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 berbeda-beda 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
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 yang dapat menentukan kualitas bahan makanan
tersebut (Anonim, 2010).
2.5 Peranan Air di Bidang Pangan
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 -40C. 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
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 – 45oC
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).
