Air Shinta Rosalia Dewi

Materi

• Air

• Karbohidrat

• Polisakarida

• Vitamin

• Mineral

Diagram fasa

Air

Air penting dalam kehidupan :

• Mempengaruhi suhu tubuh

• Sebagai pelarut / solven

• Sebagai pembawa nutrien dan produk samping

• Sebagai media reaktan dan reaksi

• Sebagai fasilitator perilaku dinamis suatumakromolekul, termasuk katalis / enzim

• Komponen intraseluler / ekstraseluler padaproduk nabati / hewani.

Food Water content (%)

Meat

Pork, raw, composite of lean cuts 53-60

Beef, raw, retail cuts 50-70

Chicken, all classes, raw meat without skin 74

Fish, muscle proteins 65-81

Fruit

Berries, cherries, pears 80-85

Apples, peaches, oranges, grapefruit 90-90

Rhubarb, strawberries, tomatos 90-95

Vegetables

Avocado, bananas, peas (green) 74-80

Beets, broccoli, carrots, potatoes 85-90

Asparagus, beans (green), cabbage, cauliflower, lettuce 90-95

• Air mempengaruhi struktur, kenampakan, rasa makanan, dan kerentanan pangan terhadappembusukan, keawetan, kemudahan terjadireaksi kimia, aktivitas enzim.

• Air dibutuhkan untuk penyimpanan makanansegar

• Penghilangan air (dehidrasi atau pembekuan) metode pengawetanmengubah sifat aslimakanan dan mikrobiologi pangan

• Terdiri dari atom H dan O dengan ikatan kovalen

• Struktur geometri : dengansudut 104,5o

distribusielektron tidak merata polar

• 1 molekul air dapat mengikat 4 molekul air lainnyamelaluiikatan hidrogen

• Air dapat berinteraksi ionikdengan anion/kation

Struktur molekul

Sifat fisikokimia air

Sifat Nilai

Berat molekul 18,0153

Titik leleh (1 atm) 0 oC

Titik didih (1 atm) 100 oC

Temperature kritis 373,99 oC

Tekanan kritis 22,064 Mpa (218,6 atm)

Entalpi pembentukan pada 0oC 6,012 kJ/mol

Entalpi penguapan (100oC) 40,657 kJ/mol

Entalpi sublimasi (0oC) 50,91 kJ/mol

Sifat fisikokimia air dan es

Sifat Air (20oC) Es (0oC)

Densitas (g/cm3) (20oC) 0,99821 0,9168

Viskositas (pa.sec) (20oC) 1,002 x 10-3 -

Tekanan permukaan (N/m) (20oC)

72,75 x 10-3 -

Tekanan uap (kPa) (20oC) 2,3388 0,6112

Kapasitas panas (J/g.K) (20oC) 4,1818 2,1009

Konduktivitas termal (W.m.K) (20oC)

0,5984 2,240

Difusivitas termal (m2/s) (20oC) 1,4 x 10-7 11,7 x 10-7

Permitivitas (konstantadielektrik) (20oC)

80,20 90

Sifat fisik air dan es

• Perbedaan densitas air dan es yang sangatbesar kerusakan struktur pangan ketikadibekukan

• Perubahan densitas es dengan adanyaperubahan temperatur menyebabkan tekanandalam makanan beku struktur panganrusak dengan adanya fluktuasi temperatur

Sifat fisikokimia air

• Konduktivitas termal es pada 0oC 4 kali lebihbesar dari konduktivitas termal air esmemiliki energi transfer panas yang lebihtinggi daripada air

• Difusivitas termal es 9 kali lebih besardaripada air es akan mengalami perubahantemperatur pada laju yang lebih cepat.

• Nilai di atas membuktikan bahwa prosespembekuan lebih cepat daripada pencairan.

Fungsional air dalam pangan

• Mempengaruhi kesegaran, stabilitas dankeawetan pangan

• Pelarut universal untuk senyawa ionik dan polar

• Untuk reaksi kimia

• Mempengaruhi aktivitas enzim enzimprotease, lipase, amilase

• Media pertumbuhan mikroba

• Menentukan tingkat resiko keamanan pangan

• Media transfer panas pemasakan

Air dalam produk pangan :

1. Air bebas

2. Air terikat terserap di dalammatriks/jaringan atau terikat secara kimiapada komponen lain

Derajat keterikatan berbeda perbedaansifat fisik air dalam pangan

Jenis air dalam pangan

Air bebas

• terdapat pada permukaan bahan

• untuk pertumbuhan mikroba

• untuk media reaksi kimia

• mudah diuapkan

• air bebas diuapkan seluruhnya sehingga kadartinggal 12 – 25 % tergantung jenis bahannya

Air terikat

• Air terikat derajat keterikatan berbedamempengaruhi peranan air dalam reaksi kimiadan pertumbuhan mikrobamempengaruhitingkat keawetan, mutu dan keamananpangan

Air terikat (fisika)

• Air kapiler : air yang berada dalam jaringankapiler pangan tanpa ikatan yang kuat

• Air terlarut : air yang terdapat dalam panganpadat, seolah-olah larut dalam pangan

• Air adsorpsi : air yang terikat pada permukaanatau lapisan sekitar molekul hidrofilik (protein, karbohidrat, pati)

Air terikat (kimia)

• Perlu energi besar untuk uapkan air ini

• Jika air ini hilang semua ka 3 – 7 %

• Air terikat secara kimia : air yang terikatdengan senyawa polar, ion bebas

• Air kristal

Kandungan air

Keberadaan air dinyatakan :

1. Kadar air : jumlah air dalam pangan

2. Aktivitas air : aktivitas / peran air dalamreaksi kimia dan biologi

Kadar air

BaKa x100%

Ba Bk

BaKa x100%

Bk

• 100 kg gabah yang dikeringkan diperoleh data bobot air 20 kg dan bobot bahan kering 80 kg. Berapa kadar air Wet Basis dan Dry Basisnya

Aktivitas air

• Aktivitas air (aw) pengaruh air terhadap stabilitas dankeawetan pangan, laju reaksi kimia, aktivitas enzim, pertumbuhan mikroba

aw = aktivitas air

p = tekanan parsial air dalam pangan

po = tekanan uap air murni

• aw < 0,7 tahan dalam penyimpanan

• aw semakin rendah air terikat semakin kuat

w

0

pa

p

• Nilai kelembaban relatif pada kesetimbangan Equilibrium relative humidity (ERH)

w

0

P ERHa

P 100

Moisture sorption isoterm

• Hubungan Ka dengan aw kurva isotermsorpsi air (moisture sorption isoterm, MSI)

• Kurva MSI hubungan aw (pd sb X) dengankadar air kesetimbangan basis kering (pd sb Y)

• Semakin tinggi aw, maka Ka makin besar

Kurva MSIAda dua kurva :

• Kurva adsorpsirehidrasi

• Kurva desorpsidehidrasi

• Fenomena perbedaanpola kurva adsorpsi dandesorpsi fenomenahisteresis

aw semakin rendah air terikat semakin kuatkadar air rendah aktivitas mikroba semakinrendah

Kurva MSI

• Kurva MSI dapat dibagi 3 daerah :

1. Daerah 1 tipe air terikat kuat secarakimia dan adsorpsi monolayer

2. Daerah 2 tipe air adsorpsi multilayer

3. Daerah 3 air bebas dan air murni

Pengaruh solut

• Jumlah dan jenis solut dapat mempengaruhikuantitas, ukuran, struktur kristal es.

• Kristal es terbentuk dengan adanya solut sepertisukrosa, gliserol, gelatin, albumin, dan miosin.

• Adanya solut dapat menyebabkan perubahansifat fisik air

• Perubahan sifat fisik (koligatif) dipengaruhi olehjenis dan jumlah partikel solut

• Sifat koligatif larutan : kenaikan td, penurunan tb, kenaikan tekanan osmotik

Tahapan kristalisasi

1. SUPERSATURATED STATE kondisi larutanlewat jenuh

2. NUCLEATION pembentukan inti kristal dari larutan jenuh tersebut

3. GROWTH pertumbuhan/perkembangan molekul kristal dari fase nucleation hingga mencapai keseimbangan (Equilibrium state).

Supersaturasi

• Pendinginan

Solubilitas padatan dalam cairan akan menurunseiring dengan penurunan suhu (pendinginan) untuk larutan yg dipengaruhi suhu.

• Penguapan solven

Konsentrasi larutan menjadi makin pekat

• Penambahan larutan lain (non solven)

Menurunkan solubilitas padatan

• Reaksi kimia

Be smartand Good luck