bahan_air dalam bahan pangan

Download Bahan_air Dalam Bahan Pangan

Post on 22-Nov-2015

165 views

Category:

Documents

7 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Air Dalam Sistem Bahan Pangan

TRANSCRIPT

air dalam bahan panganBAB III.AIR DALAM BAHAN PANGAN

3.1 Peranan AirAir mempunyai peranan penting di dalam suatu bahan pangan. Air merupakan faktor yang berpengaruh terhadap penampakan, tekstur, cita rasa, nilai gizi bahan pangan, dan aktivitas mikroorganisme. 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.

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 untukpertumbuhan 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.

Peranan air dalam berbagai produk hasil pertanian dapat dinyatakan sebagai kadar air dan aktivitas air. Sedangkan di udara dinyatakan dalam kelembaban relatif dan kelembaban mutlak.Air dalam bahan pangan berperan sebagai pelarut dari beberapa komponen disamping ikut sebagai bahan pereaksi. Dalam suatu bahan pangan, air dikategorikan dalam 2 tipe yaitu air bebas dan air terikat. Air bebas menunjukan sifat-sifat air dengan keaktifan penuh, sedangkan air terikat menunjukan air yang terikat erat dengan komponen bahan pangan lainnya. Air bebas dapat dengan mudah hilang apabila terjadi penguapan dan pengeringan, sedangkan air terikat sulit dibebaskan dengan cara tersebut. Sebenarnya air dapat terikat secara fisik, yaitu ikatan menurut sistem kapiler dan air terikat secara kimia, antara lain air kristal dan air yang terikat dalam sistem disperse.Air terikat (bound water) merupakan interaksi air dengan solid atau bahan pangan. Ada beberapa definisi air terikat adalah sejumlah air yang berinteraksi secara kuat dengan solute yang bersifat hidrofilik.Air terikat adalah air yang tidak dapat dibekukan lagi pada suhu lebih kecil atau sama dengan -40C, merupakan subtansi nonaqueousdan mempunyai sifat yang berbeda dengan air kamba. Air dalam bahan pangan terikat secara kuat pada sisi-sisi kimia komponen bahan pangan misalnya grup hidroksil dari polisakarida, grup karbonil dan amino dari protein dan sisi polar lain yang dapat memegang air dengan ikatan hidrogen.

Menurut Nagashima dan Suzuki (1981), air terikat meliputi:-Air hidratasi-Air dalam mikrokapiler atau air yang terjebak dalam mikrokapiler-Air yang terabsorbsi pada permukaan solid.Air terikat berhubungan dengan energi pengikatan yang tinggi. Energi pengikatan merupakan istilah termodinamika yang menyatakan perbedaan antara panas absorbsi air oleh solid dengan panas kondensasi uap air pada suhu yang sama. Berdasarkan tingkat energi pengikatan, air terikat terbagi atas tiga fraksi yaitu:-Fraksi air terikat primer-Fraksi air terikat sekunder-Fraksi air terikat tersierProses pengawetan produk pertanian dititikberatkan kepada kandungan air pada bahan. Kebanyakan pengawetan bahan bertujuan untuk mengurangi sebagian kadar air pada bahan seperti pengeringan, evaporasi, dan sebagainya. Dengan berkurangnya air dan berubahnya wujud air pada bahan maka pertumbuhan mikroorganisme dan reaksi enzimatis dapat dihambat atau dihentikan, sehingga bahan lebih awet. Selain air yang terdapat pada bahan, yang menjadi ancaman pada bahan adalah air yang terdapat di udara dalam bentuk uap air. Hal ini menjadi ancaman bahan pada saat penyimpanan. Perbedaan tekanan uap air antara bahan dan lingkungan dapat menyebabkan air berpindah dari lingkungan ke bahan atau sebaliknya. Hal ini dapat menyebabkan kandungan air pada bahan bertambah atau berkurang.Produk pertanian banyak diawetkan dalam bentuk bubuk dan tepung, Bubuk dan tepung memiliki kadar air yang rendah dan porositas yang tinggi sehingga bersifat higroskopis dimana produk dapat menyerap uap air dari lingkungan atau melepaskan air dari bahan ke lingkungan. Penurunan mutu pada produk berbentuk bubuk atau tepung dapat dilihat secara visual seperti produk menggumpal dan berair, atau reaksi enzimatis seperti perubahan warna. Pada umumnya penyimpanan bahan pertanian dilakukan pada lingkungan yang suhu dan kelembaban relatif (RH) yang tidak terkendali, hal ini menyebabkan bahan akan mengalami adsorpsi maupun desorpsi secara bergantian setiap waktu.3.2Kadar AirKadar air merupakan salah satu sifat fisik dari bahan yang menunjukkan banyaknya air yang terkandung di dalam bahan. Kadar air biasanya dinyatakan dengan persentase berat air terhadap bahan basah atau dalam gram air untuk setiap 100 gram bahan yang disebut dengan kadar air basis basah (bb) yang dinyatakan dengan persamaan dibawah ini:(3.1)Dimana:m:Kadar air basis basah (%)Wm:Berat air dalam bahan (gr)Wm:Berat padatan (gr)Cara lain yang digunakan untuk mengukur kadar air adalah kadar air basis kering (bk) yaitu berat air yang diuapkan dibagi dengan berat padatan(3.2)Dimana:M:Kadar air basis kering (%)

Berat bahan kering atau padatan adalah berat bahan setelah mengalami pemanasan beberapa waktu tertentu sehingga beratnya tetap (konstan).Hubungan antara kadar air basis basah (m) dan kadar air basis kering (M) adalah sebagai berikut:

Kemudian pembilang dan penyebut dari persamaan tersebut dibagi dengan masa padatan kering sehingga diperoleh:

(3.3)Hubungan diatas digunakan untuk menghitung kadar air basis basah (m) jika kadar air basis kering (M) diketahui. Dan sebaliknya, jika kadar air basis basah (m) yang diketahui maka kadar basis keringnya (M) adalah sebagai berikut.(3.4)Contoh soal 1.Tentukan kadar air basis kering dari ikan tuna yang memiliki kadar air basis basah sebesar 70% bb.

3.3Kadar Air Keseimbangan

Kadar air keseimbangan adalah kadar air dimana laju perpindahan air dari bahan ke udara sama dengan laju perpindahan air dari udara ke bahan.Kadar air keseimbangan dapat digunakan untuk mengetahui kadar air terendah yang dapat dicapai pada proses pengeringan dengan tingkat suhu dan kelembaban udara relatif tertentu. Menurut Heldman dan Singh (1981), Kadar air keseimbangan dari bahan pangan adalah kadar air bahan tersebut pada saat tekanan uap air dari bahan seimbang dengan lingkungannya, sedangkan kelembaban relatif pada saat terjadinya kadar air keseimbangan disebut kelembaban relatif keseimbangan.

Gambar 3.2Hubungan antara RH dan kadar air keseimbangan

Gambar 3.3Kondisi keterikatan air berdasarkan RH dan Kadar Air

Sifat-sifat kadar air keseimbangan atauEquilibrium ofMoisture Content(EMC) dari bahan pangan sangat penting dalam penyimpanan dan pengeringan. Kadar air keseimbangan didefinisikan sebagai kandungan air pada bahan pangan yang seimbang dengan kandungan air udara sekitarnya. Hal tersebut merupakan satu faktor yang menentukan sampai seberapa jauh suatu bahan dapat dikeringkan pada kondisi lingkungan tertentu (aktivitas air tertentu) dan dapat digunakan sebagai tolak ukur pencegahan kemampuan berkembangnya mikroorganisme yang menyebabkan terjadinya kerusakan bahan pada saat penyimpanan.Kadar air keseimbangan (equilibrium moisture content) adalah kadar air minimum yang dapat dicapai pada kondisi udara pengeringan yang tetap atau pada suhu dan kelembaban relatif yang tetap. Suatu bahan dalam keadaan seimbang apabila laju kehilangan air dari bahan ke udara sekelilingnya sama dengan laju penambahan air ke bahan dari udara di sekelilingya. Kadar air pada keadaan seimbang disebut juga dengan kadar air keseimbangan atau keseimbangan higroskopis. Perhitungan empiris untuk menentukan kadar air keseimbangan adalah (Henderson, 1952dalamHall, 1980):(3.5)dimana:RH= Kelembaban relatif (%)T= Suhu absolute (K)Me= Kadar air keseimbangan (%) b.k.c dan n = Konstanta (tergantung dari jenis bahan)

Tabel 3.1.Nilai c dan n untuk beberapa jenis bahan

Produkcn

Jagung pipilGandumKedelaiKapasKayu

1.903.301.521.701.41

Sumber: Handerson dan Perry, 1976Dalam percobaan menentukan kadar air keseimbangan, kondisi termodinamika udara (suhu dan kelembaban relatif) harus konstan. Penentuan kadarair keseimbanganada dua metode yaitu metodedinamis danstatis. Metode dinamis,kadarairkeseimbanganbahan diperoleh pada keadaan udara yang bergerak. Metode dinamik biasanya digunakan untuk pengeringan, dimana pergerakan udara digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan menghindari penjenuhan uap air disekitar bahan. Sedangkan metode statis, kadar air keseimbangan bahan diperoleh pada keadaan udara diam. Metode statik biasanya digunakan untuk keperluan penyimpanan karena umumnya udara disekitar bahan relatif tidak bergerak.Menentukan Nilai Me, K, dan APersamaan Lewis (Lewis, 1921; Sokhansanj dan Cenkowski, 1988) digunakan untuk menerangkan laju pengeringan pada bahan solid :(3.6)Dengan mengintegralkan persamaan 3.6) maka diperoleh:(3.7)(3.8)Modifikasi persamaan Page (Page, 1949; Overhultset al. 1973) dalam Tanet al(2001) diperoleh persamaan berikut :(3.9)Henderson dan Pabis (1961) dalam Sokhansanj dan Cenkowski (1988), menyatakan bahwa nilai k hanya d