shinta rosalia dewishintarosalia.lecture.ub.ac.id/files/2012/09/kimpang_air_srd.pdf · titik didih...
TRANSCRIPT
Air Shinta Rosalia Dewi
Materi
• Air
• Karbohidrat
• Polisakarida
• Vitamin
• Mineral
Diagram fasa
Air
Air penting dalam kehidupan :
• Mempengaruhi suhu tubuh
• Sebagai pelarut / solven
• Sebagai pembawa nutrien dan produk samping
• Sebagai media reaktan dan reaksi
• Sebagai fasilitator perilaku dinamis suatumakromolekul, termasuk katalis / enzim
• Komponen intraseluler / ekstraseluler padaproduk nabati / hewani.
Food Water content (%)
Meat
Pork, raw, composite of lean cuts 53-60
Beef, raw, retail cuts 50-70
Chicken, all classes, raw meat without skin 74
Fish, muscle proteins 65-81
Fruit
Berries, cherries, pears 80-85
Apples, peaches, oranges, grapefruit 90-90
Rhubarb, strawberries, tomatos 90-95
Vegetables
Avocado, bananas, peas (green) 74-80
Beets, broccoli, carrots, potatoes 85-90
Asparagus, beans (green), cabbage, cauliflower, lettuce 90-95
• Air mempengaruhi struktur, kenampakan, rasa makanan, dan kerentanan pangan terhadappembusukan, keawetan, kemudahan terjadireaksi kimia, aktivitas enzim.
• Air dibutuhkan untuk penyimpanan makanansegar
• Penghilangan air (dehidrasi atau pembekuan) metode pengawetanmengubah sifat aslimakanan dan mikrobiologi pangan
• Terdiri dari atom H dan O dengan ikatan kovalen
• Struktur geometri : dengansudut 104,5o
distribusielektron tidak merata polar
• 1 molekul air dapat mengikat 4 molekul air lainnyamelaluiikatan hidrogen
• Air dapat berinteraksi ionikdengan anion/kation
Struktur molekul
Sifat fisikokimia air
Sifat Nilai
Berat molekul 18,0153
Titik leleh (1 atm) 0 oC
Titik didih (1 atm) 100 oC
Temperature kritis 373,99 oC
Tekanan kritis 22,064 Mpa (218,6 atm)
Entalpi pembentukan pada 0oC 6,012 kJ/mol
Entalpi penguapan (100oC) 40,657 kJ/mol
Entalpi sublimasi (0oC) 50,91 kJ/mol
Sifat fisikokimia air dan es
Sifat Air (20oC) Es (0oC)
Densitas (g/cm3) (20oC) 0,99821 0,9168
Viskositas (pa.sec) (20oC) 1,002 x 10-3 -
Tekanan permukaan (N/m) (20oC)
72,75 x 10-3 -
Tekanan uap (kPa) (20oC) 2,3388 0,6112
Kapasitas panas (J/g.K) (20oC) 4,1818 2,1009
Konduktivitas termal (W.m.K) (20oC)
0,5984 2,240
Difusivitas termal (m2/s) (20oC) 1,4 x 10-7 11,7 x 10-7
Permitivitas (konstantadielektrik) (20oC)
80,20 90
Sifat fisik air dan es
• Perbedaan densitas air dan es yang sangatbesar kerusakan struktur pangan ketikadibekukan
• Perubahan densitas es dengan adanyaperubahan temperatur menyebabkan tekanandalam makanan beku struktur panganrusak dengan adanya fluktuasi temperatur
Sifat fisikokimia air
• Konduktivitas termal es pada 0oC 4 kali lebihbesar dari konduktivitas termal air esmemiliki energi transfer panas yang lebihtinggi daripada air
• Difusivitas termal es 9 kali lebih besardaripada air es akan mengalami perubahantemperatur pada laju yang lebih cepat.
• Nilai di atas membuktikan bahwa prosespembekuan lebih cepat daripada pencairan.
Fungsional air dalam pangan
• Mempengaruhi kesegaran, stabilitas dankeawetan pangan
• Pelarut universal untuk senyawa ionik dan polar
• Untuk reaksi kimia
• Mempengaruhi aktivitas enzim enzimprotease, lipase, amilase
• Media pertumbuhan mikroba
• Menentukan tingkat resiko keamanan pangan
• Media transfer panas pemasakan
Air dalam produk pangan :
1. Air bebas
2. Air terikat terserap di dalammatriks/jaringan atau terikat secara kimiapada komponen lain
Derajat keterikatan berbeda perbedaansifat fisik air dalam pangan
Jenis air dalam pangan
Air bebas
• terdapat pada permukaan bahan
• untuk pertumbuhan mikroba
• untuk media reaksi kimia
• mudah diuapkan
• air bebas diuapkan seluruhnya sehingga kadartinggal 12 – 25 % tergantung jenis bahannya
Air terikat
• Air terikat derajat keterikatan berbedamempengaruhi peranan air dalam reaksi kimiadan pertumbuhan mikrobamempengaruhitingkat keawetan, mutu dan keamananpangan
Air terikat (fisika)
• Air kapiler : air yang berada dalam jaringankapiler pangan tanpa ikatan yang kuat
• Air terlarut : air yang terdapat dalam panganpadat, seolah-olah larut dalam pangan
• Air adsorpsi : air yang terikat pada permukaanatau lapisan sekitar molekul hidrofilik (protein, karbohidrat, pati)
Air terikat (kimia)
• Perlu energi besar untuk uapkan air ini
• Jika air ini hilang semua ka 3 – 7 %
• Air terikat secara kimia : air yang terikatdengan senyawa polar, ion bebas
• Air kristal
Kandungan air
Keberadaan air dinyatakan :
1. Kadar air : jumlah air dalam pangan
2. Aktivitas air : aktivitas / peran air dalamreaksi kimia dan biologi
Kadar air
BaKa x100%
Ba Bk
BaKa x100%
Bk
• 100 kg gabah yang dikeringkan diperoleh data bobot air 20 kg dan bobot bahan kering 80 kg. Berapa kadar air Wet Basis dan Dry Basisnya
Aktivitas air
• Aktivitas air (aw) pengaruh air terhadap stabilitas dankeawetan pangan, laju reaksi kimia, aktivitas enzim, pertumbuhan mikroba
aw = aktivitas air
p = tekanan parsial air dalam pangan
po = tekanan uap air murni
• aw < 0,7 tahan dalam penyimpanan
• aw semakin rendah air terikat semakin kuat
w
0
pa
p
• Nilai kelembaban relatif pada kesetimbangan Equilibrium relative humidity (ERH)
w
0
P ERHa
P 100
Moisture sorption isoterm
• Hubungan Ka dengan aw kurva isotermsorpsi air (moisture sorption isoterm, MSI)
• Kurva MSI hubungan aw (pd sb X) dengankadar air kesetimbangan basis kering (pd sb Y)
• Semakin tinggi aw, maka Ka makin besar
Kurva MSIAda dua kurva :
• Kurva adsorpsirehidrasi
• Kurva desorpsidehidrasi
• Fenomena perbedaanpola kurva adsorpsi dandesorpsi fenomenahisteresis
aw semakin rendah air terikat semakin kuatkadar air rendah aktivitas mikroba semakinrendah
Kurva MSI
• Kurva MSI dapat dibagi 3 daerah :
1. Daerah 1 tipe air terikat kuat secarakimia dan adsorpsi monolayer
2. Daerah 2 tipe air adsorpsi multilayer
3. Daerah 3 air bebas dan air murni
Pengaruh solut
• Jumlah dan jenis solut dapat mempengaruhikuantitas, ukuran, struktur kristal es.
• Kristal es terbentuk dengan adanya solut sepertisukrosa, gliserol, gelatin, albumin, dan miosin.
• Adanya solut dapat menyebabkan perubahansifat fisik air
• Perubahan sifat fisik (koligatif) dipengaruhi olehjenis dan jumlah partikel solut
• Sifat koligatif larutan : kenaikan td, penurunan tb, kenaikan tekanan osmotik
Tahapan kristalisasi
1. SUPERSATURATED STATE kondisi larutanlewat jenuh
2. NUCLEATION pembentukan inti kristal dari larutan jenuh tersebut
3. GROWTH pertumbuhan/perkembangan molekul kristal dari fase nucleation hingga mencapai keseimbangan (Equilibrium state).
Supersaturasi
• Pendinginan
Solubilitas padatan dalam cairan akan menurunseiring dengan penurunan suhu (pendinginan) untuk larutan yg dipengaruhi suhu.
• Penguapan solven
Konsentrasi larutan menjadi makin pekat
• Penambahan larutan lain (non solven)
Menurunkan solubilitas padatan
• Reaksi kimia
Be smartand Good luck