FTIP001630/001

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Bawang Merah

Bawang merah (Allium ascalonicum L.) merupakan komoditas yang sudah tidak asing

lagi manfaatnya, yaitu sebagai bumbu dapur atau penyedap masakan sehari-hari. Bawang merah

termasuk kedalam Divisio Spermatophyta, Subdivisio Angiospermae, Kelas Monocotyledonae,

Ordo Asparagales (Liliiflorae), Famili Alliacea, Genus Allium, Spesies Allium ascalonicum L

(Sumarni dan Sumiati, 1995 dikutip Djali, 2009). Bawang merah merupakan tanaman semusim

sejenis rumput-rumputan, tumbuh tegak dengan tinggi mencapai 15-50 cm, membentuk rumpun

dan berumbi lapis. Sistem perakaran bawang merah berbentuk akar serabut tidak panjang, bentuk

daun bulat kecil dan memanjang seperti pipa. Bagian ujung daunnya meruncing, bagian

bawahnya melebar dan membengkak serta daunnya berwarna hijau.

Bagian pangkal umbi berbentuk cakram dan merupakan batang pokok tidak sempurna

(rudimenter). Akar-akar serabut tumbuh dari bagian bawah cakram, sedangkan di bagian atas

cakram diantara lapisan daun yang membengkak terdapat tunas yang akan tumbuh menjadi

tanaman baru. Tunas ini dinamakan tunas lateral. Tunas apical terdapat di bagian tengah cakram

dan kelak akan tumbuh menjadi bunga. Penampang melintang dan membujur umbi bawang

merah serta bagian-bagiannya disajikan pada Gambar 1 dibawah ini.

FTIP001630/002

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

Gambar 1. Penampang Melintang dan Membujur Umbi Bawang Merah

(Wibowo, 1999)

Bawang merah memiliki umbi yang berlapis-lapis dan dibungkus oleh lapisan

pembungkus. Lapisan pembungkus siung umbi bawang merah biasanya 2-3 helai dan lapisan

dari setiap siung berukuran relatif lebih tebal. Menurut Djali (2009), besar kecilnya siung

bawang merah ditentukan oleh banyak dan tebal lapisan pembungkusnya.

Kandungan zat gizi dalam umbi bawang merah dipengaruhi oleh kondisi pertumbuhan,

waktu panen, penyimpanan, dan pengolahan. Air merupakan salah satu komponen yang cukup

tinggi yaitu dapat mencapai 85% (Wibowo, 1999). Bawang merah juga mengandung senyawa

kimia dan asam amino yang mudah larut dalam air. Ikatan asam amino ini dikenal sebagai aliin.

Senyawa-senyawa lain yang terdapat dalam minyak atsiri bawang merah diduga dapat bersifat

antibakteri dan antijamur tertentu. Kandungan zat gizi umbi bawang merah per 100 gram dapat

dilihat pada Tabel 1.

Bawang-bawangan memiliki bau khas yang disebabkan oleh senyawa belerang yang

timbul bila jaringan tanaman tersebut terluka. Hal ini disebabkan oleh perbedaan dan letak

prekursor flavor dan enzim. Prekursor flavor terletak pada bagian sitoplasma, sedangkan enzim

pada bagian vakuola.

Tabel 1. Kandungan Zat Gizi Umbi Bawang Merah per 100 gram

Keterangan :

A. Sosok utuh tanaman bawang merah

B. Potongan melintang umbi bawang merah

1. Akar serabut

2. Cakram (batang pokok rudimenter)

3. Umbi lapis

4. Tunas lateral (kuncup)

5. Daun muda

6. Calon tunas

FTIP001630/003

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

Komponen Komposisi

Air (%) 80-85

Protein (%) 1,5

Lemak (%) 0,3

Karbohidrat (%) 9,2

-karoten (IU) 50

Thiamin (mg) 30

Riboflavin (mg) 0,04

Niasin (mg) 20

Asam askorbat (mg) 9

Kalium (mg) 30

Zat besi (mg) 0,8

Fosfor (mg) 40 Sumber : Wibowo, 1999

Dikenal ada beberapa varietas bawang merah yang berasal dari daerah tertentu seperti

varietas bawang merah Sumenep, Bima, Lampung, Maja, dan sebagainya, yang satu sama lain

nampak perbedaannya yaitu dari bentuk dan warnanya. Varietas Bima misalnya dikenal tinggi

hasilnya, bentuk umbinya lonjong, dan berwarna merah muda. Varietas Lampung bentuknya

bulat, warnanya merah pucat dengan hasil sedang-sedang saja. Menurut Rismunandar (1986),

varietas khusus daerah dapat saja terbentuk karena ulah manusia juga. Bawang merah yang

ditanam melalui umbi atau dengan kata lain secara vegetatif, keturunannya tidak akan berubah

secara drastis, seperti halnya dengan pengembangan melalui persilangan.

Kebutuhan bawang merah di Indonesia semakin meningkat tiap tahunnya namun tidak

diiringi oleh jumlah produksi yang terjadi penurunan. Data produksi dan luas panen bawang

merah dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Produksi dan Luas Panen Bawang Merah

Wilayah Produksi (ribu ton) Luas panen (ribu ha)

2001 2002 2001 2002

Jawa 665,0 596,3 62,5 67,2

Bali & Nusa Tenggara 129,3 115,9 8,7 9,4

Sumatera 43,3 38,8 5,4 5,8

Kalimantan 0,1 0,1 0,0 0,0

Sulawesi 18,7 16,8 5,2 5,6

Maluku & Papua 4,8 4,3 0,4 0,4

FTIP001630/004

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

Luar Jawa 196,2 175,9 19,7 21,2

Indonesia 861,2 772,1 82,2 88,4 Sumber : Statistik Indonesia, 2002

Berdasarkan Tabel 2 diatas, pulau Jawa memiliki tingkat produksi terbesar dibandingkan

dengan pulau-pulau lain di Indonesia. Tingkat produksi pada tahun 2001 sebesar 665,0 ribu ton,

namun menurun pada tahun berikutnya menjadi sebesar 596,3 ribu ton. Hal tersebut tidak sejalan

dengan peningkatan luas panen bawang merah di pulau Jawa dari 62,5 ribu ha meningkat

menjadi 67,2 ribu ha. Perbedaan produktivitas dari setiap varietas bawang merah tidak hanya

bergantung pada sifatnya, namun juga dipengaruhi oleh kondisi daerah. Iklim, pengairan, dan

kondisi tanah merupakan faktor penentu dalam produktivitas maupun kualitas umbi bawang

merah. Menurut SNI 01-3159-1992, umbi bawang merah memiliki syarat mutu seperti pada

Tabel 3, sedangkan menurut Rismunandar (1986), kualitas umbi bawang merah ditentukan oleh

beberapa faktor misalnya :

warna yang merah cerah lebih menarik dan disukai

ketatnya umbi alias kepadatannya

rasanya pedas, lemah, sedang, atau keras

baunya setelah digoreng sedap/wangi

bentuknya, umbi yang bulat nampak lebih disukai daripada yang lonjong.

Tabel 3. Syarat Mutu Bawang Merah (SNI 01-3159-1992)

Karakteristik

Syarat Cara

pengujian Mutu

I

Mutu

II

Kesamaan sifat varietas Serag

am

Serag

am Organoleptik

Ketuaan Tua Cuku

p tua Organoleptik

Kekerasan Keras Cuku

p keras Organoleptik

Diameter (cm) min. 1,7 1,3 SP-SMP-309-

1981

FTIP001630/005

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

Kekeringan Kerin

g simpan

Kerin

g simpan Organoleptik

Kerusakan, % (bobot/bobot)

maks. 5 8

SP-SMP-310-

1981

Busuk, % (bobot/bobot) maks. 1 2 SP-SMP-311-

1981

Kotoran, % (bobot/bobot) maks. Tidak

ada

Tidak

ada

SP-SMP-313-

1981

Kadar Air (%) 80-85 75-80 SP-SMP-313-

1981 Sumber : Badan Standardisasi Nasional, 1992

Umur panen bawang merah sangat ditentukan oleh jenis varietas dan ketinggian tempat

tumbuhnya. Bawang merah yang ditanam di dataran tinggi (suhu 15C-21C) umur panennya

lebih panjang karena pembentukan umbi lambat sedangkan yang ditanam di dataran rendah

(suhu 25C-30C) umumnya umur panen lebih pendek karena umbinya cepat terbentuk

(Sunarjono dan Soedomo, 1989). Bawang merah pada umumnya sudah dapat dipanen pada umur

60-70 hari setelah tanam di dataran rendah dan 80-90 hari di dataran tinggi. Jika penanaman

bawang merah dimaksudkan untuk menghasilkan bibit, pemanenan harus dilakukan setelah

bawang merah benar-benar telah cukup tua, sedangkan untuk konsumsi dapat dipanen sedikit

lebih muda.

Kriteria panen bawang merah dapat ditentukan secara visual yang ditandai dengan daun

tanaman sudah berwarna kekuning-kuningan dan sudah rebah, bagian leher mulai menjadi lunak

dan ujungnya terpisah serta warnanya berubah menjadi kuning. Pemanenan bawang merah

varietas Bima di dataran rendah untuk konsumsi berbeda dengan bawang merah untuk bibit. Ciri

tanaman bawang merah untuk konsumsi ditandai dengan perubahan warna daun menjadi

kekuningan telah mencapai 60%-70% dengan umur 50-55 hari setelah tanam; sedangkan untuk

bibit perubahan warna daun menjadi kekuningan telah mencapai 90% dengan umur 60-65 hari

setelah tanam (Wills et al.,1981 dikutip Djali, 2009).

FTIP001630/006

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

2.1.1. Curing Bawang Merah

Istilah curing umumnya hanya digunakan pada penanganan ubi-ubian. Curing adalah

proses pengeringan kulit terluar batang semu dan bagian leher umbi bawang sehingga

membentuk semacam sisik kering. Tujuannya adalah agar permukaan kulit yang terluka atau

tergores dapat tertutup kembali (Rubatzky dan Yamaguchi, 1997). Hal ini biasanya dilakukan

dengan cara membiarkan umbi bawang untuk beberapa hari pada suhu ruang. Proses

penyembuhan ini diperlukan agar luka atau goresan tersebut tidak menjadi lokasi masuknya

patogen (Muchtadi, 1992). Curing umbi dilakukan segera setelah panen sebelum disimpan atau

dipasarkan.

Curing dapat dilakukan secara tradisional yaitu dengan mengandalkan sinar matahari

sebagai sumber panas maupun secara artifisial yaitu dengan hembusan udara segar menggunakan

alat pembangkit panas untuk memanaskan udara pengering atau dapat pula dengan asap panas

pembakaran. Curing umbi bawang merah pada prinsipnya adalah proses pengeringan. Proses

curing untuk mendapatkan umbi bawang merah kering lokal umumnya dilaksanakan dengan

penjemuran selama 3-4 hari dibawah terik matahari langsung, sedangkan bila diinginkan umbi

kering simpan diperlukan waktu sekitar 10-14 hari (Rubatzky dan Yamaguchi, 1997). Apabila

cuaca tidak memungkinkan, curing dilaksanakan secara mekanis. Aplikasi pengering mekanis

pada proses curing bawang merah perlu mempertimbangkan faktor-faktor suhu, kelembaban

udara, dan lama pengeringan.

Proses curing secara konvensional berakhir apabila leher umbi tampak telah menyempit

dan keras, kulit terluar umbi bawang menjadi kering dan mengeluarkan bunyi gemerisik bila

digesek-gesekkan dan umbi menjadi lebih keras (Musaddad dan Sinaga (1995). Pada kondisi

tersebut susut bobot dapat mencapai 5% (Sanguansari dkk, 1995 dikutip Djali, 2009).

FTIP001630/007

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

2.1.2. Penyimpanan Bawang Merah

Kegiatan pascapanen yang mempunyai peranan penting dalam mempertahankan kualitas

umbi bawang merah adalah saat penyimpanan. Penyimpanan bawang merah dapat dilakukan

dengan dua metode antara lain penyimpanan tradisional dan penyimpanan modern. Penyimpanan

tradisional dilakukan dengan kondisi ruang penyimpanan pada suhu antara 25C-30C dengan

kelembaban relatif (RH) 65%-70% dan sirkulasi udara yang cukup baik. Penyimpanan modern

dilakukan dengan teknologi pendinginan. Kondisi yang ideal untuk cara ini adalah udara dengan

suhu 0C (Hall, 1980).

Petani bawang merah dengan jumlah produksi sedikit dapat menyimpannya di ruangan

dapur, digantung pada tambang yang direntangkan dari bilik ke bilik. Cara penyimpanan umbi

demikian dapat bertahan lama, karena setiap harinya mengalami pengasapan. Udara didalam

ruangan dapat tetap relatif kering sehingga tetap terjamin tidak akan terjadi infeksi dari jamur

maupun hama. Ikatan umbi bawang merah yang digantung pada tambang maupun pada belahan

bambu dalam gudang dapat bertahan hingga 6 bulan dalam suhu udara 26C-29C. Udara yang

terlalu lembab dapat mengundang infeksi penyakit cendawan tumbuh dalam gantungan

(Rismunandar, 1986).

2.2. Aktivitas Air

Aktivitas air (aw) merupakan salah satu parameter hidratasi yang sering diartikan sebagai

air dalam bahan yang digunakan untuk pertumbuhan jasad renik. Scott (1957) dalam Purnomo

(1995) pertama kali menggunakan aw sebagai petunjuk adanya sejumlah air dalam bahan pangan

yang dibutuhkan bagi pertumbuhan mikroorganisme. Aktivitas air ini juga terkait erat dengan

adanya air dalam bahan pangan.

FTIP001630/008

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

Aktivitas air dinyatakan sebagai potensi kimia yang nilainya bervariasi dari 0 sampai 1.

Pada nilai aw sama dengan 0 berarti molekul air yang bersangkutan sama sekali tidak dapat

melakukan aktivitas dalam proses kimia, sedangkan nilai aw sama dengan 1 berarti potensi air

dalam proses kimia dalam kondisi maksimal.

Purnomo (1995) menyatakan bahwa masing-masing mikroorganisme membutuhkan

jumlah air yang berbeda untuk pertumbuhannya. Pada nilai aw tinggi sekitar 0,91 bakteri

umumnya tumbuh dan berkembang biak dan khamir dapat tumbuh dan berkembang biak pada

nilai aw 0,87-0,91 sedangkan kapang lebih rendah yaitu pada nilai aw 0,80-0,87. Aktivitas air

merupakan nilai desimal kelembaban relatif (RH) kesetimbangan udara yang berhubungan

langsung dengan bahan pada kadar air setimbang (Toledo, 1980).

Dalam fase gas, aktivitas dari salah satu jenis gas adalah sama dengan tekanan parsialnya

dibagi dengan tekanan total dari sistem apabila ruangan itu dijenuhi oleh gas yang bersangkutan

(Labuza, 1984); lebih lanjut aw dinyatakan dalam bentuk persamaan :

aw =

Dimana :

aw = aktivitas air

P = tekanan parsial uap air

P0 = tekanan uap air murni

Apabila nilai RH udara diketahui dan air dalam bahan telah mencapai kesetimbangan

dengan lingkungannya, maka persamaan aw (Labuza, 1984) adalah :

aw =

dimana ERH = kelembaban relatif udara pada kadar air setimbang bahan

FTIP001630/009

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

Sudarmadji dkk. (1996) dikutip Kusnandar (2003) menyatakan bahwa besarnya aw

dipengaruhi oleh jenis bahannya. Pada kadar air yang tinggi belum tentu memberikan aw yang

tinggi bila bahannya berbeda. Jika suatu bahan pangan disusun oleh zat-zat yang mudah

mengikat air maka air bebas pada bahan pangan tersebut relatif menjadi lebih kecil dan akibatnya

bahan pangan tersebut mempunyai aw yang rendah.

2.3. Kadar Air

Kadar air merupakan salah satu sifat fisik dari bahan yang menunjukkan banyaknya air

yang terkandung di dalam bahan yang mempengaruhi beberapa hal yaitu seberapa jauh

penguapan dapat berlangsung, lamanya proses pengeringan dan jalannya proses pengeringan.

Kadar air dapat dinyatakan dalam basis basah atau basis kering. Kadar air basis basah (wb)

adalah perbandingan berat air didalam bahan tersebut dengan berat total bahan. Kadar air basis

basah dapat ditentukan dengan persamaan berikut (Henderson dan Perry, 1976) :

M = x 100% = x 100%

Keterangan :

M = kadar air basis basah (%)

Wm = berat air dalam bahan (g)

Wd = berat bahan kering (g)

Wt = berat total bahan (g)

Cara lain untuk menyatakan kadar air yaitu dengan menggunakan basis kering (db), yaitu

perbandingan berat air dalam bahan terhadap berat bahan keringnya. Kadar air basis kering dapat

ditentukan oleh persamaan berikut (Henderson dan Perry, 1976) :

FTIP001630/010

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

M = x 100%

Keterangan :

M = kadar air basis kering (%)

Wm = berat air dalam bahan (g)

Wd = berat bahan kering (g)

Berdasarkan perbandingan terhadap berat kering bahan, kadar air basis kering nilainya

akan lebih besar dari kadar air basis basah. Hubungan antara kadar air basis basah dengan kadar

air basis kering secara matematis dapat ditulis sebagai berikut (Nurhadi dan Nurhasanah, 2008) :

Kadar air basis kering =

2.4. Kadar Air Kesetimbangan (Equilibrium Moisture Content)

Menurut Purwadaria dkk. (1982) kadar air kesetimbangan atau equilibrium moisture

content (EMC) suatu bahan pangan didefinisikan sebagai tingkat kadar air bahan tersebut setelah

berada pada suatu keadaan lingkungan tertentu untuk jangka waktu tertentu. EMC dipengaruhi

oleh kelembaban relatif (RH) dan suhu lingkungan serta jenis dan kematangan bahan pangan.

Setiap jenis bahan pangan memiliki karakteristik tekanan parsial uap air pada suhu dan kadar air

tertentu. Karakteristik tersebut menentukan apakah bahan tersebut akan melakukan proses

penyerapan atau penguapan air, dengan demikian EMC adalah kadar air yang dicapai oleh bahan

setelah tekanan uap airnya setimbang dengan tekanan uap air dari udara sekelilingnya.

EMC dapat digunakan untuk mengetahui kadar air terendah yang dapat dicapai pada

proses pengeringan dengan tingkat suhu dan RH tertentu. Menurut Heldman dan Singh (1981),

kadar air kesetimbangan dari bahan pangan adalah kadar air bahan tersebut pada saat tekanan

FTIP001630/011

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

uap air dari bahan setimbang dengan lingkungannya; sedangkan RH pada saat terjadinya kadar

air kesetimbangan disebut RH kesetimbangan.

Penentuan EMC ada dua metode yaitu metode dinamis dan statis. Pada metode dinamis,

EMC diperoleh pada keadaan udara yang bergerak. Metode dinamis biasanya digunakan untuk

pengeringan, dimana pergerakan udara digunakan untuk mempercepat proses pengeringan dan

menghindari penjenuhan uap air disekitar bahan. Pada metode statis, EMC diperoleh pada

keadaan udara diam. Metode statis biasanya digunakan untuk keperluan penyimpanan karena

umumnya udara disekitar bahan relatif tidak bergerak.

2.5. Sorpsi Isotermis

Sorpsi isotermis adalah hubungan antara kadar air dalam bahan dengan aw bahan atau

kesetimbangan kelembaban relatif (RH) udara lingkungan (ERH) pada suhu tertentu (Henderson

dan Perry, 1976). Labuza (1968) menyatakan bahwa sorpsi isotermis menunjukkan hubungan

antara kadar air bahan dengan RH kesetimbangan ruang tempat penyimpanan bahan atau aw pada

suhu tertentu.

Secara umum kurva sorpsi isotermis bahan pangan berbentuk sigmoid. Ada perbedaan

yang nyata antara kadar air kesetimbangan yang dicapai secara desorpsi dan adsorpsi pada

kondisi suhu dan RH yang sama yaitu bahwa kadar air desorpsi lebih tinggi dari kadar air

adsorpsi. Fenomena ini disebut histeresis (dapat dilihat pada Gambar 2) (Chistensin, 1974 dalam

Manalu, 2001).

FTIP001630/012

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

Gambar 2. Bentuk Umum Sorpsi Isotermis Pada Bahan Pangan

(Labuza, 1968)

Menurut Labuza (1968), berdasarkan keadaan air dalam bahan pangan, sorpsi isotermis

dapat dibagi menjadi tiga daerah berikut :

Daerah pertama (I) terletak pada selang aw 0,00 sampai 0,20 yang disebut sebagai daerah

adsorpsi monolayer, tetapi tidak diartikan sebagai hanya satu lapis molekul saja karena

adanya penjenuhan gugus polar oleh molekul air pada perbandingan 1:1. Ikatan air pada

gugus ini lebih bersifat ionik sehingga memiliki ikatan yang sangat erat terhadap air. Air

pada daerah ini disebut sebagai air terikat (bound water) dan energi sorpsinya sangat

tinggi

Daerah kedua (II) terletak pada selang aw 0,20 sampai 0,60 adalah daerah adsorpsi lebih

dari satu lapisan air dan merupakan lapisan air yang terletak di atas monolayer

Daerah ketiga (III) adalah dimana kondensasi air terjadi dalam pori-pori bahan pangan.

Pada daerah ini keadaan air telah menjadi air bebas dengan energi adsorpsi sama dengan

energi penguapan.

Keterangan :

I. Daerah adsorpsi monolayer II. Daerah adsorpsi lebih dari satu

lapisan air

III. Daerah adsorpsi sama dengan

penguapan

FTIP001630/013

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

Batas-batas ketiga daerah sorpsi pada kenyataanya tidak dapat ditentukan oleh suatu nilai

aw tertentu, dapat berbeda untuk setiap bahan pangan. Secara teoritis I dan II ditentukan oleh air

terikat, sedangkan daerah II dan III dapat ditentukan berdasarkan energi adsorpsi sama dengan

energi desorpsi (Ngoddy dan Bakker-Arkema, 1972 dalam Purwadaria dkk, 1982).

Sorpsi isotermis dapat digunakan untuk perhitungan pendugaan umur simpan produk

pangan dengan metode ASLT (Accelerated Shelf Life Testing) yaitu penyimpanan produk

pangan dalam kondisi lingkungan yang lebih tinggi dari kondisi penyimpanan normal. Sorpsi

isotermis dapat digunakan untuk memprediksi waktu proses pengeringan dan menduga energi

dari dehidrasi serta dapat memprediksi transfer kadar air pada sistem pangan yang multi

komponen termasuk pengemasan kedap udara.

Syarief dan Halid (1991) dikutip Supriadi (2004) melaporkan bahwa sorpsi isotermis

dapat menunjukkan pada titik kadar air berapa dapat dicapai tingkat aw yang diinginkan atau

yang tidak diinginkan, namun juga menunjukkan terjadinya perubahan-perubahan penting

kandungan air yang dinyatakan dalam aw. Model sorpsi isotermis Brunauer-Emmett-Teller

(BET) sangat bermanfaat bagi penentuan kadar air dimana adsorpsi bersifat satu lapis molekul

air.

Persamaan model BET merupakan model yang paling luas digunakan dan paling tepat

untuk diterapkan pada bahan pangan yang mempunyai kisaran aw tertentu yaitu 0,05 sampai 0,45

(Rizvi, 1995 dikutip Supriadi, 2004). Model ini dapat digunakan untuk menduga nilai lapisan air

monolayer yang diadsorpsi pada permukaan. Kandungan air pada lapisan monolayer ini sangat

penting dalam menentukan stabilitas fisik dan kimia bahan yang dikeringkan. Secara umum

model persamaan BET adalah :

=

FTIP001630/014

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

Dimana :

= kadar air kesetimbangan (EMC)

= kadar air lapis tunggal

C = konstanta yang dipengaruhi oleh energi adsorpsi lapisan pertama

= aktivitas air

Beberapa hal yang mendasari teori persamaan BET (Rizvi, 1995 dikutip Supriadi, 2004)

yaitu kondensasi pada lapisan pertama sebanding dengan laju penguapan dari lapisan kedua;

energi ikatan seluruh molekul penyerap (adsorben) pada lapisan pertama sama, energi ikatan

pada lapisan lain sebanding dengan energi ikatan adsorben murni. Asumsi lebih jauh tentang

permukaan adsorben yang seragam dan tidak adanya interaksi lateral antara molekul adsorben

adalah tidak benar, karena interaksi pada permukaan bahan pangan sangat beragam.

Persamaan BET sangat cocok digunakan untuk bahan pangan kering dengan kadar air

dibawah 20% basis basah (Brooker et al, 1992). Persamaan tersebut dapat digunakan pada

berbagai bahan pangan, tetapi hanya dapat memprediksi nilai kadar air kesetimbangan bahan

lebih tepat pada RH dibawah 50%.

Persamaan lain yang dapat digunakan adalah model persamaan Guggenheim- Anderson-

deBoer (GAB). Model persamaan GAB sebenarnya merupakan modifikasi dari model persamaan

BET dengan asumsi bahwa adsorpsi gas dapat terjadi lebih dari satu lapisan molekul. Persamaan

ini dianggap masih memiliki kelemahan karena hanya dapat menggambarkan sorpsi isotermis

pada selang aw di bawah 0,05.

Van der Berg memperbaiki model persamaan BET dengan memperkenalkan model

persamaan GAB yang dapat memprediksi nilai kadar air kesetimbangan bahan pangan pada

rentang RH 10%-90% atau aw 0,10-0,90. Model persamaan ini merupakan bentuk model sorpsi

FTIP001630/015

[2]

[3]

[1]

HA

K C

IPTA

DIL

IND

UN

GI U

ND

AN

G-U

ND

AN

G

Tidak diperkenankan m

engumum

kan, mem

ublikasikan, mem

perbanyak sebagian atau seluruh karya inidalam

bentuk apapun tanpa izin tertulis

Tidak diperkenankan m

engutip sebagian atau seluruh karya ini tanpa menyebut dan m

encantumkan sum

ber tulisan

Pengutipan hanya diberikan bagi kepentingan akadem

ik, penelitian, penulisan karya ilmiah dan penyusunan laporan

molekul banyak (multi molekul) semi teoritis yang homogen (Van der Berg, 1981 dalam

Kumendong, 1986). Bentuk persamaan GAB secara umum adalah sebagai berikut :

=

Dimana :

= kadar air kesetimbangan (EMC)

= kadar air lapis tunggal

= konstanta yang dipengaruhi energi adsorpsi lapisan pertama

k = konstanta yang dipengaruhi energi adsorpsi lapisan banyak

= aktivitas air

Model persamaan GAB mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan model

persamaan BET yaitu memiliki latar belakang yang bersifat teoritis, dapat digunakan pada

hampir semua bahan pangan dengan kisaran aw 0,1 < aw < 0,9 dan mempunyai bentuk persamaan

matematika yang sederhana dengan tiga parameter, yaitu nilai konstanta C dan k yang

berhubungan dengan energi interaksi antara air dan bahan, serta nilai yang menunjukkan

kadar air saat terjadi satu lapis molekul air (Rizvi, 1995 dikutip Supriadi, 2004).