Air Dalam Bahan Pangan docx
Air Dalam Bahan Pangan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan bahan yang sangat penting bagi kehidupan manusia dan
fungsinya tidak pernah dapat digantikan oleh senyawa lain. Air juga merupakan
komponen penting dalam bahan makanan kerena air dapat mempengaruhi
penampakan, tekstur, serta cita rasa makanan yang kering sekalipun seperti buah
kering, tepung biji-bijian mengandung air dalam jumlah tertentu (Ir. Muhammad
Arfah, 1993).
Air sendiri meskipun bukan merupakan sumber nutrien seperti bahan
makanan lain, namun sangat esensial dalam kelangsungan proses biokimiawi
organisme hidup. Disamping terdapat dalam bahan makanan secara alamiah, air
terdapat bebas di alam dalam berbagai bentuk. Air bebas ini sangat penting juga
dalam pertanian, pencucian dan sanitasi umum maupun pribadi, teknologi pangan
dan sebagai air minum. Salah satu pertimbangan penting dalam dalam penentuan
lokasi pabrik pengolahan bahan makanan adalah adanya sumber air yang secara
kuantitatif cukup maunpun secara kaulitatif memenuhi syarat. Dalam pabrik
pengolahan pangan, air diperlukan untuk berbagai keperluan misalnya: pencucian,
pengupasan umbi atau buah, penentuan kualitas bahan, bahan baku proses,
medium pemanasan atau pendingin, pembentukan uap, sterilisasi, melarutkan dan
mencuci bahan sisa, perlindungan terhadap kebakaran dan keperluan-keperluan
lain (Slamet Sudarmadji, 2003).
Air dalam industri pangan memegang peranan penting karena dapat
mempengaruhi mutu makanan yang dihasilkan. Jenis air yang digunakan berbedabeda tergantung dari jenis bahan yang diolah, oleh karena itu perlu adanya suatu
standar untuk masing-masing jenis pengolahan. Air yang digunakan pada industri
umunya harus mempunyai syarat-syarat tidak berwarna, tidak berbau, jernih, tidak
mempunyai rasa, tidak mengandung besi dan mangan, serta dpat diterima secara
bakteriologis
yaitu
tidak
mengganggu
kesehatan
dan
tidak
menyebabkan
kebusukan bahan pangan yang diolah (Slamet Sudarmadji, 2003)
1.2 Rumusan Masalah
1.
Bagaimana air yang terdapat dalam bahan pangan?
2.
Apa saja faktor penentu kualitas air di bidang pangan?
3.
Apa fungsi air dalam bahan pangan?
4.
Bagaimana pengaruh aktivitas air dan aktivitas mikroba yang terdapat pada bahan
makanan?
5.
Apa peranan air di bidang pangan?
1.3 Tujuan
1)
Mahasiswa dapat mengetahui dan dapat menguraikan peranan air dalam bidang
pangan
2)
Mahasiswa dapat mengetahui faktor-faktor penentu kualitas air
3)
Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh aktivitas air dan mikroba yang terdapat
dalam bahan pangan
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Air
Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air
tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom
oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi
standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat
kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk
melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa
jenis gas dan banyak macam molekul organik (Anonim, 2010)
2.2 Air Dalam Bahan Pangan
Air merupakan unsur utama yang terdapat dalam bahan pangan. Bisa
dikatakan hampir semua bahan pangan baik nabati ataupun hewani mengandung
air dan merupakan komponen penting karena air mempengaruhi penampakan,
tekstur, serta citarasa bahan pangan. Bahkan dalam bahan pangan yang paling
kering sekalipun seperti tepung, buah kering ataupun serealia terkandung air
didalamnya hanya saja jumlahnya sangat kecil sekali.
Kandungan air dalam bahan makanan turut menentukan acceptability,
kesegaran, penampakan, tekstur dan daya tahan bahan tersebut. Bahan pangan,
baik yang berupa buah, sayuran, daging maupun susu, telah banyak berjasa dalam
memenuhi kebutuhan air manusia. Buah mentah yang menjadi matang selalu
bertambah kadar airnya contohnya buah apel yang mentah kadar airnya hanya 10%
namun setelah matang, kadar air apel meningkat menjadi 80%, nenas mempunyai
kadar air 87% dan tomat 95% Buah yang paling banyak mengandung kandungan
air adalah semangkah dengan kadar air 97%. Banyaknya air dalam suatu bahan
tidak dapat ditentukan dari keadaan fisik bahan tersebut. Misalnya buah nanas, jika
dilihat secara sepintas seharusnya mempunyai kadar ai yang tinggi. Namun tenyata
kandungan ai dalam buah nanas lebih endah daipada kandungan ai dai sayuran Kol
atau Kubis atau cabbage.
Air sebagai penyusun utama bahan pangan penting untuk penampakan,
kesegaran serta daya tahan bahan pangan Contoh yang paling simple adalah
Anggur atau grape. Saat segar, anggur atau grape mempunyai kadar air yang tinggi
dengan tingkat kesegaran yang menakjubkan namun dengan daya tahan yang
rendah. Namun saat dikeringkan dan menjadi Raisin, maka penampakannya yang
keriput samasekali tidak menarik minat namun daya tahannya sangat tinggi hingga
bisa disimpan selama bertahun tahun (Anonim, 2011)
2.3 Faktor Penentu Kualitas Air
Air
memiliki
karakteristik
fisika,
kimia
dan
biologis
yang
sangat
mempengaruhi kualitas air tersebut. Oleh sebab itu, pengolahan air mengacu
kepada beberapa parameter guna memperoleh air yang layak untuk keperluan
domestik terutama pada industri minuman.
Faktor Fisika
Faktor-faktor fisika yang mempengaruhi kualitas air yang dapat terlihat
langsung melalui fisik air tanpa harus melakukan pengamatan yang lebih jauh pada
air tersebut. Faktor-faktor fisika pada air meliputi
1. Kekeruhan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik
yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkanoleh buangan
industri
2. Temperatur
Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar
oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap
akibat degradasi anaerobic ynag mungkin saja terjadi
3. Warna
Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi
yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan
4. Solid (zat padat)
Kandungan zat padat menimbulkan bau, juga dapat meyebabkan turunnya kadar
oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari kedalam air
5. Bau dan Rasa
Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti alga serta
oleh adanya gas seperti H2S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik, dan oleh
adanya senyawa-senyawa organik tertentu
Faktor Kimia
Karakteristik kimia air menyatakan banyaknya senyawa kimia yang terdapat
di dalam air, sebagian di antaranya berasal dari alam secara alamiah dan sebagian
lagi sebagai kontribusi aktivitas makhluk hidup. Beberapa senyawa kimia yang
terdapat didalam air dapat dianalisa dengan beberapa parameter kualitas air.
Parameter kualitas air tersebut dapat digolongkan sebagai berikut
1. Ph
Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan
efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk
molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH
2. DO (dissolved Oxygent)
DO adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan
absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air semakin
baik
3. BOD (biological oxygen demand)
BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk
menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air
secara biologi
4. COD (chemical oxygen demand)
COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan
organik secara kimia
5. Kesadahan
Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun
sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri
(air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah
dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu
terlarut yang tinggi dalam air
6. Senyawa Kimia Beracun
Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan racun
terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (± 0,05 mg/l).
Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan timbulnya rasa dan bau
ligan, menimbulkan warna koloid merah (karat) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut
yang dapat menjadi racun bagi manusia (Farida, 2002)
Faktor Biologi
Organisme mikro biasa terdapat dalam air permukaan, tetapi pada umumnya
tidak terdapat pada kebanyakan air tanah karena penyaringan oleh aquifer.
Organisme yang paling dikenal adalah bakteri. Adapun pembagian mokroorganisme
didalam air dapat di bagi sebagai berikut
1. Bakteri
Dengan ukuran yang berbeda-beda dari 1-4 mikron, bakteri tidak dapat dilihat
dengan mata telanjang. Bakteri yang menimbulkan penyakit disebut disebut bakteri
patogen
2. Organisme Coliform
Organisme colliform merupakan organisme yang tidak berbahaya dari kelompok
colliform yang akan hidup lebih lama didalam air daripada organisme pathogen.
Akan tetapi secara umum untuk air yang dianggap aman untuk dikonsumsi, tidak
boleh lebih dari 1 didalam 100ml air
3. Organisme Mikro Lainnya
Disamping bakteri, air dapat mengandung organisme mikroskopis lain yang tidak
diinginkan berupa ganggang dan jamur. Ganggang adalah tumbuh-tumbuhan satu
sel yang memberi rasa dan bau pada air. Pertumbuhan ganggang yang berlebihan
dapat dicegah dengan pemakaian sulfat tembaga atau klorin. Jamur adalah
tanaman yang dapat tumbuh tanpa sinar matahari dan pada waktu tertentu dapat
merajalela pada pipa–pipa air, sehingga menimbulkan rasa dan bau yang tidak enak
(Anonim, 2011)
2.4 Fungsi Air Dalam Bahan Pangan
Dapat
dituliskan
kembali
bahwa
fungsi air dalam bahan
pangan adalah
sebagai berikut:
1. Air dapat mempengaruhi penampakan tekstur serta cita rasa makanan.
2.
Air dalam
bahan
makanan
menentukan
kesegaran
dan
daya
tahan
pangan. Kerusakan bahan makanan seperti pembusukan oleh mikroba ditentukan
oleh kandungan air yang adal dalam bahan makan tersebut.
3.
Selain
itu air dalam
bahan
makanan
menentukan
komposisi
menentukan kualitas bahan makanan tersebut (Anonim, 2010).
2.5 Peranan Air di Bidang Pangan
yang
dapat
Peran air dalam bahan pangan dan pengolahannya sangat penting sekali, seperti
1. Aktifitas 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
amylase
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. 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 (Anonim, 2010).
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. Air yang terdapat
dalam bentuk bebas dapat membantu terjadinya proses kerusakan bahan makanan
misalnya proses mikrobiologis, kimiawi, ensimatik, bahkan oleh aktivitas serangga
perusak. Sadangkan air dalam bentuk lainya tidak membantu terjadinya proses
kerusakan tersebut di atas. Oleh karenanya kadar air bukan merupakan parameter
yang absolut untuk dapat dipakai meramalkan kecepatan terjadinya kerusakan
bahan makanan. Dalam hal ini dapat digunakan pengertian Aw (aktivitas air) untuk
menentukan kemampuan air dalm proses-proses kerusakan bahan makanan
(Slamet Sudarmadji, 2003).
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 -4 0C. 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 (Anonim, 2011)
2.6 Pengaruh Aktivitas Air Dalam Bidang Pangan
Aktivitas air (aw) menunjukkan jumlah air bebas di dalam pangan yang dapat
digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya. Nilai aw pangan dapat dihitung
dengan membagi tekanan uap air pangan dengan tekanan uap air murni. Jadi air
murni mempunyai nilai aw sama dengan 1.
Mikroba mempunyai kebutuhan aw minimal yang berbeda-beda untuk
pertumbuhannya. Di bawah aw minimal tersebut mikroba tidak dapat tumbuh atau
berkembang biak. Oleh karena itu salah satu cara untuk mengawetkan pangan
adalah dengan menurunkan aw bahan tersebut. Beberapa cara pengawetan pangan
yang menggunakan prinsip penurunan aw bahan misalnya pengeringan dan
penambahan bahan pengikat air seperti gula, garam, pati serta gliserol
Kebutuhan aw untuk pertumbuhan mikroba umumnya adalah sebagai berikut:
1. Bakteri pada umumnya membutuhkan aw sekitar 0,91 atau lebih untuk
pertumbuhannya. Akan tetapi beberapa bakteri tertentu dapat tumbuh sampai aw
0,75
2. Kebanyakan kamir tumbuh pada aw sekitar 0,88, dan beberapa dapat tumbuh
pada aw sampai 0,6
3. Kebanyakan kapang tumbuh pada minimal 0,8.
Bahan makanan yang belum diolah seperti ikan, daging, telur dan susu
mempunyai aw di atas 0,95, oleh karena itu mikroba yang dominan tumbuh dan
menyebabkan kebusukan. Terutama adalah bakteri. Bahan pangan kering seperti
biji-bijian dan kacang-kacangan kering, tepung, dan buah-buahan kering pada
umumnya lebih awet karena nilai aw-nya 0,60 – 0,85, yaitu cukup rendah untuk
menghambat pertumbuhan kebanyakan mikroba. Pada bahan kering semacam ini
mikroba perusak yang sering tumbuh terutama adalah kapang yang menyebabkan
bulukan
Seperti telah dijelaskan di atas, konsentrasi garam dan gula yang tinggi juga
dapat mengikat air dan menurunkan aw sehingga menghambat pertumbuhan
mikroba. Makanan yang mengandung kadar garam dan atau gula yang tinggi
seperti ikan asin, dendeng, madu, kecap manis, sirup, dan permen, biasanya
mempunyai aw di bawah 0,60 dan sangat tahan terhadap kerusakan oleh mikroba.
Makanan semacam ini dapat disimpan pada suhu kamar dalam waktu yang lama
tanpa mengalami kerusakan (Anonim, 2010)
2.7 Pengaruh Aktivitas Mikroba Dalam Bidang Pangan
Kerusakan bahan pangan dapat disebabkan oleh faktor – faktor sebagai
berikut : pertumbuhan dan aktivitas mikroba terutama bakteri, kapang, khamir,
aktivitas enzim – enzim di dalam bahan pangan, serangga, parasit dan tikus, suhu
termasuk oksigen, sinar dan waktu. Mikroba terutama bakteri, kapang dan khamir
penyebab kerusakan pangan yang dapat ditemukan dimana saja baik di tanah, air,
udara, di atas bulu ternak dan di dalam usus.
Tumbuhnya bakteri, kapang dan khamir di dalam bahan pangan dapat
mengubah komposisi bahan pangan. Beberapa diantaranya dapat menghidrolisa
pati dan selulosa atau menyebabkan fermentasi gula sedangkan lainnya dapat
menghidrolisa lemak dan menyebabkan ketengikan atau dapat mencerna protein
dan menghasilkan bau busuk atau amoniak. Bakteri, kapang dan khamir senang
akan keadaan yang hangat dan lembab. Sebagian besar bakteri mempunyai
pertumbuhan antara 45 – 55oC dan disebut golongan bakteri thermofilik. Beberapa
bakteri mempunyai suhu pertumbuhannya antara 20 – 45 oC disebut golongan
bakteri mesofilik, dan lainnya mempunyai suhu pertumbuhan dibawah 20oC disebut
bakteri psikrofilik.
Umumnya bakteri membutuhkan air (Avalaible Water) yang lebih banyak dari
kapang dan ragi. Sebagian besar dari bakteri dapat tumbuh dengan baik pada aw
mendekati 1,00. Ini berarti bakteri dapat tumbuh dengan baik dalam konsentrasi
gula dan garam yang rendah kecuali bakteri – bakteri yang memiliki toleransi
terhadap konsentrasi gula dan garam yang tinggi. Media untuk sebagian besar
bakteri mengandung gula tidak lebih dari 1% dan garam tidak lebih dari 0,85%
(larutan garam fisiologis). Konsentrasi gula 3% - 4% dan garam 1 – 2% dapat
menghambat pertumbuhan beberapa jenis bakteri.
Jika tumbuh pada bahan pangan, bakteri dapat menyebabkan berbagai
perubahan pada penampakan maupun komposisi kimia dan cita rasa bahanpngan
tersebut. Perubahan yang dapat terlihat dari luar yaitu perubahan warna,
pembentukan lapisan pada permukaan makanan cair atau padat, pembentukan
lendir, pembentukan endapan atau kekeruhan pada miniman, pembentukan gas,
bau asam, bau alkohol, bau busuk dan berbagai perubahan lainnya (Anonim, 2010).
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air merupakan bahan yang sangat penting bagi kehidupan manusia dan
fungsinya tidak pernah dapat digantikan oleh senyawa lain. Air juga merupakan
komponen penting dalam bahan makanan kerena air dapat mempengaruhi
penampakan, tekstur, serta cita rasa makanan yang kering sekalipun seperti buah
kering, tepung biji-bijian mengandung air dalam jumlah tertentu (Ir. Muhammad
Arfah, 1993).
Air sendiri meskipun bukan merupakan sumber nutrien seperti bahan
makanan lain, namun sangat esensial dalam kelangsungan proses biokimiawi
organisme hidup. Disamping terdapat dalam bahan makanan secara alamiah, air
terdapat bebas di alam dalam berbagai bentuk. Air bebas ini sangat penting juga
dalam pertanian, pencucian dan sanitasi umum maupun pribadi, teknologi pangan
dan sebagai air minum. Salah satu pertimbangan penting dalam dalam penentuan
lokasi pabrik pengolahan bahan makanan adalah adanya sumber air yang secara
kuantitatif cukup maunpun secara kaulitatif memenuhi syarat. Dalam pabrik
pengolahan pangan, air diperlukan untuk berbagai keperluan misalnya: pencucian,
pengupasan umbi atau buah, penentuan kualitas bahan, bahan baku proses,
medium pemanasan atau pendingin, pembentukan uap, sterilisasi, melarutkan dan
mencuci bahan sisa, perlindungan terhadap kebakaran dan keperluan-keperluan
lain (Slamet Sudarmadji, 2003).
Air dalam industri pangan memegang peranan penting karena dapat
mempengaruhi mutu makanan yang dihasilkan. Jenis air yang digunakan berbedabeda tergantung dari jenis bahan yang diolah, oleh karena itu perlu adanya suatu
standar untuk masing-masing jenis pengolahan. Air yang digunakan pada industri
umunya harus mempunyai syarat-syarat tidak berwarna, tidak berbau, jernih, tidak
mempunyai rasa, tidak mengandung besi dan mangan, serta dpat diterima secara
bakteriologis
yaitu
tidak
mengganggu
kesehatan
dan
tidak
menyebabkan
kebusukan bahan pangan yang diolah (Slamet Sudarmadji, 2003)
1.2 Rumusan Masalah
1.
Bagaimana air yang terdapat dalam bahan pangan?
2.
Apa saja faktor penentu kualitas air di bidang pangan?
3.
Apa fungsi air dalam bahan pangan?
4.
Bagaimana pengaruh aktivitas air dan aktivitas mikroba yang terdapat pada bahan
makanan?
5.
Apa peranan air di bidang pangan?
1.3 Tujuan
1)
Mahasiswa dapat mengetahui dan dapat menguraikan peranan air dalam bidang
pangan
2)
Mahasiswa dapat mengetahui faktor-faktor penentu kualitas air
3)
Mahasiswa dapat mengetahui pengaruh aktivitas air dan mikroba yang terdapat
dalam bahan pangan
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Air
Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air
tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom
oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi
standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat
kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk
melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa
jenis gas dan banyak macam molekul organik (Anonim, 2010)
2.2 Air Dalam Bahan Pangan
Air merupakan unsur utama yang terdapat dalam bahan pangan. Bisa
dikatakan hampir semua bahan pangan baik nabati ataupun hewani mengandung
air dan merupakan komponen penting karena air mempengaruhi penampakan,
tekstur, serta citarasa bahan pangan. Bahkan dalam bahan pangan yang paling
kering sekalipun seperti tepung, buah kering ataupun serealia terkandung air
didalamnya hanya saja jumlahnya sangat kecil sekali.
Kandungan air dalam bahan makanan turut menentukan acceptability,
kesegaran, penampakan, tekstur dan daya tahan bahan tersebut. Bahan pangan,
baik yang berupa buah, sayuran, daging maupun susu, telah banyak berjasa dalam
memenuhi kebutuhan air manusia. Buah mentah yang menjadi matang selalu
bertambah kadar airnya contohnya buah apel yang mentah kadar airnya hanya 10%
namun setelah matang, kadar air apel meningkat menjadi 80%, nenas mempunyai
kadar air 87% dan tomat 95% Buah yang paling banyak mengandung kandungan
air adalah semangkah dengan kadar air 97%. Banyaknya air dalam suatu bahan
tidak dapat ditentukan dari keadaan fisik bahan tersebut. Misalnya buah nanas, jika
dilihat secara sepintas seharusnya mempunyai kadar ai yang tinggi. Namun tenyata
kandungan ai dalam buah nanas lebih endah daipada kandungan ai dai sayuran Kol
atau Kubis atau cabbage.
Air sebagai penyusun utama bahan pangan penting untuk penampakan,
kesegaran serta daya tahan bahan pangan Contoh yang paling simple adalah
Anggur atau grape. Saat segar, anggur atau grape mempunyai kadar air yang tinggi
dengan tingkat kesegaran yang menakjubkan namun dengan daya tahan yang
rendah. Namun saat dikeringkan dan menjadi Raisin, maka penampakannya yang
keriput samasekali tidak menarik minat namun daya tahannya sangat tinggi hingga
bisa disimpan selama bertahun tahun (Anonim, 2011)
2.3 Faktor Penentu Kualitas Air
Air
memiliki
karakteristik
fisika,
kimia
dan
biologis
yang
sangat
mempengaruhi kualitas air tersebut. Oleh sebab itu, pengolahan air mengacu
kepada beberapa parameter guna memperoleh air yang layak untuk keperluan
domestik terutama pada industri minuman.
Faktor Fisika
Faktor-faktor fisika yang mempengaruhi kualitas air yang dapat terlihat
langsung melalui fisik air tanpa harus melakukan pengamatan yang lebih jauh pada
air tersebut. Faktor-faktor fisika pada air meliputi
1. Kekeruhan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik
yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkanoleh buangan
industri
2. Temperatur
Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar
oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap
akibat degradasi anaerobic ynag mungkin saja terjadi
3. Warna
Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi
yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan
4. Solid (zat padat)
Kandungan zat padat menimbulkan bau, juga dapat meyebabkan turunnya kadar
oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari kedalam air
5. Bau dan Rasa
Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti alga serta
oleh adanya gas seperti H2S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik, dan oleh
adanya senyawa-senyawa organik tertentu
Faktor Kimia
Karakteristik kimia air menyatakan banyaknya senyawa kimia yang terdapat
di dalam air, sebagian di antaranya berasal dari alam secara alamiah dan sebagian
lagi sebagai kontribusi aktivitas makhluk hidup. Beberapa senyawa kimia yang
terdapat didalam air dapat dianalisa dengan beberapa parameter kualitas air.
Parameter kualitas air tersebut dapat digolongkan sebagai berikut
1. Ph
Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan
efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk
molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH
2. DO (dissolved Oxygent)
DO adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan
absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air semakin
baik
3. BOD (biological oxygen demand)
BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk
menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air
secara biologi
4. COD (chemical oxygen demand)
COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan
organik secara kimia
5. Kesadahan
Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun
sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri
(air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah
dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu
terlarut yang tinggi dalam air
6. Senyawa Kimia Beracun
Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan racun
terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (± 0,05 mg/l).
Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan timbulnya rasa dan bau
ligan, menimbulkan warna koloid merah (karat) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut
yang dapat menjadi racun bagi manusia (Farida, 2002)
Faktor Biologi
Organisme mikro biasa terdapat dalam air permukaan, tetapi pada umumnya
tidak terdapat pada kebanyakan air tanah karena penyaringan oleh aquifer.
Organisme yang paling dikenal adalah bakteri. Adapun pembagian mokroorganisme
didalam air dapat di bagi sebagai berikut
1. Bakteri
Dengan ukuran yang berbeda-beda dari 1-4 mikron, bakteri tidak dapat dilihat
dengan mata telanjang. Bakteri yang menimbulkan penyakit disebut disebut bakteri
patogen
2. Organisme Coliform
Organisme colliform merupakan organisme yang tidak berbahaya dari kelompok
colliform yang akan hidup lebih lama didalam air daripada organisme pathogen.
Akan tetapi secara umum untuk air yang dianggap aman untuk dikonsumsi, tidak
boleh lebih dari 1 didalam 100ml air
3. Organisme Mikro Lainnya
Disamping bakteri, air dapat mengandung organisme mikroskopis lain yang tidak
diinginkan berupa ganggang dan jamur. Ganggang adalah tumbuh-tumbuhan satu
sel yang memberi rasa dan bau pada air. Pertumbuhan ganggang yang berlebihan
dapat dicegah dengan pemakaian sulfat tembaga atau klorin. Jamur adalah
tanaman yang dapat tumbuh tanpa sinar matahari dan pada waktu tertentu dapat
merajalela pada pipa–pipa air, sehingga menimbulkan rasa dan bau yang tidak enak
(Anonim, 2011)
2.4 Fungsi Air Dalam Bahan Pangan
Dapat
dituliskan
kembali
bahwa
fungsi air dalam bahan
pangan adalah
sebagai berikut:
1. Air dapat mempengaruhi penampakan tekstur serta cita rasa makanan.
2.
Air dalam
bahan
makanan
menentukan
kesegaran
dan
daya
tahan
pangan. Kerusakan bahan makanan seperti pembusukan oleh mikroba ditentukan
oleh kandungan air yang adal dalam bahan makan tersebut.
3.
Selain
itu air dalam
bahan
makanan
menentukan
komposisi
menentukan kualitas bahan makanan tersebut (Anonim, 2010).
2.5 Peranan Air di Bidang Pangan
yang
dapat
Peran air dalam bahan pangan dan pengolahannya sangat penting sekali, seperti
1. Aktifitas 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
amylase
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. 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 (Anonim, 2010).
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. Air yang terdapat
dalam bentuk bebas dapat membantu terjadinya proses kerusakan bahan makanan
misalnya proses mikrobiologis, kimiawi, ensimatik, bahkan oleh aktivitas serangga
perusak. Sadangkan air dalam bentuk lainya tidak membantu terjadinya proses
kerusakan tersebut di atas. Oleh karenanya kadar air bukan merupakan parameter
yang absolut untuk dapat dipakai meramalkan kecepatan terjadinya kerusakan
bahan makanan. Dalam hal ini dapat digunakan pengertian Aw (aktivitas air) untuk
menentukan kemampuan air dalm proses-proses kerusakan bahan makanan
(Slamet Sudarmadji, 2003).
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 -4 0C. 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 (Anonim, 2011)
2.6 Pengaruh Aktivitas Air Dalam Bidang Pangan
Aktivitas air (aw) menunjukkan jumlah air bebas di dalam pangan yang dapat
digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya. Nilai aw pangan dapat dihitung
dengan membagi tekanan uap air pangan dengan tekanan uap air murni. Jadi air
murni mempunyai nilai aw sama dengan 1.
Mikroba mempunyai kebutuhan aw minimal yang berbeda-beda untuk
pertumbuhannya. Di bawah aw minimal tersebut mikroba tidak dapat tumbuh atau
berkembang biak. Oleh karena itu salah satu cara untuk mengawetkan pangan
adalah dengan menurunkan aw bahan tersebut. Beberapa cara pengawetan pangan
yang menggunakan prinsip penurunan aw bahan misalnya pengeringan dan
penambahan bahan pengikat air seperti gula, garam, pati serta gliserol
Kebutuhan aw untuk pertumbuhan mikroba umumnya adalah sebagai berikut:
1. Bakteri pada umumnya membutuhkan aw sekitar 0,91 atau lebih untuk
pertumbuhannya. Akan tetapi beberapa bakteri tertentu dapat tumbuh sampai aw
0,75
2. Kebanyakan kamir tumbuh pada aw sekitar 0,88, dan beberapa dapat tumbuh
pada aw sampai 0,6
3. Kebanyakan kapang tumbuh pada minimal 0,8.
Bahan makanan yang belum diolah seperti ikan, daging, telur dan susu
mempunyai aw di atas 0,95, oleh karena itu mikroba yang dominan tumbuh dan
menyebabkan kebusukan. Terutama adalah bakteri. Bahan pangan kering seperti
biji-bijian dan kacang-kacangan kering, tepung, dan buah-buahan kering pada
umumnya lebih awet karena nilai aw-nya 0,60 – 0,85, yaitu cukup rendah untuk
menghambat pertumbuhan kebanyakan mikroba. Pada bahan kering semacam ini
mikroba perusak yang sering tumbuh terutama adalah kapang yang menyebabkan
bulukan
Seperti telah dijelaskan di atas, konsentrasi garam dan gula yang tinggi juga
dapat mengikat air dan menurunkan aw sehingga menghambat pertumbuhan
mikroba. Makanan yang mengandung kadar garam dan atau gula yang tinggi
seperti ikan asin, dendeng, madu, kecap manis, sirup, dan permen, biasanya
mempunyai aw di bawah 0,60 dan sangat tahan terhadap kerusakan oleh mikroba.
Makanan semacam ini dapat disimpan pada suhu kamar dalam waktu yang lama
tanpa mengalami kerusakan (Anonim, 2010)
2.7 Pengaruh Aktivitas Mikroba Dalam Bidang Pangan
Kerusakan bahan pangan dapat disebabkan oleh faktor – faktor sebagai
berikut : pertumbuhan dan aktivitas mikroba terutama bakteri, kapang, khamir,
aktivitas enzim – enzim di dalam bahan pangan, serangga, parasit dan tikus, suhu
termasuk oksigen, sinar dan waktu. Mikroba terutama bakteri, kapang dan khamir
penyebab kerusakan pangan yang dapat ditemukan dimana saja baik di tanah, air,
udara, di atas bulu ternak dan di dalam usus.
Tumbuhnya bakteri, kapang dan khamir di dalam bahan pangan dapat
mengubah komposisi bahan pangan. Beberapa diantaranya dapat menghidrolisa
pati dan selulosa atau menyebabkan fermentasi gula sedangkan lainnya dapat
menghidrolisa lemak dan menyebabkan ketengikan atau dapat mencerna protein
dan menghasilkan bau busuk atau amoniak. Bakteri, kapang dan khamir senang
akan keadaan yang hangat dan lembab. Sebagian besar bakteri mempunyai
pertumbuhan antara 45 – 55oC dan disebut golongan bakteri thermofilik. Beberapa
bakteri mempunyai suhu pertumbuhannya antara 20 – 45 oC disebut golongan
bakteri mesofilik, dan lainnya mempunyai suhu pertumbuhan dibawah 20oC disebut
bakteri psikrofilik.
Umumnya bakteri membutuhkan air (Avalaible Water) yang lebih banyak dari
kapang dan ragi. Sebagian besar dari bakteri dapat tumbuh dengan baik pada aw
mendekati 1,00. Ini berarti bakteri dapat tumbuh dengan baik dalam konsentrasi
gula dan garam yang rendah kecuali bakteri – bakteri yang memiliki toleransi
terhadap konsentrasi gula dan garam yang tinggi. Media untuk sebagian besar
bakteri mengandung gula tidak lebih dari 1% dan garam tidak lebih dari 0,85%
(larutan garam fisiologis). Konsentrasi gula 3% - 4% dan garam 1 – 2% dapat
menghambat pertumbuhan beberapa jenis bakteri.
Jika tumbuh pada bahan pangan, bakteri dapat menyebabkan berbagai
perubahan pada penampakan maupun komposisi kimia dan cita rasa bahanpngan
tersebut. Perubahan yang dapat terlihat dari luar yaitu perubahan warna,
pembentukan lapisan pada permukaan makanan cair atau padat, pembentukan
lendir, pembentukan endapan atau kekeruhan pada miniman, pembentukan gas,
bau asam, bau alkohol, bau busuk dan berbagai perubahan lainnya (Anonim, 2010).