Tekanan Osmotik Pada Makanan

Tekanan Osmotik Pada Makanan

Tekanan osmotik adalah gaya yang diperlukan untuk mengimbangi desakan zat pelarut yang melalui selaput semipermiabel ke dalam larutan. Membran semipermeabel adalah suatu selaput yang dapat dilalui molekul - molekul pelarut dan tidak dapat dilalui oleh zat terlarut. Menurut Van't Hoff, tekanan osmotik larutan dirumuskan

π = MxRxT

Keterangan :

π = tekanan osmotik

M = molaritas larutan

R = tetapan gas ( 0,082 )

T = suhu mutlak

Larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih rendah dari yang lain disebut larutan Hipotonis.Larutan yang mempunyai tekanan osmotik lebih tinggi dari yang lain disebut larutan Hipertonis.Larutan yang mempunyai tekanan osmotik sama disebut Isotonis.

MANFAAT TEKANAN OSMOTIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

BIDANG INDUSTRI MAKANAN

Industri makanan ringan baik skala rumah tangga maupun pabrik sering memanfaatkan konsep tekanan osmotik pada pengawetan selai dan jeli.Gula dalam jumlah yang banyak ternyata penting dalam proses pengawetan karena gula membantu membunuh bakteri yang bisa mengakibatkan botulisme.  Bila sel bakteri berada dalam larutan gula hipertonik (konsentrasi tinggi), air intrasel cenderung untuk bergerak keluar dari sel bakteri ke larutan yang lebih pekat.  Proses ini yang disebut krenasi (crenation), menyebabkan sel mengerut dan akhirnya tidak berfungsi lagi. Keasaman alami buah-buahan juga menghambat pertumbuhan bakteri.

Dalam industri makanan tentunya dikenal berbagai cara atau teknik pengawetan makanan, salah satunya teknik pengawetan jeli dan selai yang menggunakan gula sebagai bahan pengawetnya. Proses pengawetan jeli dan selai yang memakai gula ternyata menggunakan konsep tekanan osmotik didalamnya.

Osmosis adalah proses perpindahan pelarut dari larutan yang memiliki konsentrasi rendah atau pelarut murni melalui membran semipermeabel menuju larutan yang memiliki konsentrasi lebih tinggi hingga tercapai kesetimbangan laju pelarut. Pada proses osmosis, molekul-molekul pelarut bermigrasi dari larutan encer ke larutan yang lebih pekat hingga dicapai keadaan kesetimbangan laju perpindahan pelarut di antara kedua medium itu.

Tekanan yang diterapkan untuk menghentikan proses osmosis dari larutan encer atau pelarut murni ke dalam larutan yang lebih pekat dinamakan tekanan osmotik larutan, tekanan osmotik larutan berbanding lurus dengan konsentrasi molar zat.

Jika dua jenis larutan yang konsentrasinya berbeda dimasukkan ke dalam wadah kemudian kedua larutan itu dipisahkan dengan selaput semipermeabel.

a)Larutan dan pelarut dipisahkan oleh membrane semipermeabel. Molekul pelarut lebih banyak bergerak menuju larutan.

b)Akibatnya, volume larutan meningkat dan perbedaan tinggi cairan yang terbentuk pada kesetimbangan membuat tekanan yang disebut tekanan osmosis

Gula merupakan bumbu dapur yang bisa berperan sebagai bahan pengawet makanan alami. Jika garam digunakan untuk mengawetkan daging dan ikan, maka gula digunakan untuk mengawetkan buah-buahan. Contohnya selai dan jeli.

Dalam Industri makanan ringan baik skala rumah tangga maupun pabrik, ternyata sering memanfaatkan konsep tekanan osmosis pada pengawetan selai dan jeli yang mengandung sari buah didalamnya.  Mengingat salah satu fungsi gula yaitu sebagai bahan pengawet buah-buahan, gula dalam jumlah yang banyak ternyata penting dalam proses pengawetan karena gula membantu membunuh bakteri yang bisa mengakibatkan botulisme (keracunan makanan).

 Bila sel bakteri berada dalam larutan gula hipertonik (konsentrasi tinggi), air intrasel cenderung untuk bergerak keluar dari sel bakteri ke larutan yang lebih pekat.  Proses ini yang disebut krenasi (crenation), menyebabkan sel mengerut dan akhirnya tidak berfungsi lagi. Keasaman alami buah-buahan juga menghambat pertumbuhan bakteri.

Suatu larutan dikatakan hipertonik jika memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi dibandingkan larutan pembandingnya. Dalam hal ini, larutan pembanding akan bersifat hipotonik karena memiliki konsentrasi zat terlarut lebih kecil.

Sel bakteri yang berada dalam larutan gula hipertonik, akan terus-menerus mngeluarkan air intrasel keluar dari sel menuju ke larutan gula hipertonik tersebut. Sel bakteri pun akan mengerut, mengalami dehidrasi, dan bahkan dapat mati, ini yang disebut dengan krenasi (crenation),

maka dari itu proses pengawetan makanan dapat terjadi karena dengan adanya tekanan osmotik dapat membuat makanan awet terhindar dari bakteri pengrusak zat-zat yang ada didalam makanan. Keasaman alami buah-buahan juga menghambat pertumbuhan bakteri.

Mengapa bahan makanan lebih awet jika direndam dengan larutan garam dan gula?

Bahan makanan lebih awet jika direndam dengan larutan gula/garam

Osmosis yang terjadi juga bisa kita amati pada peristiwa lainnya. Pada pengawetan bahan makanan dengan larutan gula/garam yang dilakukan di rumah merupakan contoh lain dari penerapan tekanan osmotik.

a. Larutan gula

Penambahan gula adalah suatu proses pengolahan yang dilakukan dengan cara pemberian gula dengan tujuan untuk mengawetan karena air yang ada akan mengental pada akhirnya akan menurunkan kadar air dari bahan pangan tersebut. Konsentrasi gula yang ditambahkan minimal 40% padatan terlarut sedangkan di bawah itu tidak cukup untuk mencegah kerusakan karena bakteri, apabila produk tersebut disimpan dalam suhu kamar atau normal (tidak dalam suhu rendah). Contoh makanan dengan pengawetan pemanisan adalah manisan buah. Perendamanan manisan tersebut akan membuat kadar gula dalam buah meningkat dan kadar airnya berkurang. Hal tersebut membuat larutan gula menjadi larutan hipertonik karena konsentrasi gula lebih tinggi dari konsentrasi pelarutnya. Apabila terdapat bakteri di larutan hipertonik, maka air akan keluar dari sel bakteri menuju larutan yang lebih pekat yaitu larutan gula.  Karena cairan dalam tubuh bakteri yang berkonsentrasi rendah dan pelarutnya (air) keluar dari tubuh bakteri sehingga sel bakteri mengkerut dan kehilangan fungsinya. Proses ini disebut krenasi. Akibat dari proses krenasi, bakteri akan menjadi rusak dan hancur, sehingga bahan makanan yang dicampurkan dengan larutan gula dapat terhindar dari bakteri yang merusak isi kandungan bahan makanan tersebut, sehingga makanan itu tidak cepat membusuk/basi.

b. Larutan garam

Garam dapur (NaCl) sejak lama sudah digunakan sebagai bahan penambah rasa dan bahan pengawet. Sehingga garam banyak digunakan dalam industri pangan termasuk juga dalam pengawetan ikan. Garam dengan konsentrasi rendah berfungsi sebagai pembentuk cita rasa, sedangkan dalam konsentrasi cukup tinggi mampu berperan sebagai pengawet. Garam akan terionisasi dan menarik sejumlah molekul air, peristiwa ini disebut hidrasi ion. Jika konsentrasi garam makin besar, maka makin banyak ion hidrat dan molekul air terjerat. Aktivitas garam dalam menarik air ini erat kaitannya dengan peristiwa plasmolisis, dimana air akan bergerak dari konsentrasi garam rendah ke konsentrasi garam tinggi karena adanya perbedaan tekanan osmosis.

Efek pengawetan garam (NaCl) karena kekuatan ion Cl sebagai pengawet, reaksi oksidasi reduksi dan reaksi enzymatis. Kelarutan NaCl dalam air menyebabkan kelarutan O2 dalam air menurun, menyebabkan denaturasi protein sehingga aktifitas enzym berkurang. Garam berperan sebagai penghambat selektif pada mikroorganisme pencemar tertentu.

Efek dari garam sebagai pengawet adalah sifat osmotiknya yang tinggi sehingga memecahkan membaran sel mikroba, sifat hidroskopisnya menghambat aktifitas enzym proteolitik dan adanya ion Cl yang terdisosiasi. Bila mikroorganisme ditempatkan dalam larutan garam pekat (30-40%), maka air dalam sel akan keluar secara osmosis dan sel mengalami plasmolisis serta akan terhambat dalam perkembangbiakannya. Sehingga dengan peristiwa tersebut larutan garam dapat menghambat pembusuk makanan.