Makalah Ilmu Kimia Pangan Gizi

BAB I

Pendahuluan

1.1.Latar belakang

Ilmu kimia terkait erat dengan kehidupan manusia sehari-hari. Mulai dari urusan sandang dan pangan, bahan bakar, obat-obatan sampai bahan konstruksi bangunan, bahan industri elektronik dan bahan produk melibatkan ilmu kimia. Bahan- bahan tersebut sebagian besar tidak diperoleh langsung dari alam tetapi merupakan hasil pengolahan atau hasil sintesis dengan menggunakan ilmu kimia. Salah satu cabang ilmu kimia yang berperan dalam kehidupan sehari-hari adalah ilmu kimia pangan.

Adapun komponen – komponen kimia pangan adalah, air,karbohidrat, protein, lemak, lipid, vitamin, mineral, serat, dan bahan tambahan pangan. Ilmu ini juga meliputi bagaimana suatu produk pangan mengalami perubahan akibat berbagai metode pemrosesan makanan dan cara untuk meningkatkan maupun mencegah terjadinya perubahan itu.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, didapatkan rumusan masalah sebagai berikut :

1.      Apakah yang dimaksud ilmu kimia pangan ?

2.      Mengapa kita harus memahami dan mempelajari ilmu kimia pangan ?

3.      Apa komponen –komponen penyusun kimia pangan ?

1.3.Tujuan

Adapun tujuan dari makalah ilmu kimia pangan ini adalah :

1.      Untuk mengetahui apa itu ilmu kimia pangan

2.      Untuk memahami dan mengetahui kegunaan ilmu kimia pangan dan cara penerapanya

3.      Untuk mengetahui prinsip-prinsip dasar ilmu kimia pangan dan komponen penyusun kimia pangan

1.4.Manfaat

Manfaat yang didapat dari makalah ini adalah kita dapat memahami dan mempelajari ilmu kimia pangan secara lebih mendalam lagi dan dapat menerapkan ilmu kimia pangan ini baik dalam pembelajaran  ataupun  dalam kehidupan sehari – hari. 

Bab II

Tinjauan Pustaka

2.1. Pengertian ilmu kimia pangan

  Kimia pangan adalah studi mengenai proses kimia dan interaksinya dengan komponen biologis dan non-biologis bahan pangan.Mirip dengan biokimia dengan komponen utamanya yaitu karbohidrat, lemak, dan protein namun juga mempelajari komponen lain seperti air, vitamin, mineral, enzim, zat aditif, perasa, dan pewarna makanan. Ilmu ini juga meliputi bagaimana suatu produk pangan mengalami perubahan akibat berbagai metode pemrosesan makanan dan cara untuk meningkatkan maupun mencegah terjadinya perubahan itu.

2.2. Paradigma baru pada kimia pangan

Saat ini teknologi pangan telah berkembang begitu pesat dalam mengaplikasikan ilmu kimia khususnya ilmu kimia pangan dengan Imu-ilmu pendukung lainnya dalam mempertahankan karakteristik pangan agar dapat disimpan selama mungkin. Demikian juga teknologi pangan telah berkembang untuk membuat berbagai jenis pangan yang baru yang berbeda dari pangan alami.

Dalam hal yang terakhir ini, telah terjadi perkembangan jenis senyawa kimia yang dapat diaplikasikan ke dalam bahan pangan. Contohnya, bahan tambahan pangan adalah senyawa kimia yang terus digali, dikaji dan dikembangkan sesuai dengan karakteristik peruntukkannya. Perkembangannya dilakukan melalui cara-cara kimia murni seperti sintesa kimia atau melalui pendekatan bioteknologi. Pendekatan yang terakhir ini telah mendobrak cara lama sintesa kimia menjadi suatu teknologi yang sangat efektif dan efisien dalam menghasilkan senyawa kimia yang dibutuhkan. Berbagai jenis bahan tambahan pangan telah diproduksi melalui pendekatan bioteknologi, seperti pewarna, perisa, pengental, pembentuk gel,dan sbg.

2.3. Komponen kimia pangan dan penggolonganya

a. Air

Komponen utama dari bahan pangan adalah air. 50% massa produk daging adalah air, dan 95% dari massa sayuran segar (misalnya selada, kol, tomat) adalah air. Air juga tempat utama perkembangan bakteri pada bahan pangan dan penyebab utama berbagai kerusakan bahan pangan. Aktivitas air (water activity) adalah salah satu cara dalam menentukan usia simpan suatu produk pangan. Salah satu kunci pengawetan bahan pangan adalah dengan mengurangi kadar air atau mengubah karakteristik dari air tersebut, misalnya dengan dehidrasi, pembekuan, dan pendinginan.

b. Karbohidrat

Terdiri dari 80% total konsumsi manusia, karbohidrat yang paling umum dikenal manusia adalah pati.Jenis karbohidrat yang paling sederhana adalah dari jenis monosakarida,yaitu glukosa, fruktosa, galaktosa, manosa,sorbosa,dansebagainya. Rangkaian monosakarida akan membentuk sakarida lain yang lebih besar,yaitu polisakarida (rantai panjang), oligosakarida (rantai pendek), dan disakarida (dua molekul monosakarida).

c. Lipid

Lipid jika didefinisikan cakupannya cukup luas, yaitu segala komponen biologis nonpolar yang tidak larut, dan itu termasuk lilin , asam  lemak,  fosfolipid, terpentin , dan sebagainya.

d. Lemak

Lemak merupakan ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Lemak umumnya dibedakan menjadi lemak hewani dan lemak nabati. Lemak hewani mengandung asam lemak jenuh lebih banyak, dan pada temperatur kamar berbentuk padat. Lemak nabati memiliki asam lemak tak jenuh lebih banyak, dan dalam temperatur kamar berbentuk cair.

 e. Protein

Protein merupakan makromolekul yang sangat kompleks dan menyusun sekitar 50% dari berat kering sel hidup. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi sel. Protein tersusun atas karbon, nitrogen, hidrogen,oksigen, dan beberapa jenis memiliki sulfur dan mineral seperti besi, tembaga, fosfor, dan seng.

f.Vitamin

 Dalam keberadaannya di sumber bahan pangan maupun setelah masuk ke dalam tubuh dan masuk ke dalam metabolisme tubuh, vitamin-vitamin tersebut membutuhkan air. Vitamin yang larut dalam air, jika kelebihan akan dibuang melalui urin. Vitamin A, D, E, dan K larut di dalam lemak, dan tidak akan dikeluarkan dari dalam tubuh jika kelebihan, melainkan akan disimpan.

g. Mineral

Mineral dalam bahan pangan amat bervariasi dan dibutuhkan oleh tubuh karena memberikan manfaat tertentu. Namun tidak semua mineral di alam dibutuhkan oleh tubuh, sebagian justru berbahaya walau dalam jumlah yang sedikit (misalnya arsen).

h.Serat

Serat yaitu bagian dari tanaman, umumnya merupakan rantai glukosa seperti selulosa, yang tidak dicerna oleh tubuh. Serat bermanfaat dalam proses pencernaan, membantu pergerakan bahan makanan dan tinja di dalam usus sehingga tidak terlalu lama berada di dalam tubuh.

g.  Bahan tambahan pangan ( Food additive )

Bahan tambahan makanan yaitu bahan campuran yang secara alamiah tidak terdapat dalam makanan, tetapi ditambahkan secara sengaja dalam proses pembuatan maupun pengemasannya. Tujuannya yaitu: Meningkatkan kualitas warna, rasa, dan stabilitas makanan, Meningkatkan kualitas tekstur , Menahan kelembaban , Sebagai pengental, pengikat, pencegah kelengketan, dan sejenisnya, Memperkaya kandungan vitamin dan mineral . Bahan tambahan pangan meliputi , zat pewarna ,penyedap rasa dan aroma ,antioksidan,

2.3. Prinsip dasar dalam analisis kimia pangan

Prinsip dasar dalam analisis kimia pangan adalah  Dalam melakukan analisis kimia, perlu dilakukan tahapan analisis untuk memperoleh hasil analisis kimia yang tepat dan teliti.

1. Perencanaan analisis.
   Sebelum melakukan analisis kuantitatif, maka perlu memperhati-kan dua hal berikut ini ;

- Informasi analisis apa yang diperlukan :

Dalam hal ini perlu diperhatikan tingkat ketepatan dan ketelitian hasil analisis yang diperlukan dan tipe sampel yang akan dianalisis.

- Metode analisis yang harus digunakan :

Untuk mendapatkan hasil analisis dengan tingkat ketepatan dan ketelitian tertentu memerlukan metode analisis tertentu. Selain itu untuk memilih metode analisis, diperlukan bahan kimia dan peralatan tertentu.

2. Pengambilan sampel (sampling).

Masalah utama dalam sampling adalah pengambilan sampel secara representatif. Hal ini sering tidak tercapai karena keadaan sampel secara keseluruhan tidak homogen.

3. Persiapan sampel untuk analisis. Tahap ini meliputi pengeringan sampel, pengukuran sampel dan pelarutan sampel.

2.4. Pengertian kimia air dalam bahan pangan

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.

Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fase berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.

Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H⁺) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH^-).

2.5. Air dalam bahan pangan

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, Air bebas dapat dengan mudah hilang apabila terjadi penguapan dan pengeringan,

Air terikat menunjukan air yang terikat erat dengan komponen bahan pangan lainnya. sedangkan air terikat sulit dibebaskan dengan cara tersebut. Sebenarnya air dapat terikat secara fisik, yaitu ikatan menurut sistem kapiler dan air terikat secara kimia, antara lain air kristal dan air yang terikat dalam sistem disperse.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, merupakan subtansi nonaqueousdan mempunyai sifat yang berbeda dengan air kamba. 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 hydrogen.

2.6. Kadar air dan aktivitas air

a. Kadar air

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 di sekitarnya. Kadar air bahan 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 relatif 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 ini 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 mebgikat air sehingga air bebas relatif menjadi lebih kecil dan akibatnya bahan jenis ini mempunyai Aw yang rendah.

b. Aktivitas Air

Tingkat mobilitas dan peranan air dalam bahan pangan bagi proses kehidupan biasanya dinyatakan dengan aktivitas air atau water activity (A_w) yaitu jumlah air bebas yang dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhannya.

Aktivitas air didefinisikan sebagai perbandingan antara tekanan uap air dari larutan dengan tekanan uap air murni pada suhu yang

Dimana :

P          : tekanan uap air dari larutan pada suhun T

P_o         : tekanan uap air murni pada suhu T

Aktivitas air dapat juga dinyatakan sebagai jumlah molekul dalam larutan, menurut hukum Raoult, a_w berbanding lurus dengan jumlah molekul di dalam pelarut (solvent) dan berbanding terbalik dengan jumlah molekul di dalam larutan (solusi)

Dimana:

n₁         = jumlah molekul zat yang dilarutkan

n₂         = jumlah molekul air

Parameter ini juga dapat didefinisikan sebagai kelembaban relatif berimbang (equilibrium relative humidity = ERH) dibagi 100.

2.7.Prinsip dan metode analisis kadar air

Metode penentuan kadar air bahan dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu metode thermogravimetri, distilasi, khemis, dan fisis. Prinsip analisa penetapan kadar air secara thermogravimetri adalah pemanasan bahan pada titik didh air sehingga air akan menguap, lalu ditimbang berat sebelum dan sesudah pemanasan. Selisih berat bahan sebelum dan sesudah dipanaskan adalah kadar air bahan. Sedangkan prinsip analisa penetapan kadar air dengan metode thermovolumetri adalah menguapkan air dengan cairan kimia yang mempunyai titik didih lebih tinggi daripada air dan tidak dapat bercampur dengan air serta mempunyai berat jenis lebih rendah daripada air sehingga air akan terpisah dan dapat diukur kadarnya.

2.8. Sumber-sumber kesalaan dalam analisis kadar air

Analisis kadar air menggunakan pengering oven merupakann cara analisis yang paling banyak digunakan karena relatif sederhana. namun demikian, sering ada kesalahan yang diabaikan penelitian yaitu:

1. Jika suhu oven yang digunakan lebih kecil dari yang seharusnya (105 C) dapat mengakibatkan tidak semua air dalam contoh teruapkan sehingga dapat menyebabkan kadar air yang diperoleh lebih kecil dari yang seharusnya.
2. Jika suhu oven lebih besar dari yang seharusnya dapat menyebakan kadar air lebih tinggi karena tidak hanya air yang teruapkan akan tetapi minyak atsiri yang mudah menguappun ikut teruapkan
3. Neraca analtik tidak terkalibrasi juga suhu oven

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.      Kimia pangan adalah studi mengenai proses kimia dan interaksinya dengan komponen biologis dan non-biologis bahan pangan. Substansi biologis misalnya produk daging, sayuran, produk susu, dan sebagainya.

2.      Tujuan dari kimia pangan adalah untuk mengatasi berbagai masalah pangan yang disebabkan oleh  berbagai reaksi kimia dan mengetahui  cara pemanfaatan teknologi pangan di kehidupan sehari –hari.

3.      Komponen- komponen penyusun kimia pangan adalah air, karbohidrat, protein, lipid, lemak, mineral, vitamin, serat, dan bahan tambahan pangan.

Air adalah Komponen utama dari bahan pangan . karena 50% massa produk daging adalah air, dan 95% dari massa sayuran segar (misalnya selada   kol, tomat) adalah air.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. KESIMPULAN

1.      Kimia pangan adalah studi mengenai proses kimia dan interaksinya dengan komponen biologis dan non-biologis bahan pangan. Substansi biologis misalnya produk daging, sayuran, produk susu, dan sebagainya.

2.      Paradigma baru pada kimia pangan saat ini adalah mengembangkan teknologi pangan dengan cara  mengaplikasikan ilmu kimia khususnya ilmu kimia pangan dengan Imu-ilmu pendukung lainnya

3.      Komponen- komponen penyusun kimia pangan adalah air, karbohidrat, protein, lipid, lemak, mineral, vitamin, serat, dan bahan tambahan pangan. Komponen yang utama dari kimia pangan adalah air, karena air banyak terkandung di dalam bahan pangan seperti daging dan sayuran.

4.      Air dalam bahan pangan terbagi menjadi air bebas dan air terikat.Analisis kadar air dapat dilakukan dengan metode thermogravimetri, distilasi, khemis, dan fisis.

4.2 . Saran

1. Kita harus mempelajari serta memahami ilmu kimia pangan agar dapat menerapkanya dalam   kehidupan sehari- hari.

2. Setelah mempelajari ilmu kimia pangan kita diharapkan dapat mengembangkan teknologi pangan dengan cara mengaplikasikan ilmu kimia khususnya ilmu kimia pangan

 

Daftar Pustaka

Winarno, F.G, 2008. Kimia Pangan dan Gizi, Bogor: M-Brio press.

H.-D. Belitz, Werner Grosch, Peter Schieberle. Food Chemistry. Springer, 2009
John M. DeMan. Principles of Food Chemistry. Springer, 1999

Winarno, F.G, 2007. Teknobiologi Pangan. Bogor, M-Brio press.

Disusun oleh : 

• Caesareva Diana Putri
• Dwi Frah Mitha
• Essence Indrayani
• R.A Fika Lutfiyanika

POLTEKKES KEMENKES BENGKULU JURUSAN GIZI/2011