31/03/13
PENGUJIAN KADAR AIR METODE THERMOGRAVIMETRI
Di
samping terdapat dalam bahan makanan secara alamiah, air terdapat bebas di alam
dalam berbagai bentuk. Air bebas ini sangat penting juga dalam pertanian,
pencucian dan sanitasi umum maupun pribadi, teknologi pangan dan sebagai air
minum.
Salah
satu pertimbangan penting dalam penentuan lokasi pabrik pengolahan bahan
makanan adalah adanya sumber air yang secara kuantitatif cukup maupun secara
kualitatif memenuhi syarat. Dalam pabrik pengolahan pangan, air diperlukan
untuk berbagai keperluan misalnya : pencucian, pengupasan umbi atau buah,
penentuan kualitas bahan (tenggelam atau mengambang), bahan baku proses, medium
pemanasan atau pendingin, pembentukkan uap, sterilisasi, melarutkan dan mencuci
bahan sisa, perlindungan terhadap kebakaran dan keperluan-keperluan lain.
Sumber
air dapat digolongkan menjadi dua yaitu : air permukaan (run off water)
misalnya air danau, sungai, bendungan, air hujan; dan air dalam tanah misalnya
sumur dan artesis. Dibanding dari kandungan bahan organiknya, jumlah
mikrobianya dan kandungan mineralnya, air yang berasal dari daerah permukaan
dan dari dalam tanah dapat berbeda.
Kualitas
air untuk berbagai keperluan, ditentukan berdasarkan tiga faktor berikut,
antara lain :
1. Sifat
fisisnya : warna, bau, rasa,
kekeruhan
2. Sifat
kimiawinya : padatan dan gas yang
terlarut, pH, kesadahan
3. Kandungan
mikrobianya, misalnya algae, bakteri patogen, bakteri bukan patogen.
Terutama
dalam prosessing bahan makanan, air yang digunakan memerlukan persyaratan kebersihan
yang tinggi. Untuk keperluan pengolahan bahan makanan ini, persyaratan air sama
dengan persyaratan air minum (pottable water), yaitu tidak mengandung mikrobia
penyebab sakit perut atau penyakit lain (patogen), tanpa rasa atau bau yang tak
dikehendaki dan tak berwarna.
Syarat
mutu air minum yang ditetapkan oleh The
United States Public Health Service misalnya adalah sebagai berikut :
Sifat
fisis : kekeruhan kurang dari 10 ppm
standar silika terlarut, warna kurang dari warna ekivalen 20 ppm standar warna
kobalt, rasa harus bebas dari bau dan rasa yang tak dikehendaki.
Sifat
kimiawi : dientukan oleh sifat
kesadahan. Kesadahan air ini ditentukan oleh kandungan garam Ca dan Mg. Untuk
penentuan tingkat kesadahan, dipakai standar unit ppm CaCO3.
Berdasarkan sifatnya, maka kesadahan yang disebabkan oleh garam-garam CaCl2,
MgCl2, CaSO4, MgSO4 disebut sebagai kesadahan
tetap, sedangkan yang disebabkan oleh Ca(HCO3)2 atau
Mg(HCO3)2 disebut sebagai kesadahan sementara.
Kandungan
mikrobiologis : ditentukan dengan standar
penentuan jumlah Coliform (termasuk Escherichia
coli dan Aerobacter) yaitu jenis
bakteri yang menunjukkan adanya pencemaran kotoran manusia atau hewan pada air.
Jenis bakteri yang terdapat ada kotoran umumnya terdiri dari E. coli strain comunis (yang paling
banyak), Streptococcus dan Clostridium welchii. Meskipun tidak
berbahaya, organisme non-patogen sering menimbulkan kerugian misalnya
menimbulkan rasa dan bau yang mengganggu, menimbulkan lendir pada pipa air,
menyebabkan kontaminasi makanan pada waktu pencucian atau pendinginan kaleng
yang menyebabkan kerusakan makanan yang dikalengkan. Oleh sebab itu, upaya
harus dilakukan untuk mengurangi jumlah mikrobia dalam air yang dipergunakan
dalam prosesing serendah mungkin.
Air
dalam suatu bahan makanan terdapat dalam berbagai bentuk seperti : air bebas,
air terikat lemah, dan air terikat kuat. Air yang terdapat dalam bentuk bebas
dapat membantu terjadinya proses kerusakan bahan makananmisalnya proses
mikrobiologis, kimiawi, enzimatik, bahkan oleh aktivitas serangga perusak.
Sedangkan air yang dalam bentuk lainnya tidak membantu terjadinya proses
kerusakan tersebut di atas. Oleh karena kada air bukan merupakan parameter yang
absolut untuk dapat dipakai meramalkan kecapatan terjadinya kerusakan bahan makanan.
Dalam hal ini dapat digunakan pengertian Aw (aktivitas air) untuk menentukan
kemampuan air dalam proses-proses kerusakan bahan makanan. Sedangkan kadar air
dalam bahan makanan dapat ditentukan dengan berbagai cara antara lain:
1. Metoda
Pengeringan (Thermogravimetri)
2. Metoda
Destilasi (Thermovolumetri)
3. Metoda
Khemis
4. Metoda
Fisis
5. Metoda
khusus misalnya dengan kromatografi; Nucleae Magnetic Resonance
Pengujian menggunakan
Metode Thermogravimetri
Prinsip metode ini adalah menguapkan air
yang ada dalam bahan dengan jalan pemanasan. Kemudian menimbang bahan sampai
berat konstan yang berarti semua air sudah diuapkan.Secara umum proses
thermogravimetri dilakukan dengan perlakuan yang mencakup penimbangan,
pengovenan, pendinginan hingga diperoleh berat konstan.
Sebelum botol timbang ditimbang dan
diberi sample, terlebih dahulu harus dilakukan pengovenan. Pengovenan yang
dilakukan untuk pengovenan pertama dan seterusnya menggunakan suhu yang sama,
yaitu pada suhu 1050C. Pada pengovenan pertama (yaitu belum diisi
sample), memiliki tujuan untuk menghilangkan air yang ada pada botol timbang
sehingga botol timbang benar-benar kering, dan kondisi botol timbang menjadi
konstan. Waktu pengovenan botol timbang dapat dilakukan selama 1 jam.
Setelah 1 jam botol timbang dioven,
kemudian botol didinginkan. Pendinginan botol dilakukan di dalam
desikator/eksikator. Desikator merupakan instrumen yang pada bagian bawahnya
terdapat kapur atau juga dapat digunakan silica. Selain untuk mendinginkan
desikator juga berfungsi untuk memindahkan uap air yang masih tersisa pada
botol timbang. Pemindahan uap air ini dilakukan dengan memanfaatkan fungsi
kapur atau silica yang ada. Dalam memasukkan botol timbang maupun botol timbang
yang berisi sample untuk keperluan pendinginan, perlu diperhatikan untuk
membuka tutup desikator secara perlahan-lahan, karena apabila tutup desikator
dibuka seluruhnya maka udara luar dapat masuk.
Selain itu yang menandakan bahwa uap air
dapat dipindahkan adalah dengan keadaan kapur atau silica pada desikator
tersebut. Desikator akan berfungsi dengan baik apabila kapur ataupun silica
yang terdapat pada desikator masih pada keadaan yang baik. Kapur yang baik
adalah kapur yang tidak menggumpal. Sedangkan silika yang masih baik adalah
silika yang berwarna biru.
Kapur yang sudah menggumpal ataupun
silika yang sudah berwarna merah muda menandakan bahwa kedua bahan tersebut
sudah tidak dapat menyerap uap dari bahan yang didinginkan. Untuk memfungsikan
bahan tersebut dilakukan dengan proses pemanasan ataupun pengovenan hingga
kapur tidak lagi menggumpal dan silika kembali berwarna biru.
Untuk memindahkan desikator dari satu
tempat ke tempat yang lain perlu dilakukan dengan hati-hati yaitu dengan
memegang bagian desikator pada bagian pinggir tutup agar tidak jatuh, karena
desikator yang berisi bahan yang telah dioven akan sangat licin karena adanya
uap air. Namun uap air akan kembali ke bawah dan diserap oleh silika atau
kapur.
Dalam pemindahan sample yang akan didinginkan
dengan desikator perlu dilakukan dengan menggunakan penjepit. Karena apabila kita memindahkan
sample dengan menggunakan tangan kita, belum dapat dipastikan apakah tangan
kita kering atau tidak. Bila kita memindahkan dengan menggunakan tangan akan ada
kemungkinan sample menjadi tidak konstan kembali.
Setelah didinginkan dalam desikator
kurang lebih selama 15 menit, sample ditimbang dengan menggunakan timbangan
tertutup. Timbangan tertutup itu adalah timbangan analitik. Yaitu timbangan
yang paling akurat untuk proses thermogavimetri. Untuk memposisikan timbangan
dalam keadaan nol dapat digunakan tombol TARE.
Proses pengovenan dilakukan selalu setelah proses penimbangan. Dan terus
dilakukan sampai dicapai berat konstan. Pengovenan kedua dilakukan selama 2-3
jam dan selanjutnya dilakukan selama 30 menit pada suhu yang sama (1500C)
sampai didapatkan berat konstan. Pemanasan pada bahan-bahan dengan kadar gula
yang tinggi dapat digunakan suhu 700C agar tidak terjadi
karamelisasi.
Untuk perhitungan kadar air dapat
dihitung dengan menggunakan rumus :
Keterangan
:
B = berat botol
[
B+S ] = botol + sample
[
B+S ]’ = botol + sample sesudah dioven
Penentuan kadar air dengan menggunakan
metode ini memiliki sisi kelebihan dan sisi kekurangan. Adapun sisi kelebihan
dengan menggunakan metode ini sebagai metode pengujian kadar air antara lain
adalah :
a. Metode
thermogravimetri biasanya memberikan hasil yang akurat
b. Metode
thermogravimetri relatif lebih mudah untuk digunakan
c. Metode
thermogravimetri relatif lebih murah
Adapun
sisi kelemahan dari metode ini antara lain adalah :
a. Bahan
lain di samping air juga ikut menguap dan ikut hilang bersama dengan uap air,
misalnya alkohol, asam asetat, minyak atsiri, dan lain-lain.
b. Dapat
menghasilkan reaksi selama pemanasan yang menghasilkan air atau zat mudah
menguap lain. Contoh gula mengalami dekomposisi atau karamelisasi, lemak
mengalami oksidasi, dan sebagainya.
c. Bahan
yang mengandung bahan yang dapat mengikat air secara kuat sulit melepaskan
airnya meskipun sudah dipanaskan.
Faktor
– faktor yang mempengaruhi hilangnya air pada bahan antara lain :
a. Ukuran
partikel bahan
b. Berat
sample yang digunakan
c. Jenis
botol timbang yang digunakan
d. Variasi
suhu pada oven
Daftar Pustaka
Dr. Ir. Slamet Sudarmadji, I. B. (2003). Analisa Bahan
Makanan dan Pertanian (Edisi ke 2 ed., Vol. III). Yogyakarta, DIY,
Indonesia: Liberty Yogyakarta.
Albana, Hanifa. (2011). Developing Alternative Protein of
Soybean Into Tempeh and Tempeh Nugget. scientific papper, SMK N 1,
Department of Agribusiness and Agro Technology, Temanggung : Tidak
Dipublikasikan.
Rintatiyah,
L. (2010). Quality Control Mie Instan. PDF, Sebelas Maret University,
Department of Food Technology, Surakarta.
Langganan:
Posting Komentar
(Atom)
positif
BalasHapus