Kadar Air

Analisis Kadar Air

Air dalam bahan pangan ada tiga macam air yaitu :

1.   Air Bebas

Air bebas ada diruang sel, intergranular, pori-pori bahan, atau bahkan ada dipermukaan bahan. Air bebas disebut juga sebagai aktivitas air yang diberi notasi AW, karena air bebas mampu membantu aktivitas pertumbuhan mikroba dan aktivitas reaksi-reaksi kimiawi pada bahan pangan.

2.   Air Terikat Lemah atau Air Terabsorbsi

Air terikat lemah atau terabsorbsi terserapa pada permukaan koloid makromolekul seperti protein, pati dll yang ada pada bahan. Air terabsorbsi juga terdispersi diantara koloid tersebut dan merupakan pelarut zat-zat yangg ada dalam sel. Ikatan antara air dan koloid disebut dengan ikatan hidrogen.

3.   Air Terikat Kuat

Air terikat kuat sering disebut dengan air hidart karena, air tersebut membentuk hidrat dengan beberapa molekul lain dengan ikatan yang bersifat ionik.

Metode Analisis Air

1.   Metode Pengeringan / oven (thermogravimetri)

a.      Metode Oven

Metode ini digunakan untuk semua bahan pangan kecuali produk yang mengandung komponen senyawa “volatil” atau bahan yang mudah menguap pada pemanasan 100⁰C.

Prinsip metode ini menigeringkan sampel dalam oven 100-105⁰C sampai bobot konstan dan selisih bobot awal dan akhir dihitung sebagai kadar air.

Prosedurnya : bahan atau sampel ditimbang ± 1-5 g, lalu dioven  beberapa jam ± 4-6 jam, timbang, dioven kembali, dan ditimbang hingga konstan. Bobot dianggap konstan apabila selisih penimbangan 0,2 mg.

Perhitungan : kadar air dapat dihitung, baik berdasarkan bobot kering “dry basis” (DB) maupun bobot basah “wet basis” (WB).

Kadar air (%DB) = W₃/W₂ x 100

Kadar air (%WB) = W₃/W₁ x 100

Total bahan padat (%) = W₂/W₁ x 100

Ket :

- W₁ = bobot sampel awal

- W₂ = bobot sampel kering

- W₃ = kehilangan berat / selisih bobot (g)

b.     Metode Oven-Vakum

Metode ini dugunakan untuk bahan yang mengandung komponen yang dapat terkomposisi pada suhu 100⁰C, atau relatif banyak mengandung senyawa volatil.

Prinsip metode ini mengeringkan mengeringkan produk yang mudah terkomposisi pada 100⁰C didalam suatu tempat yang dapat dikurangi tekanan udaranya atau divakumkan. Proses berlangsung pada suhu dan tekanan rendah

Prosedurnya dan perhitungan sama denga  metode Oven. Namun, penggunaan oven-vakum relatif sedikit dibandingkan dengan oven biasa karena harganya relatif mahal.

2.   Metode Destilasi (Thermovolumetri)

Metode destilasi digunakan untuk bahabn yang banyak mengandung lemak dan komponen mudah menguap disamping air.

Prinsipnya menguapkan air bahan dengan cara destilasi menggunakan pelarut “immytible”, kemudian air ditampung didalam tabung yang diketahui volumenya. Pelarut yang digunakan mempunyai titik didih lebih besar dari air tetapi mempunyai berat jenis (BJ) lebih kecil dari air. Contoh senyawa yang dapat dijadikan pelarut yaitu : Toluen, Xylen, dan benzen.

Prosedur diawali dengan memberikan pelarut sebanyak kira-kira 750-100 ml pada sampel yang diperkirakan mengandung air 2-5ml. Campuran ini kemudian dipanaskan hingga mendidih. Uap air dan pelarut diembunkan dan ditampung didalam tabung. Air dan pelarut saling terpisah (air dibagian bawah) dan dapat ditentukan volumenya berdasarkan skala pada tabung penampung.

Metode destilasi mempunyai keuntungan, antara lain :

a.      Dapat untuk menentukan kadar air bahan yang memiliki kendungan air relatif kecil

b.     Penentuan kadar air memerlukan waktu yang relatif singkat, yaitu sekitar 1 jam

c.      Terjadinya oksidasi senyawa lipida senyawa lipida dan dekomposisi senyawa gula dapat dihindari, sehingga penentuan kadar air cukup akurat.

3.   Metode Kimiawi

a.   Metode Karl Fischer

Metode ini dapat digunakan untuk pengukuran kadar air  pada bahan berupa cairan, tepung, madu, dan beberapa produk kering. Metode ini menggunakan reagen Karl Fischer yang terdiri dari SO₂, piridin, dan iodin.

Prinsip  melakukan titrasi sampel dengan larutan iodin dalam metanol dan piridin. Jika masih ada air didalam bahan maka Iodin akan bereaksi, tetapi bila air habis maka iodin

akan bebas.

Perhitungan : kadar air = 0,4 F (V₁-V₂) / W₁

Keterangan :

-        W₁ : berat sampel (g)

-        V₁ :  volume pereaksi karls fischer untuk titrasi sampel (ml)

-        V₂ : volume pereaksi untuk titrasi blanko (ml)

-        F        : faktor standarisasi pereaksi

-        0.4 : ekivalen air pereaksi

b.   Metode Kalsium Karbida

Metode ini berdasarkan atas reaksi antara kalsium karbida dengan air menghasilkan gas asetilin. Jumlah asetilin yang terbentuk dapat diukur dengan beberapa cara, antara lain :

-        Selisih bobot campuran bahan sebelum dan sesudah reaksi.

-        Menampung dan mengukur volume gas asetili dalam tabung tertutup.

-        Mengukur tekanan gas asetilin jika reaksi dilakukan pada ruang tertutup.

c.   Metode Asetil Klorida

Metode ini di gunakan untuk bahab-bahan yang berupa minyak, mentega, margarin, rempah-rempah, dan beberapa bahan berkadar air rendah. Metode ini berdasarkan atas reaksi antara asetil klorida dengan air menghasilkan asam yang akan dititrasi dengan basa.

4.   Metode Fisis

a.      Berdasarka tetapan dielektrikum

b.     Berdasarkan daya hantar dan resistansi listrik

c.      Berdasarkan resonansi nuklir magnetik atau “nuclear magnetic resonance” (NMR)

Penetapan Kadar Karbohidrat Metode Luff Schoorl

Penetapan Kadar Karbohidrat Metode Luff Schoorl

2.      Dasar teori

Karbohidrat adalah golongan senyawa-senyawa yang terdiri dari unsur-unsur karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). Senyawa-senyawa ini dapat didefinisikan sebagai senyawa-senyawa polihidroksialdehid atau polihidroksiketon.

Ditinjau dari segi gizi, karbohidrat merupakan segolongan senyawa-senyawa penting karena merupakan sumber energi yang palin ekonomis da paln tersebar luas. Bahan pangan yang dihasilkan di dunia sebagian terbesar terdiri dari bahan pangan yang kaya akan karbohidrat.

Metode Luff Schoorl adalah berdasarkan proses reduksi dari larutan Luff Schoorl oleh gula-gula pereduksi (semua monosakarida, laktosa dan maltosa). Hidrolisis karbohidrat menjadi monosakarida yang dapat mereduksikan Cu²⁺ menjadi Cu¹⁺.

Reaksi yang terjadi dalam metode Luff Schoorl :

                              O                                                                      O

R – C               +  2 Cu²⁺  +  4 OH^-                 R – C

                                H                                                                    H

            Gula reduksi Luff Schoorl

            Cu²⁺     +          4 I^-      →        CH₂I₂               I₂

            I₂             +          2 NaS₂ →        2 NaI   +    Na₂S₄O₂

            Sukrosa tidak memiliki sifat-sifat mereduksi, karena itu untuk menentukan kadar sukrosa harus dilakukan inversi terlebih dahulu menjadi glukosa dan fruktosa.

            Dalam hal ini kadar sukrosa harus diperhitungkan dengan faktor 0,95 karena pada hidrolisis sukrosa berubah menjadi gula invert.

            C₁₂H₂₂O₁₁         +          H₂O     →        2C₆H₁₂O₆

                        Sukrosa                                   gula reduksi

            Karohidrat terdiri dari bermacam-macam dan menurut ukuran molekul dapat dibagi dalam tiga golongan, yaitu:

a.       Monosakarida, karbohidrat yang paling sederhana susunan molekulnya dan tidak diuraikan lagi. Golongan ini yaitu glukosa dan fruktosa

b.      Disakarida, karbohidrat yang terdiri dari 2 molekul monosakarida. Golongan ini yaitu sukrosa, maltosa dan laktosa

c.       Polisakarida, karbohidrat yang terdiri dari banyak molekul monosakarida. Golongan ini yaitu patim glikogen dan selulosa

Penentuan Karbohidrat dengan Metode Luff Schoorl

Pengukuran karbohidrat yang merupakan gula pereduksi dengan metode Luff Schoorl ini didasarkan pada reaksi sebagai berikut :

R-CHO + 2 Cu²⁺à R-COOH + Cu₂O

2 Cu²⁺ + 4 I^-à Cu₂I₂ + I₂

2 S₂O₃^2- + I₂à S₄O₆^2- + 2 I^-

Monosakarida akan mereduksikan CuO dalam larutan Luff menjadi Cu₂O. Kelebihan CuO akan direduksikan dengan KI berlebih, sehingga dilepaskan I₂. I₂ yang dibebaskan tersebut dititrasi dengan larutan Na2S2O3. Pada dasarnya prinsip metode analisa yang digunakan adalah Iodometri karena kita akan menganalisa I2 yang bebas untuk dijadikan dasar penetapan kadar. Dimana proses iodometri adalah proses titrasi terhadap iodium (I₂) bebas dalam larutan. Apabila terdapat zat oksidator kuat (misal H₂SO₄) dalam larutannya yang bersifat netral atau sedikit asam penambahan ion iodida berlebih akan membuat zat oksidator tersebut tereduksi dan membebaskan I₂ yang setara jumlahnya dengan dengan banyaknya oksidator (Winarno 2007). I₂ bebas ini selanjutnya akan dititrasi dengan larutan standar Na₂S₂O₃ sehinga I₂ akan membentuk kompleks iod-amilum yang tidak larut dalam air. Oleh karena itu, jika dalam suatu titrasi membutuhkan indikator amilum, maka penambahan amilum sebelum titik ekivalen.

Metode Luff Schoorl ini baik digunakan untuk menentukan kadar karbohidrat yang berukuran sedang. Dalam penelitian M.Verhaart dinyatakan bahwa metode Luff Schoorl merupakan metode tebaik untuk mengukur kadar karbohidrat dengan tingkat kesalahan sebesar 10%. Pada metode Luff Schoorl terdapat dua cara pengukuran yaitu dengan penentuan Cu tereduksi dengan I2 dan menggunakan prosedur Lae-Eynon (Anonim 2009).

Metode Luff Schoorl mempunyai kelemahan yang terutama disebabkan oleh komposisi yang konstan. Hal ini diketahui dari penelitian A.M Maiden yang menjelaskan bahwa hasil pengukuran yang diperoleh dibedakan oleh pebuatan reagen yang berbeda.

Peran biologis Karbohidrat

·         Peran dalam biosfer

Fotosintesis menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di bumi, baik secara langsung atau tidak langsung. Organisme autotrof seperti tumbuhan hijau, bakteri, dan alga fotosintetik memanfaatkan hasil fotosintesis secara langsung. Sementara itu, hampir semua organisme heterotrof, termasuk manusia, benar-benar bergantung pada organisme autotrof untuk mendapatkan makanan.

Pada proses fotosintesis, karbon dioksida diubah menjadi karbohidrat yang kemudian dapat digunakan untuk mensintesis materi organik lainnya. Karbohidrat yang dihasilkan oleh fotosintesis ialah gula berkarbon tiga yang dinamai gliseraldehida 3-fosfat.menurut rozison (2009) Senyawa ini merupakan bahan dasar senyawa-senyawa lain yang digunakan langsung oleh organisme autotrof, misalnya glukosa, selulosa, dan amilum.

·         Peran sebagai bahan bakar dan nutrisi

Kentang merupakan salah satu bahan makanan yang mengandung banyak karbohidrat.

Karbohidrat menyediakan kebutuhan dasar yang diperlukan tubuh makhluk hidup. Monosakarida, khususnya glukosa, merupakan nutrien utama sel. Misalnya, pada vertebrata, glukosa mengalir dalam aliran darah sehingga tersedia bagi seluruh sel tubuh. Sel-sel tubuh tersebut menyerap glukosa dan mengambil tenaga yang tersimpan di dalam molekul tersebut pada proses respirasi seluler untuk menjalankan sel-sel tubuh. Selain itu, kerangka karbon monosakarida juga berfungsi sebagai bahan baku untuk sintesis jenis molekul organik kecil lainnya, termasuk asam amino dan asam lemak.

Sebagai nutrisi untuk manusia, 1 gram karbohidrat memiliki nilai energi 4 Kalori. Dalam menu makanan orang Asia Tenggara termasuk Indonesia, umumnya kandungan karbohidrat cukup tinggi, yaitu antara 70–80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini misalnya padi-padian atau serealia (gandum dan beras), umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalar), dan gula.

Namun demikian, daya cerna tubuh manusia terhadap karbohidrat bermacam-macam bergantung pada sumbernya, yaitu bervariasi antara 90%–98%. Serat menurunkan daya cerna karbohidrat menjadi 85%.^] Manusia tidak dapat mencerna selulosa sehingga serat selulosa yang dikonsumsi manusia hanya lewat melalui saluran pencernaan dan keluar bersama feses. Serat-serat selulosa mengikis dinding saluran pencernaan dan merangsangnya mengeluarkan lendir yang membantu makanan melewati saluran pencernaan dengan lancar sehingga selulosa disebut sebagai bagian penting dalam menu makanan yang sehat. Contoh makanan yang sangat kaya akan serat selulosa ialah buah-buahan segar, sayur-sayuran, dan biji-bijian. Selain sebagai sumber energi, karbohidrat juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan asam basa di dalam tubuh, berperan penting dalam proses metabolisme dalam tubuh, dan pembentuk struktur sel dengan mengikat protein dan lemak.

·         Peran sebagai cadangan energi

Beberapa jenis polisakarida berfungsi sebagai materi simpanan atau cadangan, yang nantinya akan dihidrolisis untuk menyediakan gula bagi sel ketika diperlukan. Pati merupakan suatu polisakarida simpanan pada tumbuhan. Tumbuhan menumpuk pati sebagai granul atau butiran di dalam organelplastid, termasuk kloroplas. Dengan mensintesis pati, tumbuhan dapat menimbun kelebihan glukosa. Glukosa merupakan bahan bakar sel yang utama, sehingga pati merupakan energi cadangan.

Sementara itu, hewan menyimpan polisakarida yang disebut glikogen. Manusia dan vertebrata lainnya menyimpan glikogen terutama dalam sel hati dan otot. Penguraian glikogen pada sel-sel ini akan melepaskan glukosa ketika kebutuhan gula meningkat. Namun demikian, glikogen tidak dapat diandalkan sebagai sumber energi hewan untuk jangka waktu lama. Glikogen simpanan akan terkuras habis hanya dalam waktu sehari kecuali kalau dipulihkan kembali dengan mengonsumsi makanan.

·         Peran sebagai materi pembangun

Organisme membangun materi-materi kuat dari polisakarida struktural. Misalnya, selulosa ialah komponen utama dinding sel tumbuhan. Selulosa bersifat seperti serabut, liat, tidak larut di dalam air, dan ditemukan terutama pada tangkai, batang, dahan, dan semua bagian berkayu dari jaringan tumbuhan.^[10]Kayu terutama terbuat dari selulosa dan polisakarida lain, misalnya hemiselulosa dan pektin. Sementara itu, kapas terbuat hampir seluruhnya dari selulosa.

Polisakarida struktural penting lainnya ialah kitin, karbohidrat yang menyusun kerangka luar (eksoskeleton) arthropoda (serangga, laba-laba, crustacea, dan hewan-hewan lain sejenis). Kitin murni mirip seperti kulit, tetapi akan mengeras ketika dilapisi kalsium karbonat. Kitin juga ditemukan pada dinding sel berbagai jenis fungi.^]

Sementara itu, dinding sel bakteri terbuat dari struktur gabungan karbohidrat polisakarida dengan peptida, disebut peptidoglikan. Dinding sel ini membentuk suatu kulit kaku dan berpori membungkus sel yang memberi perlindungan fisik bagi membran sel yang lunak dan sitoplasma di dalam sel.

Karbohidrat struktural lainnya yang juga merupakan molekul gabungan karbohidrat dengan molekul lain ialah proteoglikan, glikoprotein, dan glikolipid. Proteoglikan maupun glikoprotein terdiri atas karbohidrat dan protein, namun proteoglikan terdiri terutama atas karbohidrat, sedangkan glikoprotein terdiri terutama atas protein. Proteoglikan ditemukan misalnya pada perekat antarsel pada jaringan, tulang rawan, dan cairan sinovial yang melicinkan sendi otot. Sementara itu, glikoprotein dan glikolipid (gabungan karbohidrat dan lipid) banyak ditemukan pada permukaan sel hewan. Karbohidrat pada glikoprotein umumnya berupa oligosakarida dan dapat berfungsi sebagai penanda sel. Misalnya, empat golongan darah manusia pada sistem ABO (A, B, AB, dan O) mencerminkan keragaman oligosakarida pada permukaan sel darah merah