Laporan Praktikum Analisis Kadar Air [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM ANALISIS KADAR AIR ANALISIS KADAR AIR dengan Menggunakan Metode Thermogravimetri (AOAC, 1995)



ABSTRAK Air merupakan kandungan penting dalam bahan pangan termasuk makanan,semua bahan makanan mengandung air dalam jumlah yang berbeda-beda baik itu bahan makanan hewani maupun nabati. Kriteria ikatan air dalam aspek daya awet bahan pangan dapat ditinjau dari kadar air, konsentrasi larutan, tekanan osmotik, kelembaban relatif berimbang dan aktivitas air. Keberadaan air dalam bahan pangan selalu dihubungkan dengan mutu bahan pangan dan sebagai pengukur bagian bahan kering atau padatan. Kadar air juga salah satu karakteristik yang sangat penting dalam bahan pangan,karena air dapat mempengaruhi kenampakan tekstur dan cita rasa pada bahan pangan. Metode yang digunakan dalam praktikum ini adalah metode thermogravimetri. Metode ini dilakukan dengan cara pemanasan dengan suhu 1055C selama 5 jam. Keyword: kadar air, air, metode thermogravimetri, bahan pangan. ABSTRACT Water is an essential ingredients in food items including food, all foods contain water in amounts that vary both animal and vegetable foods. Criteria bonding durablepower of water in the aspect of food can be seen from the water content, solution concentration, osmotic pressure, relative humidity and water activity impartial. The presence of water in the food is always associated with the quality of food and as a measure of the dry matter or solids. Water content was also one of the most importantcharacteristics in food, because the water can affect the appearance of the texture and flavor of the food. The method used in this lab is thermogravimetri method. This method is done by heating at a temperature of 105C for 5 hours. Keyword: water content, water, thermogravimetri method, foodstuffs. PENDAHULUAN Latar Belakang Air merupakan kandungan penting dalam bahan pangan termasuk makanan,semua bahan makanan mengandung air dalam jumlah yang berbeda-beda baik itu bahan makanan hewani maupun nabati. Sebagai media reaksi yang menstabilkan pembentukan berrpolimer dan



sebagainya. Sedangkan kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan pangan yang dinyatakan dalam persen. Kadar air juga salah satu karakteristik yang sangat penting dalam bahan pangan,karena air dapat mempengaruhi kenampakan tekstur dan cita rasa pada bahan pangan. Kadar air dalaam bahan pangan ikut menentukan kesegaran dan daya awet bahan pangan tersebut. Kadar air yang tinggi menyebabkan mudahnya bakteri, kapang, dan khamir untuk berkembang biak,sehingga akan terjadi perubahan pada bahan pangan.(Dwijosepputro.1994) Kadar air dalam bahan makanan sangat mempengaruhi kualitas dan daya simpan dari pangan tersebut. Oleh karena itu, penentuan kadar air dari suatu bahan pangan sangat penting agar dalam proses pengolahan maupun pendistribusian mendapat penanganan yang tepat. Kandungan air bahan pangan bervariasi. Ada yang sangat rendah contohnya serealia, kacangkacangan kering. Kriteria ikatan air dalam aspek daya awet bahan pangan dapat ditinjau dari kadar air, konsentrasi larutan, tekanan osmotik, kelembaban relatif berimbang dan aktivitas air. Keberadaan air dalam bahan pangan selalu dihubungkan dengan mutu bahan pangan dan sebagai pengukur bagian bahan kering atau padatan. Air dalam bahan dapat digunakan sebagai indeks kestabilan selama penyimpanan serta penentu mutu organoleptik terutama rasa dan keempukan. Kandungan air dalam bahan pangan akan berubah-ubah sesuai dengan lingkungannya, dan hal ini sangat erat hubungannya dengan daya awet bahan pangan tersebut. Hal ini merupakan pertimbangan utama dalam pengolahan dan pengelolaan pasca olah bahan pangan (Purnomo,1995). Analisa kadar air dalam bahan pangan penting untuk bahan pangan segar dan olahan. Analisa sering menjadi tidak sederhana karena air dalam bahan pangan berada dalam bentuk terikat secara fisik atau kimia dengan komponen bahan pangan lainnya sehingga sulit memecahkan ikatan-ikatan air tersebut. Pentuan kadar air dalam makanan dapat dilakukan dengan beberapa metode yaitu metode pengeringan (dengan oven biasa), metode destilasi, metode kimia, dan metode khusus. Namun, pada praktikum hanya dilakukan metode pengeringan dengan oven. Tujuan Tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengetahui kadar air dalam bahan pangan seperti sampel yang akan kita uji yaitu buncis, wortel, bawang ,cabai, melon, semangka, pepaya , dan kedelai. METODA PERCOBAAN -



Alat Dan Bahan Cawan porselen



-



Oven



-



Desikator



-



Timbangan



Prosedur Kerja Cawan porselen dikeringkan di dalam oven dengan suhu 105oC selama 1 jam, kemudian didinginkan dalam desikator selama 15 menit untuk menghilangkan uap air dan ditimbang. (a). Sampel ditimbang sebanyak ± 5 gram dalam cawan yang sudah dikeringkan (b) Kemudian dioven pada suhu 1050C selama 5 jam. Setelah itu cawan yang berisi sampel didinginkan dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang (c) Hingga berat konstan. Perhitungan kadar air dilakukan dengan rumus: Kadar air (%bb) = x 100% HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Kel



Sampel



Kadar air



1



Buncis



91,201%



2



Wortel



3



Bawang



86,997 % 79,84 %



4



Cabe



81,25%



Merah 5



Melon



94,49%



6



Semangka



93,12%



7



Pepaya



87,20%



8



Kedelai



9,053%



9



Wortel



86,26%



10



Melon



94,59%



11



Semangka



90,82%



12



Pepaya



86,79%



13



Kedelai



9,438%



14



Buncis



91,135 % Pembahasan



Pada praktikum yang telah dilakukan, kami menggunakan buah pepaya, buncis, wortel, bawang merah, cabe merah, melon, semangka dan kedelai sebagai sampel. Berdasarkan hasil pengamatan, didapat sampel yang memiliki kadar air paling tinggi adalah melon (sampel melon 1 sebesar 94,49% dan sampel melon 2 sebesar 94,59%). Hal tersebut disebabkan oleh, komponen air sebagai penyusun dalam bahan pangan tersebut cukup tinggi. Selain itu, adanya perbedaan kadar air di antara kedua sampel melon tersebut juga kemungkinan disebabkan oleh ukuran dari sampel itu sendiri. Semakin luas permukaan sampel, maka akan



semakin cepat (mudah) mengalami penguapan. Begitupun sebaliknya. Sedangkan sampel yang memiliki kadar air paling rendah adalah kedelai (sampel kedelai 1 sebesar 9,053% dan sampel kedelai 2 sebesar 9,438%). Hal tersebut disebabkan oleh, komponen air sebagai penyusun dalam bahan pangan tersebut rendah. Selain itu, adanya perbedaan kadar air di antara kedua sampel kedelai tersebut juga kemungkinan disebabkan oleh ukuran dari sampel itu sendiri. Semakin luas permukaan sampel, maka akan semakin cepat (mudah) mengalami penguapan. Begitupun sebaliknya. Selain beberapa hal yang telah dipaparkan sebelumnya, terdapat pengaruh lain yang terjadi selama proses thermogravimetri. Pengaruh-pengaruh tersebut di antaranya: Suhu (makin tinggi suhu udara maka pengeringan akan semakin cepat), Kecepatan aliran udara pengering (semakin cepat udara maka pengeringan akan semakin cepat), Kelembaban udara (makin lembab udara, proses pengeringan akan semakin lambat), Arah aliran udara (makin kecil sudut arah udara terhadap posisi bahan, maka bahan semakin cepat kering). Untuk bahanbahan yang memiliki kadar gula yang tinggi, pada saat pemanasan dapat mengakibatkan terjadinya pergerakan pada permukaan bahan. Sehingga terlihat masih memiliki berat kering yang cukup tinggi.Selain itu perbedaan yang terjadi dapat disebabkan karena pengaruh alatalatnya seperti timbangan analitik yang sulit stabil dan karena bahan yang digunakan sudah terkontaminasi dengan bahan lain ketika penyimpanan atau ketika berada dalam desikator. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwa kadar air dalam bahan pangan sangat mempengaruhi kualitas dan daya simpan dari bahan pangan. Kadar air suatu bahan dipengaruhi oleh jenis bahan itu sendiri. Ada dua faktor pada saat proses pengeringan yaitu faktor yang berhubungan dengan udara pengering dan faktor yang berhubungan dengan sifat bahan. Apabila berat mencapai konstan berarti itu menunjukan bahwa bahwa air yang terdapat dalam sampel telah menguap dan yang tersisa hanya padatan dan air yang benar-benar terikat kuat, sedangkan apabila berat tidak mencapai konstan tidak terjadi penguapan pada sampel tersebut. Saran Dalam menentukan kadar air perlu banyak hal yang harus diperhatikan pada saat proses pengeringan serta pada saat proses penentuan berat konstan dan analisa kadar air, supaya tidak mempengaruhi hasil analisa yang didapat. Perlunya pengujian dengan menggunakan metode lain untuk mendapatkan hasil yang otentik. DAFTAR PUSTAKA Elisa, N. 2011.Analisa Kadar Air. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada Rossi, E. 2011.Analisis Kadar Air dan Total Padatan. Riau: Universitas Riau



I.   II.



Tanjung, P..Kadar Air [online]. Tersedia:https://www.academia.edu/6617056/Kadar_air [4 Oktober 2014] Winarno, F.G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama. http://winadiana.blogspot.co.id/2015/07/laporan-praktikum-analisis-kadar-air.html PENENTUAN KADAR AIR DENGAN METODE OVEN Tujuan Percobaan Mahasiswa dapat melakukan analisis kadar air pada setiap bahan pangan. Mahasiswa dapat menentukan bahan pangan yang ditetapkan kadar airnya dengan metode oven. Dasar Teori Air merupakan satu zat gizi yang tidak dapat kita tinggalkan, tetapi seiring diabaikannya dalam pembahasan mengenai gizi. Air juga merupakan komponen penting dalam makanan karena air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur, serta cita rasa makanan kita. Bahkan dalam bahan makanan yang kering sekalipun, seperti buah kering, tepung, serta biji-bijian, terkandung air dalam jumlah tertentu. Semua bahan makanan mengandung air dalam jumlah yang berbeda-beda, baik itu bahan makanan hewani maupun nabati. Air berperan sebagai pembawa zat-zat makanan dan sisa-sisa metabolisme, sebagai media reaksi yang menstabilkan pembentukan biopolimer, dan sebagainya. Kadar air dalam bahan pangan sangat mempengaruhi kualitas dan daya simpan dari bahan pangan tersebut . Oleh karena itu penentuan kadar air dari suatu bahan pangan sangat penting agar dalam proses pengolahan maupun pendisribusian mendapat penanganan yang tepat. Metode pengeringan atau metode oven biasa merupakan suatu metode untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan energi panas. Prinsip dari metode oven pengering adalah bahwa air yang terkandung dalam suatu bahan akan menguap bila bahan tersebut dipanaskan pada suhu 105o C selama waktu tertentu. Perbedaan antara berat sebelum dan sesudah dipanaskan adalah kadar air. Teori tambahan Air dalam bahan pangan hasil pertanian dibedakan atas air bebas dan air terikat. Air bebas adalah air yang dapat dikeluarkan atau dibebaskan dengan mudah dari bahannya, misalnya dengan pemanasan. Air terikat meliputi (1) air yang teradsorpsi pada dinding sel dan komponen – komponen sel seperti protein, pati, selulosa dan lain-lain, (2) air yang terikat secara kimiawi pada senyawa – senyawa karbohidrat (antara lain glukosa, maltose, laktosa), garam (air kristal garam seperti K-tartrat), protein dan lain lain. Kadar air bahan pangan merupakan pengukuran jumlah air total yang terkandung dalam bahan pangan, tanpa memperlihatkan kondisi atau derajat keterikatan air. Kadar air bahan pangan dapat diukur dengan berbagai cara. Metode umum yang dilakukan di laboratorium adalah dengan pemanasan di dalam oven. Metode ini digunakan untuk seluruh produk makanan, kecuali jika produk tersebut mengandung komponen – komponen yang mudah menguap atau jika produk tersebut mengalai dekomposisi pada pemanasan 100oC. Prinsip : Sampel dikeringkan dalam oven 100oC sampai diperoleh berat yang tetap. Metode Oven Biasa (pemanasan langsung) Metode oven biasa merupakan salah satu metode pemanasan langsung dalam penetapan kadar air suatu bahan pangan. Dalam metode ini bahan dipanaskan pada suhu tertentu



sehingga semua air menguap yang ditunjukkan oleh berat konstan bahan setelah periode pemanasan tertentu. Kehilangan berat bahan yang terjadi menunjukkan jumlah air yang terkandung. Metode ini terutama digunakan untuk bahan-bahan yang stabil terhadap pemanasan yang agak tinggi, serta produk yang tidak atau rendah kandungan sukrosa dan glukosanya seperti tepung-tepungan dan serealia (AOAC 1984). Metode ini dilakukan dengan cara pengeringan bahan pangan dalam oven. Berat sampel yang dihitung setelah dikeluarkan dari oven harus didapatkan berat konstan, yaitu berat bahan yang tidak akan berkurang atau tetap setelah dimasukkan dalam oven. Berat sampel setelah konstan dapat diartikan bahwa air yang terdapat dalam sampel telah menguap dan yang tersisa hanya padatan dan air yang benar-benar terikat kuat dalam sampel. Setelah itu dapat dilakukan perhitungan untuk mengetahui persen kadar air dalam bahan (Crampton 1959). Secara teknik, metode oven langsung dibagi menjadi dua yaitu, metode oven temperatur rendah dan metode oven temperatur tinggi. Metode oven temperatur rendah menggunakan suhu (103 + 2)˚C dengan periode pengeringan selama 17 ± 1 jam. Periode pengeringan dimulai pada saat oven menunjukkan temperatur yang diinginkan. Setelah pengeringan, contoh bahan beserta cawannya disimpan dalam desikator selama 30-45 menit untuk menyesuaikan suhu media yang digunakan dengan suhu lingkungan disekitarnya. Setelah itu bahan ditimbang beserta wadahnya. Selama penimbangan, kelembaban dalam ruang laboratorium harus kurang dari 70% (AOAC 1970). Selanjutnya metode oven temperatur tinggi. Cara kerja metode ini sama dengan metode temperatur rendah, hanya saja temperatur yang digunakan pada suhu 130-133˚C dan waktu yang digunakan relatif lebih rendah (Crampton 1959). Metode ini memiliki beberapa kelemahan, yaitu: a) Bahan lain disamping air juga ikut menguap dan ikut hilang bersama dengan uap air misalnya alkohol, asam asetat, minyak atsiri dan lain-lain b) Dapat terjadi reaksi selama pemanasan yang menghasilkan air atau zat mudah menguap. Contoh gula mengalami dekomposisi atau karamelisasi, lemak mengalami oksidasi c) Bahan yang dapat mengikat air secara kuat sulit melepaskan airnya meskipun sudah dipanaskan (Soedarmadji 2003). Prinsip Analisa Metode Gravimetri Prinsip metode penetapan kadar air dengan oven atau Thermogravimetri yaitu menguapkan air yang ada dalam bahan dengan jalan pemanasan. Penimbangan bahan dengan berat konstan yang berarti semua air sudah diuapkan dan cara ini relatif mudah dan murah. Percepatan penguapan air serta menghindari terjadinya reaksi yang lain karena pemanasan maka dapat dilakukan pemanasan dengan suhu rendah dan tekanan vakum. Bahan yang telah mempunyai kadar gula tinggi, pemanasan dengan suhu kurang lebih 100º C dapat mengakibatkan terjadinya pergerakan pada p e r m u k a a n b a h a n . Suatu bahan yang telah mengalami pengeringan lebih b e r s i f a t hidroskopis dari pada bahan asalnya. Oleh karena itu s e l a m a pendinginan sebelum penimbangan, bahan telah ditempatkan dalam ruangan tertutup yang kering misalnya dalam eksikator atau desikator yang telah diberi zat penyerapan air. Penyerapan air atau uap ini dapat menggunakan kapur aktif, asam sulfat, silica gel, kalium klorida, kalium hidroksid, kalium sulfat atau bariumoksida. Silika gel yang digunakan sering diberi warna guna memudahkan bahan tersebut sudah jenuh dengan air atau belum, jika sudah jenuh akan berwarna merah muda, dan bila dipanaskan menjadi kering berwarna biru (Sudarmadji, 2007). Kadar air dalam bahan makanan sangat mempengaruhi kualitas dan daya simpan dari pangan tersebut. Oleh karena itu, penentuan kadar air dari suatu bahan pangan sangat penting



   



agar dalam proses pengolahan maupun pendistribusian mendapat penanganan yang tepat. Kadar air dalam suatu bahan pangan sangat berpengaruh pada mutu produk pangan tersebut. Semakin banyak kadar air yang terkandung, umur simpannya semakin sebentar, karena kalau suatu bahan banyak mengandung kadar air, maka sangat memungkinkan adanya mikroba yang tumbuh. Oleh karena itu kita harus mengetahui kandungan air dalam suatu bahan agar dapat memprekdisikan umur simpannya. (Christian 1980). Kandungan air dalam bahan makanan ikut menentukan kesegaran dan daya tahan bahan itu sendiri. Sebagian besar dari perubahan-perubahan bahan makanan terjadi dalam media air yang ditambahkan atau berasal dari bahan itu sendiri. Menurut derajat keterikatan air dalam bahan makanan atau bound water dibagi menjadi 4 tipe, antara lain: Tipe I adalah tipe molekul air yang terikat pada molekul-molekul air melalui suatu ikatan hydrogen yang berenergi besar. Molekul air membentuk hidrat dengan molekul-molekul lain yang mengandung atom-atom O dan N seperti karbohidrat, protein atau garam. Tipe II adalah tipe molekul-molekul air membentuk ikatan hydrogen dengan molekul air lain, terdapat dalam miro kapiler dan sifatnya agak berbeda dari air murni. Tipe III adalah tipe air yang secara fisik terikat dalam jaringan matriks bahan seperti membran, kapiler, serat dan lain-lain. Air tipe inisering disebut dengan air bebas. Tipe IV adalah tipe air yang tidak terikat dalam jaringan suatu bahan atau air murni, dengan sifat-sifat air biasa.  http://wahyusisilia.blogspot.co.id/2015/10/laporan-penentuan-kadar-airdengan.html



BAB I PENDAHULUAN



A. LATAR BELAKANG Kadar air dalam bahan makanan sangat mempengaruhi kualitas dan daya simpan dari pangan tersebut. Oleh karena itu, penentuan kadar air dari suatu bahan pangan sangat penting agar dalam proses pengolahan maupun pendistribusian mendapat penanganan yang tepat. Penentuan kadar air dalam makanan dapat dilakukan dengan beberapa metode yaitu metode pengeringan (dengan oven biasa), metode destilasi, metode kimia, metode khusus (Anonim,2003).



Kriteria ikatan air dalam aspek daya awet bahan pangan dapat ditinjau dari kadar air, konsentrasi larutan, tekanan osmotik, kelembaban relatif berimbang dan aktivitas air. Kandungan air dalam bahan pangan akan berubah-ubah sesuai dengan lingkungannya, dan hal ini sangat erat hubungannya dengan daya awet bahan pangan tersebut. Hal ini merupakan pertimbangan utama dalam pengolahan dan pengelolaan pasca olah bahan pangan (Purnomo,1995). Selain air, bahan pangan juga mengandung zat-zat lain yang bermanfaat bagi kesehatan atau biasa disebut dengan zat-zat gizi. Zat gizi tersebut telah dibuktikan bermanfaat dalam menjaga atau mengobati satu atau lebih penyakit atau meningkatkan performa fisiologisnya (Winarno 1990).



Kandungan air dari suatu bahan pangan perlu diketahui terutama untuk menentukan persentase zat-zat gizi secara keseluruhan. Jumlah kadar air yang terdapat di dalam suatu bahan pagan sangat berpengaruh atas seluruh susunan persentase zat-zat gizi secara keseluruhan. Dengan diketahuinya kandungan air dari suatu bahan pangan, maka dapat diketahui berat kering dari bahan tersebut yang biasanya konstan . Penentuan kadar air suatu bahan pangan bergantung pada sifat bahan pangan itu sendiri. Penentuan ini terkadang tidak mudah dilakukan karena terdapat bahan yang mudah menguap pada beberapa jenis bahan pangan, dan adanya air yang terurai pada bahan pangan, serta oksidasi lemak pada bahan pangan tersebut. Faktor lain yang mempengaruhi penentuan kadar air yang tepat yaitu air yang ada dalam bahan pangan terikat secara fisik dan ada yang secara kimia.



BAB II PEMBAHASAN



A. Air Dalam Bahan Pangan



Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperature 273,15 K (0ºC). Air merupaka pelarut yang kuat, melarutkan banyak zat kimia. Zatzat yang larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat “hidrofilik” (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tecampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat “hidrofobik” (takut air) (Wulanriky, 2011).



Meskipun sering diabaikan, air merupakan salah satu unsur penting dalam makanan. Air sendiri meskipun bukan merupakan sumber nutrien seperti bahan makanan lain, namun sangat esensial dalam kelangsungan proses biokimia organisme hidup. Salah satu pertimbangan penting dalam penentuan lokasi pabrik pengolahan bahan makanan adalah adanya sumber air yang 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 pendinginan, pembentukan uap, sterilisasi, melarutkan dan mencuci bahan sisa (Sudarmadji,2003).



Air dalam bahan pangan berperan sebagai pelarut dari beberapa komponen di samping ikut sebagai bahan pereaksi, sedangkan bentuk air dapat ditemukan sebagai air bebas dan air terikat. Air bebas dapat dengan mudah hilang apabila terjadi penguapan atau pengeringan, 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 dispersi (Purnomo,1995).



Air di dalam bahan pangan ada dalam tiga bentuk, yaitu: (1) air bebas, (2) air terikat lemah atau air teradsorbsi, dan (3) air terikat kuat. Pada umumnya air bentuk pertama dan yang kedua dominan, sedangkan air terikat jumlahnya sangat kecil.



1). Air Bebas Air bebas ada didalam ruang antar sel, intergranular, pori-pori bahan, atau bahkan pada permukaan bahan. Air bebas sering disebut juga sebagai aktivitas air atau “water activity” yang diberi notasi Aw. Disebut aktivitas air, karena air bebas mampu membantu aktivitas pertumbuhan mikroba dan aktivitas reaksi-reaksi kimiawi pada bahan pangan. Didalam air bebas terlarut beberapa nutrient yang dapat dimanfaatkan oleh mikroba untuk tumbuh dan berkembang. Adanya nutrient terlarut tersebut juga memungkinkan beberapa reaksi kimia dapat berlangsung. Oleh sebab itu, bahan yang mempunyai kandungan atau nilai Aw tinggi pada umumnya cepat mengalami kerusakan, baik akibat pertumbuhan mikroba pembusuk maupun akibat terjadinya reaksi kimia tertentu, seperti oksidasi dan reaksi enzimatik. Air bebas sangat mudah untuk dibekukan maupun diuapkan



2). Air Teradsorbsi. Air yang terikat lemah atau air teradsorbsi terserap pada permukaan koloid makromolekul (protein, pati, dll) bahan. Air teradsorbsi juga terdispersi diantara koloid tersebut dan merupakan pelarut zat-zat yang ada dalam sel. Ikatan antara air dengan koloid merupakan ikatan hidrogen. Air teradsorbsi relatif bebas bergerak dan relatif mudah dibekukan ataupun diuapkan.



3). Air Terikat Kuat



Air terikat kuat sering juga disebut air hidrat, karena air tersebut membentuk hidrat dengan beberapa molekul lain dengan ikatan bersifat ionik. Air terikat kuat jumlahnya sangat kecil dan sangat sulit diuapkan dan dibekukan. Air yang terdapat dalam bentuk bebas dapat membantu terjadinya proses kerusakan bahan makanan misalnya proses mikrobilogis, kimiawi, ensimatik, bahkan oleh aktivitas serangga perusak (Sudarmadji,2003).



Jumlah air bebas dalam bahan pangan yang dapat digunakan oleh mikroorganisme dinyatakan dalam besaran aktivitas air (Aw = water activity). mikroorganisme memerlukan kecukupan air untuk tumbuh dan berkembang biak. Seperti halnya pH, mikroba mempunyai niali Aw minimum, maksimum dan optimum untuk tumbuh dan berkembang biak ( Ahmadi & Estiasih,2009).



Sampai sekarang belum diperoleh sebuah istilah yang tepat untuk air yang terdapat dalam bahan makanan. Istilah yang umumnya dipakai hingga sekarang ini adalah “air terikat” (bound water). Walaupun sebenarnya istilah ini kurang tepat, karena keterikatan air dalam bahan berbeda-beda, bahkan ada yang tidak terikat. Karena itu, istilah “air terikat” ini dianggap suatu sistem yang mempunyai derajat keterikatan berbeda-beda dalam bahan (Winarno,1992). Menurut derajat keterikatan air, air terikat dapat dibagi atas empat tipe. a.



Tipe I adalah molekul air yang terikat pada molekul-molekul lain melalui suatu ikatan hidrogen yang berenergi besar. Air tipe ini tidak dapat membeku pada proses pembekuan, tetapi sebagian air ini dapat dihilangkan dengan cara pengeringan biasa. Air tipe ini terikat kuat dan sering kali disebut air terikat dalam arti sebenarnya.



b.



Tipe II, yaitu molekul-molekul air membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air lain, terdapat dalam mikrokapiler dan sifatnya agak berbeda dengan air minum. Air ini lebih sukar dihilangkan dan penghilangan air tipe II akan mengakibatkan penurunan Aw (water activity). Jika air tipe II dihilangkan seluruhnya, kadar air bahan akan berkisar 3-7 % dan kestabilan optimum bahan makanan akan tercapai, kecuali pada produk-produk yang dapat mengalami oksidasi akibat adanya kandungan lemak tidak jenuh.



c.



Tipe III adalah air yang secara fisik terikat dalam jaringan matriks bahan seperti membran, kapiler, serat, dan lainlain. Air tipe III inilah yang sering kali disebut dengan air bebas. Air tipe ini mudah diuapkan dan dapat dimanfaatkan untuk pertumbuhan mikroba dan media bagi reaksi-reaksi kimiawi. Apabila air tipe ini diuapkan seluruhnya, kandungan air bahan berkisar antara 12-25 % dengan Aw (water activity) kira-kira 0,8% tergantung dari jenis bahan dan suhu.



d.



Tipe IV adalah air yang tidak terikat dalam jaringan suatu bahan atau air murni dengan sifat-sifat air biasa dan keaktifan penuh (Winarno,1992).



B. Kadar Air dalam Bahan Makanan 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 disekitarnya. Kadar air 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 relative 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 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 mengikat air sehingga air bebas relatif menjadi lebih kecil dan akibatnya bahan jenis ini mempunyai Aw yang rendah (Wulanriky,2011).



Nilai Aw suatu bahan atau produk pangan dinyatakan dalam skala 0 sampai 1. Nilai 0 berarti dalam makanan tersebut tidak terdapat air bebas, sedangkan nilai 1 menunjukkan bahwa bahan pangan tersebut hanya terdiri dari air murni. Kapang, khamir, dan bakteri ternyata memerlukan nilai Aw yang paling tinggi untuk pertumbuhannya. Niai Aw terendah dimana bakteri dapat hidup adalah 0,86. Bakteri-bakteri yang bersifat halofilik atau dapat tumbuh pada kadar garam tinggi dapat hidup pada nilai Aw yang lebih rendah yaitu 0,75. Sebagian besar makanan segar mempunyai nilai Aw = 0,99. Pada produk pangan tertentu supaya lebih awet biasa dilakukan penurunan nilai Aw. Cara menurunkan nilai Aw antara lain dengan menambahkan suatu senyawa yang dapat mengikat air ( Ahmadi & Estiasih,2009).



Kandungan air dalam bahan makanan mempengaruhi daya tahan bahan makanan terhadap serangan mikroba yang dinyatakan Aw yaitu jumlah air bebas yang dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhannya. Berbagai mikroorganisme mempunyai Aw minimum agar dapat tumbuh dengan baik, misalnya bakteri Aw : 0,90 ; khamir Aw : 0,80-0,90 ; kapang Aw : 0,60-0,70. Untuk memperpanjang daya tahan suatu bahan, sebagian air dalam bahan harus dihilangkan dengan beberapa cara tergantung dari jenis bahan. Umumnya dilakukan pengeringan, baik dengan penjemuran atau dengan alat pengering buatan (Winarno,1992). Semua bahan makanan mengandung air dalam jumlah yang berbeda-beda, baik itu bahan makanan hewani maupun nabati. Air berperan sebagai pembawa zat-zat makanan dan sisasisa metabolisme, sebagai media reaksi yang menstabilkan pembentukan boiopolimer, dan sebagainya. Bahan pangan kita baik yang berupa buah, sayuran, daging, maupun susu, telah banyak berjasa dalam memenuhi kebutuhan air manusia. Buah mentah yang menjadi matang selalu bertambah kandungan airnya, misalnya calon buah apel yang hanya mengandung 10% air akan dapat menghasilkan buah apel yang kadar airnya 80%, nenas mempunyai kadar air



87% dan tomat 95%. Buah yang paling banyak kandungan airnya adalah semangka dengan kadar air 97%. Kandungan air dalam bahan makanan ikut menentukanacceptability, kesegaran, dan daya tahan bahan itu. Selain merupakan bagian dari suatu bahan makanan, air merupakan pencuci yang baik bagi bahan makanan tersebut atau alat-alat yang akan digunakan dalam pengolahannya. Sebagian besar dari perubahan-perubahan bahan makanan terjadi dalam media air yang ditambahkan atau yang berasal dari bahan itu sendiri. Bila badan manusia hidup dianalisis komposisi kimianya, maka akan diketahui bahwa kandungan airnya rata-rata 65% atau sekitar 47 liter per orang dewasa. Setiap hari sekitar 2,5 liter harus diganti dengan air yang baru. Diperkirakan dari sejumlah air yang harus diganti tersebut 1,5 liter berasal dari air minum dan sekitar 1,0 liter berasal dari bahan makanan yang dikomsumsi. Dalam keadaan kesulitan bahan pangan dan air, manusia mungkin dapat tahan hidup tanpa makanan selama lebih dari 2 bulan, tetapi tanpa minum akan meninggal dunia dalam waktu kurang dari satu minggu. Yang terdapat pada bahan pangan berbeda-beda. Untuk menentukan kadar air pada bahan pangan tersebut, harus dilakukan dengan uji analisa kandungan air yang dilakukan dengan suatu metode tertentu. Bentuk fisik bahan pangan tidak dapat dijadikan patokan untuk menentukan kandungan air bahan. Pada tabel berikut ini dapat dilihat kandungan air beberapa jenis bahan pangan: Jenis Bahan Pangan



KA (%)



Jenis Bahan Pangan



KA (%)



Tomat



94



Ikan Kering



38



Semangka



93



Daging Sapi



66



Kol



92



Roti



36



Nanas / Nenas



85



Buah kering



28



Kacang Hijau



90



Susu Bubuk



4



Susu Sapi



88



Tepung Terigu



12



Source: F.G. Winarno (1977)



Seperti yang bisa dilihat dari tabel (table) diatas, jika dilihat dari bentuk fisik, seharusnya kadar air nenas harusnya lebih tinggi dari kol, namun pada kenyataanya, kadar air Kol lebih tinggi dari nenas bahkan dari susu sapi yang bentuk fisiknya adalah cair. Karena itu untuk mengetahui kandungan air suatu bahan perlu dilakukan suatu analisa yang nantinya bukan



hanya menentukan jumlah kandungan air tetapi juga berfungsi untuk mengetahui tipe air dari bahan pangan tersebut.



C. Penentuan Kadar Air dalam Bahan Makanan Penentuan kandungan air dapat dilakukan dengan beberapa cara. Hal ini tergantung pada sifat bahannya. Pada umumnya penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan bahan dalam oven pada suhu 105-110ºC selama 3 jam atau sampai didapat berat yang konstan. Selisih berat sebelum dan sesudah pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan. Untuk bahan-bahan yang tidak tahan panas, dilakukan pemanasan dalam oven vakum dengan suhu yang lebih rendah. Seperti bahan bekadar gula tinggi, minyak daging, kecap, dan lain-lain. kadang-kadang pengeringan dilakukan tanpa pemanasan, bahan dimasukkan dalam eksikator dengan H2SO4 pekat sebagai pengering, sehingga mencapai berat yang konstan. Untuk bahan dengan kadar gula tinggi, kadar airnya dapat diukur dengan menggunakan refraktometer disamping menentukan padatan terlarutnya pula. Dalam hal ini, air dan gula dianggap sebagai komponen-komponen yang mempengaruhi indeks refraksi. Disamping cara-cara fisik, ada pula cara-cara kimia untuk menentukan kadar air. Mc Neil mengukur kadar air berdasarkan volume gas asetilen yang dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan bahan yang akan diperiksa. cara ini dipergunakan untuk bahanbahan seperti sabun, tepung, kulit, bubuk biji panili, mentega, dan sari buah. Karl Fischer pada tahun 1935 menggunakan cara pengeringan berdasarkan reaksi kimia air dari titrasi langsung dari bahan basah dengan larutan iodine, sulfur, dioksida, dan piridina dalam methanol. Perubahan warna menunjukkan titik akhir titrasi (Winarno.1992). Kadar air dalam bahan makanan dapat ditentukan dengan beragai cara antara lain :



1. Metode pengeringan 2. Metode destilasi 3. Metode kimiawi 4. Metode fisis



1.



Penentuan Kadar Air Cara Pengeringan Prinsipnya menguapkan air yang ada dalam bahan dengan jalan pemanasan. Kemudian menimbang bahan sampai berat konstan yang berarti semua air sudah diuapkan. Cara ini relatif mudah dan murah. Kelemahan cara ini adalah :



a.



Bahan lain disamping air juga ikut menguap dan ikut hilang bersama dengan uap air misalnya alkohol, asam asetat, minyak atsiri dan lain-lain.



b.



Dapat terjadi reaksi selama pemanasan yang menghasilkan air atau zat mudah menguap. Contoh gula mengalami dekomposisi atau karamelisasi, lemak mengalami oksidasi.



c.



Bahan yang dapat mengikat air secara kuat sulit melepaskan airnya meskipun sudah dipanaskan.



Untuk mempercepat penguapan air serta menghindari terjadinya reaksi yang menyebabkan terbentuknya air ataupun reaksi yang lain karena pemanasan. Maka dapat dilakukan dengan suhu rendah dan tekanan vakum. Dengan demikian akan diperoleh hasil yang lebih mencerminkan kadar air yang sebenarnya (Sudarmadji.2003).



2. Penentuan Kadar Air Cara Destilasi Prinsip penentuan kadar air dengan destilasi adalah menguapkan air dengan “pembawa” cairan kimia yang mempunyai titik didih lebih tinggi dari pada air dan tidak dapat bercampur dengan air serta mempunyai berat jenis lebih rendah dari pada air. Zat kimia yang dapat digunakan antara lain : toluen, xylen, benzen, tetrakhlorethilen dan xylol. Cara penentuannya adalah dengan memberikan zat kimia sebanyak 75-100 ml pada sampel yang diberikan mengandung air sebanyak 2-5 ml kemudian dipanaskan sampai mendidih. Uap air dan zat kimia tersebut diembunkan dan ditampung dalam tabung penampung. Karena berat jenis air lebih besar daripada zat kimia tersebut maka air akan berada dibagian bawah pada tabung penampung. Bila pada tabung penampung dilengkapi skala maka banyaknya dapat diketahui. Cara destilasi ini baik untuk menentukan kadar air dalam zat yang kandungan airnya kecil yang sulit ditentukan dengan cara gravimetri. Penetuan kadar air ini hanya memerlukan waktu ± 1 jam (Sudarmadji,2003).



3.



Metode Kimiawi Ada beberapa cara penentuan kadar air dalam bahan secara kimiawi yaitu antara lain :



a.



Cara Titrasi Karl Fischer (1935) Cara ini adalah dengan menitrasi sampel dengan larutan iodine dalam metanol. Reagen lain yang digunakan dalam titrasi ini adalah sulfur dioksida dan piridin. Metanol dan piridin digunakan untuk melarutkan yodin dan dan sulfur dioksida agar reaksi dengan air menjadi lebih baik. Selain itu piridin dan methanol akan mengikat asam sulfat yang terbentuk sehingga akhir titrasi dapat lebih jelas dan tepat. Selama masih ada air dalam bahan, iodin akan bereaksi tetapi begitu air habis, maka iodin akan bebas. Titrasi dihentikan pada saat timbul warna iodine bebas. Untuk memperjelas pewarnaan maka dapat ditambahkan metilen biru dan akhir titrasi akan memberikan warna hijau. I2 dengan mtilen biru akan berubah warnanya menjadi hijau. Cara titrasi ini telah berhasil dipakai untuk penentuan kadar air dalam alkohol, ester-ester, senyawa lipida, lilin, pati, tepung gula, madu, dan bahan makanan yang dikeringkan. Cara ini banyak dipakai karena memberikan harga yang tepat dan dikerjakan cepat. Tingkat ketelitiannya lebih kurang 0,5 mg dan dapat ditingkatkan lagi dengan sistem elektroda yaitu dapat mencapai 0,2 mg (Sudarmadji,2003).



b.



Cara Kalsium Karbid Cara ini berdasarkan reaksi antara kalsium karbid dan air menghasilkan gas asetilin. Cara ini sangat cepat dan tidak memerlukan alat yang rumit. Jumlah asetilin yang terbentuk dapat diukur dengan berbagai cara.



1) Menimbang campuran bahan dan karbid sebelum dan sesudah reaksi ini selesai. Kehilangan bobotnya merupakan berat asetilin. 2) Mengumpulkan gas asetilin yang terbentuk dalam ruangan tertutup dan mengukur volumenya. Dengan volume yang diperoleh tersebut dapat diketahui banyaknya asetilin dan kemudian dapat diketahui kadar air bahan. 1) Dengan mengukur tekanan gas asetilin yang terbentuk jika reaksi dikerjakan dalam ruang tertutup. Dengan mengetahui tekanan dan volme asetilin dapat diketahui banyaknya dan kemudian dapat diketahui kadar air baha 2) Dengan menangkap gas asetilin dengan larutan tembaga sehingga dihasilkan tembaga asetilin yang dapat ditentukan secara gravimetri atau volumetri atau secara kolorimetri. Ketelitiannya tergantung pada pencampuran atau interaksi karbid dengan bahan. Penentuan kadar air cara ini dapat dikerjakan sangat singkat yaitu sekitar 10 menit (Sudarmadji,2003).



c.



Cara Asetil Khlorida Penentuan kadar air cara ini berdasarkan reaksi asetil khlorida dan air menghasilkan asam yang dapat dititrasi menggunakan basa. Asetil khlorida yang digunakan dilarutkan dalam toluol dan bahan didispersikan dalam piridin.



4.



Metode Fisis Ada beberapa cara penentuan kadar air cara secara fisis ini antara lain:



a.



Berdasarkan tetapan dieletrikum



b.



Berdasarkan konduktivitas listrik (daya hantar listrik) atau resistensi



c.



Berdasarkan resonansi nuklir magnetic (NMR = Nuclear Magneti resonance) (Sudarmadji,2003).



DAFTAR PUSTAKA



Estiasih, T. dan Ahmadi, K. (2009). Teknologi Pengolahan Pangan.Jakarta: PT. Bumi



Aksara.



Purnomo, H. 1995. Aktivitas Air dan Peranannya dalam Pengawetan Jakarta.http://repository.ipb.ac.id. Diakses tanggal 16 November 2013



Pangan. Universitas



Indonesia.



Sudarmadji, S. 2003. Mikrobiologi Pangan. PAU Pangan dan Gizi UGM.



 http://artikelkesmas.blogspot.co.id/2013/12/makalah-analisis-kadar-air.html 