1. Pendahuluan 2. Struktur 3. Sifat Fungsional 4. Air dalam bahan pangan 5. Water Activity (Aw) Kimia Pangan 2016/2017

Transkripsi

1 1. Pendahuluan 2. Struktur 3. Sifat Fungsional 4. Air dalam bahan pangan 5. Water Activity (Aw) Kimia Pangan 2016/2017

2 1. Introduction Arti penting air bagi manusia : Pembawa oksigen, nutrisi, sisa-sisa metabolisme (limbah) Media reaksi dalam metabolisme tubuh Membantu bentuk makromolekul Mengatur suhu tubuh Menjaga volume darah dalam tubuh

3 ARTI PENTING AIR DALAM BAHAN PANGAN 1. Mempengaruhi tekstur, kenampakan, rasa, dll. 2. Media Interaksi air, protein, Karbohidrat dan Lipida. 3. Good cooking medium 4. Water Content and Water Activity a. Terkait dengan perishability of foods, b. Media reaksi kimia dan biokimia, c. Media pertumbuhan mikrobia.

4 Definisi / Batasan A I R : adalah sebuah molekul yang terdiri dari 1 (satu) atom O (oksigen) dan 2 atom H (hidrogen) yang berikatan melalui ikatan kovalen E S : adalah molekul air yang tersusun sedemikian rupa sehingga satu atom H terletak diantara satu sisi atom O membentuk suatu heksagonal simetris.

5 2. Structure of Water Molecule

6 Structure of Water Molecule

7

8 Struktur Es Struktur Air

9 1. Macroscopic Level : water holding capacity Water Holding Capacity : describing the ability of a matrix of molecules, usually macromolecules at low concentration, to PHYSICALLY ENTRAP large amounts of water e.g. starch gel, cell tissues of plants and animals. Characteristic : - Does not readily flow from tissues, even when cut or minced - When processed, it acts like pure water (easily frozen or evaporated) Impairment of WHC : degradation of food quality - Syneresis - Thaw exudation

10 2. Molecular Level : attraction and interaction between molecules

11 Water Free Ion Hydrogen Bond (dipole dipole) Hydrophobic hydration (a) and hydrophobic interaction (b)

12

13 Sebagai Pelarut Water in ionic hydration (NaCl Na + + Cl - )

14 Bound water in biological systems Membantuk struktur alami makromolekul Molekul Protein Molekul Air Molekul Protein

15 Food Moisture content (weight-%) Meat Milk 87 Fruits, vegetables Bread 35 Honey 20 Butter, margarine Cereal flour Coffee beans, roasted 5 Milk powder 4 Edible oil 0 Sumber : Belitz, H.D., Grosch, W., and Schieberle, P. (2009)

16 Bahan Air (%) Bahan Air (%) Tomato 95 Bread, white 35 Lettuce 95 Jam 28 Cabage 92 Honey 20 Beer 90 Butter & margarine 16 Orange 87 Wheat flour 12 Apple juice 87 Rice 12 Milk 87 Coffee beans, roasted 5 Potato 78 Milk powder 4 Banana 75 Shortening 0 Chicken 70 Salmon, canned 67 Meat 65 Cheese 37

17

18 1. Air bebas (type III) 2. Air terikat 2.a. terikat lemah (type II) Dalam bahan pangan 2.b. terikat kuat (type I) 3. Air imbibisi (terserap sampai kedalam) 4. Air teradsorpsi (terserap dipermukaan) Luar bahan pangan

19 1. Air bebas (type III) terdapat dalam ruang antar sel, intergranuler dan pori-pori bahan (terperangkap secara fisik) sejumlah air yang terdapat pada/diatas konsentrasi air kritis yang dibutuhkan bahan untuk mempertahankan struktur fisik dan integritas bahan membeku pada 0 o C, mudah teruapkan (pada 71 o C) dapat diukur dengan gravimetri setelah evaporasi atau distilasi membantu proses kerusakan bahan pangan melalui reaksi enzimatis, proses mikrobiologis maupun biokimiawi.

20 2.a. Air terikat lemah (type II) terserap pada permukaan (adsorpsi) makromolekul koloid : (protein, polisakarida) terdispersi diantara makromolekul, sebagai pelarut dalam sel memiliki sifat seperti air bebas menjaga stabilitas makromolekul 2.b. Air terikat kuat (type I) berikatan secara kuat membentuk hidrat dengan makromolekul sukar diuapkan tidak membeku pada 0 o F

21 Menunjukkan sejumlah air bebas dalam bahan pangan yang tersedia untuk : mikrobia dalam melakukan aktivitas dan pertumbuhannya berlangsungnya reaksi kimia dan biokimia komponen dalam bahan pangan berlangsungnya reaksi enzimatis dalam bahan pangan Peranan Aw dalam bahan pangan penting untuk : Menjaga Kualitas (Food quality) Menjaga Stabilitas (Food stability) Menjaga Keamanan (Food safety)

22 Pengukuran dan pengendalian Aw dalam bahan pangan penting untuk : Memprediksi jenis mikrobia perusak yang tumbuh Menjaga stabilitas komponen kimia dalam bahan Meminimalkan terjadinya non-enzymatic browning dan reaksi oksidasi lipid secara spontan/autocatalytic Memperpanjang waktu reaksi enzimatis yang diinginkan Mengoptimalkan sifat fisik bahan kaitannya dengan umur simpan dan tekstur A W Microbial safety Chemical & Biochemical reactivity, and Enzymatic activity Physical properties Shelf life and packaging

23 Definition : Water activity (a w ) is the ratio of the vapor pressure of water in a material (p) to the vapor pressure of pure water (p ) at the same temperature (T) a w (p/p ) T ERH = a w * 100%

24 Aw = ERH / 100 ERH = Aw x 100 ERH = kelembaban relatif setimbang (equilibrium relative humidity) ERH = 95 % Aw = 0.95 Bahan Pangan RH Waktu, t ERH Awal Setimbang Keseimbangan : kadar air ERH

25 Kadar Air Pengukuran Aw bahan pangan : Prinsip : hubungan antara kadar air seimbang dengan ERH hubungan antara kadar air dengan Aw kurva ISL (Isotherm Sorpsi Lembab) Aw 1.0

26 Type I Type II Type III

27 The typical water activity of some foodstuffs Type of product Water Activity (a w ) Fresh meat and fish 0.99 Bread 0.95 Aged cheddar 0.85 Jams and jellies 0.8 Plum pudding 0.8 Dried fruit 0.6 Biscuits 0.3 Milk powder 0.2 Instant coffee 0.2

28 WATER CONTENTS AND STORAGE LIFE OF VARIOUS FOODS % WATER STORAGE LIFE, 21 o C 1. HIGH MOISTURE FOODS (50-95%) MEAT (RAW) PORK days BEEF days CHICKEN days FISH days FRUITS BERRIES, CHERRIES, PEARS days APPLES, PEACHES, ORANGES, etc days STRAWBERRIES,TOMATOES days VEGETABLES BROCOLLI,CARROTS,POTATOES days ASPARAGUS,GREEN BEANS,CABBAGE, LETTUCE days 2. INTERMEDIATE MOISTURE FOODS (20-50%) HONEY, JAMS, JELLIES, CONFECTIONS months BAKED PRODUCTS, FRUIT CAKES months 3. LOW MOISTURE FOODS (<20%) DEHYDRATED FOODS (SOUPS, ORANGE JUICE POTATO, FRUITS) years CEREAL GRAINS, NUTS, DRIED BEANS years

29

30

31