BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Meskipun air sering diabaikan, air merupakan salah satu unsur penting dalam

bahan makanan. Air sendiri walaupun bukan merupakan sumber nutrient seperti

bahan makanan lain, namun sangat essensial dalam kelangsungan proses biokimiawi

organisme hidup.Disamping terdapat dalam bahan makanan secara alamiah, air

terdapat bebas di alam dalam berbagai bentuk. Air bebas ini sangat penting juga

dalam pertanian, pencucian dan sanitasi umum mauoun pribadi, teknologi pangan dan

sebagai air minum.

Semua bahan makanan mengandung jumlah air yang tidaklah sama, baik

itu bahan makanan hewani maupun nabati. Air berperan sebagai pembawa zat-zat

makanan dan sisa-sisa metabolisme, sebagai media reaksi yang menstabilkan

pembentukan biopolimer dan sebagainya.

Bahan pangan kita baik yang berupa buah, sayur, daging, maupun susu,

telah banyak berjasa dalam memenuhi kebutuhan air manusia. Buah mentah yang

menjadi matang selalu bertambah kandungan airnya, misalnya calon buah apel

yang mengandung air sejumlah 10% akan meningkat kadar airnya hingga 80%

saat matang. Nenas berkadar air 87% dan tomat 95% saat matang. Buah yang

berkadar air terbesar adalah semangka yaitu 97%.

Kandungan air dalam bahan makanan ikut menetukan acceptability,

kesegaran, dan daya tahan dari bahan tersebut. Selain menjadi bagian dari suatu

bahan makanan, air merupakan pencuci yang baik bahan makanan tersebut dan

alat-alat yang akan digunakan dalam pengolahan bahan itu. Sebagian besar

perubahan-perubahan bahan makanan terjadi dalam media air yang ditambahkan

atau yang berasal dari bahan itu sendiri.

Apabila tubuh manusia hidup dianalisis komposisi kimianya, maka akan

diketahui kandungan airnya rata-rata 65% atau sekitar 47 liter per orang dewasa.

Setiap hari sekitar 2,5 liter harus diganti dengan air yang baru. Diperkirakan dari

sejumlah air yang harus diganti tersebut, 1,5 liter-nya berasal dari air minum dan

sekitar 1 liter lagi dari bahan makanan yang dikonsumsi.

Dalam keadaan kesulitan bahan pangan dan air, manusia mungkin dapat

hidup tanpa makan selama lebih dati 2 bulan, tetapi tanpa minum manusia akan

mati dalam waktu kurang dari seminggu.

B. Tujuan Praktikum

Praktikan mampu untuk menentukan kadar air dari beberapa macam

sample yang berbeda, baik melalui metode pemanasan (Thermogravimetri)

maupun metode distilasi toluene (Thermovolumetri) beserta perhitungannya.

BAB II

DASAR TEORI

Air merupakan bahan yang sangat penting bagi kehidupan umat manusia

dan fungsinya tidak pernah dapat digantikan oleh senyawa lain. Air juga

merupakan komponen penting dalam bahan makanan karena air dapat

mempengaruhi penampakan, tekstur, serta cita rasa makanan kita. Bahkan dalam

makanan yang kering sekalipun seperti buah kering, tepung, serta biji-bijian,

terkandung air dalam jumlah yang tertentu (Winarno, F.G., 1992).

Air dalam bahan makanan terdapat dalam berbagai bentuk (Bambang

Haryono, 1996) :

1. Air bebas, terdapat dalam ruang-ruang antar sel dan inter granuler dan

pori-pori yang terdapat dalam bahan.

2. Air yang terikat secara lemah karena terserap pada permukaan colloid

makro molekul seperti protein, pectin pati, selulosa. Selain itu air juga

terdispersi diantara koloid tersebut dan merupakan pelarut zat-zat yang

ada dalam sel. Air yang ada dalam bentuk ini masih tetap mempunyai

sifat air bebas dan dapat dikristalkan pada proses pembekuan. Ikatan

antara air dengan koloid tersebut merupakan ikatan hidrogen.

3. Air dalam keadaan terikat kuat yaitu membentuk Hidrat. Ikatanya bersifat

ionik sehingga relatif sukar dihilangkan atau diuapkan. Air ini tidak

membeku walaupun pada suhu 00 F.

Perlu diketahui bahwasannya hingga saat ini belum diperoleh istilah yang

tepat untuk air yang terdapat dalam bahan makanan. Istilah yang umum dipakai

hingga sekarang ini adalah “air terikat” (bound water). Air terikat ini dapat

tertarik dan terikat dalam suatu tempat yang keras. Dalam keadaan seperti ini air

tidak dapat menjadi pelarut dan tidak pula membeku. Hal ini cukup sulit dalam

memberikan definisi yang pasti mengenai air terikat, mengacu pada banyaknya

teknik yang dipakai dalam pengukurannya. Dua definisi yang umum dipakai

adalah (John M. de Man, 1976):

1.Air terikat adalah air yang tetap tidak membeku pada temperatur tertentu di

bawah 0 C, biasanya pada suhu -20 C.

2.Air terikat adalah sejumlah air dalam suatu sistem dimana tidak dapat menjadi

pelarut.

Selain beberapa tipe di atas, masih ada pula jenis air imbibisi dan air

kristal. Air imbibisi adalah air yang masuk ke dalam bahan pangan dan akan

menyebabkan pengembangan volume, tetapi air ini bukan merupakan komponen

penyusun dari bahan tersebut. Air kristal adalah air terikat pada semua bahan, baik

pangan maupun non pangan yang berbentu kristal, seperti gula, garam, CuSO4,

dan lain-lain (Winarno, F.G., 1992).

Kandungan air dalam berbagai bahan makanan mempengaruhi daya tahan

bahan makanan terhadap serangan mikroba yang dinyatakan dengan absorbed

water, yaitu jumlah air bebas yang dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk

pertumbuhannya. Untuk memperpanjang daya tahan suatu bahan, sebagian air

dalam bahan harus dihilangkan dengan beberapa cara tergantung dari jenis

bahannya. Umumnya dilakukan dengan pengeringan, baik yang alami maupun

yang secara buatan. Kandungan ke-basah-an bahan sebaiknya harus disesuaikan

dengan tetapan kering-nya untuk perhitungan pengeringan. Tetapan kering adalah

satuan berat dari berat kering, yang merupakan dasar yang baik untuk

penghitungan nilai evaporasi, bagi keseimbangan bahan, sejak berat dari bahan

padat tidak lagi berubah pada saat proses pengeringan (De Rienzo, Paul P. 1964).

Kualitas air untuk berbagai keperluan ditentukan berdasarkan tiga faktor

berikut (Bambang Haryono, 1996) :

1. Sifat fisisnya, warna, bau,rasa, kekeruhan.

2. Sifat kimiawinya yaitu : padatan dan gas yang terlarut, ph, kesadahan.

3. Kandungan mikrobia misalnya : algae, bakteri, pathogen, bakteri buan

pathogen.

Disamping cara-cara fisik, ada pula cara-cara kimia untuk menentukan

kadar air. Mc Neil mengukur kadar air berdasarkan volume gas asertilen yang

dihasilkan dari reaksi kalsium karbida dengan bahan yang akan diteliti. Cara ini

digunakan pada bahan-bahan seperti sabun, tepung, kulit, bubuk biji vanili,

mentega dan sari buah. Karl Fischer pada tahun 1935 menggunakan cara

pengringan berdasarkan reaksi kimia air dengan titrasi langsung dari bahan basah

dengan larutan iodine, sulfur dioksida dan piridina dalam methanol. Perubahan

warna menunjukkan titik akhir titrasi (Winarno, F.G. 1992).

BAB III

PROSEDUR PRAKTIKUM

A. Alat dan Bahan

1. Alat

a. Botol timbang

b. Eksikator

c. Penjepit

d. Oven

e. Timbangan ohaus

f. Spatula

g. Stark-Dean atau Sterling-Bidwell

h. Toluen 75 ml

i. Kompor listrik

j. Aquades

k. Labu erlenmeyer

2. Bahan

a. Kentang

b. Kopi

c. Teh celup

B. Cara Kerja

1. Cara kerja Thermogravimetri

a. Pertama kali timbang berat botol yang akan digunakan untuk

memasukan bahan-bahan sampel dalam timbangan ohaus.

b. Setelah diketahui berat botol, masukan bahan sampel dalam botol

kemudian timbang lagi kira-kira bahan sampel seberat 2 gr atau lebih

sedikit .

c. Kemudian bahan sampel dan botol dimasukan kedalam oven pada

suhu 1050 C selama 3-5jam.

d. Setelah dipanaskan dalam oven selama 3-5 jam bahan dikeluarkan

dari oven dan didinginkan dalam eksikator selama 10-15 menit.

e. Bahan sampel tersebut kemudian ditimbang lagi untuk mengetahui

berat keringnya dan dihitung persen kadar air bahan.

2. Cara kerja Thermovolumetri

a. Pertama-tama kupas kentang kmudian dipotong dadu.

b. Potongan kentang ditimbang menggunakan timbangan ohaus

kira-kira sebesar 2 gr atau lebih sedikit.

c. Masukan potongan kentang kedalam tabung erlenmeyer dan

ditambahkan toluen sebayak 75 ml.

d. Kemudian pasang labu destilasi pada alat Sterling-Bidwell

yang diatasnya ada alat pendingin untuk mengembunkan uap

air.

e. Panaskan pada kompor listrik selama 1jam.

f. Setelah air dan toluen mendidih, lihat volume uap air dan

toluen dadalam tabung penampung yang ada dalam Stark-

Dean.

g. Kemudian timbang kentang yang telah dipanaskan dalam

labu destilasi dan hitung persen kadar air bahan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

a. Cara Pemanasan (Thermogravimetri)

1. Kentang

Botol timbang : 13, 787 gr

Botol + sampel : 17, 434 gr

Berat kering + botol : 14, 363 gr

Sampel basah : 4, 353 gr

Sampel kering : 0,576 gr

%KA Kentang : BSB BSK

BSBx

100%

: 4, 353 – 0, 576 x 100%

4, 353

: 86,77 %

2. Kopi

Botol timbang : 9, 976 gr

Botol + sampel : 11, 829 gr

Sampel kering + botol : 11, 780 gr

Sampel basah : 1, 853 gr

Sampel kering : 1, 804 gr

%KA Kopi : BSB BSK

BSBx

100%

: 1, 853 - 1,804 x 100%

1, 853

: 2, 64 %

3. Teh Celup

Botol timbang : 9, 305 gr

Botol + samprl : 11,183 gr

Sampel kering + botol : 11, 014 gr

Sampel basah : 1, 828 gr

Sampel kering : 1, 709 gr

%KA Teh Celup : BSB BSK

BSBx

100%

: 1, 878 – 1,709 x 100%

1, 878

: 9, 00 %

b. Cara Distilasi Toluene (Thermovolumetri)

1. Kentang

Berat basah : 2, 159 gr

Berat air : 1 gr

%KA : Berat air bahan x 100%

berat sampel

: 1 x 100%

2,159

: 46, 32 %

B. Pembahasan

1. Dengan Cara Pemanasan (Thermogravimetri)

Pertama kali kita timbang botol-botol untuk tempat sampel agar diketahui

beratnya pada timbangan ohaus. Kemudian masukan sampel pada botol tersebut

dan ditimbang lagi hingga didapatkan berat sampel 2 gr atau lebih sedikit. Setelah

selesai ditimbang sampel dan botolnya dimasukan dalam oven selama 3 jam untuk

mengucapkan uap air yang ada pada sampel. Setelah 3 jam sampel dikeluarkan dari

ove dan dimasukkan dalam eksikator selama 10-15 menit untuk menghilangkan uap

air yang ada dalam botol dan sampel. Setelah itu kita tambang botol dan sampelnya

kita akan mendapatkan berat keringnya dengan caraberat botol dan sampel kita

kurangi dengan berat botol yang digunakan. Untuk mendapatkan hasail yang akurat

kita dapat melakukan percobaan ini secara berulang-ulang sehingga didapat berat

yang konstan.

Yang perlu iperhatikan dalam percobaan ini adalah batasan waktu yang tidak

selalu sama karena jenis dan kondisi bahan yang berbeda. Kelebihan percobaan

dengan menggunakan cara ini adalah lebih mudah digunakan, dilihat dari segi biaya

juga lebih murah selain itu bahan yang digunakan sebagai percobaan bisa

digunakan lagi. Semakin kering bahan maka bahan tersebut akan semakin awet.

Cara ini kelemahanya hanaya pada sgi waktu yang terlalu lama untuk dilakukan.

Cara ini lebih tepat digunakan untuk bahan-bahan yang mempunyai daya tahan

terhadap panas yang tinggi.

2. Cara Distilasi Toluene (Thermovolumetri)

Hal pertama yang kita lakukan percobaan ini adalah kita mengupas

kentang, kemudian kentang tersebut dipotong dadu. Setelah itu potongan

kentang ditimbang hingga dicapai berat 2 gr atau lebih sedikit. Masukan

potongan kentang yang telah ditimbang kedalam labu erlenmyer dan

ditambahkan kedalamnya pelarut yaitu toluene sebanyak 75 ml. Toluene dipakai

karena bersifat hidrofobik sehingga tidak bereaksi dengan air. Lebih rincinya,

kita menggunakan larutan toluene karena larutan ini memiliki keunggulan antara

lain :

1. Toluen memiliki titik didih yang lebih tinggi dibanding pelarut (solven) yang

lain, seperti xilol misalnya.

2. Penguapan toluene yang lebih lambat membuat proses distilasi yang terjadi

menjadi lebih efektif dan berpengaruh pada keakuratan hasil akhir.

3. Secara kebetulan harga toluene labih murah dibandingkan dengan harga pelarut

yang lain (pertimbangan ekonomis).

4. Penguapan toluene lebih lambat daripada pelarut yang lain.

5. Toluene dapat melarutkan senyawa – senyawa organik yang ada di dalam

kentang atau bahan lain, misalnya karbohidrat, protein, lemak.

Hal yang selanjutnya dilakukan adalah merangkai Sterling-Bidwell dan labu

Erlenmeyer dengan kondensor. Kondensor berguna untuk mengmbunkan uap air

yang berasal dari toluene maupun air yang dipanaskan. Setelah alat-alat tersebut

dirangkai, letakkan tabung Erlenmeyer ditas kompor listri dan dipanaaskan selama

1 jam. Kemudian lihat volume air dan toluene yang berada dalam tabung

penampung yang terdapat pada Sterling-Bidwell. Untuk hasil yang akurat ulangi

lankah percobaan hingga didapat hasil volume air dan toluene yang konstan.

Kelebihan percobaan dengan menggunakan cara ini adalah dapat

dilakukan dengan lebih cepat. Kerugianya adalah zat lain yang terdapat dalam

bahan percobaan dapat ikut menguap sehingga mempengaruhi hasil akhir selain

itu alat-alat yang digunakan relatif lebih mahal dan rumit. Bahan yang digunakan

dalam percobaan juga tidak bisa digunakan lagi karena telah rusak pada proses

percobaan. Percobaan ini lebih tepat digunakan pada bahan yang memiliki kadar

air sedikit.

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

Penentuan kadar air dapat dilakukan dengan menggunakan beberapa

cara, antara lain dengan menggunakan metode pemanasan dengan oven

maupu dengan cara distilasi toluene. Cara pemanasan dengan oven tepat

digunakan untuk bahan-bahan yang tahan terdapat suhu panas dan cara

ditilasi toluene lebih tepat untuk bahan-bahan yang mempunyai keadaan air

sangat kecil. Untuk hasil yang akurat kita dapat melakukan dengan cara

mengulangi sampai beberapa kali percobaan yang dilakukan. Dari percobaan

diperoleh hasil %KA kentang sebesar 36,77 %, untuk kopi %KA = 2,64 %,

dan untuk teh celup %KA = 9,00 %. Sedankan %KA kentang dari distilasi

toluene diperoleh sebesar46,32 %.

B. Saran

1. asisten diharapkan datang tepat waktu agar acara praktikum tidak terlalu

lama dan molor jamnya.

2. Asisten seharusnya memberi kesempatan pada praktikan umtuk mencoba

melakukan praktikan secara mandiri tetapi tetap diawasi, jangan hanya

asistennya saja yang memperagakan cara praktikum.

3. Diharapkan fasilitas yang disediakan fakultas bisa lebih lengkap lagi untuk

mendukung acara praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

Bambang, Haryono. 1996. Proses Bahan Pangan. Yogyakarta : Liberty.

De Man, J.M . 1976 . Principles of Food Chemistry . USA : The Avi Publishing

Company, Inc

De Rienzo, P.P . 1964 . Chemical Engineering . New York : Macmillan

Company

Winarno, F.G . 1992 . Kimia Pangan dan Gizi . Jakarta : PT Gramedia