Menjelaskan tentang metode analisa kadar air dan Aw

1. Analisa Kadar Air
Dr. Ir. Sri Winarti, MP.
Prodi Teknologi Pangan
UPN “VETERAN” JATIM

2. Pendahuluan
►Penentuan kadar air merupakan analisis
penting dan paling luas dilakukan dalam
pengolahan dan pengujian pangan.
►Kadar air berkaitan dengan kualitas dan
stabilitas bahan.
►Biji-bijian dengan KA tinggi  mudah rusak
oleh jamur, pemanasan, serangga, dan
resiko perkecambahan.

3. Pentingnya penentuan KA
►Kadar air perlu diketahui dalam penentuan
nilai gizi bahan makanan dan untuk
memenuhi standar komposisi serta
peraturan-peraturan pangan.
►Untuk menghitung komposisi bahan yang
disajikan pada basis dry-matter.

7. Fungsi air dalam bahan pangan:
Air dalam
bahan pangan
Mutu bahan
pangan
Keawetan
(Acceptability)
1 • Sebagai medium pereaksi
2 • Sebagai pelarut
3 • Sebagai pendispersi

8. Beberapa bahan pangan mempunyai batas kadar air
tertentu agar dapat diterima.
Misalnya : Bahan pangan setengah basah (IMF)
Kadar air 15% - 50% dengan Aw  0,9

9. Air dalam bahan pangan terdapat
dalam bentuk :

10. Air dalam bahan makanan
► air bebas, terdapat dalam ruang-ruang antar sel dan
inter-granular dan pori-pori yang terdapat pada bahan
► air yang terikat secara lemah karena terserap
(teradsorbsi) pada permukaan kolloid makromolekuler
seperti protein, pektin pati, sellulosa. Selain itu air juga
terdispersi di antara kolloid 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 kolloid tersebut merupakan ikatan
hidrogen.
► air dalam keadaan terikat kuat yaitu membentuk
hidrat. Ikatannya bersifat ionik sehingga relatif sukar
dihilangkan atau diuapkan. Air ini tidak membeku
meskipun pada 0 oF.

11. Cara Penentuan Kadar Air
LANGSUNG
Bahan dipanaskan  uap air yang terjadi
dilewatkan tabung yang berisi bahan higroskopis
yang tidak menyerap gas lain. Berat tabung  isi
sebelum dan sesudah uap diserap menunjukkan
jumlah air.
CARA TIDAK
LANGSUNG • Bahan dipanaskan pada suhu dan waktu
tertentu sehingga air bahan menguap. Kadar
air dihitung berdasarkan berat (selisih) bahan
sebelumdan sesudah pemanasan.
• Cara tidak langsung banyak dipakai karena
sederhana, cepat dan cukup memberi
gambaran

12. Metode
Penentuan
Kadar Air
Metode
Oven
Metode
Oven
Vakum
Metode
Distilasi
Metode
Karl
Fischer I
Metode
Fisis
(Moisture
Tester)

13. Metode thermogravimetri
►Prinsip:
Menguapkan air yang ada dalam bahan
dengan jalan pemanasan. Kemudian
menimbang bahan sampai berat konstan
►Kelemahan : zat yang mudah menguap ikut
menguap dan dihitung sebagai air.

14. Akurasi penentuan KA dipengaruhi oleh :
►Suhu dan RH ruang kerja/Lab
►Suhu ruang oven
►Tekanan udara dalam oven pengering
►Konstruksi oven, tersedianya exhaust fan
►Ukuran partikel sampel
►Struktur partikel bahan
►Bentuk botol timbang
(rasio diameter : tinggi)

15. Botol timbang
Dioven 105C selama  1 jam
Didinginkan dalam eksikator
Didinginkan dalam eksikator
Ditimbang
Dioven 105C selama 30 menit
Dioven 105C selama 2-3 jam
Diisi 1 gram bahan
Ditimbang
Ditimbang
Ditimbang
Didinginkan dalam eksikator
Berat konstan
Belum konstan

16. Prosedur
• Wadah dikeringkan dlm oven 15 menit
• Dimasukkan desikator, dinginkan, dan ditimbang
• Timbang sampel ± 1 g
• Dikeringkan 3-4 jam
• Dinginkan dlm desikator dan ditimbang
• Panaskan lg dlm oven 30 menit
• Dinginkan dlm desikator dan timbang
• Perlakuan ini diulangi hingga diperoleh berat konstan
(selisih penimbangan berturut-turut 0,2 mg)

17. Perhitungan
a = berat awal sampel (g)
b = berat konstan sampel (g)
a - b
Kadar air (%bb) = x 100 %
a
a - b
Kadar air (%bk) = x 100 %
b
b
Kadar total padatan (%) = x 100 %
a

18. PRACTICE PROBLEMS
You have the following gravimetric results: weight
of dried pan and glass disc = 1. 0376 g, weight of
pan and liquid sample 4.6274 g, and weight of the
pan and dried sample 1.7321 g. What was the
moisture content of the sample and what is the
percent solids?

19. • Sampel awal = (4,6274 – 1,0376) g = 3,5898 g
• Sampel kering = (1,7321 – 1,0376) g = 0,6945 g
• Air yg dihilangkan = (3,5898 – 0,6945) g
= 2,8953 g
Kadar air = (2,8953/3,5898) x 100%
= 80,65%
Total padatan = (0,6945/3,5898) x 100%
= 19,35%

20. Metode Distilasi (Thermovolumetri)
►Prinsip : menguapkan air dengan
“pembawa” cairan kimia yang mempunyai
titik didih lebih tinggi daripada air dan tidak
dapat campur dengan air serta mempunyai
berat jenis lebih rendah daripada air. Zat
kimia yang dapat digunakan antara lain :
toluen, xylen, benzen, tetrakhloretilen dan
xylol.

21. Cara penentuannya
► memberikan zat kimia sebanyak 75-100 ml pada
sampel yang diperkirakan mengandung air
sebanyak 2-5 ml, kemudian dipanaskan sampai
mendidih.
► Uap air dan zat kimia tersebut diembunkan dan
ditampung dalam tabung penampung. Karena
berat jenis air lebih besar daripada zat kimia
tersebut maka air akan berada di bagian bawah
pada tabung penampung. Bila pada tabung
penampung dilengkapi skala maka banyaknya air
dapat diketahui langsung.

22. ► Cara destilasi ini baik untuk menentukan kadar air dalam
zat yang kandungan airnya kecil yang sulit ditentukan
dengan cara thermogravimetri. Penentuan kadar air cara
ini hanya memerlukan waktu ± 1 jam.
► Dengan cara destilasi terjadinya oksidasi senyawa lipid
maupun dekomposisi senyawa gula dapat dihindari
sehingga penentuannya lebih tepat.
► Untuk bahan yang mengandung gula dan protein yang
tinggi sering ditambahkan serbuk asbes ke dalam bahan,
hal ini untuk mencegah terjadinya superheating yang
dapat menimbulkan dekomposisi bahan tersebut.
► Untuk memperluas permukaan kontak dengan cairan kimia
yang digunakan dan memperlancar terjadinya destilasi
dapat ditambahkan tanah diatomea pada bahan yang telah
ditumbuk halus sebelum didestilasi.

23. Zat pembawa : toluen (C6H5CH3 , bp=110.6o); p-xilen
C6H5(CH3)2 (bp=138o); tetra-klor-etilen (Cl2C=CCl2 ;
bp=121o)
Perhitungan:
% air = (1- f) x air terdistilasi(g) x 100 %
bobot sampel (g)
nilai f = bobot air yang ditambahkan
bobot air yang terdistilasi
Metoda Thermovolumetri

24. Metoda kimiawi (Fischer method)
► Prinsip : menitrasi air dalam sampel dengan iodin (ter-jadi
reduksi iodin oleh SO2 karena adanya air). Agar reaksi dapat
berlangsung baik maka ditambahkan piridin dan metanol
serta indikator metilen biru. Titrasi diakhiri bila timbul warna
hijau
► 2H2O + SO2 + I2 H2SO4 + 2 HI
► C6H5N.I2 + C6H5N.SO2+ C5H5N + H2O
C6H5N.HI + C6H5N.SO3
► C6H5N.SO3 + CH3OH C6H5N(H) SO4CH3
Sampel dilarutkan dalam campuran SO2-piridin-metanol dan
kmd dititrasi dengan larutan Iodin dalam metanol. Kelebihan
Iodin yang tak bereaksi dng air berada dalam bentuk bebas.
Akhir titrasi memberikan warna ‘kuning-coklat ’ yg bila
bercampur indikator metilen biru akan berwarna hijau .

25. ► Dalam pelaksanaannya titrasi harus dilakukan
dengan kondisi bebas dari pengaruh kelembaban
udara. Untuk keperluan tersebut dapat dilakukan
dalam ruang tertutup.
► Cara titrasi Karl Fischer ini telah berhasil dipakai
untuk penentuan kadar air dalam alkohol, ester-
ester, senyawa lipida, lilin, pati, tepung gula,
madu, dan bahan makanan yang dikeringkan.
► Cara ini banyak dipakai karena memberikan harga
yang tepat dan dikerjakan cepat.
► Tingkat ketelitiannya lebih kurang 0,5 mg dan
dapat ditingkatkan lagi dengan sistem elektroda
yaitu dapat mencapai 0,2 mg.

26. Metode Fisikawi
►Ada 3 yaitu :
 Densimetri
 Refraktometri
 Polarimetri
►Metoda densimetri, refraktometri, dan
polarimetri  Perlu disiapkan kurva
kalibrasi untuk mengkorelasikan ‘soluble
solid’ dengan parameter fisik yg dipilih

27. Metode densimetri
►Ditentukan dengan piknometer atau
hidrometer
►Mrpk uji rutin yang paling sering dipakai
guna menetapkan padatan kering dalam
susu, larutan gula (tmsk sari buah dan
sirup), produk buahan, beverage, larutan
garam (pd industri pickle).

28. Metode refraktometri
►Pengukuran indeks refraksi merupakan cara
yang cepat dan reproducible untuk
menetapkan kandungan padatan pada
larutan sukrosa, sirup jagung, madu, sari
buah, jam, jelly.

29. • AKTIFITAS AIR (Aw)
• Aw dapat dihitung dengan cara tidak langsung
yaitu dengan menghitung banyaknya air yang
terserap dalam kertas saring kering yang
diketahui beratnya dalam suatu wadah yang
berisi zat yang akan diukur Awnya.

30. • Bahan / zat Aw
• NaCl 9,3% (b/b) 0,94
• NaCl 19,1 % (b/b) 0,85
• NaCl 27% (jenuh) 0,74
• NaNO3 0,61
• Gliserol jenuh 0,8 – 0,9

31. Aw juga dapat dihitung menurut hukum Roult :
Aw =
Dimana : n1 =  mol zat yang dilarutkan
n2 =  mol pelarut
n1+n2 =  mol dalam larutan

32. Digambarkan dalam kurva ISL :