula dapat dihindari
sehingga penentuannya lebih tepat. Untuk bahan yangmengandung gula
dan protein yang tinggi sering ditambahkan serbuk asbes ke dalam
bahan. Hal ini untuk mencegah terjadinya superheating yang dapat
menimbulkan dekomposisi bahan tersebut. Untuk memperluas permukaan
kontak dengan cairan kimia yang digunakan untuk memperlancar
terjadinya destilasi dapat ditambahkan tanah diatomen pada bahan
yang telah ditumbuk halus sebelum destilasi (Sudarmadji, 1989).
3.Metode KimiawiAda beberapa cara penentuan kadar air dalam
bahan secara kimiawi yaitu antara lain:
a.Cara Titrasi Karl Fischer (1935)Cara ini adalah dengan
menitrasi sampel dengan larutan iodin dalam metanol. Reagen lain
yang digunakan dalam titrasi ini adalah sulfur dioksida dan
piridin. Metanol dan piridin digunakan untuk melarutkan iodin dan
sulfur dioksida agar reaksi dengan air menjadi lebih baik. Selain
itu piridin dan metanol akan mengikat asam sulfat yang terbentuk
sehingga akhir titrasi dapat lebih jelas dan tepat. Selama masih
ada air dalam bahan, iodin akan bereaksi, tetapi begitu air habis,
maka iodin akan bebas. Pada saat timbul warna iodin bebas ini,
titrasi dihentikan. iodin bebas ini akan memberikan warna kuning
coklat. Untuk memperjelas pewarnaan maka dapat ditambahkan metilin
biru dan akhir titrasi akan memberikan warna hijau (Sudarmadji,
1989).
Tahapan reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut:I2+
SO2+ 2 C6H5N C6H5N. I2+ C6H5N. SO2C6H5N. I2+ C6H5N. SO2+ C6H5N +
H2O 2(C6H5N. HI) + C6H5N. SO3C6H5N. SO3+ CH3OH C6H5N
(H)SO4CH3I2dengan metilen biru akan berubah warnanya menjadi
hijau.
Dalam pelaksanaannya titrasi harus dilakukan dengan kondisi
bebas dari pengaruh kelembaban udara. Untuk keperluan tersebut
dapat dilakukan dalam ruang tertutup. Cara titrasi Karl Fischer ini
telah berhasil dipakai untuk penentuan kadar air dalam alkohol,
ester-ester, senyawa lipida, lilin, pati, tepung gula, madu dan
bahan makanan yang dikeringkan. Cara ini banyak dipakai karena
memberikan harga yang tepat dan dikerjakan cepat. Tingkat
ketelitiannya lebih kurang 0,5 mg dan dapat ditingkatkan lagi
dengan sistem elektroda yaitu dapat mencapai 0,2 mg (Sudarmadji,
1989).
b.Cara Kalsium KarbidCara ini berdasarkan reaksi antara kalsium
karbid dan air menghasilkan gas asetilin. Cara ini sangat tepat dan
tidak memerlukan alat yang rumit. Jumlah asetilin yang terbentuk
dapat diukur dengan berbagai cara:Menimbang campuran bahan dan
karbid sebelum dan sesudah reaksi ini selesai. Kehilangan bobotnya
merupakan berat asetilin.Mengumpulkan gas asetilin yang terbentuk
dalam ruangan tertutup dan mengukur volumenya. Dengan volume yang
diperoleh tersebut dapat diketahui banyaknya asetilin dan kemudian
dapat diketahui kadar air bahan.
Dengan mengukur tekanan gas asetilin yang terbentuk jika reaksi
dikerjakan dalam ruang tertutup. Dengan mengetahui tekanan dan
volume asetilin dapat diketahui banyaknya dan kemudian dapat
diketahui kadar air bahan. Dengan menangkap gas asetilin dengan
larutan tembaga sehingga dihasilkan tembaga asetilin yang dapat
ditentukan secara gravimetri atau volumetri atau secara
kolorimetri. Reaksi yang terjadi selama pencampuran dapat
dituliskan sebagai berikut:CaC2+ H2O CaO + C2H2
Tiap 1 grol gas asetilin berasal dari 1 grol air. Volume 1 grol
gas asetilin dianggap sama dengan gas ideal yaitu 22,4 liter.
Ketelitiannya tergantung pada pencampuran atau interaksi karbid
dengan bahan. Cara tersebut telah berhasil untuk menentukkan kadar
air dalam tepung, sabun, kulit, biji panili, mentega dan air buah.
Penentuan kadar air cara ini dapat dikerjakan sangat singkat yaitu
berkisar 10 menit (Sudarmadji, 1989).
c.Cara Asetil khloridaPenentuan kadar air cara ini berdasarkan
reaksi asetil klorida dan air menghasilkan asam yang dapat
dititrasi menggunakan basa. Asetil klorida yang digunakan
dilarutkan dalam toluol dan bahan didispersikan dalam piridin
(Sudarmadji, 1989).Reaksi yang terjadi dapat dituliskan berikut:H2O
+ CH3COCl CH3COOH + HCl
Cara ini telah berhasil dengan baik untuk penentuan kadar air
dalam bahan minyak, mentega, margarin, rempah-rempah dan
bahan-bahan yang berkadar air sangat rendah (Sudarmadji, 1989).
4.Metoda FisisMenurut Sudarmadji (1989), ada beberapa cara
penentuan kadar air cara fisis ini antara lain:Berdasarkan tetapan
dielektrikumBerdasarkan konduktivitas listrik (daya hantar listrik)
atau resistansiBerdasarkan resonansi nuklir magnetik
J.RINGKASANAir adalahsubstansikimiadenganrumus kimiaH2O. Satu
molekulair tersusunatasduaatom hidrogen yangterkait secara kovalen
padasatuatomoksigen. Airjugamerupakan komponen penting dalam bahan
makanan karena air dapatmempengaruhi penampakan, tekstur, cita
rasa,nilai gizi bahan pangan, dan aktivitas mikroorganisme.Selain
itu, air juga memiliki peran lain
yaitu:1.MempengaruhiKesegaran,Stabilitas,danKeawetanPangan2.MenentukanTingkatResikoKeamananPangan3.Untuk
Reaksi Kimia4.PelarutUniversaluntuk Senyawa Ionik dan
Polar5.MempengaruhiAktivasiEnzimdalamBahanPangan6.Medium
PindahPanas7.Airmempengaruhikestabilanbahanpanganselamaprosespenyimpanan8.Media
Pertumbuhan Mikroba
Berikut ini syarat kimia air yang baik adalah:1.pHnormal2.Tidak
mengadung bahan kimia beracun3.Tidak mengandung garam atau ion-ion
logam4.Kesadahan rendah5.Tidak mengandung bahan organik
Air yang terdapat dalam bahanmakanan umumnya disebut airterikat
(bound water).Berdasarkan derajat keterikatan air dalam bahan
makanan, air dapat dikelompokkan menjadi1.Air yang terikat secara
fisikaa.Airkapileradalah
airyangterikatpadarongga-ronggakapilerdaribahanmakanan.b.Airterlarutadalah
airyangseakan-akanlarutdalambahanpadat,contohnyaair guladanair
garam.c.Air adsorbsiadalah air yang
terkatpadapermukaanbahanpangandandayaikatnyalemahsertamudahdiputuskan.
2.Air yang terikat secara kimiaa.Airkonstitusiadalah
airyangterikatpadasenyawalain (bagiandarisenyawaitu)sepertiprotein,
karbohidrat,danakandihasilkanapabilasenyawatersebutdihidrolisis.b.Airkristaladalah
airyangterikatpadasenyawalain dalambentukH2O.
ContohnyaCaSO4.5H2O
3.Air bebasdisebutjugasebagaimobile ataufree water
danmempunyaisifatairnormal danmudahterlepas.
4.Airimbibisimerupakan air yang masuk ke dalam bahan pangan dan
akan menyebabkan pengembangan volume, tetapi air ini tidak
merupakan komponen penyusun bahan tersebut. Misalnya air dengan
beras bila dipanaskan akan membentuk nasi, atau pembentukan gel
dari bahan pati.
Mengkonsumsi banyak air memanglah baik bagi kesehatan, tetapi
jika air tersebut dikonsumsi secara berlebihan juga dapat
mengakibatkan overhidrasi yang mengakibatkan pembengkakan pada sel
otak. Kekurangan air juga tidak baik bagi kesehatan karena dapat
mengakibatkan dehidrasi dan penyakit hipovemia.
Untuk menghilangkan sebagian air dalam bahan makanan dapat
dilakukan dengan cara pengeringandengan dijemur atau dioven dan
dengan cara evaporasi atau penguapan. Selain itu, untuk menentukan
kadar air dalam suatu bahn makanan dapat dilakukan dengan cara
mengeringkan bahan dalam oven, destilasi dengan pelarut tertentu,
berdasarkan volume gas asetilen, dan titrasi langsung.
AIR DALAM BAHAN MAKANANAuthor :Isvika Vicha
Air merupakan unsur primer bagi kehidupan di bumi, semua makhluk
membutuhkan air sebagai sumber penghidupan, baik manusia, hewan,
tumbuhan, maupun tanah. Tanpa adanya air, kehidupan di bumi tidak
akan berlangsung. Dalam makanan, air mempunyai komposisi yang
besar, sehingga adanya kandungan air yang besar kadang mempengaruhi
ketahanan suatu bahan makanan.Meskipun sering diabaikan, air
merupakan salah satu unsur penting dalam makanan. Air bukan
merupakan sumber nutrien seperti bahan makanan yang lain, meskipun
demikian air sangat penting dalam kelangsungan proses
biokimiawi.[1]Air juga merupakan kandungan penting banyak makanan.
Air dapat berupa komponen intrasel dan atau ekstrasel dalam sayuran
dan produk hewani, sebagai medium pendispersi atau pelarut dalam
berbagai produk, sebagai fase terdispersi dalam beberapa produk
yang diemulsi seperti mentega dan margarin, dan sebagai komponen
tambahan dalam makanan lain.Karena pentingnya air sebagai komponen
makanan diperlukan pemahaman mengenai sifat dan perilakunya. Adanya
air mempengaruhi kemerosotan mutu makanan secara kimia dan
mikrobiologi. Begitu pula, penghilangan (pengeringan) atau
pembekuan air pada beberapa metode pengawetan makanan. Pada kedua
peristiwa itu perubahan yang mendasar dalam produk dapat
terjadi.[2]
II.RUMUSAN MASALAHA.Adakah keterikatan air dalam bahan
makanan?B.Bagaimana dampak kadar air terhadap kualitas bahan
makanan?C.Bagaimana proses pengurangan air dalam bahan makanan?
III.PEMBAHASANA.Keterikatan Air Dalam Bahan MakananAir merupakan
salah satu zat yang terpenting dalam bahan makanan. Karena secara
kimiawi, air dapat mempengaruhi penampakan tekstur serta cita rasa
makanan. Air dalam bahan makanan menentukan kesegaran dan daya
tahan pangan. Kerusakan bahan makanan seperti pembusukan oleh
mikroba ditentukan oleh kandungan air dalam bahan makanan
tersebut.Keadaan air dalam bahan makanan dapat dibedakan menjadi
dua:1.Air BebasAir dalam keadaan ini menunjukkan bahwa air terdapat
dalam ruang-ruang antar sel dan interglanular serta pori-pori yang
terdapat pada larutan.2.Air TerikatPada keadaan terikat, ada
kalanya air terikat secara lemah karena terserap (teradsorbsi) pada
permukaan koloid makromolekuler seperti protein, pectin, pati dan
selulosa. Selain itu juga terdispersi di antara koloid tersebut dan
merupakan pelarut zat-zat yang ada dalam sel. Air yang terikat
lemah ini masih mempunyai sifat air bebas dan dapat dikristalkan
pada proses pembekuan.Ada pula air yang terikat secara kuat, yaitu
air yang membentuk hidrat. Ikatannya bersifat ionik sehingga
relatif sukar dihilangkan atau diuapkan. Berdasarkan derajat
keterikatannya,[3]air dalam bahan pangan dapat kita kelompokkan
menjadi:a. Air yang terikat secara fisikAir jenis ini dapat dibagi
lagi menjadi tiga jenis yaitu:Air KapilerAir kapiler merupakan: air
yang terikat pada rongga-rongga kapiler dari bahan
makanan.Contohnya: daging dan kentang.Air TerlarutAir ini seakan-
akan larut dalam bahan padat.Contohnya: air gula dan air garam.Air
adsorbsiAir adsorpsi merupakan air yang terikat pada permukaan
bahan pangan dan daya ikatnya lemah serta mudah diputuskan.
b. Air yang terikat secara kimiaAir jenis ini dapat dibagi
menjadi dua jenis yaitu:Air KonstitusiAir jenis ini terikat pada
senyawa lain (bagian dari senyawa itu ) seperti protein,
karbohidrat dan akan dihasilkan apabila senyawa tersebut
dihidrolisis.Air KristalAir jenis ini terikat pada senyawa lain
dalam bentuk H2O. Contohnya CaSO4.5H20.
B.Dampak Kadar Air Terhadap Kualitas bahan MakananPada dasarnya
dalam ilmu pangan terdapat beberapa istilah yang terkait dengan
air, diantaranya yaitu:a.Kadar AirIstilah kadar air banyak
digunakan di industri karena lebih mudah dicerna oleh masyarakat
awam. Kadar air merupakan jumlah total air yang dikandung leh suatu
bahan pangan (dalam persen) dan istilah ini tidak menggambarkan
aktivitas bilogisnya. Untuk menentukan kadar air suatu bahan,
mula-mula bahan makanan tersebut di ukur massanya (M1). Setelah itu
bahan tersebut dukeringkan dengan oven sampai massanya tidak
berubah lagi, massa pada saat konstan dicatat sebagai massa 2 (M2).
Setelah dua sata tersebut didapat, maka kita dapat menetukan kadar
air dalam bahan tersebur dengan menggunakan rumusKadar air =
((M1-M2)/M1) x 10[4]b.Kelembapan Relatif (RH)Istilah ini
menggambarkan kandungan air total yang dikandung oleh udara yang
biasanya juga dinyatakan dalam persen. Untuk menentukan jumlah air
yang dikandung di udara maka kita dapat menggunakan metode
kelembapan spesifik. Kelembapan spesifik adalah metode untuk
mengukur jumlah uap air di udara dengan rasio terhadap uap air di
udara kering. Kelembapan fifik diekspresikan dalam rasio kilogram
uap air, mw, perkilogram udara, ma. Rasio tersebut dapat ditulis
sebagai berikutx = mw/ ma[5]c.Aktivitas AirAktivitas air merupakan
kemampuan air dalam mendukung proses-proses kerusakan dalam bahan
pangan. Istilah ini menggambarkan derajat aktivitas air dalam bahan
pangan, baik kimia dan biologis. Nilai aw berkisar antara 0 sampai
1 (tanpa satuan).Untuk menentukan aw terlebih dahulu harus
mengetahui ERH yang merupakan perbandingan antara tekanan udara
dalam camber yang berisi garam (P) dan tekanan udara dari camber
yang berisi bahan pangan (Po). Dapat dinyatakan denganERH=
P/P0.[6]Air yang terdapat dalam bentuk bebas dapat membantu
terjadinya proses kerusakan bahan makanan misalnya proses
mikrobiologis, kimiawi, enzimatik, bahkan oleh aktivitas serangga
perusak. Sedangkan air yang dalam bentuk lainnya tidak membantu
terjadinya proses kerusakan tersebut di atas. Oleh karenanya kadar
air bukan merupakan parameter yang absolut untuk meramalkan
kecepatan terjadinya kerusakan bahan makanan. Dalam hal ini dapat
digunakan pengertian Aw (aktivitas air) untuk menentukan kemampuan
air dalam proses-proses kerusakan bahan makanan.Setiap bahan bila
diletakkan dalam udara terbuka kadar airnya akan mencapai
keseimbangan dengan kelembaban udara disekitarnya. Kadar air bahan
ini disebut dengan kadar air seimbang. Setiap kelembaban relatif
tertentu dapat menghasilkn kadar air seimbang tertentu pula. Dengan
demikian dapat dibuat hubungan antara kadar air seimbang dengan
kelembaban relatif.Aktifitas air dapat dihitung dengan menggunakan
rumus:Aw = ERH/100Dimana,Aw =Aktivitas airERH = kelembaban relative
seimbang[7]Apabila diketahui kurva hubungan antara kadar air
seimbang dengan kelembaban relatif, maka pada hakekatnya dapat
menggambarkan pula hubungan antara kadar air dan aktivitas air.
Kadar air yang sama belum tentu memberikan Aw yang sama bergantung
pada macam bahannya. Pada kadar air yang tinggi belum tentu
memberikan Aw yang tinggi bila bahannya berbeda. Hal ini
dikarenakan mungkin bahan yang satu disusun oleh bahan-bahan yang
mudah mengikat air sehingga air bebas relatif menjadi lebih kecil
dan akibatnya bahan jenis ini mempunyai Aw yang rendah.[9]
C.Proses Pengurangan Air Dalam Bahan MakananProses pengurangan
air dalam bahan makanan ditujukan untuk meningkatkan kualitas dan
kuantitas produk makanan, terutama untuk mengawetkan atau
meminimalkan biaya distribusi bahan makanan karena makanan yang
mempunyai kadar air rendah akan cenderung lebih ringan dari pada
makanan yang memiliki kadar air lebih tinggi. Salah satu upaya
untuk mengurangi kadar air dalam bahan makanan adalah teknologi
pengeringan.Pengeringan adalah suatu perpindahan massa dan energi
yang terjadi dalam pemisahan cairan atau kelembaban dari suatu
bahan sampai batas kandungan air yang ditentukan dengan menggunakan
gas sebagai fluida sumber panas dan penerima uap
cairan.[10]Ditinjau dari pergerakan bahan padatnya, pengeringan
dapat dibagi menjadi dua:1.Pengeringan batch dimana bahan yang
dikeringkan dimasukkan ke dalam alat pengering dan didiamkan selama
waktu yang ditentukan.2.Pengeringan kontinyu adalah pengeringan
dimana bahan basah masuk secar sinambung dan bahan kering keluar
secara sinambung dari alat pengering.Ditinjau dari kondisi fisik
yang digunakan untuk memberikan panas pada sistem dan memindahkan
uap air, proses pengeringan dibagi menjadi tiga,
yaitu:1.Pengeringan kontak langsungMenggunakan udara panas sebagai
medium pengering pada tekanan atmosferik. Pada proses ini, uap yang
terbentuk terbawa oleh udara.2.Pengeringan vakumMenggunakan logam
sebagai medium pengontak panas atau menggunakan efek radiasi. Pada
proses ini penguapan air berlangsung lebih cepat pada tekanan
rendah.3.Pengeringan bekuPengeringan yang melibatkan proses
sublimasi air dari suatu material beku.[11]
IV.KESIMPULANAir merupakan salah satu zat yang terpenting dalam
bahan makanan, salahsatu faktor yanmg menyebabkan kerusakan bahan
makananseperti pembusukan oleh mikroba ditentukan oleh kandungan
air dalam bahan makanan tersebut. Adanya kandungan air dalam
makanan tidak menjadi parameter yang absolut untuk dapat dipakai
meramalkan kecepatan terjadinya kerusakan makanan. Proses
pengurangan air dalam bahan makanan ditujukan untuk meningkatkan
kualitas produk makanan, terutama untuk mengawetkan atau menimalkan
biaya distribusi bahan makanan karena makanan karena makana yang
memunyai kadar air rendah akan cenderung lebih ringan dari pada
makanan yang emmiliki kadar air yang tinggi.
V.PENUTUP
Demikianmakalah ini kami sampaikan, namun kami sadar makalah ini
masih jauh dari kesempurnaan.Maka dari itu kritik dan saran yang
bersifat konstruktif dan inovatif sangat kami harapkan. Semoga
makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua, serta menambah
hasanah keilmuan kita semua.Amin...
DAFTAR PUSTAKA
http://www.air-dalam-bahan-makanan.htmlhttp://www.air-dalam-bahan-pangan.htmlhttp://www.artikelkimia.info/kandungan-air-dalam-bahan-pangan-4811063008201(23-10-2011)http://majarimagazine.com/2008/12/teknologi-pengeringan-bahan-makanan/M
Deman, John,Kimia Makanan,1997, Bandung: ITBRohman Sumantri,
Abdul,Analisis Makanan, 2007, Yogyakarta: Gadjah Mada University
Press
Kimia AirSebuah molekul air terdiri dari sebuah atom oksigen
yang berikatan kovalen dengan dua atom hidrogen. Hidrogen dan
oksigen mempunyai daya padu yang sangat besar antara keduanya.
Keunikan air terjadi berkat ikatan pemadu kedua unsurnya.
Perangkaian jarak atom-atomnya mirip kunci yang masuk lubangnya,
kecocokannya begitu sempurna, sehingga air tergolong senyawa alam
yang paling mantap. Semua atom dalam molekul air terjalin menjadi
satu oleh ikatan yang kuat, yang hanya dapat dipecahkan oleh
perantara yang paling agresif, misalnya energi listrik atau zat
kimia seperti logam kalium.Oksigen mempunyai nomor atom 8 dan massa
atom 16, terletak pada periode ke-2 dan golongan VI A pada sistem
periodik. Sebuah atom oksigen mempunyai delapan elektron, dua
elektron berada pada kulit elektron bagian dalam (kulit K) dan enam
elektron berada pada kulit berikutnya (kulit L), jadi kulit L belum
penuh atau masih bias diisi dua elektron. Sedang sebuah atom
hydrogen dengan nomor atom 1 hanya mempunyai satu elektron pada
kulit K, jadi belum penuh atau kekurangan satu elektron. Kulit yang
belum terisi penuh tersebut tidak mantap dan elektronnya cepat
bergabung dengan elektron lain untuk memenuhi ruang dalam suatu
kulit. Kulit yang telah terisi penuh merupakan bentuk yang mantap,
dan setelah hal itu terjadi, maka akan dilawannya setiap usaha
pemisahan.B.Ikatan kovalen dan Ikatan Antarmoekul AirDalam sebuah
molekul air dua buah atom hydrogen berikatan dengan sebuah atom
oksigen melalui dua ikatan kovalen, yang masing-masing mempunyai
energi besar 110,2 kkal per mol. Ikatan kovalen tersebut merupakan
dasar bagi sifat air yang penting, misalnya kebolehan air sebagai
pelarut.
Gambar 1.1. Pembentukan molekul air (a) dua atom hydrogen dan
sebuah atom oksigen; (b) molekul air, setiap electron hydrogen
saling memanfaatkan (sharing) sepasang electron dengan oksigen ;
(c) terjadinya dua kutub positif dan negative (dipolar) (Davis dan
Day, 1961)
Bila dua atom hidrogen bersenyawa dengan sebuah atom oksigen,
maka molekul tersebut menghasilkan molekul yang berat sebelah,
dengan kedua atom hydrogen melekat di satu atom oksigen dengan
sudut 104,5oantara keduanya. Posisi tersebut mirip dengan dua
telinga pada kepala kelinci. Akibat perbedaan elektronegativitas
antara hidrogen dan oksigen, sisi hidrogen molekul air bermuatan
positif sedang pada sisi oksigen bermuatan negatif.Sebuah olekul
air dapat digambakan sebagai menempati pusat dari sebuah
tetrahedron, suatu benda ruang dengan 4 sisi yang masing-masing
sisinya merupakan segi tiga sama sisi, dengan arah muatan seperti
terlihat pada Gambar 1.2. Sebuah molekul air dengan kutub-kutub
positif dan negatif secara permanent menjadi dwikutub (dipolar),
seperti halnya sebatang magnet yang memmpunyai kutub berbeda pada
kedua ujungnya. Karena molekul air dapat ditarik oleh senyawa lain
yang bermuatan positif atau yang bermuatan negatif.Daya tarik
menarik di antara kutub positif molekul air yang satu dengan kutub
negative molekul air lainnya menyebabkan terjadinya penggabungan
molekul-molekul air melelui ikatan hydrogen. Ikatan-ikatan hydrogen
jauh lebih lemah dari pada ikatan kovalen. Ikatan-ikata hydrogen
megikat molekul-molekul air lain di sebelahnya dan sifat inilah
yang bertangung jawab terhadap sifat mengalirnya air. Molekul air
yang satu dengan molekul air yang lain bergabung dengan suatu
ikatan hydrogen antara atom H dengan atom O dari molekul air yang
lain.
a)Dua buah molekul air mrmbentuk sudut ikatan sekitar
105o(Wyssling dan Muhlethaler, 1965)b)Orientasi muatan air pada
bentuk tetrahedron (Fennema dan Powrie, 1964)
Kemampuan molekul air membentuk ikatan hydrogen menyebabkan air
mempunyai sifat-sifat yang unik. Ikatan hydrogen yang terjadi antar
molekul-molekul yang berdampingan mengakibatkan air pada tekanan
atmosfer bersifat mengalir(flow)pada suhu 0-100oC .
Kelompok-kelompok kecil molekul air bergabung dengan suatu pola
tertentu, tetapi kelompok-kelompok tersebut bergerak bebabas dan
menyebabkan terjadinya pertukaran ikatan hydrogen. Ikatan hydrogen
ini tidak hanya mengikat molekul-molekul air satu sama lain, tetapi
dapat juga menyebabkan pembentukan hidrat antara air dengan
senyawa-senyawa lain yang mempunyai kutub O atau N, seperti senyawa
metanol atau karbohidrat yang mempunyai gugus -OH (hidroksil).Es
merupakan suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul H2O (HOH)
yang tersusun sedemikian rupa sehingga 1 atom H terletak di satu
sisi antara sepasang atom oksigen molekul-molekul air lainnya,
membentuk suatu heksagon simetrik. Satu molekul HOH dapat mengikat
4 molekul HOH yang berdekatan (Gambar 1.3) dan jarak atom 0-0 yang
berdampingan sebesar 2,76 AoRuangan-ruangan dalam kristal es
berbentuk sedemikian rupa sehingga membentuk saluran-saluran dalam
jumlah yang sangat besar. Karena itulah es mempunyai volume 1/11
kali lebih besar dari bentuk cairnnya dan kerapatannya lebih kecil
sehingga es mengapung dalam air.
Bila suhu air diturunkan, pelepasan panas akan mengakibatkan
pergerakan molekul-molekul air diperlambat dan volumenya mengecil.
Bila air didinginkan sampai suhu 4oC, suatu pola baru ikatan
hydrogen terbentuk. Volume air sebaliknya mengembang ketika air
diturunkan suhunya dari 4oC sampai 0oC. Ketika panas dilepas lagi
setalh air mencapai 0oC, terjadilah Kristal, dan ketika air es
berubah menjadi kristal es, volumenya mendadak mengembang. Es
memerlukan ruang 1/11 kali lebih banyak daripada volume air
pembentuknya, tetapi es bersifat kurang padat bila dibndingkan air,
karena es terapung ke permukaan air.Bila suhu air meningkat, jumlah
rata-rata molekul air dalam kerumunan molekul air menurun dan
ikatan hydrogen putus dan terbentuk lagi secara cepat. Bila air
dipanaskan lebih tinggi lagi sehingga molekul-molekul air bergerak
sedemikian cepat dan tekanan uap air melebihi tekanan atmosfer,
beberapa molekul dapat melarikan diri dari permukaan dan menjadi
gas. Hal ini terjdi ketika air mendidih pada suhu 100oC pada
permukan laut dengan tekanan barometer 760 mmHg. Dalam keadaan uap,
molekul-molekul air kurang lebih menjadi bebas satu sama
lainnya.C.Aktivitas Air dalam Bahan PanganMenurut derajat
keterikatan air, air terikat dapat dibagi atas empat tipe.Tipe I,
adalah moekul air yang terikat pada molekul-molekul lain melalui
suatu ikatan hydrogen yang berenergi besar. Molekul air membentuk
hidrat dengan molekul-molekul lain yang mengandung atom-atom O dan
N seperti karbohidrat, protein, atau garam. Air tipe ini tidak
dapat membeku pada proses pembuekuan, tetapi sebagian air ini dapat
dihilangkan degan cara pengeringan bisa. Air tipe ini terikat kuat
dan sering sekali disebut air terikat dalam arti sebenarnya.Derajat
pengikatan air sedemikian rupa sehingga reaksi-reaksi yang terjadi
sangat lambat dan tiak terukur. Reaksi yang nyata dalam bahan
makanan adalah peningkatan oksidasi lemak bila setelah air tipe I,
air terikat lagi membentuk tipe II (Gambar 1.4). Oksidasi lemak
akan meningkat pada daerah II karena keaktifan katalis meningkat
dengan adanya pengembangan volume akibat penyerapan air.Tipe II,
yaitu molekul-molekul air membentuk ikatan hydrogen dengan molekul
air lain, terdapat dalam mikropiler dan sifatnya agak berbeda dari
air murni. Air jenis ini lebih sukar dihilangkan dan penghilangan
air tipe II akan mengakibatkan penurunanaw (water activity).Bila
sebagian air tipe II dihilangkan, pertumbuhan mikroba dan
reaksi-reaksi kimia yang bersifat merusak bahan makanan seperti
reaksibrowning,hidrolisis atau oksidasi lemak akan dikurangi. Jika
air tipe II dihilangkan seluruhnya kadar air bahan aka berkisar
antara 3-7%, dan kestabiln optimum bahan makanan akan tercapai,
kecuali pada produk-produk yang dapat mengalami oksidasi akibat
adanya kandungan lemak tidak jenuh.
Tipe III, adalah air yang secara fisik terikat dalam jaringn
matriks bahan seperti membrane, kapiler, serat, dan lain-lain. Air
tipe III ini lah yang sering kali disebut dengan air bebas. Air
tipe ini mudah diuapkan dan dapat imanfaatkan untuk pertumbuhan
mikroba dan media bagi reaksi-reaksi kimiawi. Apabila air tipe III
ini diuapkan seluruhnya, kandungan air bahan berkisar antara 12-25%
dengan aw (water activity)kira-kira 0,8 tergantung dari jenis bahan
dan suhu.Tipe IV, adalah air yang tidak terikat dalm jaringan suatu
bahan atau air murni, dengan sifat-sifat air biasa dan keaktifan
penuh.Selain tipe-tipe air seperti disebutkan di atas, beberapa
penulis membedakan pula air imbisisi dan air kristal. Air imbisisi
merupakan air yang masuk ke dalam bahan pangan dan akan menyebabkan
pengembangan volume, tetapi air ini tidak merupakan komponen
penyusun bahan tersebut. Misalnya air dengan beras bila dipnaskan
akan membentuk nasi, ataumembentuk gel dari bahan pati. Air kristal
adalah air terikat dalam semua bahan, baik pangan maupun nonpangan
yang berbentuk kristal, seperti gula, garam CuSO4dan
lain-lain.Kandungan air dalam bahan makanan mempengaruhi daya tahan
bahan makanan terhadap serangan mikroba yang dinyatakan dengan
awminimum agar dapat tumbuh dengan baik, misalnya bakteri aw:0,90;
khamir aw:0,80-0,90; kapang aw:0,60-0,70.Hubungan antara awdengan
kandungan air per gram suatu bahan makanan terlihat pada Gambar
1.5, dan grafik ini disebut isotherm sorpsi air. Pada bahan pangan
isotherm sorpsi air dapat menggambarkan kandungan air yang dimiliki
bahan tersebut sebagai keadaan kelembaban relative ruang tempat
penyimpanan.Bentuk isotherm air ini khas untuk setiap bahan pangan
dan contohnya terlihat pada Gambar 1.6. Isoterm ini dapat dibagi
menjadi beberapa bagian tergantung dari keadaan air dalam bahan
pangan tersebut. Pada Gambar 1.6, daerah A menyatakan absorbsi air
bersifat satu lapis molekul air, daerah B menyatakan terjadinya
pertambahan lapisan-lapisan di atas satu lapis molekul air itu, dan
daerah C kondensasi pada pori-pori bahan mulai terjadi.
Tidak ada suatu nilai kelembaban relative tertentu yang dapat
dijadikan ukuran sebagai batas satu daerah dengan daerah lainnya.
Adanya kurva desorbsi memberikan bukti mengenai hal ini. Isoterm
sorbsi air bahan pangan dapat diperoleh dengan dua cara. Cara
pertama: Bahan makanan dengan kadar air yang diketahui dibiarkan
mencapai keseimbangan dengan sisa ruang dalam wadah tertentu yang
tertutup sangat rapat. Tekanan uap parsial uap airnya diukur dengan
manometer, atau RH dari sisa ruang tersebut diukur dengan
hygrometer listrik,point cells,atau psikorometer rambut. Dengan
demikian kita mendapatkan data hubungan kadar air dengan RH dalam
keadaan keseimbangan atau dengan awdari bahan makanan (RH= aw
100).Cara kedua diakukan sebagai berikut : Sample dalam jumlah
kecil diletakkan poada beberapa ruangan yang tetap RH-nya (misalnya
dalam desikator yang mengandung larutan garam jenuh seperti litium
klorida untuk RH sekitar 11%, MgCl2untuk RH sekitar 32%, NaCl untuk
RH 75%, dan kalium sulfat untuk RH 97%). Setelah keseimbangan
tercapai, kadar air bahan kemudian diukur secara gravimetris atau
cara lain. Dengan demikian kita mendapatkan hubungan antara kadar
air bahan dan RH dalam keadaan keseimbangan.Untuk memperpanjang
daya tahan suatu bahan, sebagian besar air dalam bahan harus
dihilangkan dengan beberapa cara tergantung dari jenis bahan.
Umumnya dilakuka pengeringan, baik dengan penjemuran padi, ikan
asin, pembuatan dendeng, dan lain sebagainya. Pada bahan yang
berkadar air tinggi, susu misalnya, dilakukan evaporasi atau
penguapan. Pembuatan susu kental pada prinsipnya adalah mengurangi
kadar air dengan cara dehidrasi.Pada pengeringan bahan makanan ini,
terdapat duatingkat kecepatan penghilangan air. Pada awal
pengeringan, kecepatan jumlah air yang hilang per satuan waktu
tetap, kemudian akan terjadi penurunan kecepatan penghilangan air
per satuan waktu. Hal ini berhubungan dengan jenis air yang terikat
dalam bahan.D.Peranan Air dalam Bahan PanganSemua bahan makanan
mengandung air dalam jumlah yang berbeda-beda, baik itu bahan
makanan hewani maupun nabati. Air berperan sebagai pembawa zat-zat
makanan dan sisa-sisa metabolisme, sebagai media reaksi yang
menstabilkan pembentukan boiopolimer, dan sebagainya.Bahan pangan
kita baik yang berupa buah, sayuran, daging, maupun susu, telah
banyak berjasa dalam memenuhi kebutuhan air manusia. Buah mentah
yang menjadi matang selalu bertambah kandungan airnya, misalnya
calon buah apel yang hanya mengandung 10% air akan dapat
menghasilkan buah apel yang kadar airnya 80%, nenas mempunyai kadar
air 87% dan tomat 95%. Buah yang paling banyak kandungan airnya
adalah semangka dengan kadar air 97%.Kandungan air dalam bahan
makanan ikut menentukanacceptability,kesegaran, dan daya tahan
bahan itu. Selain merupakan bagian dari suatu bahan makanan, air
merupakan pencuci yang baik bagi bahan makanan tersebut atau
alat-alat yang akan digunakan dalam pengolahannya. Sebagian besar
dari perubahan-perubahan bahan makanan terjadi dalam media air yang
ditambahkan atau yang berasal dari bahan itu sendiri.Bila badan
manusia hidup dianalisis komposisi kimianya, maka akan diketahui
bahwa kandungan airnya rata-rata 65% atau sekitar 47 liter per
orang dewasa. Setiap hari sekitar 2,5 liter harus diganti dengan
air yang baru. Diperkirakan dari sejumlah air yang harus diganti
tersebut 1,5 liter berasal dari air minum dan sekitar 1,0 liter
berasal dari bahan makanan yang dikomsumsi. Dalam keadaan kesulitan
bahan pangan dan air, manusia mungkin dapat tahan hidup tanpa
makanan selama lebih dari 2 bulan, tetapi tanpa minum akan
meninggal dunia dalam waktu kurang dari satu minggu.Kandungan air
beberapa bahan makanan yang umum seperti terlihat pada Tabel 1.1
menunjukkkan bahwa banyaknya air dalam suatu bahan tidak dapat
ditentukan dari keadaan fisik bahan tersebut. Misalnya buah nenas
seakan-akan mempunyai kandungan air yang lebih besar dari kol,
kandungan air pada susu lebih besar dari kacang hijau, sedangkan
susu bubk dan terigu seakan-akan tidak mengandung air.
Tabel 1.1. Kandungan Air Beberapa Komoditi *BahanKandungan
airBahanKandungan air
Tomat94%Ikan teri kering**38%
Semangka93%Daging sapi66%
Kol92%Roti36%
Nenas**85%Buah kering28%
Kacang hijau90%Susu bubuk **14%
Susu sapi **88%Tepung terigu **12%
*Hartley, 1970; ** Poerwosoedarmo, 1977
E.Air Untuk Pengolahan PanganAir yang berhubungan dengan
hasil-hasil industri pengolahan pangan harus memenuhi
setidak-tidaknya standar mutu yang diperlukan untuk minum atau air
minum. Tetapi masing-masing bagian dari industri pengolahan pangan
mungkin perlu mengembangkan syarat-syarat mutu air khusus untuk
mencapai hasil-hasil pengolahan yang memuaskan. Dalam banyak hal
diperlukan air yang bermutu lebih tinggi daripada yang diperlukan
untuk keperluan air minum, dimana diperlukan penanganan tambahan
supaya semua mikroorganisme yang ada mati, untuk menghilangkan
semua bahan-bahan di dalam air yang mungkin dapat mempengaruhi
penampakan, rasa dan stabilitas hasil akhir, untuk menyesuaikan pH
pada tingkat yang diinginkan, dan supaya mutu air sepanjang tahun
dapat konsisten. Mutu air terutama penting dalam pengalengan
makanan, dalam pembuatan minuman berkarbonat dan bir, dan untuk
produksi panas melalui pembangkit uap.
1.Air untuk pengalenganAir digunakan dalam bebarpa tahap
pengolahan mengunakan panas pada buah-buahan dan sayur-sayuran.
Dalam hal ini termasuk perendaman pencucian,
pengupasan,blanching,pemutaran baling-baling, pembangkit uap,
pendinginan kaleng dan pembersiahan pabrik serta air yang juga
dimasukkan ke dalam produk dalam bentuk sirup, air garam dan
lain-lain. Unsur yang tidak diinginkan termasuk zat besi, senyawa
belerang, kesadahan tinggi. Air untuk pencucian pertama bahan-bahan
mentah boleh yang bermutu rendah, tetapi air untuk pendinginan
kaleng harus cukup suci-hama (misalnya diberi klorine) untuk
mencegah kemungkinan masuknya bakteri sesudah pengolahan. Sebagai
persyaratan minimum untuk air pendingin kaleng telah dianjurkan
adanya kandungan total sisa klorine tidak lebih dari 4 mg/l,
sebagian harus dalam bentuk sisa klorine bebas, sesudah pendinginan
kaleng selesai (Purnomo dan Adiono, 1982). Dalm hal air harus
diolah kembali karena alasan ekonomis, maka harus dilakukan
pemberian klorine sebelum air digunakan. Penghematan penggunaan air
dalm jumlah yang agak besar dapat diperoleh dengan melakukan
langkah-langkah pengolahan yang mengunakan sedikit air, dan oleh
karenanya pembuangan yang dihasilkan juga lebih sedikit, misalnya
pengupasan kentang dan beberapa buah-buahan dengan soda kering(dry
caustic).Optimasi kondisiblanchingdan sebagainya.2.Air Untuk
Pembuatan Minuman BerkarbonatPengendalian mutu air sangatlah
penting terutama untuk pembuatan minuman berkarbonat atau minuman
ringan, karena kesadahan karbonat yang tinggi(alkalinitas)dapat
menyebabkan minuman menjadi tak lezat dan rasanya menjadi tawar.
Juga karena minuman ini pada hakekatnya adalah air maka rasa atau
bau apa pun yang kurang menyenangkan yang ada di dalam air akan
mempengaruhi rasa produk akhir. Kejernihan yang tinggi dari
sebagian besar minuman ringan(soft drink)merupakan faktor penting
dari segi pemasaran.Komponen air lainnya yang batasnya juga sering
harus diperhatikan adalah termasuk total padatan, zat besi dan
mangan, sisa klorine dan bermacam-macam mikroorganisme.3.Air Untuk
Pembuatan BirAir yang digunakan untuk pembuatan bir dari malt
merupakan komponen dasar dari bir dan mutu bir terutama tergantung
pada sifat-sifat air tersebut. Yang sangat penting dalam tahap
pencampuran adalah kandungan kalsium dan bikrbonat, karena ini akan
mempengaruhi pH dari campuran dan oleh karenanya juga mempengaruhi
aktivitas enzim amylase dan protease. Pada saat mendidih, air
dengan pH rendah menyebabkan kurangnya ekstraksi sari bahan pahit
dari hop dan warna kurang berkembang, dan hal sebaliknya dapat
terjadi apabila pH air lebih tinggi.Mutu dari banyak air
tradisional yang terkenal sangat dipengaruhi oleh kandungan total
mineral dari air yang digunakan. Penambahan garam kalsium dan bahan
tambahan yang lain biasa digunakan untuk persediaan air yang tidak
sadah/ sangat lunak.