PENENTUAN KADAR AIR DENGAN METODE OVEN

1.      TUJUAN PERCOBAAN

·         Mahasiswa mampu melakukan analisis kadar air pada setiap bahan pangan.

·         Mahasiwa dapat menentukan bahan pangan yang ditetapkan kadar airnya dengan metode oven.

2.      ALAT DAN BAHAN

ü  Oven dengan suhu 100^oC – 102^oC.

ü  Cawan (stainless steel, alumunium, nikel/porselen). Gunakan cawan lengkap dengan tutupnya. Untuk bahan-bahan yang memberikan efek korosif, sebaiknya tidak menggunakan cawan-cawan logam.

ü  Desikator yang berisi bahan pengering ( butiran halus silika gel).

ü  Penjepit cawan.

ü  Timbangan analitik.

ü  Mie kuning (mie basah), bihun dan apel.

3.      DASAR TEORI

      A. Pengertian Air dan Sifat – Sifat Air

Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia  H 2O : satu molekul  air tersusun atas dua atom  hidrogen  yangterikat 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 suatupelarut  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:

·       Air bebas, terdapat dalam ruang-ruang antarsel  dan intergranular dan pori-pori yang terdapat pada bahan.

·       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.

·       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:

Metode Pengeringan (Thermogravimetri)

Prinsipnya menguapkan air yang ada dalam bahan dengan jlaan pemanasan. Kemudian menimbang bahan sampai berat konstan berarti semua air sudah diuapkan. Cara ini relatif mudah dan murah. Kelemahannya antara lain:

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

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

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

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.

4.  PROSEDUR PERCOBAAN

1.      Cawan kering dan tutupnya dikeringkan dalam oven selama 15 menit dan didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang (untuk cawan alumunium didinginkan selama 10 menit, untuk porselen 20 menit).

2.      Menimbang dengan cepar kurang lebih 5gr sampel yang sudah disebarkan secara merata di dalam cawan.

3.      Mengangkat tutup cawan dan tempatkan cawan beserta isi dan tutupnya dalam oven selama 1 jam. Hindarkan kontak antara cawan dengan dinding oven. Untuk produk yg tidak mengalami dekomposisi dengan pengeringan yang lama, dapat dikeringkan selama 20 jam.

4.       Memindahkan cawan ke desikator, tutup dengan penutup cawan, lalu didinginkan. Setelah dingin timbang kembali.

5.      Mengeringkan kembali ke dalam oven sampai diperoleh berat yang tetap.

5. DATA PENGAMATAN

Tabel berat cawan sebelum dan sesudah dipanaskan pada suhu 100-103^oC

	Cawan 1 (gr)	Cawan 2 (gr)	Cawan 3 (gr)
Berat sampel + cawan + tutup (sebelum dipanaskan)	34,8317	38,2278	40,8481
Berat cawan + tutup	29,8032	33,2035	35,7885
Berat sampel basah (W1)	5,0285	5,0243	5,0596
Kehilangan berat (W3)	1,5260	1,6195	0,7365

Keterangan :

·         Cawan 1 berisi sampel daun sayur sawi

·         Cawan 2 berisi sampel batang sayur sawi

·         Cawan 3 berisi sampel roti

6.PERHITUNGAN

 Penentuan Kadar Air

·         % kadar air (berat kering)=     x   100%

·         % kadar air (berat basah)=     x  100%

·         Total padatan    =       x  100%

Penentuan Kadar Air daun sayur sawi

·         % kadar air (berat kering)  =     x   100%

        =  43,56%

·         % kadar air (berat basah)   =     x  100%

       =  30,34%

·         Total padatan    =       x  100%

  =  69,65%

Penentuan Kadar Air batang sayur sawi

·         % kadar air (berat kering)  =     x   100%

        =  47,56%

·         % kadar air (berat basah)   =     x  100%

       =  32,23%

·         Total padatan    =       x  100%

  =  67,76%

Penentuan Kadar Air Roti

·         % kadar air (berat kering)  =     x   100%

        =  17,03%

·         % kadar air (berat basah)   =        x  100%

       =  14,55%

·         Total padatan    =   x  100%

  =  85,44%

7.ANALISA PERCOBAAN

Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui kadar air dalam suatu sampel. Sampel yang digunakan dalam praktikum ini ada 3 jenis sampel, yaitu mie kuning, bihun dan buah apel. Ketiga sampel ini ditentukan kadar airnya dengan menggunkan metode oven. Prinsip kerja metode oven ini ialah dengan mengeluarkan atau menghilangkan sebagian besar air dari suatu bahan pangan dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan energi panas.

Suhu pemanasan yang digunakan pada praktikum ini sebesar 100-103^oC dengan waktu selama 1 jam 15 menit. Pada saat pemanasan selesai ternyata ketiga sampel tadi masih terlihat memiliki kadar air yang tinggi, terutama pada buah apel. Hal ini dikarenakan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai keseimbangan antara sampel dan suhu di dalam oven kurang. Karena untuk mengilangkan kadar air dalam suatu bahan pangan banyak faktor-faktor yang mempengaruhinya. Diantaranya, suhu pada pada pemanasan, waktu pemanasan, kelembaban udara dan kecepatan udara.

Berdasarkan bentuknya, ketiga sampel bahan pangan ini termasuk ke dalam bentuk air yang terikat secara lemah. Dimana mie kuning dan bihun  terikat secara lemah karena terserap (teradsopsi). Sedangkan  buah apel termasuk kedalam bentuk air terikat secara lemah karena terdispersi. Jika berdasarkan tipe air, kadar air yang ada di dalam mie kuning dan bihun termasuk air tipe 1. Dimana air tipe 1 ini merupakan tipe air yang terikat pada molekul-molekul air melalui suatu ikatan hidrogen. Sedangkan buah apel termasuk kedalam tipe 3. Dimana tipe ini merupakan air yang secara fisik terikat dalam jaringan matriks.

Pada pemanasan, cawan 1 yang berisi daun sayur sawi kehilangan berat sebesar 1,5260gr. Pada cawan 2 yang berisi batang sayur sawi kehilangan berat sebanyak 1,6195gr dan pada cawan 3 yang berisi roti kehilangan berat 0,7365gr.

8.KESIMPULAN

            Berdasarkan analisa di atas dapat disimpulkan bahwa:

·         Metode yang digunakan untuk penentuan kadar air yaitu metode pengeringan dengan menggunakan oven sebagai alat pengering.

·         Faktor-faktor yang mempengaruhi:

-          Kadar air awal

-          Komposisi bahan

-          Bentuk dan ukuran bahan

-          Ketebalan bahan

-          Jenis pengeringan

-          Suhu pengeingan

·         Sampel daun sayur sawi

-          % kadar air (BK) : 43,56 %

-          % kadar air (BB) : 30,34 %

-          Total padatan : 69,56 %

-          kehilangan berat : 1,5260gr

·         Sampel batang sayur sawi

-          % kadar air (BK) : 47,56 %

-          % kadar air (BB) : 32,23 %

-          Total padatan : 67,76 %

-          kehilangan berat : 1,6195gr

·         Sampel Roti

-          % kadar air (BK) : 17,03 %

-          % kadar air (BB) : 14,55 %

-          Total padatan : 85,44 %

-          kehilangan berat : 0,7365gr

LAPORAN TETAP

TEKNOLOGI PENGOLAHAN PANGAN

Penentuan Kadar Air

Oleh

Kelompok 2/ 4KC

Berta Dwiani Atma                      (0612 3040 0338)

Gregorius Jhonathan                  (0612 3040 0344)

Mariyah                                       (0612 3040 0348)

Pebriantoni                                  (0612 3040 0351)

Selvina Legarty Manurung         (0612 3040 0354)

Sri Novita Sari                             (0612 3040 0355)

Yuni Fitari                                   (0612 3040 0358)

Dosen Pembimbing :  Dr. Ir. Martha Aznuri, M.si.

Jurusan Teknik Kimia

Politeknik Negeri Sriwijaya

Tahun Akademik 2014

Gambar Alat

  

Oven

Crusible

 

Penjepit besi

 

Daftar Pustaka

Tim Penyusun TPP.2014. “ Penetapan Kadar Air dengan Metode Oven”. Politeknik     Negeri sriwijaya : Palembang.

Http:// books.google.co.id

Http:// wulaniriky. Wordpress.com/2011/01/19/penetapan-kadar-air-metode-oven-pengering-aa/