PENENTUAN KADAR AIR
DENGAN MENGGUNAKAN METODE OVEN
I. Tujuan Percobaan
- Dapat melakukan analisis kadar air pada setiap bahan pangan
- Dapat menentukan bahan pangan yang ditetapkan kadar airnya dengan metode oven
II. Alat dan Bahan
2.1 Alat yang digunakan
- Oven 1 buah
- Cawan Petri 3 buah
- Kaca Arloji 2 buah
- Spatula 1 buah
- Neraca Analitik 1 buah
- Penjepit Cawan 1 buah
- Desikator 1 buah
2.2 Bahan yang digunakan
- Tepung Terigu 2 gram
- Tepung Tapioka 2 gram
- Tepung Beras 2 gram
III. Dasar Teori
Air dalam bahan pangan hasil pertanian dibedakan atas air bebas dan air terikat. Air bebas adalah air yang dapat dikeluarkan atau dibebaskan denga mudah dari bahannya, misalnnya dengan pemanasan. Air terikat, meliputi : (1) air yang teradsorpsi pada dinding sel dan komponen-komponen sel sepertiprotein, pati, selulosa, dan lain-lain, (2) air yang terikat secara kimiawi pada senyawa kimiawi pada senyawa-senyawa karbohidrat (antara lain glukosa, maltosa, 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 didalam oven.
Metode ini digunakan untuk seluruh produk makanan, kecuali jika produk tersebut mengandung komponen-komponen yang mudah menguap atau jika produk tersebut mengalami dekomposisi pada 100 C. Prinsipnya yaitu : sampel dikeringkan dalam oven 100 C sampai diperoleh berat tetap`
Dasar Teori Tambahan
A. Pengertian Air dan Sifat – Sifat Air
Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H 2O : satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen . Air bersifat tidak berwarna , tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam ,gula , asam , beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik .
Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik . Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron , tereduksi menjadi gas H2dan ion hidrokida (OH-). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan elektron ke katoda. Ion H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut.
Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat “hidrofilik” (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat “hidrofobik” (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air.
Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih “kekuatan tarik” pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektron-elektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen.Air memiliki pula sifat adhesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami kepolarannya.
Air memiliki tegangan permukaan yang besar yang disebabkan oleh kuatnya sifat kohesi antar molekul-molekul air. Hal ini dapat diamati saat sejumlah kecil air ditempatkan dalam sebuah permukaan yang tak dapat terbasahi atau terlarutkan (non-soluble); air tersebut akan berkumpul sebagai sebuah tetesan. Di atas sebuah permukaan gelas yang amat bersih atau bepermukaan amat halus air dapat membentuk suatu lapisan tipis (thin film) karena gaya tarik molekular antara gelas dan molekul air (gaya adhesi) lebih kuat ketimbang gaya kohesi antar molekul air.
Dalam sel-sel biologi dan organel-organel, air bersentuhan dengan membran dan permukaan protein yang bersifat hidrofilik; yaitu, permukaan-permukaan yang memiliki ketertarikan kuat terhadap air.
B. Bentuk dan Tipe Air dalam Suatu Bahan
Air yang terdapat dalam suatu bahan makanan terdapat dalam tiga bentuk:
1.Air bebas, terdapat dalam ruang-ruang antarsel dan intergranular dan pori-pori yang terdapat pada bahan.
2.Air yang terikat secara lemah karena terserap (teradsorbsi) pada permukaan koloid makromolekulaer seperti protein, pektin pati, sellulosa. Selain itu air juga terdispersi di antara kolloid tersebut dan merupakan pelerut zat-zat yang ada di dalam sel. Air yang ada dalam bentuk ini masih tetap mempunyai sifat air bebas dan dapat dikristalkan pada proses pembekuan. Ikatan antara air dengan kolloid tersebut merupakan ikatan hidrogen.
3.Air yang dalam keadaan terikat kuat yaitu membentuk hidrat. Ikatannya berifat ionik sehingga relatif sukar dihilangkan atau diuapkan. Air ini tidak membeku meskipun pada suhu 0o F.
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.
C. 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 di sekitarnya. Kadar air bahan 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 relatif 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 ini 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 mebgikat air sehingga air bebas relatif menjadi lebih kecil dan akibatnya bahan jenis ini mempunyai Aw yang rendah.
D. Penentuan Kadar Air Dalam Bahan Makanan
Kadar air dalam makanan dapat ditentukan dengan berbagai cara:
1. Metode Pengeringan (Thermogravimetri)
Prinsipnya menguapkan air yang ada dalam bahan dengan jalan pemanasan. Kemudian menimbang bahan sampai berat konstan berarti semua air sudah diuapkan. Cara ini relatif mudah dan murah. Kelemahannya antara lain:
-Bahan lain di samping air juga ikut menguap dan ikut hilang bersama dengan uap misalnya alkohol, asam asetat, minyak atsiri, dan lain-lain.
-Dapat terjadi reaksi selama pemanasan yang menghasilkan air atau zat mudah menguap lain. Contoh gula mengalami dekomposisi atau karamelisasi, lemak mengalami oksidasi dan sebagainya.
-Bahan yang mengandung bahan yang dapat mengikat air secara kuat sulit melepaskan airnya meskipun sudah dipanaskan.
2. Metode Destilasi (Thermovolumetri)
Prinsip penentuan kadar air dengan destilasi adalah menguapkan air demgan “pembawa” cairan kimia yang mempunyai titik didih lebih tinggi daripada air dan tidak dapat campur dengan air serta mempunyai berat jenis lebih rendah daripada 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 diperkirakan mengandung air sebanyak 2-5 ml, kemudain dipanaskan sampai mendidih. Uap air dan zat kimia tersebut diembunkan dan ditampung dalam tabung penampung. Karena berat jenis air lebih besar daripadazat kimia tersebut maka air akan berada dibagian bawah pada tabung penampung. Bila pada tabung penampung dilengkapi skala maka banyaknya air dapat diketahui langsung. Alat yang dipakai sebagai penampung ini antara lain tabung Strak-Dean dan Sterling-Bidwell atau modifikasinya.
3. Metode Khemis
- Cara Titrasi Karl Ficher
- Cara Kalsium Karbid
- Cara Asetil Klorida
- Metode Fisis
Ada beberapa cara penentuan kadar air cara fisis antara lain:
- Berdasarkan tetapan dielektrikum
- Berdasarkan konduktivitas listrik (daya hantar listrik) atau resistansi
- Berdasarkan resonansi nuklir magnetic
- Metode khusus misalnya dengan kromatografi, Nuclear Magnetic-Resonance
IV. Prosedur Percobaan
1. Mengeringkan cawan kosong dalam oven selama 15 menit dan mendinginkan dalam desikator, kemudian menimbang
2. Menimbang dengan cepat kurang lebih 2 gram untuk masing-masing sampel yang sudah disebarkan secara merata didalam cawan.
3. Mengangkat dan menempatkan cawan beserta isinya dalam oven selama kurang lebih 2 jam. Menghindarkan kontak antara cawan dengan dinding oven.
4. Memindahkan cawan ke desikator, lalu mendinginkan. Setelah dingin menimbang kembali.
V. Data Pengamatan
- Berat kosong cawan
a. Sampel 1 (terigu) = 50,56 gram
b. Sampel 2 (tapioka) = 50,49 gram
c. Sampel 3 (beras) = 51,50 gram
- Berat kosong cawan + sampel setelah dikeringkan
a. Sampel 1 (terigu) = 60,34 gram
b. Sampel 2 (tapioka) = 52,18 gram
c. Sampel 3 (beras) = 53,29 gram
VI. Perhitungan
Nama Sampel
|
Berat Sampel (W1)
|
Berat sampel setelah dikeringkan (W2)
|
Selisih berat (W3)
|
Tepung Terigu
|
2,0 gram
|
1,78 gram
|
0,22 gram
|
Tepung Tapioka
|
2,0 gram
|
1,69 gram
|
0,31 gram
|
Tepung Beras
|
2,0 gram
|
1,79 gram
|
0,21 gram
|
% Kadar air (Berat Kering, bk) = (W3 / W2) x 100 %
- Tepung terigu = ( 0,22 / 1,78 ) x 100 %
= 12,36 %
- Tepung tapioka = ( 0,31 / 1,69 ) x 100 %
= 18, 34 %
- Tepung beras = ( 0,21 / 1,79 ) x 100 %
= 11,73 %
% Kadar air ( Berat basah, bb) = (W3 / W1) x 100 %
- Tepung terigu = ( 0,22 / 2,0 ) x 100 %
= 11,0 %
- Tepung tapioka = ( 0,31 / 2,0 ) x 100 %
= 15,5 %
- Tepung beras = ( 0,21 / 2,0 ) x 100 %
= 10,5 %
Total padatan = (W2 / W1) x 100 %
- Tepung terigu = ( 1,78 / 2,0 ) x 100 %
= 89,0 %
- Tepung tapioka = ( 1,69 / 2,0 ) x 100 %
= 84,5 %
- Tepung beras = ( 1,79 / 2,0 ) x 100 %
= 89,5 %
Tabel hasil perhitungan
Nama Sampel
|
% Kadar air berat kering
|
% Kadar air berat basah
|
Total padatan
|
Tepung terigu
|
12,36 %
|
11,0 %
|
89,0 %
|
Tepung tapioka
|
18,34 %
|
15,5 %
|
84,5 %
|
Tepung beras
|
11,73 %
|
10,5 %
|
89,5 %
|
VII. Analisa Percobaan
Kadar air dalam bahan pangan sangat mempengaruhi kualtas dan daya simpan dari bahan pangan tersebut. Oleh karena itu, penentuan kadar air dari suatu bahan pangan sangat penting agar dalam proses pengolahan maupun pendistribusian untuk mendapat penanganan yang tepat.
Kadar air bahan pangan merupakan pengukuran jumlah air total yang terkandung dalam bahan pangan, tanpa memperlihatkan kondisi atau derajat keterikatan air. Penentuan kadar air dalam bahan pangan dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu metode pengeringan (dengan oven biasa), metode destilasi, metode kimia, dan metode khusus (kromatografi, nuclear magnetic resonance).
Pada praktikum kali ini kami menggunakan metode thermogravimetri yaitu pengeringan, metode ini sangat umum dilakukan di laboratorium karena relatif murah dan mudah untuk dilakukan. Prinsipnya yaitu menguapkan air yang ada dalam bahan pangan dengan jalan pemanasan. Kemudian menimbang bahan sampai berat konstan berarti semua air sudah diuapkan.
Adapun bahan pangan yang kami analisa kadar airnya diantaranya : berbagai jenis tepung seperti tepung terigu, tepung tapioka dan tepung beras. Langkah awal yang dilakukan yaitu memanaskan cawan yang akan digunakan selama 15 menit hal ini bertujuan untuk mensterilkan dan menguapkan air yang terdapat didalam cawan. Lalu, menimbang beratnya. Sampel dimasukkan kedalam cawan masing-masing sebesar 2,0 gram. Berat tersebut dituliskan sebagai W1. Dilanjutkan dengan pemanasan pada suhu 100 C selama 3-6 jam. Namun, karena keterbatasan waktu praktikum yang dilakukan sampai 2 jam. Didalam pemanasan itu, air yang terkandung dalam terigu tersebut akan teruapkan. Hal ini diketahui adanya pengurangan berat setelah pemanasan W2.
Kadar air dalam sampel tersebut dapat diketahui dengan menggunakan rumus :
% Kadar air ( Berat basah, bb) = (W3 / W1) x 100 %
Dari hasil perhitungan didapati kadar air masing-masing sampel yaitu: tepung terigu 11,0 %, tepung tapioka 15,5 % dan tepung beras 10,5 %. Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI), batas kadar air maksimum yang dianjurkan pada tepung sekitar 13 %. Sehingga dapat dianalisa bahwa pada tepung tapioka masih mengandung air dan belum memenuhi kadar air maksimum yang ditetapkan. Hal ini dimungkinkan karena keterbatasan waktu yang diberikan sehingga air masih terkandung didalamnya. Thermogravimetri dilakukan pemanasan sampai berat konstan, namun kami hanya melakukan pemanasan sampai 2 jam tidak sampai beratnya konstan. Kelemahannya antara lain:
-Bahan lain di samping air juga ikut menguap dan ikut hilang bersama dengan uap misalnya alkohol, asam asetat, minyak atsiri, dan lain-lain.
-Dapat terjadi reaksi selama pemanasan yang menghasilkan air atau zat mudah menguap lain. Contoh gula mengalami dekomposisi atau karamelisasi, lemak mengalami oksidasi dan sebagainya.
-Bahan yang mengandung bahan yang dapat mengikat air secara kuat sulit melepaskan airnya meskipun sudah dipanaskan.
VIII. Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan daat disimpulkan bahwa :
- Kadar air bahan pangan merupakan pengukuran jumlah air total yang terkandung dalam bahan pangan, tanpa memperlihatkan kondisi atau derajat keterikatan air.
- Metode thermogravimetri yaitu menguapkan air yang ada dalam bahan pangan dengan jalan pemanasan. Kemudian menimbang bahan sampai berat konstan berarti semua air sudah diuapkan.
- % Kadar air ( Berat basah, bb)= (W3 / W1) x 100 %
- Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI), batas kadar air maksimum yang dianjurkan pada tepung sekitar 13 %.
- Berdasarkan hasil perhitungan, kadar air dalam sampel:
Tepung terigu 11,0 %,
Tepung tapioka 15,5 %
Tepung beras 10,5 %.
IX. DAFTAR PUSTAKA
- Tim penyusun. 2015. Penuntun praktikum teknik pengolahan pangan. Palembang : Politeknik Negeri Sriwijaya
- https://himka1polban.wordpress.com/laporan/kimia-pangan/laporan-penentuan-kadar-air/ (Diakses pada tanggal 18 Maret 2015)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar