Air dalam Bahan Pangan

Oleh : Moh. Taufik
Ilmu dan Teknologi Pangan IPB

Air merupakan suatu senyawa yang terdiri dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Air tergolong senyawa polar karena terdapat ikatan polar yang tidak saling menetralkan antara kedua jenis atom penyusunnya. Ditinjau dari bilangan steriknya (SN), air mempunyai bilangan sterik empat yang terdiri dari dua atom hidrogen yang terikat pada atom pusat (atom oksigen) dan dua pasang elektron non ikatan pada oksigen (SN=2 +2). Hal ini menyebabkan distribusi elektron dari molekul air berupa tetrahedral, sedangkan geometri molekul seperti huruf V

Dalam bahan pangan seperti buah-buahan dan sayur-sayuran terkandung air yang berbeda-beda seperti buah apel yang mengandung kadar air 80%, nenas 87% dan tomat sekitar 95%. Sedangkan buah yang mengandung kadar air terbesar yaitu semangka yang mencapai 97% (Winarno,1992)

Peran air dalam bahan pangan dan pengolahannya sangat penting sekali, seperti:

1. Aktivasi Enzim dalam Bahan Pangan

Dalam bahan pangan, terdapat beberapa enzim yang hanya dapat bekerja jika ada air. Enzim tersebut tergolong enzim hidrolase seperti enzim protease, lipase, dan amilase

2. Pelarut Universal

Air merupakan senyawa polar yang hanya akan melarutkan senyawa yang polar. Senyawa-senyawa polar tersebut seperti garam (NaCl), vitamin (vitamin B dan C), gula (monosakarida, disakida, oligosakarida dan polisakarida) dan pigmen (klorofil).

3. Medium Pindah Panas

Dalam proses pengolahan pangan sering dilakukan pemasakan, dalam proses pemasakan tersebut digunakan kalor (panas). Kalor tersebut akan dihantarkan oleh air kebagian-bagian dalam bahan pangan secara merata, hal ini karena air mempunyai konduktivitas panas yang baik.

Selain itu adanya air juga akan mempengaruhi kestabilan bahan pangan selama proses penyimpanan. Hal ini karena kestabilan bahan pangan tergantung dari aktivitas mikroba pembusuk seperti kapang, kamir dan jamur. Sedangkan aktivitas mikroba tersebut membutuhkan aw (water activity) tertentu yang bersifat spesifik untuk tiap jenis mikroba.

Dalam ilmu pangan terdapat beberapa istilah yang terkait dengan air yaitu:

1. Kadar Air

Istilah kadar air banyak digunakan di industri karena lebih mudah dicerna oleh masyarakat awam. Kadar air merupakan jumlah total air yang dikandung oleh suatu bahan pangan (dalam persen) dan istilah ini tidak menggambarkan aktivitas biologisnya. Untuk menentukan kadar air suatu bahan, mula-mula bahan makan tersebut di ukur massanya (M1). Setelah itu bahan tersebut di keringkan (dengan oven) sampai massanya tidak berubah lagi, massa pada saat konstan dicatat sebagai massa dua (M2). Setelah dua data tersebut didapat maka kita dapat menentukan kadar air dalam bahan tersebut dengan menggunakan rumus

Kadar Air = ((M1-M2)/M1) x 100%

2. Kelembapan Relatif (RH)

Istilah ini menggambarkan kandungan air total yang dikandung oleh udara yang biasanya juga dinyatakan dalam persen. Untuk menentukan jumalah 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 spesifik diekspresikan dalam rasio kilogram uap air, mw, per kilogram udara, ma .
Rasio tersebut dapat ditulis sebagai berikut:

x= mw/ ma

3. Ativitas Air (aw)

Istilah ini menggambarkan derajat aktivitas air dalam bahan pangan, baik kimia dan biologis. Nilai untuk aw berkisar antara 0 sampai 1 (tanpa satuan).
Untuk menentukan aw, terlebih dahulu kita harus tahu ERH (Equilibrium Relative Humidity) yang merupakan perbandingan antara tekanan udara dalam camber yang berisi garam (P) dan tekanan udara dari camber yang berisi bahan pangan (Po).

ERH = P/Po

Jika kita perhatikan, nilai perbandingan tersebut lebih kecil dari 1. Hal ini karena terjadi efek sifat koligatif akibat adanya garam dalam ruangan tersebut.
Suatu bahan yang akan kita tentukan awnya ditaruh dalam cember yang berisi garam (LiCl, MgCl2, NaI, NaCl, K2CrO4 dan K2Cr2O7) dan akan terjadi perubahan terhadap kadar air dan aw yang pada ahirnya akan mencapai kondisi kesetimbangan. Jika aw lebih besar dari ERH maka air akan dilepaskan ke udara sedangkan apabila aw produk lebih rendah dari ERH maka air di udara akan masuk ke bahan pangan tersebut. Kondisi kesetimbangan akan tercapai apabila kadar air bahan tidak berubah lagi (tidak ada mobilisasi air lagi).

aw=ERH/100

Aktivitas air menggambarkan jumlah air bebas yang dapat dimanfaatkan mikroba untuk pertumbuhannya. Istilah ini paling umum digunakan sebagai kriteria untuk keamanan pangan dan kualiatas pangan. Nilai aw minimum yang diperlukan tiap mikroba berbeda-beda seabagai contoh kapang membutuhkan aw > 0.7, khamir > 0.8 dan bakteri 0.9. Dari data tersebut dapat dilihat kapang paling tahan terhadap bahan pangan yang mengandung Aw rendah sedangkan bakteri paling tidak tahan terhadap aw rendah.



Dalam bahan pangan terdapat berbagai jenis atau tipe air. Berdasarkan derajat keterikatannya air dalam bahan pangan. Air dapat kita kelompokkan menjadi:

1. Air yang terikat secara fisik

Air jenis ini dapat dibagi lagi menjadi tiga jenis yaitu:
a. Air Kapiler
Air jenis ini terikat pada rongga-rongga kapiler dari bahan makanan
b. Air Terlarut
Air ini seakan-kan larut dalam bahan padat contohnya air gula dan air garam
c. Air adsorbsi
Air yang terkat pada permukaan bahan pangan dan daya ikatnya lemah serta mudah diputuskan.

2. Air yang terikat secara kimia

Air jenis ini dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu:
a. Air Konstitusi
Air jenis ini terikat pada senyawa lain (bagian dari senyawa itu )seperti protein, karbohidrat dan akan dihasilkan apbila senyawa tersebut dihidrolisis.
b. Air Kristal
Air jenis ini terikat pada senyawa lain dalam bentuk H2O. Contohnya CaSO4.5H20

3. Air bebas
Air jenis ini disebut juga sebagai mobile atau free water dan mempunyai sifat air normal dan mudah terlepas.

Daftar Pustaka

Kusnandar,Feri. 2007. sled kimia pangan. Bogor: IPB
Staf pengajar kimia. 2005. kimia. Bogor: Ipb press
Winarno,FG. 1992. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama
www.wateractivity.org