Memahami air dan peranannya dalam industri pangan

0
130

Air adalah komponen penting dalam produk pangan. Air memiliki banyak fungsi dalam proses produksi, pengolahan, penyimpanan, dan konsumsi pangan. Air juga mempengaruhi kualitas dan keselamatan pangan. Oleh karena itu, pemahaman tentang sifat-sifat kimia dan fisika air serta interaksinya dengan komponen lain dalam pangan sangat diperlukan.

Salah satu cara untuk menggolongkan air dalam pangan adalah berdasarkan mobilitasnya. Air yang memiliki mobilitas tinggi disebut sebagai air bebas (free water), sedangkan air yang memiliki mobilitas rendah disebut sebagai air terikat (bound water). Air bebas mudah dipisahkan dari matriks pangan dengan metode fisik seperti sentrifugasi atau pengeringan. Air terikat sulit dipisahkan dari matriks pangan karena adanya ikatan hidrogen atau ikatan ionik antara molekul air dengan molekul lain seperti protein, karbohidrat, atau lemak.

-iklan inline ya-

Air Bebas (Free Water)

Air bebas dan air terikat memiliki sifat-sifat yang berbeda. Misalnya, air bebas lebih mudah menguap daripada air terikat sehingga mempengaruhi laju pengeringan suatu produk pangan. Air bebas juga lebih mudah membeku daripada air terikat sehingga mempengaruhi tekstur dan stabilitas suatu produk pangan yang dibekukan. Selain itu, air bebas lebih mudah menjadi medium pertumbuhan mikroorganisme daripada air terikat sehingga mempengaruhi umur simpan dan keselamatan suatu produk pangan.

Salah satu parameter yang digunakan untuk mengukur jumlah total air dalam suatu produk pangan adalah aktivitas air (water activity/aw). Aktivitas air adalah rasio antara tekanan uap parsial di atas permukaan produk pangan dengan tekanan uap parsial di atas permukaan murni pada suhu yang sama. Atau bisa juga sebagai rasio tekanan uap di dalam makanan (P) terhadap tekanan uap murni (P0).  Aktivitas air berkisar antara 0 hingga 1.

Perhitungan untuk menentukan aktivitas air dapat dilakukan dengan menggunakan rumus berikut:

aw= P/P0

Contohnya, aktivitas air sebesar 0,90 memiliki arti bahwa berarti tekanan uapnya adalah 90 persen dari tekanan uap air murni. Aktivitas air meningkat seiring dengan kenaikan suhu karena perubahan dalam sifat-sifat air, seperti kelarutan zat terlarut seperti garam dan gula, atau keadaan makanan.

Aktivitas air berkaitan dengan ketersediaan mikroorganisme untuk tumbuh pada suatu produk pangan. Semakin tinggi water activity suatu produk pangan, semakin besar kemungkinan mikroorganisme untuk tumbuh pada produk tersebut. Misalnya, bakteri patogen membutuhkan aktivitas air sekitar 0,90, sedangkan jamur pembusuk memerlukan minimal nilai 0,70 atau lebih tinggi untuk pertumbuhannya. Oleh karena itu, salah satu cara untuk meningkatkan umur simpan dan keselamatan suatu produk pangan adalah dengan menurunkan air aktivitas-nya melalui proses pengeringan atau penambahan bahan pengawet seperti garam atau gula. Sebagai contoh, kadar aktivitas air pada roti mencapai sekitar 0,95. Oleh karena itu, roti memiliki kadar air yang cukup untuk mendukung pertumbuhan jamur, kecuali jika ditambahkan bahan pengawet. Sebaliknya, kadar aktivitas air pada kerupuk sekitar 0,50, yang terlalu rendah atau kering bagi pertumbuhan jamur.

Contoh-contoh makanan yang memiliki water activity tinggi antara lain:

  • Buah-buahan segar seperti apel, jeruk, anggur, dll. (water activity sekitar 0.98)1
  • Daging segar seperti sapi, ayam, ikan, dll. (water activity sekitar 0.99)
  • Susu segar (water activity sekitar 0.97)
  • Sayuran segar seperti tomat, wortel, bayam, dll. (water activity sekitar 0.95 – 0.99)
  • Jus buah atau sayur (water activity sekitar 0.95 – 0.98)

Makanan-makanan yang memiliki water activity tinggi cenderung mudah rusak oleh mikroorganisme dan reaksi kimia karena ketersediaan air bebas yang tinggi.

Kadar Air dan Pengujiannya

Selain aktivitas water , parameter lain yang digunakan untuk mengukur jumlah total water dalam suatu produk pangan adalah kadar air (moisture content). Kadar moisture adalah persentase massa water dalam massa total produk pada kondisi tertentu. Kadar moisture dapat diukur dengan metode gravimetri atau instrumen seperti oven, mikrowave , atau near infrared spectroscopy.

Kadar moisture dan aktivitas water tidak selalu berbanding lurus karena bergantung pada jenis dan komposisi produk pangannya. Misalnya, dua buah roti dengan kadar moisture yang sama dapat memiliki aktivitas water yang berbeda jika salah satunya mengandung garam. Garam akan menarik molekul-molekul water sehingga menurunkan aktivitas water-nya. Hal ini dapat memperpanjang umur simpan roti tersebut karena menghambat pertumbuhan mikroorganisme.

Cara menentukan kadar air dalam suatu produk pangan adalah dengan menggunakan metode pengeringan dengan oven. Metode ini didasarkan pada penimbangan berat bahan sebelum dan sesudah pengeringan. Selisih berat bahan tersebut merupakan berat kandungan air yang terdapat dalam bahan yang menguap selama pemanasan. Metode ini dapat diterapkan untuk berbagai jenis produk pangan seperti daging, telur, susu, keju, roti, mie, dan buah-buahan kering. Metode ini memiliki kelebihan yaitu mudah dilakukan dan tidak memerlukan alat khusus. Namun metode ini juga memiliki kekurangan yaitu memerlukan waktu yang lama dan dapat menyebabkan perubahan sifat kimia atau fisika bahan selama pengeringan.

referensi:

 

Tinggalkan komentar