KARAKTERISTIK ISOTERMIS SORPSI AIR UBI KAYU Awal.pdf · Karakteristik Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu...

TESIS

KARAKTERISTIK ISOTERMIS SORPSI AIR UBI KAYU

(Manihot esculenta Crantz) INSTAN PADA BERBAGAI

MODEL PENDEKATAN DAN PENDUGAAN MASA

KADALUARSANYA MENGGUNAKAN BEBERAPA

BAHAN KEMASAN

PANDE P. ELZA FITRIANI

PROGRAM PASCASARJANA

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2015

i

TESIS

KARAKTERISTIK ISOTERMIS SORPSI AIR UBI

KAYU (Manihot esculenta Crantz) INSTAN PADA

BERBAGAI MODEL PENDEKATAN DAN

PENDUGAAN MASA KADALUARSANYA

MENGGUNAKAN BEBERAPA BAHAN KEMASAN


NIM 1292561008

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN


UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2015

ii

KARAKTERISTIK ISOTERMIS SORPSI AIR UBI

KAYU (Manihot esculenta Crantz) INSTAN PADA

BERBAGAI MODEL PENDEKATAN DAN

PENDUGAAN MASA KADALUARSANYA

MENGGUNAKAN BEBERAPA BAHAN KEMASAN

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program

Magister, Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan,

Program Pascasarjana Universitas Udayana


NIM 1292561008

PROGRAM MAGISTER

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN


UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2015

iii

Lembar Pengesahan

TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL

…………2015

Pembimbing I,

Prof. Ir. I Md Anom S. Wijaya M.App.Sc., Ph.D

NIP: 19631113 199003 1 001

Pembimbing II,

Ir. I. B. W. Gunam M.P., Ph.D

NIP: 19630424 198903 1 003

Mengetahui,

Ketua Program Studi Magister

Ilmu dan Teknologi Pangan

Program Pascasarjana

Universitas Udayana,

Dr. Ir. I N. Kencana Putra M.S

NIP: 19570424 198601 1 001

Direktur

Program Pascasarjana

Universitas Udayana,

Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K)

NIP: 19590215 198510 2 001

iv

Tesis Ini Telah Diuji

Tanggal 29 September 2015

Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana,

Nomor : 3021/UN14.4/HK/2015 Tanggal 16 September 2015

Ketua: Prof. Ir. I Md Anom S. Wijaya, M.App.Sc., Ph.D

Anggota:

1. Ir. I. B. W. Gunam, M.P., Ph.D

2. Dr. Ir. I N. Kencana Putra, M.S

3. Dr. Ir. I. B. Putu Gunadnya, M.S

4. I Putu Suparthana, S.P., M.Agr., Ph.D

v

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Pande P. Elza Fitriani

NIM : 1292561008

Program Studi : Magister Ilmu dan Teknologi Pangan, konsentrasi Rekayasa Pangan,

Program Pascasarjana, Universitas Udayana

Judul Tesis : Karakteristik Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu (Manihot esculenta

Crantz) Instan pada Berbagai Model Pendekatan dan Pendugaan

Masa Kadaluarsanya Menggunakan Beberapa Bahan Kemasan

Dengan ini menyatakan bahwa tesis ini merupakan karya sendiri dan bebas dari

plagiat. Apabila kelak dikemudian hari terbukti terdapat plagiasi dalam tesis ini, maka

saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan

Republik Indonesia No. 17 Tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan yang

berlaku.

Denpasar, Oktober 2015

Pande P. Elza Fitriani

vi

UCAPAN TERIMA KASIH

Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih

kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis selama

menjadi mahasiswi pada Program Magister, Program Studi Ilmu dan Teknologi

Pangan, Program Pascasarjana, Universitas Udayana, angkatan tahun 2012,

hingga tesis dengan judul Karakteristik Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu (Manihot

esculenta Crantz) Instan pada Berbagai Model Pendekatan dan Pendugaan Masa

Kadaluarsanya Menggunakan Beberapa Jenis Kemasan dapat terselesaikan

dengan baik, antara lain kepada:

1. Prof. Ir. I Md Anom S. Wijaya M.App.Sc., Ph.D selaku pembimbing I

yang selalu memberikan bantuan dan dukungan, baik material maupun non

material dengan cara beliau yang menjadikan penulis semakin dewasa dan

matang dalam berpikir dan bertindak selama penulis menjadi mahasiswi

beliau.

2. Ir. I. B. W. Gunam M.P., Ph.D selaku pembimbing II yang selalu

memberikan motivasi, masukan dan saran dengan penuh kesabaran demi

tercapainya penyelesaian tesis ini.

3. Dr. Ir. Luh Putu Wrasiati, MP selaku dosen selama kuliah dan ketua tim

peneliti untuk penelitian hibah bersaing dengan judul Aplikasi Teknik

Pemasakan Bertekanan (Pressure Cooker) dan Pembekuan sebagai Upaya

Meningkatkan Mutu dan Memperpanjang Umur Simpan Ledok Instan

yang memberikan bantuan finansial pada penelitian ini dan dukungan

sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik.

4. Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD.KEMD, selaku Rektor Universitas

Udayana atas fasilitas yang disediakan selama menempuh pendidikan

magister Ilmu dan Teknologi Pangan di Universitas Udayana.

5. Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K), selaku Direktur Program

Pascasarjana Universitas Udayana atas fasilitas dan kemudahan yang

diberikan untuk menyelesaikan pendidikan magister Ilmu dan Teknologi

Pangan di Universitas Udayana.

vii

6. Dr. Ir. I N. Kencana Putra, M.S selaku ketua program studi dan anggota

penguji tesis yang memberikan saran, masukan, sanggahan dan koreksi

dalam penyusunan tesis ini.

7. Dr. Ir. I. B. Putu Gunadnya, M.S selaku anggota penguji tesis yang

memberikan saran, masukan, sanggahan dan koreksi dalam penyusunan

tesis ini.

8. Ketua laboran dan segenap pranatanya atas izin menggunakan

laboratorium selama penelitian.

9. Dr. Ir. Yohanes Setiyo, MP., Prof. Dr. Ir. I Ketut Suter, MS. dan Dr.

Sumiyati, S.TP., MP. yang selalu memberikan motivasi dan semangat

secara personal kepada penulis untuk menyelesaikan tesis ini dengan

segera.

10. Kedua orang tua penulis, Pande Putu Pardana dan Sri Widyawati serta

adik penulis Irvan Triananda Perdana Pande yang memberikan doa,

kepercayaan, cinta, kasih sayang, kesabaran dan dukungan kepada penulis

selama penyusunan tesis ini.

11. Teman-teman tersayang, Gustu Maron, Dewinta, Andri, Wahyu, Sumi,

Elo, Ganesha, Anggie dan Uyin yang meluangkan waktu dan tenaganya

membantu dan bersusah payah selama penelitian.

Penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat bagi banyak orang dan

dipergunakan sebagaimana mestinya. Penulis menyadari bahwa tesis ini jauh dari

sempurna, sehingga diperlukan saran dan kritikan yang membangun. Semoga

Hyang Widhi Wasa selalu memberikan kebahagiaan kepada semua makhluk.

Denpasar, Oktober 2015

Penulis

viii

DAFTAR WIRAYAT HIDUP

Penulis lahir di Denpasar, 19 September 1989 yang merupakan anak pertama

dari tiga bersaudara pasangan Pande Putu Pardana dan Sri Widyawati dengan nama

lengkap Pande P. Elza Fitriani. Penulis memulai pendidikannya dari taman kanak-

kanak pada tahun 1994 di TK Wipara, Tuban, Badung Bali. Penulis melanjutnya

pendidikan sekolah dasar selama 4,5 tahun pada tahun 1995 hingga tahun 1999 di SD

N 6 Tuban, Badung, Bali. Penulis kemudian pindah ke Jakarta menyelesaikan kelas 5

di SDN Percontohan 01 Rawasari, Jakarta Pusat, Jakarta tahun 2000 dan melanjutkan

pendidikan kelas 6 di SD N Kenari 10, Salemba, Jakarta Pusat, Jakarta. Lulus sekolah

dasar, penulis diterima di SMP N 76 Percetakan Negara, Jakarta Pusat pada tahun 2001

hingga awal 2003, kemudian penulis kembali ke Bali dan menyelesaikan pendidikan

menengah atasnya di SMP K Soverdi, Tuban, Badung, Bali hingga tahun 2004. Penulis

diterima masuk sekolah menengah atas di SMA K Soverdi, Tuban, Badung, Bali dan

menyelesaikan 3 tahun pendidikannya mulai tahun 2004 hingga 2007.

Setelah menyelesaikan pendidikan sekolah menengah atas, penulis mengikuti

tes SMPTN dan diterima di jurusan Teknik Pertanian, fakultas Teknologi Pertanian,

Universitas Udayana, Badung, Bali pada tahun 2k007. Selama perkuliahan, penulis

telah melaksanakan praktek kerja lapangan di kantor Balai Besar Badan Meteorologi,

Klimatologi dan Geofisika (BMKG) wilayah III, Denpasar, Bali pada tahun 2009.

Penulis menyelesaikan pendidikan sarjananya tahun 2012 dengan judul skripsi

ix

Pemodelan Matematis: Pengaruh Lama Penyinaran dan Intensitas Cahaya Terhadap

Laju Pertumbuhan Sawi Hijau (Brassica rapa var. parachinensis L.) dengan gelas

Sarjana Teknologi Pertanian (S.TP).

Penulis masuk di program studi magister Ilmu dan Teknologi Pangan,

Pascasarjana Universitas Udayana setelah lulus pendidikan sarjananya tahun 2012 dan

menyelesaikan pendidikan magisternya tahun 2015 dengan judul tesis Karakteristik

Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz) Instan pada Berbagai Model

Pendekatan dan Pendugaan Masa Kadaluarsanya dengan gelar Magister Sains (M.Si).

x

ABSTRAK

Karakteristik Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu (Manihot esculenta

Crantz) Instan pada Berbagai Model Pendekatan dan Pendugaan

Masa Kadaluarsanya Menggunakan Beberapa Bahan Kemasan

Ubi kayu instan berbentuk dadu dengan dimensi 0,5 cm x 0,5 cm x 0,5 cm

digunakan sebagai sampel untuk menganalisis karakteristik isotermis sorpsi air (ISA)

ubi kayu instan dan menentukan masa kadaluarsanya. Kadar air kesetimbangan

ditentukan menggunakan metode gravimetrik statik pada suhu 28±2°C dengan

rentang kelembaban relatif kesetimbangan/equilibrium relative humidity (ERH) dari

6.90%-97.90%. Data hasil percobaan dianalisis menggunakan tujuh buah model

pendekatan yaitu model Brunauer-Emmet-Teller (BET), model Oswin, model Halsey,

model Henderson, model Caurie, model Chen-Clayton dan model Guggenheim-

Anderson-de Boer (GAB). Kurva ISA hasil percobaan menghasilkan kurva berbentuk

sigmoid tipe II produk pangan kering pada umumnya. Model-model tersebut diuji

ketepatan modelnya menggunakan Mean Relative Determination (MRD). Nilai

koefisien terkecil diperoleh pada model Henderson sebesar 4.47. Analisis pendugaan

masa kadaluarsa dihitung menggunakan persamaan Labuza berdasarkan tiga jenis

kemasan yang berbeda yaitu kemasan low density polyethylene (LDPE) ketebelan

0.03 mm, polyprophylene (PP) ketebalan 0.03 mm dan retort pouch. Masa kadaluarsa

ubi kayu instan berdasarkan tiga jenis kemasan tersebut adalah 103 hari, 88 hari dan

3502 hari secara berturut-turut.

Kata kunci: ubi kayu instan, kadar air kesetimbangan, model isotermis sorpsi air,

masa kadaluarsa

xi

ABSTRACT

The Fitting of Various Models to Moisture Sorption Isotherm

Characteristic (Manihot esculenta Crantz) of Instan Cassava and

the Estimating of Its Shelf-life Using Several Packaging Materials

Instant cassava was made into cube form with dimension of 0,5 cm x 0,5

cm x 0,5 cm and used as samples to analyzing the moisture sorption isotherm

characteristic and estimating the shelf life of it. The moisture sorption isotherms

were determined at 28±2°C using standard gravimetric static method over a range

of equilibrium relative humidity (ERH) from 6.90%-97.90%. The experimental

data were fitted by seven equations: Brunauer-Emmet-Teller (BET) model, Oswin

model, Halsey model, Henderson model, Caurie model, Chen-Clayton model and

Guggenheim-Anderson-de Boer (GAB) model. The moisture sorption isotherm

curve of instant cassava followed type II behavior. The models were evaluated

statistically by calculating Mean Relative Determination (MRD). The lowest

coefficient of MRD was obtained from Henderson model with MRD value of

4.47. The shelf life of it were calculated using Labuza equation with three

different packaging materials: low density polyethylene (LDPE) of 0.03 mm

thickness, polypropylene (PP) of 0.03 mm thickness and retort pouch. The shelf

life of instant cassava based on those three different packaging materials were

obtained for 103, 88 and 3502 days, respectively.

Key words: instant cassava, equilibrium moisture content, moisture sorption

isotherm modeling, shelf life

xii

RINGKASAN

Ubi kayu bersifat higroskopis, yaitu bahan yang memiliki sifat mampu

menyerap molekul air dari lingkungannya, baik sebelum diolah maupun setelah

diolah (Oyedelade dkk. 2008). Sifat hidratasi ini digambarkan melalui sebuah

kurva isotermis sorpsi air (ISA), kurva yang menggambarkan hubungan antara

kadar air dengan aktivitas air suatu bahan pangan pada suatu kondisi dengan nilai

kelembaban relatif/relative humidity (RH) dan suhu tertentu selama penyimpanan.

Pada pangan kering, bentuk kurva ISA umumnya berbentuk huruf S atau sigmoid

yang dihubungkan dengan aktivitas air yang berbeda pada suatu bahan pangan.

Shimoni dkk. (2002) membagi kurva ISA menjadi tiga fraksi yang dinyatakan

menjadi air terikat primer, air terikat sekunder dan air terikat tersier. Pengetahuan

tentang ISA sangat penting dalam bidang ilmu dan teknologi pangan sebagai dasar

penentuan sifat fisik-kimia suatu bahan pangan. Pembuatan kurva ISA bertujuan

mendapatkan kemulusan kurva yang tinggi, sehingga model-model persamaan

yang sederhana dan lebih sedikit jumlah parameternya akan lebih cocok

digunakan (Labuza, 1982). Korelasi matematika memiliki peran penting dalam

analisis pemodelan, desain kemasan sehingga mampu menjaga stabilitas suatu

komoditas pangan.

Model persamaan ISA menjelaskan hubungan antara kadar air produk

pangan dan aktifitas air/water activity (aw) berdasarkan parameter-parameter yang

berpengaruh terhadap kondisi produk dan memiliki parameter kurang dari atau

sama dengan tiga dan mampu digunakan dalam jangkauan RH yang luas agar

mampu mewakili ketiga daerah pada sorpsi isotermis (Labuza, 1968). Hal ini

harus diuji, karena model persamaan sorpsi isotermis suatu produk pangan satu

dengan yang lainnya tidaklah sama. Model-model yang digunakan dalam

penelitian ini adalah model Brunauer-Emmet-Teller (BET), Oswin, Hasley,

Henderson, Caurie, Chen Clayton dan Guggenheim-Anderson-de Boer (GAB)

dengan dasar pemilihan kecocokannya pada produk-produk yang mengandung

karbohidrat yang tinggi, rentang aw yang yang luas, serta kemudahan

penggunaannya (Ajisegiri dkk. 2007).

Ubi kayu instan dianalisis karakteristik ISAnya pada berbagai model

pendekatan dan diduga masa kadaluarsanya berdasarkan penggunaan kemasan

plastik low density polyethylene (LDPE) ketebalan 0.03 mm, polypropylene (PP)

ketebelan 0.03 mm dan retort pouch. Analisis karakteristik ISA dilakukan secara

gravimetrik untuk mendapatkan data kadar air kesetimbangan pada berbagai aw.

Pendugaan masa kadaluarsa dihitung menggunakan persamaan oleh Labuza 1982.

Parameter-parameter yang diperlukan untuk menduga masa kadaluarsa (t) adalah

kadar air kesetimbangan (me), kadar air awal (mi), kadar air kritisi (mc), konstanta

permeabilitas uap air kemasan (k/x), luas penampang kemasan (A), berat kering

produk dalam kemasan (Ws), tekanan uap jenuh (Po) dan kemiringan kurva ISA

model terpilih (b).

Ubi kayu instan merupakan produk olahan berbahan ubi kayu yang

ditujukan sebagai pangan yang dapat sesegera dikonsumsi dengan menambahkan

air panas selama tiga menit. Ubi kayu yang digunakan merupakan ubi kayu putih

xiii

segar yang dipotong dadu melalui proses pemasakan bertekanan menggunakan

pressure cooker selama 12 menit, pembekuan menggunakan freezer suhu -15±4°C

selama 72 jam dan pengeringan menggunakan oven bersuhu 60ºC hingga

mencapai kadar air bahan akhir 3% (Wrasiati dkk. 2013).

Ubi kayu instan sebagai sampel digunakan dalam penentuan kurva ISA

yang dihasilkan dari menyimpan sampel pada suhu 28±2°C dengan kondisi

kelembaban relative kesetimbangan/Equilibrium Relative Humidiy (ERH) 6.90-

97.90%. Kondisi ERH 6.90-97.90% didapatkan dari larutan garam jenuh jenis pro

analyze (PA), yaitu NaOH, MgCl2, K2CO3, KI, NaCl, KCl, BaCl2, (NH4)H2PO4,

K2SO4 dan K2Cr2O7. Sampel ubi kayu instan sebanyak 5 g dengan tiga kali

ulangan diamati beratnya hingga mencapai berat konstan untuk mendapatkan data

kadar air kesetimbangan (me) pada berbagai ERH yang dinyatakan dalam basis

kering. Data hasil percobaan yang didapat kemudian diplot antara me sebagai

ordinat dan aw sebagai absis sehingga terbentuk kurva ISA. Aktivitas air

didapatkan dari membagi nilai ERH dengan 100 (Labuza, 1980).

Hasil penelitian menunjukkan terjadinya penyerapan uap air dari larutan

garam kimia kedalam ubi kayu instan hingga produk mengalami kondisi konstan.

Pola penyerapan uap air sampel ubi kayu instan selama penyimpanan

menggambarkan me yang didapat mengikuti besarnya aw pada kondisi

penyimpanan, dimana semakin tinggi suatu aw pada suatu suhu maka semakin

tinggi kadar air bahannya. Kurva ISA yang dihasilkan berbentuk sigmoid tipe II,

mengikuti pola kurva ISA umum pangan kering. Berdasarkan penelitian ini,

didapatkan data kadar air kesetimbangan yang semakin tinggi yakni 0.041 g

H2O/g padatan pada aw terendah 0.069 dan 0.294 g H2O/g padatan pada aw

tertinggi 0.979. Data kadar air kesetimbangan pada berbagai aw yang didapatkan

kemudian dimasukkan ke dalam 7 buah model, yaitu model BET, Oswin, Halsey,

Henderson, Caurie, Chen-Clayton dan GAB. Persamaan dari model-model

matematis, kecuali model BET dan model GAB dirubah menjadi persamaan linier

untuk menentukan koefisien-koefisien yang diperlukan agar memudahkan

perhitungan.

Diketahui nilai minimum kadar air ubi kayu instan menggunakan model

BET dan model GAB untuk menjaga stabilitasnya sehingga mampu dijadikan

dasar pertimbangan pemilihan kemasan. Kadar air ubi kayu instan menggunakan

model BET adalah sebesar 0.073 g H2O/g padatan dan menggunakan model GAB

sebesar 0.081 g H2O/g padatan. Model yang paling tepat menggambarkan pola

penyerapan uap air ubi kayu instan berdasarkan uji ketepatan model menggunakan

MRD adalah model Henderson dengan nilai MRD kurang dari 5, yaitu sebesar

4.47. Model yang agak tepat menggambarkan pola penyerapan uap air ubi kayu

instan dengan nilai MRD kurang dari 10 adalah model Chen-Clayton, model GAB

dan model Oswin. Sedangkan model yang tidak tepat menggambarkan pola

penyerapan uap air ubi kayu instan dengan nilai MRD lebih dari 10 adalah model

Halsey dan model Caurie.

Model terpilih, yaitu model Henderson kemudian digunakan untuk

menetukan masa kadaluarsa ubi kayu instan menggunakan persamaan Labuza

(1982). Kadar air kesetimbangan (me) ubi kayu instan didapatkan dari kadar air

model terpilih pada suhu 28°C dengan RH 75%. Kadar air awal (mi) ubi kayu

xiv

instan didapatkan dari uji kadar air awal sampel sebelum digunakan yang

dinyatakan dalam basis kering. Kadar air kritis (mc) ubi kayu instan ditentukan

dengan menyimpan sampel tanpa kemasan sebanyak 20 g dengan tiga kali

ulangan pada suhu 28°C dengan RH 75% yang dinyatakan dalam basis kering.

Sampel dianalisis secara visual selama penyimpanan. Dilakukan penimbangan dan

pengamatan setiap hari hingga produk mencapai keadaan kritis, dimana parameter

kerusakan produk ubi kayu instan adalah kondisi visual produk seperti memiliki

lapisan lilin yang berarti menyerap uap air dari lingkungannya yang ditandai

dengan kenaikan berat produk. Permeabilitas uap air kemasan (k/x) didapatkan

dari studi literatur. Luas penampang kemasan (A) ubi kayu instan didapatkan

dengan mengalikan dimensi kemasan, dimana ukuran kemasan yang digunakan

adalah 9 cm x 12 cm. Tekanan uap jenuh (Po) didapatkan dari studi literatur oleh

Tabel Labuza (1982) di suhu 28°C. Berat ubi kayu instan dalam kemasan (Ws)

yang digunakan adalah sebanyak 100 g per kemasan. Kemiringan kurva (b)

didapatkan dari regresi linier daerah kadar air awal dan kadar air kritis.

Kadar air kesetimbangan yang digunakan adalah kadar air kesetimbangan

model Henderson pada RH 75%, yakni dengan nilai 0.174 g H2O/g padatan.

Kadar air awal yang diperoleh menggunakan metode AOAC adalah sebesar 0.023

g H2O/g padatan. Kadar air kritis terjadi pada penyimpanan hari ke-15, dimana

sampel mengalami lapisan lilin (menyerap air) dengan kadar air sebesar 0.161 g

H2O/g padatan. Konstanta permeabilitas kemasan untuk LDPE dengan ketebalan

0.03 mm adalah 0.675 (gH2)/hari/m2.mmHg, PP dengan ketebalan 0.03 mm

adalah 0.795 (gH2)/hari/m2.mmHg dan retort pouch adalah 0.02

(gH2)/hari/m2.mmHg. Luas penampang kemasan yang digunakan adalah sebesar

0.022 m2. Berat ubi kayu instan dalam kemasan adalah sebanyak 100 g. Tekanan

uap jenuh berdasarkan Tabel Labuza (1982) di suhu 28°C adalah 28.349 mmHg.

Kemiringan kurva ISA/slope didapatkan dari regresi linier daerah kadar air awal

dan kadar air kritis dari model Henderson dan percobaan adalah sebesar 0.1806.

Sehingga hasil perhitungan masa kadaluarsa ubi kayu instan menggunakan

persamaan Labuza (1982) pada suhu 28°C dan RH 75% dalam kemasan dengan

luas penampang sebesar 216 cm untuk LDPE adalah selama 103 hari, PP selama

88 hari dan retort pouch selama 3502 hari.

xv

DAFTAR ISI

Halaman

SAMPUL DEPAN ........................................................................................... i

PRASYARAT GELAR .................................................................................... ii

LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................. iii

PENETAPAN PANITIA PENGUJI ................................................................ iv

SURAT PENYATAAN BEBAS PLAGIAT ................................................... v

UCAPAN TERIMAKASIH ............................................................................. vi

DAFTAR RIWAYAT HIDUP ......................................................................... viii

ABSTRAK ....................................................................................................... x

ABSTRACT ..................................................................................................... xi

RINGKASAN .................................................................................................. xii

DAFTAR ISI .................................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xx

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xxi

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xxiii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 5

1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................... 5

1.4 Manfaat Penelitian ......................................................................... 5

xvi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 7

2.1 Pangan Instan dan Penyimpangan Mutunya .................................. 7

2.2 Aktivitas Air ................................................................................... 9

2.3 Kadar Air Kesetimbangan .............................................................. 11

2.4 Isotermis Sorpsi Air untuk Produk Pangan .................................... 12

2.5 Model Persamaan Isotermis Sorpsi Air ......................................... 15

2.5.1 Model Brunauer-Emmet-Teller ....................................... 17

2.5.2 Model Oswin ................................................................... 18

2.5.3 Model Halsey .................................................................. 18

2.5.4 Model Henderson ............................................................ 18

2.5.5 Model Caurie ................................................................... 19

2.5.6 Model Chen-Clayton ....................................................... 19

2.5.7 Model Guggenheim-Anderson-de Boer .......................... 19

2.6 Kemasan ......................................................................................... 20

2.7 Pendugaan Masa Kadaluarsa.......................................................... 23

BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN 26

3.1 Kerangka Berpikir .......................................................................... 26

3.2 Konsep ........................................................................................... 30

3.3 Hipotesis ......................................................................................... 31

xvii

BAB IV METODE PENELITIAN .................................................................. 32

4.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ......................................................... 32

4.2 Ruang Lingkup Penelitian .............................................................. 32

4.3 Penentuan Sumber Data ................................................................. 33

4.4 Variabel Penelitian ......................................................................... 33

4.5 Bahan dan Instrumen Penelitian..................................................... 34

4.6 Prosedur Penelitian......................................................................... 35

4.6.1 Tahapan pembuatan sampel ............................................ 36

4.6.2 Analisis karakteristik isotermis sorpsi air ....................... 37

4.6.2.1 Persiapan larutan garam kimia ......................... 37

4.6.2.2 Penyimpanan dan penimbangan sampel .......... 38

4.6.2.3 Pembuatan kurva isotermis sorpsi air .............. 39

4.6.3.4 Analisis karakteristik isotermis sorpsi air

sampel pada berbagai model pendekatan ....... 40

4.6.2.5 Analisis ketepatan model ................................. 41

4.6.3 Analisis pendugaan masa kadaluarsa .............................. 43

4.6.3.1 Uji kadar air kesetimbangan produk ................ 43

4.6.3.2 Uji kadar air awal ............................................. 43

4.6.3.3 Uji kadar air kritis ............................................ 44

4.6.3.4 Permeabilitas uap air kemasan ......................... 45

4.6.3.5 Luas penampang kemasan................................ 45

xviii

4.6.3.6 Tekanan uap jenuh ........................................... 46

4.6.3.7 Berat ubi kayu instan dalam kemasan .............. 46

4.6.3.8 Kemiringan kurva............................................. 46

BAB V HASIL PENELITIAN ........................................................................ 47

5.1 Kurva Isotermis Sorpsi Air ........................................................... 47

` 5.2 Karakteristik Isotermis Sorpsi Air pada Berbagai Model ............ 48


5.2.2 Model Oswin ................................................................... 51

5.2.3 Model Halsey .................................................................. 52

5.2.4 Model Henderson ............................................................ 53

5.2.5 Model Caurie ................................................................... 54



5.2.8 Uji ketepatan model ........................................................ 59

5.2.9 Kadar air kritis................................................................. 60


BAB VI PEMBAHASAN ................................................................................ 65

6.1 Kurva Isotermis Sorpsi Air ............................................................ 65

6.2 Karakteristik Isotermis Sorpsi Air pada Berbagai Model .............. 66


xix

6.2.2 Model Oswin ................................................................... 68

6.2.3 Model Halsey .................................................................. 68

6.2.4 Model Henderson ............................................................ 68

6.2.5 Model Caurie ................................................................... 69



6.2.8 Uji Ketepatan Model ....................................................... 71


BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 72

7.1 Simpulan ........................................................................................ 72

7.2 Saran ............................................................................................... 72

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 73

LAMPIRAN ..................................................................................................... 77

xx

DAFTAR TABEL

Halaman

2.1 Kandungan gizi ubi kayu per 100 g bahan ................................................. 8

2.2 Hubungan antara aw dengan keadaan sifat fisik air dalam produk pangan 14

4.1 Equilibrium relative humidity yang dihasilkan oleh berbagai garam

jenuh pada suhu 28±2°C ........................................................................... 38

4.2 Linierisasi model-model pendekatan isotermis sorpsi air .......................... 40

5.1 Persamaan-persamaan model untuk ubi kayu instan ................................. 58

5.2 Hasil uji ketepatan model isotermis sorpsi air ubi kayu instan .................. 59

5.3 Parameter-parameter pendugaan masa kadaluarsa metode Labuza ........... 62

xxi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

2.1 Diagram stabilitas aw .................................................................................. 10

2.2 Kurva isotermis sorpsi air produk pangan secara umum ........................... 13

2.3 Tipe-tipe kurva isotermis sorpsi air............................................................ 15

3.1 Konsep penelitian ....................................................................................... 30

4.1 Prosedur penelitian ..................................................................................... 35

4.2 Diagram alir tahapan pembuatan sampel ................................................... 36

4.3 Chamber yang diletakkan di dalam inkubator pada suhu 28±2°C ............. 37

4.4 Sampel diletakkan di dalam chamber dan disimpan di dalam inkubator

pada suhu 28±2°C ...................................................................................... 39

4.5 Prosedur analisis isotermis sorpsi air ......................................................... 42

4.6 Sampel ubi kayu instan untuk uji kadar air kritis ....................................... 45

4.7 Diagram alir analisis pendugaan masa kadaluarsa ubi kayu instan ........... 46

5.1 Kurva isotermis sorpsi air ubi kayu instan ................................................. 47

5.2 Plotting data aw/(1-aw)me untuk model Brunauer-Emmet-Teller ............... 49

5.3 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Brunauer-Emmet-Teller.............. 50

5.4 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Oswin .......................................... 51

5.5 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Halsey ......................................... 52

5.6 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Henderson ................................... 53

5.7 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Caurie ......................................... 54

5.8 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Chen-Clayton .............................. 55

xxii

5.9 Regresi polinomial untuk persamaan Guggenheim-Anderson-de Boer..... 56

5.10 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Guggenheim-Anderson-de Boer 58

xxiii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1a Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan

menggunakan model Brunauer-Emmet-Teller ......................................... 77

1b Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan

menggunakan model Oswin ..................................................................... 78

1c Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan

menggunakan Halsey ................................................................................ 79

1d Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan

menggunakan model Henderson .............................................................. 80

1e Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan

menggunakan model Caurie ..................................................................... 81

1f Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan

menggunakan model Chen-Clayton ......................................................... 82

1g Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan

menggunakan model Guggenheim-Anderson-de Boer ............................ 83

2a Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Brunauer-Emmet-

Teller ......................................................................................................... 84

2b Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Oswin .................... 85

2c Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Halsey ................... 86

2d Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Henderson ............. 87

2e Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Caurie .................... 88

2f Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Chen-Clayton ........ 89

2g Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Guggenheim-

Anderson-de Boer ..................................................................................... 90

3 Tabel uap air jenuh pada berbagai suhu ................................................... 91

KARAKTERISTIK ISOTERMIS SORPSI AIR UBI KAYU Awal.pdf · Karakteristik Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu...

Documents

Transcript of KARAKTERISTIK ISOTERMIS SORPSI AIR UBI KAYU Awal.pdf · Karakteristik Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu...