“Allahumma tawwi umurana fi ta’atika wa ta’ati rasulika waj’alna min ibadikas salihina”

Posts tagged “THERMOVOLUMETRI

KADAR AIR DALAM PANGAN DAN ANALISA PENGUJIANNYA

KADAR AIR DALAM PANGAN DAN ANALISA PENGUJIANNYA

Air merupakan salah satu unsur penting dalam bahan pangan, meskipun bukan sumber nutrient namun keberadaannya sangat esensial dalam kelangsungan proses biokimiawi organisme hidup. Air dalam bahan pangan terdapat dalam berbagai bentuk, yaitu :

  1. Air bebas, terdapat dalam ruang-ruang antar sel dan inter-granular serta pori-pori yang terdapat pada bahan
  2. Air terikat secara lemah karena teradsorpsi pada permukaan koloid makromolekuler seperti protein, pectin pati,dan selulosa. Selain itu air juga terdispersi diantara koloid tersebut dan merupakan pelarut zat yang ada dalam sel. Air dalam bentuk ini masih memiliki sifat air bebas dan dapat dikristalkan dalam proses pembekuan. Ikatan antara air dengan koloid tersebut merupakan ikatan hidrogen
  3. Air dalam keadaan terikat kuat yaitu air yang membentuk hidrat. Ikatannya bersifat ionic sehingga relative sukar dihilangkan atau diuapkan. Air jenis ini tidak membeku meskipun didinginkan pada suhu 0o

Air bebas dapat membantu terjadinya proses kerusakan bahan pangan, seperti proses mikrobiologis, kimiawi, enzimatik, bahkan oleh aktivitas serangga perusak. Sedangkan air dalam bentuk lain tidak membantu terjadinya proses kerusakan pada bahan pangan. Sehingga kadar air bukan parameter absolut untu dipakai meramalkan kecepatan terjadinya kerusakan bahan makanan. Dalam hal ini, digunakan pengertian aktivitas air (Aw) untuk menentukan kemampuan air dalam proses-proses kerusakan bahan makanan.

Hubungan kadar air dan air bebas atau Aw ditunjukan dengan kecenderungan bahwa semakin tinggi kadar air semakin tinggi pula nilai Aw. Akan tetapi, hubungan tersebut tidak linier melainkan berbentuk kurva sigmoid. Kadar air dinyatakan dalam prosen (%) dalam skala 0-100, sedangkan nilai Aw dinyatakan dalam angka decimal pada kisaran skala 0-1,0. Kurva hubungan antara kadar air dan Aw bahan disebut juga sebagai kurva Isoterm Sorbsi Lembab (ISL). Contoh kadar air beberapa jenis bahan pangan dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel Kadar Air Beberapa Jenis Bahan Pangan

No. Jenis Bahan Pangan Kadar air (% wb)
1. Daging sapi 66
2. Daging ayam 56
3. Daging kambing 70
4. Dendeng sapi 25
5. Telur ayam 74
6. Telur itik 71
7. Susu (sapi) 88
8. Keju 34
9. Susu bubuk 3-4

wb = wet basis (berdasarkan bobot basah)

Kadar air dalam bahan pangan dapat ditentukan dengan beberapa cara :

Penentuan Kadar Air dengan Pengeringan (Thermogravimetri)

Prinsip penentuan kadar air dengan pengeringan adalah penguapan air yang ada dalam bahan dengan jalan pemanasan. Kemudian dilakukan penimbangan terhadap bahan hingga berat konstan yang mengindikasikan bahwa semua air yang terkandung dalam bahan sudah teruapkan semua. Penentuan kadar air dengan cara ini relative mudah, dan ekonomis. Namun terdapat beberapa kelemahan, yaitu :

  1. Bahan lain selain air dapat ikut menguap dan ikut hilang bersama dengan uap air , seperti alcohol, asam asetat dan minyak atsiri
  2. Dapat terjadi reaksi selama pemanasan yang menghasilkan air atau zat mudah menguap lain, seperti gula mengalami dekomposisi atau karamelisasi, lemak mengalami oksidasi, dan sebagainya
  3. Bahan yang mengandung bahan yang mengikat air, secara sulit melepaskan airnya meskipun sudah dipanaskan

Bahan yang telah dikeringan, biasanya memiliki sifat higroskopis lebhi tinggi daripada bahan asalnya. Sehingga pendinginan bahan setelah pengeringan sebelum penimbangan perlu dilakukan yaitu pendinginan di desikator yang telah diberi zat penyerap air seperti kapur aktif, asam sulfat, silica gel, alumunium oksida, kalium klorida, kalium hidroksida, kalium sulfat atau barium oksida.

Silica gel yang digunakan diberi warna guna memudahkan untuk mengidentifikasi kemampuan dalam menyerap air. Silica gel akan berwarna merah muda apabila sudah jenuh, dan apabila dipanaskan menjadi kering akan berwarna biru.

Adapun metode penentuan kadar air dengan pengeringan menurut AOAC (1995) yaitu :

Sampel sebanyak 3-5 gr ditimbang dan dimasukan kedalam cawan yang telah dikeringkan dan diketahui bobotnya. Kemudian sampel dan cawan dikeringkan dalam oven suhu 105oC selama 6 jam. Cawan didinginkan dan ditimbang, kemudian dikeringkan kembali sampai diperoleh bobot konstan.

Kadar air dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :

Keterangan :

W        = bobot sampel sebelum dikeringkan (gr)

W1      = bobot sampel dan cawan kering (gr)

W2      = bobot cawan kosong (gr)

Untuk menganalisis masing-masing jenis mineral dapat dilakukan dengan alat Atomic Absoption Spectrophotometer (ASS). Menggunakan ASS kandungan beberapa jenis mineral didalam bahan pangan dapat ditentukan.

Salah satu upaya untuk mempercepat penguapan air serta menghindari terjadinya reaksi yang menyebabkan terbentuknya air ataupun reaksi yang lain karena pemanasan maka dapat dilakukan pengeringan dengan suhu rendah dan  tekanan vakum. Pengeringan vakum digunakan pada bahan pangan yang mengandung komponen yang mudah terdekomposisi pada 100oC, atau relative banyak mengandung senyawa volatile. Prinsip metode pengeringan vakum adalah mengeringkan sampel yang mudah terdekomposisi pada 100oC didalam suatu tempat yang dapat dikurangi tekanan udaranya atau divakumkan. Dengan demikian proses pengeringan dapat berlangsung pada suhu dan tekanan rendah.

Prosedur dan perhitungan kadar air metode pengeringan-vakum adalah sama dengan metode pengeringan oven seperti tersebut diatas. Namun demikian penggunaan oven vakum relatif sedikit dibandingkan dengan oven biasa, karena harganya relatif mahal.

Penentuan Kadar Air Cara Destilasi (Thermovolumetri)

Metode destilasi digunakan untuk bahan yang banyak mengandung lemak dan komponene mudah menguap disamping air. Sampel yang diuji menggunakan metode ini memiliki sifat sama dengan sampel yang digunakan pada metode oven-vakum.

Prinsip pengukuran kadar air dengan metode destilasi adalah menguapkan air bahan dengan cara destilasi menggunakan pelarut immicible, kemudian air ditampung dalam tabung yang diketahui volumenya. Pelarut yang digunakan mempunyai titik didih lebih besar dari air, tetapi mempunyai berat jenis (bj) lebih kecil dari air. Contoh senyawa yang dapat dijadikan pelarut yaitu : toluene, xelen dan benzene.

Prosedur metode destilasi adalah diawali dengan memberikan pelarut sebanyak kira-kira 75-100 ml pada sampel yang diperkirakan mengandung air 2-5 ml. campuran ini kemudian dipanaskan hingga mendidih. Uap air dan pelarut diembunkan dan ditampung didalam tabung. Air dan pelarut saling terpisah (air dubagian bawah) dan dapat ditentukan volumenya berdasarkan skala pada tabung penampung.  Metode destilasi mempunyai keuntungan, antara lain :

  1. Dapat untuk menentukan kadar air bahan yang memiliki kandungan air relative kecil
  2. Penentuan kadar air memerlukan waktu yang relative singkat, yaitu sekitar 1 jam
  3. Terjadinya oksidasi senyawa lipida dan dekomposisi senyawa gula dapat dihindari, sehingga penentuan kadar air cukup akurat.

Penentuan Kadar Air Metode Kimiawi

Terdapat beberapa cara penentuan kadar air dengan metode kimiawi, yaitu metode titrasi karl Fischer, metode kalsium karbida, metode asetil klorida.

  1. Metode Titrasi Karl Fischer. Metode ini digunakan untuk pengukuran kadar air pada bahan berupa cairan, tepung, madu dan beberapa produk kering. Sesuai dengan namanya, metode ini menggunakan reagensia Karl Fischer yang terdiri dari SO2, piridin dan iodin. Prinsip metode ini adalah melakukan titrasi sampel dengan larutan iodin dalam methanol dan piridin. Apabila masih terdapat air di dalam bahan maka iodin akan bereaksi, tetapi apabila air habis maka iodin akan bebas. Perhitungan kadar air pada metode ini yaitu dengan menggunakan rumus dibawah ini :

Dengan :

W1 = berat sampel (gr)

V1 = volume pereaksi Karl Fischer untuk titrasi sampel (ml)

V2 = volume pereaksi untuk titrasi blanko (ml)

F  = faktor standarisasi pereaksi

0,4 = ekivalen air pereaksi

  1. Metode kalsium klorida. Metode ini didasarkan atas rekasi antara kalsium karbida dengan air menghasilkan gas asetilin. Cara ini cukup cepat dan tidak memerlukan alat yang rumit. Jumlah asetilin yang terbentuk dapat diukur dengan beberapa cara, antara lain :
  • Selisish bobot campuran bahan sebelum dan sesudah reaksi
  • Menampung dan mengukur volume gas asetilin dalam tabung tertutup
  • Mengukur tekanan gas asetilin apabila reaksi dilakukan pada ruang tertutup
  1. Metode asetil klorida. Metode ini didasarkan atas reaksi antara asetil klorida dengan air menghasilkan asam yang dapat dititrasi dengan basa. Cara ini dapat digunakan untuk menentukan kadar air bahanberupa minyak, mentega, margarin, rempah-rempah, dan beberapa bahan berkadar air rendah.

Penentuan Kadar Air Metode Fisis

Penentuan kadar air dengan metode fisisi didasarkan pada beberapa cara, yaitu :

  1. Tetapan dielektrikum. Air memiliki tetapan dielektrikum sebesar 80. Zat-zat lain memiliki tetapan tertentu, seperti karbohidrat  dan protein memiliki tetapan dielektrikum lebih kecil dari 10, methanol 33, etanol 24, aseton 214, benzene 2,3, dan heksan 1,9. Kontante dielektrikum dapat dituliskan rumusnya sebagai berikut :

Dengan :

F        = daya tarik menarik antar dua ion yang berlawanan

ee2   = muatan ion-ion

r         = jarak antara dua ion

Untuk mengetahui kadar air bahan diperlukan kurva standar yang melukiskan hubungan antara kadar air dengan tetapan dielektrikum dari bahan yang ingin diketahui kadar airnya. Dengan mengetahui tetapan dielektrikum bahan sejenis akan dapat dihitung kadar air bahan tersebut.

  1. Daya hantar resistansi listrik atau resistensi. Air merupakan penghantar listrik yang baik. Bahan yang memiliki kandungan air tinggi akan mudah menghantarkan listrik atau memiliki resistensi yang relative kecil. Suatu zat yang dilalui aliran listrik, akan diketahui kadar airnya apabila diketahui grafik yang menggambarkan hubungan-hubungan antara kadar air dengan resistensiya. Alat yang digunakan untuk mengukur kadar air berdasarkan daya hantar listrik adalah resistensi meter atau moisture tester.
  2. Resonansi nuklir magnetic atau nuclear magnetic resonance (NMR). Penentuan kadar air cara ini berdasarkan kepada sifat-sifat magnetic dari inti atom, yang mampu menyerap enersi. Dengan kondisi yang terkendali absorbsi enersi dapar merupakan index zat yang dikandungnya. Enersi yang diserap oleh inti atom hydrogen oleh molekul air dapat merupakan suatu ukuran dari banyaknya air yang dikandungnya oleh bahan tersebut.  Untuk itu diperlukan kurva standar yang menggambarkan antara banyaknya enersi yang diserap dengan kandungan air.

Sumber :

Winarno. Kimia Pangan dan Gizi. 2004. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama

Iklan