Air minum penambah oksigen termasuk ke dalam jenis air minum dalam kemasan (AMDK) yang di dalamnya ditambahkan oksigen terlarut sehingga mengandung jumlah oksigen yang jumlahnya lebih banyak dibandingkan dengan air minum biasa. Belum ada ketetapan baku mengenai jumlah minimum oksigen terlarut dalam air minum penambah oksigen karena memang belum ada SNI di Indonesia yang mengatur tentang hal tersebut. Namun dapat ditarik garis besar secara umum, produsen dapat mengklaim air
minum penambah oksigen jika produknya mengandung sedikitnya 7-8 kali jumlah oksigen terlarut air minum biasa. Jumlah oksigen terlarut yang dikandung oleh air minum biasa umumnya adalah sebesar 7-12 ppm. Oleh karena itu, konsentrasi minimum oksigen terlarut di dalam produk air minum penambah oksigen ditetapkan paling sedikit sebesar 80 ppm.
Kelarutan oksigen dalam air sangat rendah, karena oksigen bersifat nonpolar sedangkan air bersifat polar. Nilai koefisisen solubilitas oksigen di dalam air juga sangat kecil, yaitu sebesar 0.024 (Guyton dan Hall, 2006). Hal tersebut yang menyebabkan air bukan merupakan pelarut yang baik bagi oksigen. Air segar yang berasal dari mata air pegunungan hanya mengandung 10-12 ppm oksigen dan akan semakin menurun menjadi 5-7 ppm pada air yang telah diolah untuk diminum (Speit et al., 2002). Pada temperatur ruang (28-32oC) air biasa hanya dapat melarutkan oksigen dari udara sebanyak 10 mg/l atau 10 ppm. Bahkan pada suhu 100 oC, tidak ada lagi oksigen yang terlarut dalam air. Kelarutan oksigen di dalam air meningkat dapat mencapai 15 ppm pada temperatur rendah. Air minum dalam kulkas yang didinginkan pada suhu mencapai 4oC bisa mengandung oksigen sebanyak 15 ppm yang oksigennya berasal dari udara (Zakaria, 2005). Kalau kita perhatikan pada saat minum air es akan terasa lebih segar dibandingkan minum air hangat karena air es mempunyai kandungan oksigen lebih tinggi. Hubungan kelarutan oksigen di dalam air terhadap temperatur dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Hubungan kelarutan oksigen dalam air terhadap suhu Suhu (oC) Kelarutan Oksigen dalam Air (ppm)
0 5 10 15 20 25 30 14.2 12.4 10.9 9.8 8.8 8.1 7.5 Sumber : (Eagleson, 2008)
Kelarutan oksigen dalam air terjadi akibat molekul-molekul oksigen yang terjebak di dalam struktur-struktur cincin molekul air. Akibat orientasi molekul air berfluktuasi sangat cepat sehingga struktur air cenderung tidak teratur. Oleh karena itu oksigen terlarut mudah lepas, terlebih lagi jika suhu naik. Pada suhu di atas 4oC, polimer air didominasi oleh bentuk monohidrol yang merupakan bentuk molekul air yang hanya terdiri dari satu molekul tunggal. Sedangkan pada suhu di bawah 4oC, polimer air akan berbentuk trihidrol ataupun tetrahidrol yang merupakan gabungan dari 3-4 molekul air dengan ciri spesifik ruang kosong di antara molekul-molekul air. Ruang kosong antara molekul-molekul air tersebut akan memungkinkan sebagai tempat terikatnya oksigen di antara molekul air tersebut. Ikatan antara oksigen dan air ini dapat terjaga dengan pemberian tekanan tertentu (Purnama, 2004).
Menurut Mortimer (1975), molekul gas akan mengubah energi panas yang diterimanya menjadi energi kinetik. Semakin tinggi energi panas yang diterima maka akan semakin tinggi pula energi kinetik yang timbul. Molekul oksigen memiliki energi kinetik yang tinggi sehingga cenderung tidak larut dalam air. Perlakuan suhu rendah akan menurunkan energi kinetik molekul oksigen sehingga oksigen menjadi bersifat lebih mudah larut dan terikat dengan air. Teknologi injeksi oksigen yang ada dengan menggunakan tekanan tinggi pada suhu rendah memungkinkan semakin meningkatnya kelarutan oksigen dalam air. Kondisi di atas didukung dengan prinsip Le Chatelier yang menyebutkan pemberian tekanan pada suatu sistem dalam kesetimbangan akan mengakibatkan sistem berubah ke arah kesetimbangan baru untuk mengatasi tekanan tersebut. Dengan demikian tekanan tinggi yang diberikan pada saat injeksi oksigen akan memaksa oksigen larut dalam air sehingga tercapai kesetimbangan baru dalam sistem air minum tersebut.
Pada prinsipnya proses produksi air minum penambah oksigen serupa dengan proses pembuatan air minum dalam kemasan (AMDK) secara umum, namun ada perbedaan mendasar, yaitu adanya penambahan oksigen terlarut yang diinjeksi ke dalam botol air minum tersebut. Pada tahap awal pembuatan dilakukan proses pemurnian air terlebih dahulu. Proses ini menggunakan
sistem UFO (Ultraviolet, Filterisasi dan Ozonisasi) yang dikombinasikan dengan sistem RO (Reverse Osmosis) atau lebih sering disebut sebagai sistem UFO-RO.
Tahap pemurnian air diawali dengan cara mengalirkan air dari sumber mata air pegunungan ke tempat penampungan air berbentuk seperti kolam. Di tempat ini dilakukan proses pra-filterisasi dengan menggunakan silika. Tahap pra-filterisasi tidak dapat mereduksi logam berat, senyawa nitrit, bakteri, klorin, maupun endapan, tetapi hanya dapat menghilangkan pasir. Setelah itu ditambahkan karbon aktif ke dalam kolam penampungan untuk menghilangkan bau, rasa, dan senyawa kimia lain yang berbahaya. Air dilewatkan ke dalam filter mangan (manganese filter) untuk menghilangkan senyawa organik. Selanjutnya dilakukan proses filterisasi I dengan menggunakan penyaring (filter) yang diameter pori-porinya berukuran 5 µm. Filterisasi I dilakukan untuk memisahkan molekul-molekul berukuran besar sehingga tidak dapat melewati filter tersebut.
Proses pemurnian berlanjut dengan tahap reverse osmosis yang lebih dikenal ultrafiltrasi (filtrasi tingkat tinggi) merupakan jenis proses filtrasi yang paling baik. Pada proses ini dilakukan penghilangan partikel- partikel kecil seperti bakteri, garam mineral, lemak, laktosa, dan protein. Reverse osmosis menggunakan membran semipermeable dengan diameter pori-pori berukuran 0.001-0.0001 mikron (1-10 ǖ) ditambah dengan penggunaan tekanan tinggi 30-60 bar sehingga dapat melewatkan pelarut dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah (Purnama, 2004). Prinsip kerja reverse osmosis adalah memisahkan zat-zat terlarut yang memiliki berat molekul rendah, seperti garam mineral dari larutan dengan menggunakan tekanan tinggi untuk mengatasi tekanan osmotik larutan.
Tahap lanjutan dilakukan dengan menampung air di dalam tangki untuk menyeimbangkan tingkat keasaman atau pH menjadi 7.2-7.5. Air mengalami proses filtrasi II untuk mencegah cemaran yang timbul akibat proses penyeimbangan pH yang dilakukan sebelumnya. Kemudian dilakukan tahap reverse osmosis lanjutan dengan melewatkan air pada membran filter menggunakan tekanan tinggi sehingga tercapai efisiensi pemisahan
maksimum air dari zat-zat organik lainnya sebesar 100%. Setelah itu air dimasukkan kembali ke dalam tangki penampungan untuk diproses ozonisasi menggunakan sinar ultraviolet yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme yang masih lolos setelah proses reverse osmosis.
Setelah melalui tahap pemurnian maka air siap untuk diisi dengan oksigen. Air kemudian dimasukkan ke dalam kemasan khusus yang kedap, seperti botol PET (Polyethylene Terephtalate) yang tebal dengan penutup berlapis ganda pada bagian dalam. Sebelum diisi air, botol telah terlebih dahulu disterilisasi menggunakan sinar UV. Kemudian diinjeksikan oksigen sebanyak 80 mg/l bahkan lebih menggunakan tekanan tinggi lebih dari 1 bar (760 mmHg) pada suhu rendah. Proses injeksi dilakukan pada kondisi kedap udara, suhu rendah dan menggunakan tekanan tinggi. Botol air minum penambah oksigen langsung di-sealing di dalam kondisi kedap udara untuk mencegah terlepasnya molekul oksigen ke udara bebas (Zakaria, 2005). Kadar oksigen terlarut air minum penambah oksigen dapat mencapai 80 ppm karena menggunakan teknologi pengemasan penjaga oksigen (oxygen keeper technology) yang memaksa oksigen untuk tetap larut sehingga menjamin pengikatan oksigen oleh molekul air secara sempurna. Skema proses produksi air minum penambah oksigen secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 6.
Begitu banyak klaim produk air minum penambah oksigen yang menyatakan bahwa produk yang diproduksi dapat meningkatan kesehatan secara menyeluruh, meningkatkan fungsi otak, meningkatkan energi dan performance, meningkatkan metabolisme dan pembuangan kotoran, meningkatkan kemampuan tubuh untuk melawan bakteri dan virus, membuat penyerapan vitamin, mineral dan nutrisi lainnya menjadi lebih baik, serta membuat kulit agar tampak lebih sehat dan muda. Berbagai klaim tersebut sebenarnya mengacu kepada kegunaan oksigen bagi tubuh manusia yang tercantum di berbagai literatur ilmiah yang telah ada. Akan tetapi mengenai kebenarannya masih banyak yang meragukan karena jangankan untuk diambil manfaatnya, pembuktian bahwa oksigen yang berasal dari air minum penambah oksigen dapat diserap tubuh masih banyak disangsikan banyak orang.
Kekurangan oksigen dapat menimbulkan gejala hipoksia yang mempengaruhi proses metabolisme dalam tubuh menjadi terganggu. Hipoksia adalah kondisi sindrom kekurangan suplai oksigen pada jaringan tubuh. Hipoksia umumnya disebabkan oleh perbedaan ketinggian, namun belakangan ini ditemukan gejala hipoksia yang muncul akibat faktor eksternal, seperti penurunan kadar oksigen pada kondisi atmosfer normal (Roach et al., 2001). Kekurangan oksigen atau gejala hipoksia juga dapat terjadi pada manusia yang melakukan aktivitas berat atau maksimum, seperti olahragawan pada waktu tertentu. Pada kondisi ini, tekanan parsial oksigen dalam darah akan menurun dan sebaliknya tekanan parsial CO2 akan meningkat. Keadaan tersebut akan berdampak pada kurangnya suplai gas oksigen ke dalam sel untuk menghasilkan energi sehingga menghambat proses metabolisme sel. Gangguan tersebut akan berkolerasi dengan timbulnya berbagai gejala penyakit di dalam tubuh, seperti pusing, sesak nafas, cepat lelah, sakit otot dan sendi, mual, kekurangan energi, penurunan daya ingat, penurunan sistem imun, bahkan timbul berbagai penyakit degeneratif, termasuk kanker. Menurut Fife (2001), penyakit kanker timbul karena adanya perubahan respirasi normal secara aerobik menjadi respirasi sel anaerobik. Pada kondisi kekurangan oksigen di dalam tubuh dapat menstimulasi mikroba patogen dan sel kanker berproliferasi (memperbanyak diri).
Kualitas hidup semakin memburuk ditandai oleh terjadinya polusi dan perubahan cuaca yang menyebabkan kandungan oksigen menurun 0.02% per tahunnya. Keadaan seperti ini memiliki efek yang sangat besar terhadap kehidupan manusia, di mana cara bernapas manusia akan menjadi pendek dan terengah-engah. Di samping itu juga pola kehidupan yang membuat manusia sering mengalami stres akan membuat tubuh membutuhkan ekstra oksigen bagi kegiatan sel secara normal.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Wong dan Huang (2004), kebiasaan tidur dengan menggunakan pendingin ruangan (AC) di dalam kamar tidur tertutup dan tidak berventilasi dapat meningkatkan kadar CO2 di dalam ruangan dibandingkan dengan kamar tidur yang berventilasi tanpa
menggunakan AC. Kadar CO2 pada kamar ber-AC meningkat sampai melebihi 1000 ppm, jauh lebih banyak daripada kamar berventilasi yang berkisar 600 ppm. Kondisi ini dapat dianalogikan dengan kebiasaan hidup manusia sekarang ini yang lebih banyak melakukan aktivitas di dalam ruangan ber-AC tanpa ventilasi memadai ataupun berada di dalam mobil dengan menggunakan AC dan kaca tertutup secara rutin setiap hari. Hasil penelitian tersebut menunjukkan terjadi efek negatif yang dikenal dengan gejala SBS (Sick Building Syndrome) yang mirip dengan gejala hipoksia secara umum seperti gejala influenza yang meliputi pilek, hidung tersumbat, tenggorokan kering, sesak napas, iritasi mata dan kulit, pusing, serta pegal- pegal.
Air minum penambah oksigen merupakan salah satu cara alternatif yang ditemukan oleh para ilmuwan bersama kalangan industri untuk mengatasi masalah kecenderungan kekurangan oksigen yang terjadi belakangan ini. Pencemaran udara, pola hidup yang tidak sehat, seperti kurang berolahraga, mengkonsumsi makanan berkolesterol dan tidak sehat, bahkan kebiasaan beraktivitas di ruangan tertutup dapat menyebabkan tubuh kekurangan oksigen. Padahal oksigen merupakan komponen vital bagi keberlangsungan metabolisme tubuh agar dapat berjalan secara normal.
D. Radikal Bebas dan Kerusakan Sel
