Studi Pengaruh Viskositas Dan Indeks Bias Pada Sejumlah Poduk Minuman Ringan Sebagai Fungsi Kandungan Sukrosa

Siti Shofiah*, Wagini R

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada

*email: siti_shofiah@mail.ugm.ac.id

INTISARI

Telah dilakukan penelitian mengukur untuk kemurnian kandungan sukrosa minuman ringan dengan menggunakan parameter viskositas dan indeks bias. Pada penelitian ini, alat yang digunakan adalah hidrometer Twaddell

untuk mengukur kerapatan, viskometer Ostwald untuk mengukur viskositas dan refraktometer Abbe digital Ivymen untuk mengukur indeks bias. Dari hasil penelitian diperoleh nilai kesetaraan fungsi linear sukrosa sebesar indeks bias

fungsi viskositas . Persamaan linear yang didapatkan adalah 0,18493 + 1,152. Semakin besar nilai indeks bias suatu larutan sukrosa maka semakin besar pula nilai viskositasnya, atau sebaliknya bergantung pada konsentrasi

larutannya. Penulisan takaran saji pemanis pada label kemasan minuman ringan adalah gula (sukrosa). Jumlah takaran penggunaan gula (sukrosa) pada minuman teh dalam kemasan di pasaran dari nilai terkecil hingga nilai terbesar adalah mountea apel, tekita apel, teh gelas, sosro dan teh rio. Jumlah takaran penggunaan gula (sukrosa) minuman karbonasi bening dari terkecil hingga terbesar adalah zero sprite, 7-Up dan sprite. Sedangkan untuk aje big cola flavor dan zoda

tidak memiliki keterangan penggunaan pemanis, hal ini tidak sesuai atau melanggar aturan SNI 01-7152-2006 point 10 dan keputusan kepala BPOM (Nomor : Hk. 00.05.5.1.4547) bab III pasal 6 “ketentuan label”. Jumlah takaran

penggunaan gula (sukrosa) minuman sari/rasa jeruk dari terkecil hingga terbesar adalah jus cup, fruitamin, ale-ale dan mr. jussie fruity. Nilai persamaan yang dihasilkan diatas dijadikan acauan dalam penentuan besaran kandungan sukrosa

minuman ringan. Nilai takaran pemanis minuman ringan pengamatan lebih rendah dibandingan dengan persamaan linear selain tekita apel, sosro dan jus cup. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa penggunaan pemanis dalam minuman ringan bukan gula (sukrosa).

Kata kunci: studi pengukuran, indeks bias, viskositas, larutan sukrosa, produk minuman

ABSTRACT

A study measuring the sucrose content of soft drinks has been done by using parameters of viscosity and refractive index. In this study, it used Twaddell hydrometer to measure the density, Ostwald viscometer to measure the

viscosity and Abbe digital Ivymen refractometer to measure the refractive index. The result showed a linear function of sucrose has equivalence value for the viscosity function of refractive index n = f (η). It obtained linear equations as n

0,18493 + 1,152. The higher refractive index of sucrose solution, the greater viscosity value, or vice versa, depending on the concentration of the solution. In servings writing, that sugar-sweetened soft drink is labeled as sugar (sucrose). The dose use of sugar (sucrose) to drink tea in several brand containers on the local market from the smallest to the largest value are mountea apel, tekita apel, teh gelas, sosro and teh rio. The smallest to largest dose use of

sucrose in carbonated beverages are zero sprite, 7-up and sprite, respectively. Meanwhile for aje big cola flavor and zoda did not have information of sweetener usage and it is inappropriate or violating the rules of SNI 01-7152-2006 point 10 and the decision of BPOM (No. Hk. 00.05.5.1.4547) chapter III article 6 provisions on "label". The dose use of sucrose in drink juice / citrus flavor from the smallest to the biggest is jus cup, fruitamin, ale-ale and mr. jussie fruity

respectively. The resulted value of the above equation has been used as the reference in determining the amount of sucrose content in the soft drinks. The content of observed sweetened soft drinks are lower compared with the linear

equations n = f (η) other than tekita apples, juice cup , sosro and mr. jussie. It is concluded that the sweeteners in soft drinks not using sucrose.

Keywords: measurement study, refractive index, viscosity, sucrose solution, beverage products

IV. KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:

1. Parameter sifat fisis viskositas dan indeks bias dapat digunakan untuk menentukan kemurnian larutan sukrosa.

2. Semakin besar nilai indeks bias suatu larutan sukrosa maka semakin besar pula nilai viskositasnya. Persamaan linear indeks bias fungsi viskositas, 0,18493 + 1,152.

3. Terdapat ketidaksesuaian pemakaian pemanis sukrosa (gula) pada minuman ringan di pasaran yang tertera pada label kemasan dengan hasil pengamatan. Minuman ringan yang beredar di pasaran

menggunakan pemanis selain sukrosa.

DAFTAR PUSTAKA [1] Keputusan Kepala Badan Pengawas Obat Dan Makanan (BPOM) No. Hk 00.05.52.4040.

[2] Frontier, 2012, Learning From New Comer : Minuman Saribuah dalam Kemasan Siap Minum (Part 1), http://www.frontier.co.id/learning-from-new-comer-minuman-saribuah-dalam-

kemasan-siap-minum-part-1.html, diakses tanggal Agustus 2012.

[3] Rismana dan Paryanto, 2002, Beberapa bahan Pemanis Alternatif yang Aman, Kompas Cyber

Media, http://www.kompas.com/kesehatan, diakses tanggal 22 November 2012.

[4] Lipinski, G.R., 2002, Sweeteners, Food Chemical Safety Volume 2: Additives, Woodhead

Publishing Limited and CRC Press.

[5] Vivanews, 2012, Gula Berlebih Picu Penyakit Jantung,

http://analisis.news.viva.co.id/news/read/145644gula_berlebih_picu_penyakit_jantung,

diakses tanggal Agustus 2012.

[6] Ralph dan Joan, 1997, Dasar-Dasar Kimia Organik, Penerbit Binarupa, Jakarta.

[7] Rohaman, M.M., 1983, Pengaruh Penambahan Natrium Benzoat dan Asam Sitrat Terhadap

Mutu Sari Buah Nenas (Annona muricata, L), Skripsi, Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor, Bogor.

[8] Nicol, W.M., 1982, Sucrose, The Optimum Sweetener Nutritive Sweeteners, Applied Science

Publishing, London dan New Jersey.

[9] Badan Standarisasi Nasional, 2006, SNI 01-7152-2006 point 10, http://bsn.go.id, diakses

tanggal 22 Desember 2012.

[10] Andriani, 2008, Formulasi Sari Buah Jeruk Pontianak (Citrus Nobilis Var, Microcarpa)

Dengan Aplikasi Metode Lye Peeling Sebagai Upaya Penghilangan Rasa Pahit Pada Sari

Buah Jeruk, Skripsi, Jurusan Teknologi Pangan & Gizi IPB,

http://repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/12129/F08dan.pdf?sequence=2,

diakses tanggal 18 November 2012.

[11] Reinhard, M. dan Drefahl A., 1999, Handbook for Estimating Physicochemical Properties of Organic Compounds, John Wiley & Sons Inc., New York.

[12] Sutiah, 2008, Studi Kualitas Minyak Goreng dengan Parameter Viskositas dan Indeks Bias,

Skripsi, FMIPA UNDIP, Jurnal Berkala Fisika Vol.11 No.2 Edisi April 2008 Halaman 53-58

kode ISSN: 1410-9662, Semarang.

[13] Qodar, R., 2000, Kajian Viskositas Air dan Alkohol sebagai Fungsi Indeks Bias dengan

Metode Pantulan Total, Skripsi, Jurusan Fisika UGM, Yogyakarta.

[14] Mustaghfiri, M.A., 2007, Model Matematika Hubungan Antar Parameter Kualitas

Pengeringan Minyak Jarak Pagar Sebagai Pengganti Minyak, Skripsi, Fakultas Teknologi

Pertanian Institut Pertanian Bogor, Bogor.

[15] Supriyatin, 2009, Studi Hubungan Indeks Bias dengan Viskositas pada Zat Cair Bening

dengan Metode Pantulan Internal, Tesis, FMIPA UGM, Jurnal Berkala Fisika Vol. 13 No. 4

Edisi Oktober 2010 halaman 119-124 kode ISSN: 1410-9662, Yogyakarta. [16] Scott, A.W., 1993, Undestanding Wave, Penerbit John Willey & Sons, USA.

[17] Supriyanto, 2007, Perambatan Gelombang Elektromagnetik, Departemen Fisika FMIPA UI,

Jakarta.

[18] Halliday dan Resnick, 1986, Fisika, Penerbit Erlangga, Jakarta.

[19] Zajac, H., 2002, Optics 4th Edition, Addison Wesley:Adelphi University (ISBN 0-321-18878-

0).

[20] Knothe, G., 2005, Dependence of Biodiesel Fuel Properties on The Structure of Fatty Acid

Alkyl Esters, Fuel Processing Technology Peoria, USA.

I. PENDAHULUAN\

Industri minuman ringan di Indonesia mengalami pertumbuhan yang

cukup baik, hal ini terlihat dari semakin maraknya merek minuman

ringan yang ada di pasaran. Minuman ringan merupakan minuman

olahan dalam bentuk bubuk atau cair yang mengandung bahan makanan

dan bahan tambahan lain baik alami maupun sintetik yang dikemas

dalam kemasan siap untuk dikonsumsi[1]. Minuman ringan

diklarifikasikan menjadi 6 macam yaitu minuman sari buah, minuman

berkarbonasi, Air Minum Dalam Kemasan (AMDK), the siap saji, kopi

dan susu siap saji[2].

Salah satu komposisi minuman ringan adalah pemanis. Pemanis

merupakan senyawa kimia yang sering ditambahkan dan digunakan

untuk keperluan produk olahan pangan, industri serta minuman dan

makanan kesehatan. Komposisi pemanis yang digunakan dalam suatu

produk memiliki kecenderungan penggunaan kombinasai dua jenis

pemanis[3]. Kombinasi pemanis tersebut untuk menutupi karakteristik

rasa lain yang tidak diinginkan muncul dalam produk yang dihasilkan,

seperti rasa pahit dan efek liquorice atau citarasa logam, metallic taste[4].

Penetapan jenis pemanis yang diizinkan dan batas harian atau Acceptable

Daily Intake (ADI) di Indonesia lebih mengacu peraturan yang

dikeluarkan oleh US Food and Drug Administration (FDA) atau Codex

Alimentarius Commission (CAC) adalah wanita tidak lebih dari 100

kalori per hari, atau 6 sendok teh setara 25 gram dan laki-laki sebesar

150 kalori gula atau 9 sendok teh setara 37,5 gram[5].

Sukrosa C12H22O11 atau yang lebih dikenal dengan nama gula pasir

merupakan senyawa heterogen (diskarida) yaitu hasil penggabungan dua

buah unit karbon monoksida glukosa dan fruktosa[6]. Struktur molekul

sukrosa lihat pada gambar 1.1

Gambar 1.1 Struktur molekul sukrosa[6]

Sukrosa merupakan pemanis karbohidrat yang biasa digunakan pada

produk pangan cair/minuman dalam konsentrasi tinggi dan

mengakibatkan peningkatan densitas, kandungan energi, viskositas dan

flavor[7]. Sukrosa umumnya digunakan sebagai standar atau acuan

tingkat kemanisan bahan pemanis lain[8]. Suatu produk wajib

menampilkan komposisi bahan dan berapa jumlah takarannya, ini

disebut dengan penulisan label kemasan. Hal tersebut termuat dalam

Standar Nasional Indonesia (SNI) 01-7152-2006, khusus penggunaan

pemanis tersaji pada point 10[9]. berdasarkan uji penerimaan terhadap

rasa, ditetapkan batas minimum penambahan sukrosa adalah 14% dan

batasan maksimum penambahan sukrosa yang ditetapkan adalah

20%[10].

Indeks bias dapat digunakan untuk ukuran kemurnian suatu senyawa,

estimasi titik didih, estimasi viskositas larutan dan menghitung kepolaran

molekul elektronik. Berarti nilai indeks bias zat cair berpengaruh pada

nilai viskositas[11]. Viskositas dan indeks bias dapat digunakan untuk

membedakan kualitas minyak goreng[12]. Nilai viskositas dan indeks bias

yang besar menunjukkan nilai kualitas minyak goreng yang terbaik.

Qodar (2000) telah melakukan penelitian mengenai viskositas dan indeks

bias larutan air dan alkohol dengan metode pantulan total[13]. Diperoleh

nilai viskositas sebagai fungsi indeks bias merupakan fungsi

kuadratis bergantung sudut datang pantulan total terhadap sudut kritis

larutannya. Mustaghfiri (2007) telah melakukan penelitian indeks bias

(refraktometer Abbe digital) dan viskositas serta indeks viskositas

(viskometer Ostwald dengan metode penyesuaian kurva kuadrat terkecil

(Least Square Curve Fitting Method), dengan mempertimbangkan

koefisien determinasi (R2) dari model persamaan linear, kuadrat,

eksponensial, power dan growth[14]. Supriyatin (2009) telah melakukan

penelitian terhadap hubungan indeks bias (refraktometer Abbe analog)

dan viskositas (viskometer Ostwald) pada larutan gula dan garam dengan

menggunakan metode pantulan internal total[15]. Diperoleh nilai

kesetaraan dan merupakan fungsi linear .

Indeks Bias

Maxwell dalam Scott (1993) menyatakan bahwa gelombang

elektromagnetika adalah medan listrik dan medan magnet yang

berjalan bersama dalam bentuk gelombang dengan kecepatan cahaya

lihat pers. (1.1)[16].

(1.1)

Supriyanto (2007) menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetika

dapat merambat dalam pada medium bening (non-konduktor), lihat

persamaan berikut[17]:

; dan nilai (1.2)

Huygens (1629-1695) dalam Halliday & Resnick (1986) menjelaskan

bahwa perbandingan laju cahaya dalam ruang hampa dengan laju cahaya

dalam suatu zat dinamakan indeks bias , dapat dinyatakan pada pers.

(1.3)[18].

(1.3)

Hubungan pers. (1.1) dan pers. (1.2) dalam kaitan pers. (1.3) diperoleh

persamaan indeks bias pers. (1.4).

(1.4)

Persamaan (1.4) disebut sebagai nilai indeks bias mutlak. Dengan

permeabilitas relatif dan permitivitas relatif maka

diperoleh nilai indeks bias pers. (1.5)[19],

(1.5)

Pergeseran elektron di sekitar titik pusatnya akan

menimbulkan momen dipol listrik sebesar . Jika didalam bahan

terdapat buah elektron, maka polarizabilitas makroskopik adalah

(1.6)

atau,

(1.7)

Nilai permitivitasnya menjadi sebesar,

(1.8)

Nilai indeks bias non-magnetik ( ) dikenakan pada pers.

(1.8) didapatkan nilai indeks bias sebagai fungsi pers. (1.9) atau

disebut dengan persamaan dispresi[19].

(1.9)

Refraktometer berasal dari kata “refraksi” yang berarti pembiasan dan “meter” yang berarti pengukur. Refraktometer Abbe digunakan pada pengukuran indeks bias karena dihasilkan suatu nilai indeks bias yang tepat dan sederhana. prisma) dan refraktometer Abbe digital. Dalam refraktometer Abbe digital,

pengamatan pergeseran garis-garais (rumbai) memanfaatkan sensor CCD, Charge Coupled Device. Sensor CCD adalah sensor berbentuk chip dari sirkuit terintegrasi berisi “array” kapasitor yang saling berhubungan atau berpasangan serta mengubahnya menjadi output berupa tegangan sinyal analog. Pada

refraktometer digital hasil output tegangan kemudian diproses secara ADC, Analog to Digital Convension, agar dapat membaca nilai indeks bias secara otomatis tanpa kita harus mencari pola terang gelap seperti pada refraktometer Abbe analog.

Viskositas Larutan

Rapat massa atau densitas, merupakan salah satu sifat intensif fluida dimana sifat ini tidak tergantung pada ukurannya[18]. Rapat massa merupakan perbandingan antara massa dan volume suatu senyawa, dapat dituliskan sebagai berikut:

(1.10)

dalam sistem cgs rapat massa air adalah 1,00 g/ml pada 4oC dan pada tekanan atmoster adalah 1000 . Digunakan untuk memudahkan untuk melihat apakah suatu larutan akan bercampur atau tidak, karena dua larutan dengan rapat massa yang sangat berbeda biasanya tidak bercampur[18]. Hidrometer

Twaddell merupakan alat pembacaan langsung. Pada skala Twaddell, rapat massa bernilai 1 diperoleh pada skala pembacaan 0 dan rapat massa bernilai 2 pada skala pembacaan 200. Sebagai pembanding pembacaan skala ini, digunakan nilai larutan dengan rapat massa lebih besar atau sama dengan nilai rapat massa

air. Pembacaan skala Twaddell (oT) diubah menjadi rapat massa sebagai berikut:

= 1,000 + (Skala Twadell 0,005 J) (1.11)

Viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida[18]. Viskositas berhubungan dengan rapat massa . Nilai kekentalan atau viskositas dipengaruhi oleh suhu, tekanan, kohesi dan laju perpindahan momentum molekularnya. Viskometer adalah alat yang berfungsi untuk menyatakan berapa

daya tahan dari aliran yang diberikan oleh satu cairan. Nilai viskositas dapat dihitung sesuai persamaan Poiseuille pers. (1.12).

(1.12)

dimana merupakan besaran viskositasnya dengan waktu yang diperlukan cairan bervolume , yang mengalir melalui pipa kapiler dengan panjang dan berjari-jari . Viskositas kinematik adalah ukuran waktu yang diperlukan oleh larutan untuk mengalir karena adanya pengaruh gaya gravitasi. Untuk 2 larutan

yang berbeda dengan pengukuran alat yang sama maka berlaku pers. (1.13).

(12)

Apabila nilai dan larutan pembanding diketahui, maka dengan mengukur waktu yang diperlukan untuk mengalirkan kedua larutan tersebut pada alat yang sama makan dapat ditentukan nilai larutan yang dicari dengan mengetahui terlebih dahulu rapat massa larutan[12]. Nilai viskositas meningkat dengan

semakin panjang rantai karbon suatu senyawa kimia[20].

II. Metode Penelitian Dalam penelitian ini bahan yang digunakan adalah larutan standar sukrosa yang dibuat pada konsentasi 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18% dan 20% (b/v). Larutan sampel yang akan diteliti berdasarkan jenis minuman ringan ringan yang sering dikonsumsi oleh konsumen yaitu minuman ringan teh

(teh gelas, mountea apel, tekita apel, teh rio dan sosro), minuman ringan karbonasi (aje big cola lime flavour, sprite, zero sprite, zoda dan 7-Up) dan minuman ringan rasa jeruk (fruitamin, ale-ale, jus cup dan mr. jussie fruity). Penelitian ini dilakukan pada suhu kamar. Sebelum melakukan penelitian parameter

viskositas, terlebih dahulu dilakukan pengukuran rapat massa larutan yang diamati dengan menggunakan hidrometer skala Twaddell (oT). Pengukuran viskositas dilakukan dengan mengukur waktu alir dari A ke B viskometer Ostwald dan membandingkan dengan zat cair acuan, aquadest (sukrosa 0% b/v). Pengukuran

indeks bias dilakukan menggunakan refraktometer abbe digital Ivymen.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengukuran viskositas dan indeks bias larutan standar sukrosa ditampilakn

pada grafik di bawah ini;

Gambar 3.1 Hubungan nilai viskositas dengan larutan standar sukrosa pada

suhu kamar

Gambar 3.2 Hubungan nilai indeks bias larutan sukrosa konsentrasi tertentu

(suhu kamar)

Kesetaraan kedua sifat parameter fisis viskositas dan indeks bias merupakan fungsi linear.

Semakin besar nilai indeks bias suatu larutan sukrosa maka semakin besar pula nilai

viskositasnya, atau sebaliknya. Dari hubungan nilai indeks bias dengan viskositas (gambar

3.3), diperoleh nilai persamaan linear sebesar

0,18493 + 1,152

Gambar 3.3 Hubungan indeks bias dengan viskositas, pada larutan standar

sukrosa konsentrasi tertentu (suhu kamar)

Dalam SNI 01-3143-1992 “minuman teh dalam kemasan” penggunaan gula yaitu

minimal enam. Jumlah takaran penggunaan gula (sukrosa) dari terkecil hingga terbesar adalah

mountea apel, tekita apel, teh gelas, sosro dan teh rio. Penggunaan pemanis minuman

karbonasi sesuai SNI 0029-2008 tentang karbon dioksida cair dalam industri minuman (point

2.2 jenis 1) tidak menjelaskan batasan minimal dan maksimal pemanis yang digunakan.

Jumlah takaran penggunaan gula (sukrosa) dari terkecil hingga terbesar adalah zero sprite, 7-

Up dan sprite. Sedangkan untuk aje big cola flavor dan zoda tidak memiliki keterangan

penggunaan pemanis, hal ini tidak sesuai atau melanggar aturan SNI 01-7152-2006 point 10[9]

dan keputusan kepala BPOM (Nomor : Hk. 00.05.5.1.4547) bab III pasal 6 “ketentuan

label”[1]. Jumlah takaran penggunaan gula (sukrosa) minuman sari/rasa jeruk dari terkecil hingga terbesar adalah jus cup, fruitamin, ale-ale dan mr. jussie fruity. Persamaan linear

gambar 3.3 nilai indeks bias fungsi viskositasnya 0,18493 + 1,152 dijadikan acauan

dalam penentuan besaran kandungan sukrosa. Nilai tersebut kemudian dibandingkan dengan

hasil pengamatan indeks bias dan viskositas larutan sampel minuman ringan. Nilai kandungan

penggunaan sukrosa pada minuman ringan diketahui pada takaran saji pada label

kemasannya. Sehingga didapatkan nilai indeks bias perhitungan sebagai berikut, lihat tabel 3.2

Gambar 3.4 merupakan diagram perbandingan nilai indeks bias fungsi viskositas pengamatan

dengan nilai yang didapatkan dari persamaan linear gambar 3.3.

Gambar 3.4 Diagram perbandingan nilai indeks bias fungsi viskositas pada minuman

ringan (suhu kamar)

I. PENDAHULUAN

III. HASIL DAN PEMBAHASAN