ANALISIS KADAR AIR
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Kadar
air dalam bahan makanan sangat mempengaruhi kualitas dan daya simpan dari
pangan tersebut. Oleh karena itu, penentuan kadar air dari suatu bahan pangan
sangat penting agar dalam proses pengolahan maupun pendistribusian mendapat
penanganan yang tepat. Penentuan kadar air dalam makanan dapat dilakukan dengan
beberapa metode yaitu metode pengeringan (dengan oven biasa), metode destilasi,
metode kimia, metode khusus (Anonim,2003).
Kriteria ikatan air dalam aspek daya awet bahan pangan dapat
ditinjau dari kadar air, konsentrasi larutan, tekanan osmotik, kelembaban
relatif berimbang dan aktivitas air. Kandungan air dalam bahan pangan akan
berubah-ubah sesuai dengan lingkungannya, dan hal ini sangat erat hubungannya
dengan daya awet bahan pangan tersebut. Hal ini merupakan pertimbangan utama
dalam pengolahan dan pengelolaan pasca olah bahan pangan (Purnomo,1995). Selain
air, bahan pangan juga mengandung zat-zat lain yang bermanfaat bagi kesehatan
atau biasa disebut dengan zat-zat gizi. Zat gizi tersebut telah dibuktikan
bermanfaat dalam menjaga atau mengobati satu atau lebih penyakit atau
meningkatkan performa fisiologisnya (Winarno 1990).
Kandungan air dari suatu bahan pangan perlu diketahui
terutama untuk menentukan persentase zat-zat gizi secara keseluruhan. Jumlah
kadar air yang terdapat di dalam suatu bahan pagan sangat berpengaruh atas
seluruh susunan persentase zat-zat gizi secara keseluruhan. Dengan diketahuinya
kandungan air dari suatu bahan pangan, maka dapat diketahui berat kering dari
bahan tersebut yang biasanya konstan
.
Penentuan kadar air suatu bahan pangan bergantung pada sifat
bahan pangan itu sendiri. Penentuan ini terkadang tidak mudah dilakukan karena
terdapat bahan yang mudah menguap pada beberapa jenis bahan pangan, dan adanya
air yang terurai pada bahan pangan, serta oksidasi lemak pada bahan pangan
tersebut. Faktor lain yang mempengaruhi penentuan kadar air yang tepat yaitu
air yang ada dalam bahan pangan terikat secara fisik dan ada yang secara kimia.
BAB
II
PEMBAHASAN
A. Air Dalam Bahan
Pangan
Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan
tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan
temperature 273,15 K (0ºC). Air merupaka pelarut yang kuat, melarutkan banyak
zat kimia. Zat-zat yang larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam)
disebut sebagai zat-zat “hidrofilik” (pencinta air), dan zat-zat yang tidak
mudah tecampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat
“hidrofobik” (takut air) (Wulanriky, 2011).
Kadar
air adalah perbedaan antara berat bahan sebelum dan sesudah dilakukan
pemanasan. Setiap bahan bila diletakkan dalam udara terbuka kadar airnya akan
mencapai keseimbangan dengan kelembaban udara disekitarnya. Kadar air ini
disebut dengan kadar air seimbang. Setiap kelembaban relatif tertentu dapat
menghasilkan kadar air seimbang tertentu pula. Dengan demikian dapat dibuat
hubungan antara kadar air seimbang dengan kelembaban relatif.
Aktivitas
air dapat dihitung dengan menggunakan rumus :
Aw = ERH/100
Aw = aktivitas air
ERH = kelembaban relative seimbang
Bila
diketahui kurva hubungan antara kadar air seimbang dengan kelembaban relatif
pada hakikatnya dapat menggambarkan pula hubungan antara kadar air dan
aktivitas air. Kurva sering disebut kurva Isoterm Sorpsi Lembab (ISL). Setiap
bahan mempunyai ISL yang berbeda dengan bahan lainnya. Pada kurva tersebut
dapat diketahui bahwa kadar air yang sama belum tentu memberikan Aw yang sama
tergantung macam bahannya. Pada kadar air yang tinggi belum tentu memberikan Aw
yang tinggi bila bahannya berbeda. Hal ini dikarenakan mungkin bahan yang satu
disusun oleh bahan yang dapat mengikat air sehingga air bebas relatif menjadi
lebih kecil dan akibatnya bahan jenis ini mempunyai Aw yang rendah
(Wulanriky,2011).
Nilai
Aw suatu bahan atau produk pangan dinyatakan dalam skala 0 sampai 1. Nilai 0
berarti dalam makanan tersebut tidak terdapat air bebas, sedangkan nilai 1
menunjukkan bahwa bahan pangan tersebut hanya terdiri dari air murni. Kapang,
Kandungan air dalam bahan makanan mempengaruhi daya tahan
bahan makanan terhadap serangan mikroba yang dinyatakan Aw yaitu jumlah air
bebas yang dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhannya. Berbagai
mikroorganisme mempunyai Aw minimum agar dapat 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 dengan alat pengering buatan
(Winarno,1992).
Semua bahan makanan mengandung air
dalam jumlah yang berbeda-beda, baik itu bahan makanan hewani maupun nabati.
Air berperan sebagai pembawa zat-zat makanan dan sisa-sisa metabolisme, sebagai
media reaksi yang menstabilkan pembentukan boiopolimer, dan sebagainya.
Bahan pangan kita baik yang berupa
buah, sayuran, daging, maupun susu, telah banyak berjasa dalam memenuhi
kebutuhan air manusia. Buah mentah yang menjadi matang selalu bertambah kandungan
airnya, misalnya calon buah apel yang hanya mengandung 10% air akan dapat
menghasilkan buah apel yang kadar airnya 80%, nenas mempunyai kadar air
87% dan tomat 95%. Buah yang paling banyak kandungan airnya adalah semangka
dengan kadar air 97%.
Kandungan air dalam bahan makanan
ikut menentukan acceptability, kesegaran, dan daya tahan bahan itu.
Selain merupakan bagian dari suatu bahan makanan, air merupakan pencuci yang
baik bagi bahan makanan tersebut atau alat-alat yang akan digunakan dalam
pengolahannya. Sebagian besar dari perubahan-perubahan bahan makanan terjadi
dalam media air yang ditambahkan atau yang berasal dari bahan itu sendiri.
Bila badan manusia hidup dianalisis
komposisi kimianya, maka akan diketahui bahwa kandungan airnya rata-rata 65%
atau sekitar 47 liter per orang dewasa. Setiap hari sekitar 2,5 liter harus
diganti dengan air yang baru. Diperkirakan dari sejumlah air yang harus diganti
tersebut 1,5 liter berasal dari air minum dan sekitar 1,0 liter berasal dari
bahan makanan yang dikomsumsi. Dalam keadaan kesulitan bahan pangan dan air,
manusia mungkin dapat tahan hidup tanpa makanan selama lebih dari 2 bulan,
tetapi tanpa minum akan meninggal dunia dalam waktu kurang dari satu minggu.
Yang terdapat pada bahan pangan
berbeda-beda. Untuk menentukan kadar air pada bahan pangan tersebut, harus
dilakukan dengan uji analisa kandungan air yang dilakukan dengan suatu metode
tertentu. Bentuk
fisik bahan pangan tidak dapat dijadikan patokan untuk menentukan
kandungan air bahan. Pada tabel berikut ini dapat dilihat kandungan air
beberapa jenis bahan pangan:
Jenis
Bahan Pangan
|
KA
(%)
|
Jenis
Bahan Pangan
|
KA
(%)
|
Tomat
|
94
|
Ikan Kering
|
38
|
Semangka
|
93
|
Daging Sapi
|
66
|
Kol
|
92
|
Roti
|
36
|
Nanas / Nenas
|
85
|
Buah kering
|
28
|
Kacang Hijau
|
90
|
Susu Bubuk
|
4
|
Susu Sapi
|
88
|
Tepung Terigu
|
12
|
Source:
F.G. Winarno (1977)
Seperti yang bisa dilihat dari tabel
(table) diatas, jika dilihat dari bentuk fisik, seharusnya kadar air nenas
harusnya lebih tinggi dari kol, namun pada kenyataanya, kadar air Kol lebih
tinggi dari nenas bahkan dari susu sapi yang bentuk fisiknya adalah cair.
Karena itu untuk mengetahui kandungan air suatu bahan perlu dilakukan suatu
analisa yang nantinya bukan hanya menentukan jumlah kandungan air tetapi juga
berfungsi untuk mengetahui tipe air dari bahan pangan tersebut.
C. Penentuan Kadar Air dalam Bahan Makanan
Penentuan kandungan air dapat dilakukan dengan beberapa
cara. Hal ini tergantung pada sifat bahannya. Pada umumnya penentuan kadar air
dilakukan dengan mengeringkan bahan dalam oven pada suhu 105-110ºC selama 3 jam
atau sampai didapat berat yang konstan. Selisih berat sebelum dan sesudah
pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan. Untuk bahan-bahan yang tidak
tahan panas, dilakukan pemanasan dalam oven vakum dengan suhu yang lebih
rendah. Seperti bahan bekadar gula tinggi, minyak daging, kecap, dan lain-lain.
kadang-kadang pengeringan dilakukan tanpa pemanasan, bahan dimasukkan dalam eksikator
dengan H2SO4 pekat sebagai pengering, sehingga mencapai berat yang konstan.
Untuk bahan dengan kadar gula tinggi, kadar airnya dapat diukur dengan
menggunakan refraktometer disamping menentukan padatan terlarutnya pula. Dalam
hal ini, air dan gula dianggap sebagai komponen-komponen yang mempengaruhi
indeks refraksi. Disamping cara-cara fisik, ada pula cara-cara kimia untuk
menentukan kadar air. Mc Neil mengukur kadar air berdasarkan volume gas
asetilen yang dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan bahan yang akan
diperiksa. cara ini dipergunakan untuk bahan-bahan seperti sabun, tepung,
kulit, bubuk biji panili, mentega, dan sari buah. Karl Fischer pada tahun 1935
menggunakan cara pengeringan berdasarkan reaksi kimia air dari titrasi langsung
dari bahan basah dengan larutan iodine, sulfur, dioksida, dan piridina dalam
methanol. Perubahan warna menunjukkan titik akhir titrasi (Winarno.1992).
Kadar
air dalam bahan makanan dapat ditentukan dengan beragai cara antara lain :
1. Penentuan Kadar Air Cara Pengeringan
Prinsipnya menguapkan air yang ada
dalam bahan dengan jalan pemanasan. Kemudian menimbang bahan sampai berat
konstan yang berarti semua air sudah diuapkan. Cara ini relatif mudah dan
murah.
Kelemahan cara ini adalah :
a.
Bahan lain disamping air juga ikut
menguap dan ikut hilang bersama dengan uap air misalnya alkohol, asam asetat,
minyak atsiri dan lain-lain.
b.
Dapat terjadi reaksi selama
pemanasan yang menghasilkan air atau zat mudah menguap. Contoh gula mengalami
dekomposisi atau karamelisasi, lemak mengalami oksidasi.
c.
Bahan yang dapat mengikat air secara
kuat sulit melepaskan airnya meskipun sudah dipanaskan.
Untuk mempercepat penguapan air serta menghindari terjadinya
reaksi yang menyebabkan terbentuknya air ataupun reaksi yang lain karena
pemanasan. Maka dapat dilakukan dengan suhu rendah dan tekanan vakum. Dengan
demikian akan diperoleh hasil yang lebih mencerminkan kadar air yang sebenarnya
(Sudarmadji.2003).
2. Metode Kimiawi
Ada beberapa cara penentuan kadar
air dalam bahan secara kimiawi yaitu antara lain :
a. Cara Titrasi Karl Fischer (1935)
Cara
ini adalah dengan menitrasi sampel dengan larutan iodine dalam metanol. Reagen
lain yang digunakan dalam titrasi ini adalah sulfur dioksida dan piridin.
Metanol dan piridin digunakan untuk melarutkan yodin dan dan sulfur dioksida
agar reaksi dengan air menjadi lebih baik. Selain itu piridin dan methanol akan
mengikat asam sulfat yang terbentuk sehingga akhir titrasi dapat lebih jelas
dan tepat. Selama masih ada air dalam bahan, iodin akan bereaksi tetapi begitu
air habis, maka iodin akan bebas. Titrasi dihentikan pada saat timbul warna
iodine bebas. Untuk memperjelas pewarnaan maka dapat ditambahkan metilen biru
dan akhir titrasi akan memberikan warna hijau. I2 dengan mtilen biru akan
berubah warnanya menjadi hijau. Cara titrasi ini telah berhasil dipakai untuk
penentuan kadar air dalam alkohol, ester-ester, senyawa lipida, lilin, pati,
tepung gula, madu, dan bahan makanan yang dikeringkan. Cara ini banyak dipakai
karena memberikan harga yang tepat dan dikerjakan cepat. Tingkat ketelitiannya
lebih kurang 0,5 mg dan dapat ditingkatkan lagi dengan sistem elektroda yaitu
dapat mencapai 0,2 mg (Sudarmadji,2003).
b. Cara Kalsium Karbid
Cara
ini berdasarkan reaksi antara kalsium karbid dan air menghasilkan gas asetilin.
Cara ini sangat cepat dan tidak memerlukan alat yang rumit. Jumlah asetilin
yang terbentuk dapat diukur dengan berbagai cara.
1)
Menimbang campuran bahan dan karbid
sebelum dan sesudah reaksi ini selesai. Kehilangan bobotnya merupakan berat
asetilin.
2)
Mengumpulkan gas asetilin yang
terbentuk dalam ruangan tertutup dan mengukur volumenya.
Dengan
volume yang diperoleh tersebut dapat diketahui banyaknya asetilin dan kemudian
dapat diketahui kadar air bahan.
1) Dengan mengukur
tekanan gas asetilin yang terbentuk jika reaksi dikerjakan dalam ruang
tertutup. Dengan mengetahui tekanan dan volme asetilin dapat diketahui
banyaknya dan kemudian dapat diketahui kadar air baha
2) Dengan
menangkap gas asetilin dengan larutan tembaga sehingga dihasilkan tembaga
asetilin yang dapat ditentukan secara gravimetri atau volumetri atau secara
kolorimetri. Ketelitiannya tergantung pada pencampuran atau interaksi karbid
dengan bahan. Penentuan kadar air cara ini dapat dikerjakan sangat singkat
yaitu sekitar 10 menit (Sudarmadji,2003).
c. Cara Asetil Khlorida
Penentuan
kadar air cara ini berdasarkan reaksi asetil khlorida dan air menghasilkan asam
yang dapat dititrasi menggunakan basa. Asetil khlorida yang digunakan
dilarutkan dalam toluol dan bahan didispersikan dalam piridin.
4. Metode Fisis
Ada
beberapa cara penentuan kadar air cara secara fisis ini antara lain:
a. Berdasarkan
tetapan dieletrikum
b. Berdasarkan
konduktivitas listrik (daya hantar listrik) atau resistensi
c. Berdasarkan
resonansi nuklir magnetic (NMR = Nuclear Magneti resonance)
(Sudarmadji,2003).
DAFTAR PUSTAKA
Estiasih,
T. dan Ahmadi, K. (2009). Teknologi Pengolahan Pangan. Jakarta: PT. Bumi
Aksara.
Purnomo,
H. 1995. Aktivitas Air dan Peranannya
dalam Pengawetan Pangan. Universitas Indonesia. Jakarta. http://repository.ipb.ac.id. Diakses tanggal 16 November 2013
Sudarmadji, S. 2003. Mikrobiologi Pangan. PAU Pangan dan Gizi
UGM.
Yogyakarta.http://risnafranisa.blogspot.com/.../air-dalam-bahan-pangan. Diakses tanggal 16
November 2013
