< Previous98 Gambar 16. Jenis Bahan Mengandung Kadar Air Semua bahan pangan mengandung air dalam jumlah yang berbeda-beda. Misalnya buah mentah yang menjadi matang selalu bertambah kandungan airnya, atau dalam calon buah apel hanya mengandung 10% air dapat menghasilkan buah apel yang kadar airnya 80%. Nenas mempunyai kadar air 87% dan tomat 95%. Buah yang paling banyak mengandung air adalah semangka dengan kadar air 97%. Banyaknya air dalam suatu bahan tidak dapat ditentukan dari keadaan fisik bahan tersebut. Bahkan dalam bahan pangan kering sekalipun seperti buah kering, tepung dan biji-bijian terkandung air dalam jumlah tertentu. 99 Air mempengaruhi mutu pangan secara kimia dan mikrobiologi. Pengeringan atau pembekuan air sangat penting dalam beberapa metode pengawetan pangan. Kandungan air dalam bahan pangan ikut menentukan accettability, kesegaran dan daya tahan bahan itu. Selain merupakan bagian dari suatu bahan pangan, air merupakan pencuci yang baik bagi bahan pangan tersebut atau alat-alat yang akan digunakan dalam pengolahannya. Sebagian besar dari perubahan-perubahan bahan pangan terjadi dalam media air yang ditambahkan atau yang berasal dari bahan itu sendiri. Di samping terdapat dalam bahan pangan secara alamiah, air terdapat bebas di alam dalam berbagai bentuk. Air bebas ini sangat penting juga dalam pertanian, pencucian dan sanitasi umum maupun probadi, teknologi pangan dan sebagai air minum. Air yang digunakan untuk keperluan khusus mungkin harus mengalami perlakuan terlebih dahulu misalnya sterilisasi, pengurangan kesadahan, penurunan BOD dan sebagainya. Kegiatan : 1 Berkaitan dengan materi kadar/kandungan air dalam bahan (material), Anda ditugasi mencari data atau informasi dari bahan/produk yang mengandung kadar air tinggi melalui referensi/pustaka/internet atau dari hasil penelitian. Diskusikan hasil kajian dari informasi tersebut dengan teman kelompok anda! Komunikasikan hasilnya dengan kelompok yang lain melalui presentasi di depan kelas! Kira-kira bagaimana pemahaman 100 1) Jenis-jenis Air Menurut derajat keterikatan air, air terikat dibagi atas: (a) Air monolayer (lapisan tunggal)/Air tipe I Air monolayer adalah air yang terikat dalam bahan secara kimia (ikatan hidrogen). Molekul air yang terikat pada molekul-molekul lain melalui suatu ikatan hidrogen 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 pembekuan tetapi sebagian air ini dapat dihilangkan dengan pengeringan biasa, sehingga air monolayer ini terikat kuat dan sering disebut air terikat. (b) Air multilayer (lapisan banyak)/Air tipe II Air multilayer adalah air yang terikat pada molekul air monolayer. Air tipe ini lebih mudah dihilangkan dengan penguapan atau pengeringan dibandingkan air monolayer. Molekul-molekul air membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air lain., terdapat dalam mikrokapiler dan sifatnya agak berbeda dari air murni. Air jenis ini sukar dihilangkan dan penghilangan air tipe II akan mengakibatkan penurunan aktivitas air (aw). Bila sebagian air tipe II dihilangkan, pertumbuhan mikroba dan reaksi-reaksi kimia yang bersifat merusak bahan pangan seperti browning, hidrolisis atau oksidasi kurang akan dikurangi. Apabila air tipe II dihilangkan seluruhnya maka kadar air bahan akan berkisar 3 – 7 % dan kestabilan optimum bahan pangan akan tercapai kecuali pada produk-produk yang dapat mengalami oksidasi akibat adanya kandungan lemak tidak jenuh. 101 (c) Tipe III Air tipe II merupakan air yang secara fisik terikat dalam jaringan matriks bahan seperti membran, kapiler, serat dan lain-lain. Air tipe III inilah yang disebut air bebas. Sifatnya mudah menguap dan dapat dimanfaatkan pertumbuhan mikroba dan media bagi reaksi-reaksi kimia. Apabila air tipe III diuapkan sleuruhnya maka kandungan air bahan berkisar 12 – 25% dengan aktivitas air (aw) kira-kira 0,8 tergantung jenis bahan dan suhu. (d) Tipe IV Air tipe IV tidak terikat jaringan suatu bahan atau air murni dengan sifat air biasa dan keaktifan penuh. (F.G. Winarno, 1999 : 3 – 14) Berdasarkan keberadaan air dalam pangan, terdapat tiga jenis air yang dimaksud, yaitu: 1. Air bebas yaitu air pada ruang-ruang antar sel dan inter granular dan pori-pori yang terdapat pada bahan. Air terikat lemah yaitu air yang terserap (teradsorpsi) pada permukaan koloid makromolekuler seperti protein, pektin, pati, selulosa dan air yang terdispersi diantara koloid dan merupakan pelarut zat-zat dalam sel. Air ini mempunyai sifat air bebas dan dapat dikristalkan dalam pembekuan. Ikatan antar air dan koloid adalah ikatan hidrogen 2. Air terikat kuat yaitu air yang membentuk hidrat. Ikatan bersifat ionik sehingga relatif sukar dihilangkan atau diuapkan. Air ini tidak membeku pada suhu 0C. Air dalam bentuk bebas dapat membantu terjadinya proses kerusakan bahan pangan misalnya proses mikrobiologis, kimiawi, enzimatik atau aktivitas serangga perusak. Sedangkan air dalam bentuk lainnya tidak turut dalam proses tersebut. (F.G. Winarno, 1999 : 3 – 14). 102 3. Air imbibisi dan air kristal. Air imbibisi merupakan air yang masuk ke dalam bahan pangan dan akan menyebabkan pengembangan volume tetapi air tersebut bukan merupakan komponen penyusun bahan tersebut. Contohnya air dengan beras saat dipanaskan membentuk nasi atau pembentukan gel dari bahan pati. Air kristal adalah air terikat dalam semua bahan baik pangan maupun non pangan yang berbentuk kristal seperti gula, garam CuSO4 dan lain-lain. 2) Fungsi Air dalam Bahan Pangan Air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur serta cita rasa pangan. Air dalam bahan pangan menentukan kesegaran dan daya tahan pangan. Kerusakan bahan pangan seperti pembusukan oleh mikroba ditentukan oleh air yang ada dalam pangan. Reaksi kimia seperti oksidasi lemak dipengaruhi oleh jumlah air dalam bahan. Air dalam bahan pangan menentukan komposisi yang menentukan kualitas bahan pangan tersebut. Setiap bahan yang diletakan dalam udara terbuka kadar airnya akan mencapai kesetimbangan dengan kelembaban udara di sekitarnya. Kadar air bahan ini disebut kadar air seimbang. Kandungan air dalam bahan pangan mempengaruhi daya tahan bahan pangan terhadap serangan mikroba yang dinyatakan dengan aktivitas air (aw) yaitu jumlah air bebas yang dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhannya. Berbagai mikroorganisme mempunyai aw minimum agar tumbuh dengan baik, misalnya bakteri aw : 0,90; khamir aw : 0,80 – 0,90; kapang aw : 0,60 – 0,70. Untuk memperpanjang daya tahan suatu bahan, sebagian air dalam bahan harus dihilangkan dengan beberapa cara tergantung dari jenis bahan. Umumnya dilakukan pengeringan, baik dengan penjemuran atau 103 dengan alat pengering buatan seperti penjemuran ikan asin, padi, pembuatan dendeng dan sebagainya. Pada bahan yang berkadar air tinggi misalnya susu dilakukan evaporasi atau penguapan. Bahan yang dianalisis sering mengandung air dalam jumlah tidak menentu. Jumlah air yang terkandung sering tergantung dari perlakukan yang dialami bahan, kelembaban udara yang disimpannya dan lain sebagainya. Kemungkinan kesalahan pada penentuan kadar air adalah adanya bahan lain yang mudah menguap dan ikut menguap bersama-sama dengan air sewaktu dipanaskan. Selain itu adanya bahan yang mudah terurai sewaktu dilakukan pemanasan misalnya bahan yang mengandung karbonat atau bahan organik. Bahan-bahan yang mengalami reaksi dengan bahan-bahan yang berada di udara seperti oksidasi minyak atau lemak tak jenuh. Pengukuran kadar air dalam suatu bahan sangat diperlukan dalam berbagai bidang. Salah satu bidang yang memerlukan pengukuran kadar air adalah bidang pertanian. Komoditi pertanian yang cukup penting untuk diketahui kadar airnya adalah beras. Mutu beras terutama ditentukan oleh kadar airnya, semakin tinggi kadar air beras, mutunya semakin jelek. Tingginya kadar air beras dapat berakibat tumbuhnya jamur-jamur penghasil mikotoksin (racun) yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Kadar air juga perlu diketahui untuk biji-bijian yang lain. b. Dasar Analisis Kadar Air Analisis dapat diartikan sebagai usaha pemisahan suatu kesatuan materi bahan menjadi komponen-komponen penyusunnya, kemudian dipakai sebagai data untuk menetapkan komposisi (susunan) bahan tersebut. 104 Berdasarkan sifat-sifat bahan atau komponen bahan maka disusun cara kerja atau prosedur analisis yang sistematis. Meskipun suatu bahan mungkin bersifat sangat spesifik (khusus) terhadap suatu perlakuan tertentu. Setiap prosedur analisis memiliki kekhasan tertentu beserta kelemahan dan kekuatannya sendiri-sendiri, untuk memperoleh keseragaman (konsistensi) maka harus dipilih suatu prosedur yang sama, sehingga dalam laporan, cara analisis mana yang dipakai harus dicantumkan atau bahkan disertakan prosedur kerjanya. Prosedur analisis air mudah diperoleh dalam bahan pustaka, namun karena adanya beberapa keterbatasan dan kondisi lingkungan, maka ada beberapa prosedur tertentu saja yang dapat dipakai. Keterbatasan atau kondisi setempat itu misalnya: tujuan analisis yang tidak memerlukan kecermatan tinggi, perlu dilakukan secara rutin dan cepat, biaya dan tenaga pelaksana yang minimal, keterbatasan waktu dan bahan yang akan dianalisis, tidak adanya peralatan tertentu yang diperlukan, tidak adanya peralatan keamanan dalam penggunaan bahan kimia yang berbahaya dan sebagainya, maka suatu laboratorium penguji biasanya tetap menggunakan prosedur yang telah dipilihnya meskipun prosedur baru bermunculan. Persiapan analisis pentuan kadar air perlu dipertimbangkan beberapa hal, antara lain berkaitan dengan pemilihan prosedur analisis, pengambilan sampel atau cuplikan, dan langkah-Iangkah analisis. Apabila persiapan analisis telah dilakukan dengan balk maka pelaksanaan analisis diharapkan dapat berjalan dengan baik, sehingga hasil yang diperoleh juga akan memuaskan. Dasar analisis penentuan kadar air dalam bahan, misal untuk menentukan tingkat kekeringan padi (kadar air gabah) dilapangan, tidak perlu menggunakan prosedur penentuan kadar air yang sangat teliti, tetapi cukup menggunakan alat moisture tester yang cukup sederhana, dapat dibawa-bawa (portable), cepat dan hemat biaya. Angka yang dilaporkan sudah cukup tanpa desimal, misalnya 12%. Akan tetapi dalam suatu penelitian, misalnya dalam penentuan kecepatan atau perubahan kadar air setiap jam selama pengeringan padi, mungkin dituntut 105 penggunaan prosedur penentuan kadar air yang jauh lebih cermat sampai empat angka desimal. Dengan demikian, tujuan persiapan analisis penting untuk diketahui terlebih dahulu, sebelum menentukan prosedur mana yang akan dipilih dan dipakai. Tujuan yang akan dicapai harus jelas untuk menghindari pekerjaan yang tidak perlu. c. Prinsip Analisis Kadar Air Analisis kadar air dengan cara pengeringan, prinsipnya adalah menguapkan air yang ada dalam bahan dengan cara pemanasan. Bahan ditimbang hingga berat konstan yang dapat diartikan semua air sudah teruapkan. Kegiatan : 2 Berkaitan dengan materi kandungan kadar air dalam suatu bahan, Anda ditugasi mencari berbagai jenis bahan, misal: tepung, beras, buah-buahan, madu, biskuit, produk makanan basah dan lain-lain. Untuk dapat menyimpulkan hasil pengamtan anda maka: Pilihlah bahan sebagai obyek pengamatan. Kemudian amati bahan-bahan tersebut dengan indra Anda. Agar Anda dapat mendeskripsikan secara rinci terhadap : sifat, tekstur dan lain-lainya. Buatlah laporan tertulis tentang deskripsi obyek tersebut. Lakukan analisis, adakah hasil pengamatan pada bahan tersebut yang belum dapat diamati. Presentasikan ide anda, apakah sependapat dengan teman anda, berilah kesempatan teman anda untuk bertanya! 106 Analisis kadar air dalam bahan pangan penting untuk bahan pangan segar dan olahan. Analisis sering menjadi tidak sederhana karena air dalam bahan pangan berada dalam bentuk terikat secara fisik atau kimia dengan komponen bahan pangan lainnya sehingga sulit memecahkan ikatan-ikatan air tersebut. Hal ini mengakibatkan sulit memperoleh ketelitian analisis yang tinggi sehingga berkembanglah berbagai metode analisis kadar air. d. Metode/Teknik Analisis Kadar Air Pengalaman dan pengetahuan dasar analisis kadar air dalam bahan sangat diperlukan bagi sesesorang untuk dapat memilih metode dan prosedur yang tepat dan kemudian melaksanakannnya dengan cermat. Hal-hal yang dapat membantu dalam memilih prosedur yang tepat: Pengetahuan dasar komposisi suatu bahan yang akan dianalisis. Dapat dipilih prosedur yang tepat serta penyiapan bahan dan sebagainya dapat dilaksanakan sesuai dengan prosedur yang dimaksud. Kegiatan : 3 Buatlah secara berkelompok: Jika disediakan bahan : minyak goreng, margarin, lemak hewan, coklat batang, gula pasir/gula merah. Lakukan pemanasan dalam oven selama 30 menit. Amati semua bahan yang dipanaskan/diuapkan tersebut, apa yang terjadi! Diskusikan dengan teman Anda secara berkelompok hasil pengamatan tersebut! 107 Tingkat ketelitian yang dikehendaki. Apabila prosedur analisis yang lebih singkat, biaya rendah dan tingkat kecermatan yang tidak terlalu tinggi telah cukup memadai dalam mendapatkan keterangan yang diperlukan, maka tidak usah membuang waktu, tenaga dan biaya yang tidak perlu untuk melaksanakan prosedur yang lebih rumit dengan kecermatan tinggi. Banyaknya sampel yang tersedia. Apabila sampelnya sulit didapat atau sangat mahal harganya, maka perlu dipilih prosedur yang mampu menganalisis sampel dalam jumlah sedikit atau kalau mungkin tanpa merusaknya meskipun mungkin memerlukan biaya atau waktu yang lebih besar. Metode yang digunakan untuk mendapatkan kadar air dalam bahan diperlukan hasil analisis dengan tingkat ketepatan dan ketelitian tertentu dan memerlukan metode analisis tertentu. Analisis kadar air metode langsung dilakukan dengan cara mengeluarkan air dalam bahan pangan dengan bantuan pengeringan oven, distilasi, ekstraksi, dan teknik fisikokimia lainnya. Jumlah air dapat diketahui dengan cara penimbangan, pengukuran volume atau cara langsung lainnya. Metode ini mempunyai ketelitian tinggi, namun memerlukan pengerjaan relatif lama dan kebanyakan bersifat manual. Metode analisis kadar air secara langsung terbagi menjadi 5 macam, yaitu sebagai berikut : 1) Metode Pengeringan (Thermogravimetri) Alat yang digunakan dalam metode thermogravimetri adalah oven pengering. Pengeringan bahan adalah suatu metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan energi panas. Biasanya kandungan air bahan tersebut dikurangi sampai suatu batas agar mikroba Next >