Air adalah komponen penting dalam produk pangan. Air dan perannya dalam industri pangan sangat penting untuk dipelajari, karena 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.
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. Aktivitas air berkisar antara 0 hingga 1.
Aktivitas air juga 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. Oleh karena itu, salah satu cara untuk meningkatkan umur simpan dan keselamatan suatu produk pangan adalah dengan menurunkan aktivitas air-nya melalui proses pengeringan atau penambahan bahan pengawet seperti garam atau gula.
Contoh-contoh makanan yang memiliki water activity tinggi antara lain:
- Buah-buahan segar seperti apel, jeruk, anggur, dll. (water activity sekitar 0.99)
- 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 – 0.98)
- 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 air, parameter lain yang digunakan untuk mengukur jumlah total air dalam suatu produk pangan adalah kadar air (moisture content). Kadar air adalah persentase massa air dalam massa total produk pada kondisi tertentu. Kadar air dapat diukur dengan metode gravimetri atau instrumen seperti oven, mikrowave, atau near infrared spectroscopy.
Kadar air dan aktivitas air tidak selalu berbanding lurus karena bergantung pada jenis dan komposisi produk pangan. Misalnya, dua buah roti dengan kadar air yang sama dapat memiliki aktivitas air yang berbeda jika salah satunya mengandung garam. Garam akan menarik molekul-molekul air sehingga menurunkan aktivitas air-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.
Peran Air dalam Industri Pangan
Air memiliki peran yang sangat penting dalam industri pangan. Selain sebagai komponen utama dalam banyak produk pangan, air juga berfungsi sebagai pelarut, medium reaksi, dan transportasi bagi nutrisi dan bahan lainnya. Dalam proses pengolahan, air digunakan untuk membersihkan bahan pangan, mengatur suhu, dan sebagai komponen dalam proses fermentasi. Kualitas air yang digunakan juga sangat berpengaruh terhadap kualitas akhir produk pangan. Oleh karena itu, pengelolaan sumber daya air yang baik dan pemantauan kualitas air sangat penting dalam industri pangan untuk memastikan keamanan dan kualitas produk yang dihasilkan.
