Pengeringan Osmotik [PDF]

Citation preview

Pengeringan Osmotik Pengeringan osmotik adalah proses pengurangan kandungan air yang dilakukan dengan cara perendaman bahan dalam larutan hipertonik (larutan yang mempunyai konsentrasi tinggi) yang dapat mendorong pengeluaran air dari bahan ke arah media melalui dinding



sel



yang



bersifat



membran



semipermeabel



untuk



menyeimbangkan tekanan ...



PENGERINGAN OSMOTIK Osmosis merupakan suatu proses dimana suatu liquid dapat melewati suatu membran semipermeabel secara langsung. Apabila terdapat dua larutan yang memiliki konsentrasi zat terlarut yang berbeda dipisahkan oleh suatu membran semipermeabel, maka akan terjadi perpindahan air dari larutan hipotonik larutan dengan konsetrasi zat terlarut yang lebih rendah ke larutan hipertonik larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi. Misalnya yang terjadi dalam kasus dua buah liquid yang dipisahkan dengan suatu membran semipermeabel Gambar 2 dimana pada salah satu kaki berisi pelarut murni misalnya air sebagai larutan hipotonik, dan satu kaki yang lain berisi larutan gula sebagai larutan hipertonik. Gambar 2. Proses osmosis dua liquid Pori dalam membran semipermeabel terlalu kecil untuk dapat dilewati oleh molekul zat terlarut misalnya gula, tetapi cukup besar untuk dilewati molekul air. Molekul air dari larutan maupun dari pelarut murni secara random dapat melewati membran semipermeabel. Akan tetapi laju



pergerakan molekul air dari air-larutan dengan laju pergerakan molekul air dari larutan-air ditentukan oleh besarnya entropi dan tekanan yang diaplikasikan ke salah satu kaki. Karena entropi larutan adalah lebih besar dibandingkan dengan entropi pelarut murni maka secara spontan laju molekul air yang melewati airlarutan akan lebih cepat dibandingkan dengan laju molekul air dari larutan-air. Oleh sebab itu bila kita membiarkan kedua larutan untuk selang waktu tertentu maka ketinggian permukaan larutan pada salah satu kaki akan mengalami kenaikan. Proses ini akan terus berlangsung sampai ketinggian “h” mencapai tinggi tertentu dimana pada ketinggian tersebut tekanan larutan memiliki tekanan yang dapat menyeimbangkan laju pergerakan molekul air dari larutan-air dan air-larutan. Tekanan inilah yang disebut sebagai tekanan osmotik. Gambar 3. Pergerakan air karena perbedaan tekanan



osmotik



Sumber



:



belajarkimia.com



Membran



semipermeabel Larutan gula Pelarut murni air aliran air dari larutan hipotonik ke larutan hipertonik 7 Proses osmosis dapat juga diaplikasikan pada proses pengeringan pangan. Meningkatkan kualitas produk makanan yang diawetkan, memberikan kisaran kadar air dan zat terlarut bahan yang diinginkan untuk proses pengolahan selanjutnya, meminimalisasi stress pada bahan akibat panas dan mengurangi input energi pada pengeringan konvensional merupakan beberapa keuntungan dari pengeringan osmotik dalam proses stabilisasi konvensional Chottanom et al., 2005. Pengeringan osmotik dilakukan dengan menciptakan lapisan semipermeabel dengan cara merendam produk ke dalam larutan gula, larutan



garam,



sorbitol,



gliserol,



dan



sebagainya



sebelum



proses



pengeringan. Proses ini biasa dilakukan dalam pembuatan produk pangan semi basah. Selanjutnya produk dikeringkan dengan penjemuran atau pengeringan buatan. Proses pengeringan osmosis dapat digunakan untuk perlakuan pengeringan awal yang dapat menurunkan kadar air bahan sampai 50 dari kadar air awal bahan Karathanos



et



dikombinasikan



al.,



1995.



dengan



Metode



pengeringan



pengeringan udara



terbukti



osmotik mampu



menghasilkan buah kering awet dengan kadar air sekitar 14, sehingga kerusakan kimiawi, biologis dan enzimatis dapat dihindari. Perendaman irisan daging buah mangga kweni dalam larutan gula 60 o Brix selama 10 jam, kemudian dikeringkan pada suhu 55 o C dan kelembaban 60 selama 9 jam menghasilkan manisan mangga kweni kering, berpenampilan menarik, warna kuning merata, manis, dan memiliki kadar air optimum yaitu 14.41 Broto, 2003. Pengeringan



osmotik



melibatkan



dua



aliran



material



yang



berlawanan arah dan terjadi secara simultan, yaitu keluarnya air dari jaringan produk ke larutan osmotik dan aliran padatan terlarut dari larutan osmotik ke dalam jaringan produk. Laju kehilangan air dari jaringan produk dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya suhu, komposisi dan konsentrasi larutan osmotik, fase kontak, karakteristik produk, perlakuan awal terhadap produk, ukuran dan bentuk geometri produk, tingkat pengadukan, dan lamanya proses pengeringan Khan et al., 2008. Suhu memberikan pengaruh positif sebanding dengan kehilangan air dan kenaikan padatan pada buah mangga dengan perlakuan pengeringan osmotik. Pada buah nanas



yang telah dilakukan pengeringan osmotik selama 6 jam, dengan suhu 30, 40 and 50 ºC dalam larutan hipertonik 60 sukrosa, menunjukkan bahwa penurunan kadar air nanas mempunyai fungsi linier terhadap suhu perendaman. Makin tinggi suhu, makin turun kadar air nanas, kadar sukrosa dalam buah makin tinggi Ramalo dan Mascheroni, 2005. Jenis dan konsentrasi larutan osmotik sangat mempengaruhi laju pengeringan dan mutu yang dihasilkan. Karathanos et al. 1995 menemukan bahwa larutan glukosa dengan konsentrasi 45 memberikan laju kehilangan air yang paling tinggi dibandingkan dengan konsentrasi larutan 30 dan 15. Kalsium klorida umumnya digunakan pada konsentrasi 0.5 – 1.0 sebagai tambahan pada bahan osmosis yang sebenarnya, terutama untuk menguatkan struktur jaringan sayuran atau buah- buahan. Natrium klorida sangat cepat menghasilkan efek pengeringan osmosis, tetapi mempunyai kelemahan yaitu molekul NaCl cepat mempenetrasi bahan dan mengubah rasa. Akibat adanya perubahan organoleptik, maka disarankan untuk menggunakan konsentrasi 10 bagi sayuran, dan 1 - 3 sebagai tambahan pada media osmosis utama untuk mengeringkan buah-buahan. Larutan NaCl juga telah ditemukan mempunyai efek inhibitor terhadap aktifitas polyphenol oksidase Lenart, 1996. Sukrosa dianggap merupakan bahan osmosis yang terbaik,



kehadiran



sukrosa



pada



permukaan



bahan



yang



dikeringkan membantu menghalangi kontak dengan oksigen yang berakibat



terhadap



penurunan



laju



pencoklatan



enzimatik



enzymatic browning. Sukrosa lebih dapat diterima jika ditinjau dari segi rasa, tetapi rasa manis dapat tidak cocok digunakan bagi sayur-



sayuran.



Maltodekstrin



dan



sirup



pati



dianjurkan



untuk



menurunkan kadar air sayur-sayuran dan buah-buahan terutama jika efek kemanisan yang diakibatkan oleh sukrosa pada produk akhir tidak diinginkan. Monteiro et al. 2003 melakukan pengeringan osmotik pada potongan buah mangga untuk memperoleh kondisi perlakuan dengan rasio kinerja pengeringan yang maksimum. Rasio kinerja 8 maksimum diperoleh pada kondisi suhu larutan 46 o C dan konsentrasi larutan 65.5 o Brix untuk sampel yang tidak dilapisi alginat. Untuk sampel yang dilapisi alginat, rasio kinerja maksimum diperoleh pada perlakuan suhu larutan 44 o C dan konsentrasi larutan 65.5 o Brix. Rasio kinerja maksimum yang diperoleh masingmasing perlakuan tersebut yaitu 5.16 dan 9.51, sehingga pemberian alginat pada sampel dapat meningkatkan kehilangan air dan menurunkan pemasukan padatan terlarut pada sampel.