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.