PENETAP PENETAPAN AN KADAR AIR (METODE OVEN PENGERING) AA Posted on Januari 19, 2011 by wulaniriky PENETAPAN KADAR AIR (METODE OVEN PENGERING) AA BAB I PENDAHULUAN A. latar belakang Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Air diperlukan untuk kelangsungan proses biokimiawi organisme hidup, sehingga sangat essensial. (http://id.wikipedia.org/wiki/Air). Pengukuran kadar air dalam suatu bahan sangat diperlukan dalam berbagai bidang. Salah satu bidang yang memerlukan pengukuran kadar air adalah bidang pertanian . Komoditi pertanian yang cukup penting untuk diketahui kadar airnya adalah beras. Mutu beras terutama ditentukan oleh kadar airnya, semakin tinggi kadar air beras, mutunya semakin jelek. Tingginya kadar air beras dapat berakibat tumbuhnya jamur-jamur penghasil mikotoksin (racun) yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Kadar air juga perlu diketahui untuk biji-bijian yang lain. 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 probadi, teknologi pangan dan sebagai air minum. Air yang digunakan untuk keperluan khusus mungkin harus mengalami perlakuan terlebih dahulu misalnya sterilisasi, pengurangan kesadahan, penurunan BOD dan sebagainya. Praktikum kali ini adalah untuk mengetahui kadar air dalam suatu bahan makanan seperti kacang hijau, kacang tanah, kacang merah, dan susu. Metode yang digunakan adalah oven pengering. Pengeringan adalah suatu metode untuk mengeluarkan atau menghilangakan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan energi panas. Biasanya kandungan air bahan tersebut dikurangi sampai suatu batas agar mikroba tidak dapat tumbuh lagi didalamnya Prinsip dari metode oven pengering adalah bahwa air yang yang terkandung dalam suatu bahan akan o menguap bila bahan tersebut dipanaskan pada suhu 105 C selama waktu tertentu. Perbedaan antara berat sebelum dan sesudah dipanaskan adalah kadar air.(Astuti. 2010: 9) B. Rumusan masalah 1. Bagaimana prinsip penetapan kadar air dengan metode oven pengering ?
2. Berapakah kadar air yang terdapat di dalam kacang hijau, kacang tanah, kacang merah, dan susu ? C. Tujuan 1. Untuk mengetahui prinsip penetapan kadar air dengan metode oven pengering. 2. Untuk mengetahui kadar air yang terdapat di dalam kacang hijau, kacang tanah, kacang merah, dan susu. D. Manfaat 1. Memberikan pengetahuan tentang prinsip penetapan kadar air dengan metode oven pengering. 2. Memberikan gambaran umum tentang kadar air yang terdapat di dalam kacang hijau, kacang tanah, kacang merah, dan susu.
BAB II KAJIAN PUSTAKA A. Pengertian Air dan Sifat – Sifat Air Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: 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 H 2 dan 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 tarikmenarik 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. (http://id.wikipedia.org/wiki/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 o suhu 0 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 : 1. 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. 2. 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.
3. 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. 4. Tipe IV adalah tipe air yang tidak terikat dalam jaringan suatu bahan atau air murni, dengan sifat-sifat air biasa. (F.G. Winarno, 1999 : 3 – 14) 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 jlaan pemanasan. Kemudian menimbang bahan sampai berat konstan berarti semua air sudah diuapkan. Cara ini relatif mudah dan murah. Kelemahannya antara lain: 1. Bahan lain di samping air juga ikut menguap dan ikut hilang bersama dengan uap misalnya alkohol, asam asetat, minyak atsiri, dan lain-lain. 2. Dapat terjadi reaksi selama pemanasan yang menghasilkan air atau zat mudah menguap lain. Contoh gula mengalami dekomposisi atau karamelisasi, lemak mengalami oksidasi dan sebagainya.
3. Bahan yang mengandung bahan yang dapat mengikat air secara kuat sulit melepaskan airnya meskipun sudah dipanaskan. 4. 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 SterlingBidwell atau modifikasinya (Gambar 2). 1. Metode Khemis 1. Cara Titrasi Karl Ficher 2. Cara Kalsium Karbid 3. Cara Asetil Klorida 4. Metode Fisis Ada beberapa cara penentuan kadar air cara fisis antara lain: 1. 2. 3. 4.
Berdasarkan tetapan dielektrikum Berdasarkan konduktivitas listrik (daya hantar listrik) atau resistansi Berdasarkan resonansi nuklir magnetic Metode khusus misalnya dengan kromatografi, Nuclear Magnetic-Resonance (Slamet Sudarmaji, 1989: 57-70).
BAB III METODE PRAKTIKUM A. Alat dan Bahan lat
:
1. Cawan (crusible) porselin dengan penutup 2. Desikator 3. Tang penjepit 4. Oven pengering
Bahan
1. 2. 3. 4.
:
Kacang hijau Kacang tanah Kacang merah Susu
5. Timbangan analitik
B. Cara Kerja 1. Cawan porselin yang sudah bersih dikeringkan di dalam oven pengering pada suhu 105 selama 1 jam dengan tutup dilepas.
o
C
2. Kemudian cawan porselin diambil dengan menggunakan tang penjepit dan didinginkan di dalam desikator dengan tutup dilepas selama 1 jam. 3. Setelah dingin, cawan porselin ditimbang dalam keadaan tertutup (m s). 4. Ditimbang sampel ± 2 gram dengan menggunakan cawan porselin (m s1) dan dikeringkan di o dalam oven pengering pada suhu 105 C selama 8 jam atau sampai beratnya tetap denga tutup dilepas. 5. Dengan menggunakan tang penjepit cawan porselin ditutup, kemudian didinginkan di dalam desikator selama 30 menit dengan tutup dilepas. Setelah dingin cawan porselin ditutup kembali dan ditimbang (m s2).
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Sampel
Susu Kacang hijau Kacang tanah Kacang merah
Berat cawan + tutup ms (gr)
102,762 98,838
Berat cawan + tutup + sampel sebelum dikeringkan ms1 (gr) 104,087 100,956
Berat cawan + tutup + sampel sesudah dikeringkan ms2 (gr) 104,108 100,868
2,025 2,118
-1,037% 4,155%
107,882
109,880
109,773
1,998
5,355%
110,086
112,084
111,923
1,998
8,058%
B. Pembahasan
Berat sampel ms1 – ms (gr)
Kadar air (%) (ms1 - ms2 / ms1 – ms ) x 100%
Air merupakan kebutuhan yang utama bagi semua kehidupan. Air diperlukan baik oleh manusia, hewan maupun tumbuhan untuk proses biokimiawinya sehingga sangat essensial. Praktikum kali ini adalah penentuan kadar air dengan bahan yang digunakan yaitu antara lain susu, kacang hijau, kacang tanah dan kacang merah. Praktikum ini adalah bertujuan untuk mengetahui kadar air dalam suatu sampel. Sampel yang digunakan dalam praktikum ini adalah susu, kacang hijau, kacang tanah dan kacang merah. Penetapan kadar air dalam sampel – sampel tersebut dilakukan dengan menggunakan metode oven pengering, yang mana pengeringan tersebut dengan cara memasukkan sampel ke dalam oven pengering pada suhu 105˚ C selama 8 jam atau sampai beratnya konstan atau tetap. Selisih berat sebelum dan sesudah pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan (kadar air). Dari data berat yang kita peroleh antara lain m s (berat cawan dan tutup), m s1 (berat cawan + tutup + sampel sebelum dikeringkan), m s2 (berat cawan + tutup + sampel sesudah dikeringkan), maka dapat diketahui kadar air sampel tersebut yaitu dengan persamaan: kadar air = (ms1 – ms2 / ms1 – ms) x 100% Keterangan : Sampel
= ms1 – ms
Selain itu kita juga bisa mencari berat keringnya yaitu dengan rumus Bahan kering (%) = 100 – kadar air Dari data yang diperoleh dan dimasukkan dalam perhitungan maka didapatkan kadar air pada sampel susu adalah -1,037%, kacang hijau 4,155%, kacang tanah 5,355% dan kacang merah 8,058%. Dari data kadar ini diketahui bahwa kadar air tertinggi yaitu pada sampel kacang merah sebesar 8,058% sedangkan yang terendah adalah pada sampel susu sebesar -1,037%. Dari kadar air ini dapat dicari besarnya berat kering dan didapatkan data bahwa berat kering pada sampel susu adalah 101,037%, kacang hijau 95,845%, kacang tanah 94,645% dan kacang merah 91,942%. Dari data ini maka dapat disimpulkan bahwa kadar air berbanding terbalik dengan berat kering. Pada sampel susu didapatkan kadar air yang negatif, hal ini mungkin disebabkan karena adanya kesalahan prosedur salah satunya mungkin disebabkan karena kurang ketelitian dalam melakukan penghitungan, penimbangan, dan metode pemanasan. Perbedaan kadar air dalam suatu bahan disebabkan karena perbedaan bahan, metode dan suhu serta proses penyimpanannya Selain itu perbedaan ini 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. Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan ada 2 golongan, yaitu:
1. Faktor yang berhubungan dengan udara pengering Yang termasuk golongan ini adalah: 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) 2. Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan Yang termasuk golongan ini adalah: Ukuran bahan (Makin kecil ukuran benda, pengeringan akan makin cepat), Kadar air (Makin sedikit air yang dikandung, pengeringan akan makin cepat). Untuk mempercepat penguapan air serta menghindari terjadinya reaksi yang menyebabkan terjadinya air ataupun reaksi yang lain karena pemanasan maka dapat dilakukan pemanasan dengan suhu rendah dan tekanan vakum. Dengan demikian akan dihasilkan kadar air yang sebenarnya. o
Untuk bahan-bahan yang mengandung kadar gula tinggi maka pemanasan dengan suhu 100 C dapat mengakibatkan pergerakan pada permukaan bahan. Sehingga terlihat masih memiliki berat kering yang cukup tinggi.
BAB V SIMPULAN A. Simpulan 1. Prinsip dari metode oven pengering adalah bahwa air yang terkandung dalam suatu o bahan akan menguap bila bahan tersebut dipanaskan pada suhu 105 C selama waktu tertentu. Perbedaan antara berat sebelum dan sesudah dipanaskan adalah kadar air 2. Dari praktikum yang dilakukan diperoleh kadar air untuk sampel susu adalah -1,037%, kacang hijau 4,155%, kacang tanah 5,355% dan kacang merah 8,058%.
Daftar Pustaka
Anonim. 2010. Air . Diakses tanggal 26 November 2010, jam 09.00 WIB. http://id.wikipedia.org/wiki/Air
Astuti. 2007. Petunjuk Praktikum Analisis Bahan Biologi. Yogyakarta : Jurdik FMIPA UNY
Biologi
Fardiaz, Srikandi, FG. Winarno, dan Dedi Fardiaz. 1980. Pengantar Teknologi Pangan. Jakarta : Gramedia Sudarmadji, Slamet, Suhardi dan Bambang Haryono. 1989. Analisis Bahan Makanan dan Pertanian. Yogyakarta : Liberti Yogyakarta
