BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kadar Air Kadar air adalah persentase kandungan air suatu bahan yang dapat dinyatakan berdasarkan berat basah (wet basis) atau berdasarkan berat kering (dry basis). Kadar air berat basah mempunyai batas maksimum teoritis sebesar 100 persen, sedangkan kadar air berdasarkan berat kering dapat lebih dari 100 persen (Syarif dan Halid, 1993). Kadar air merupakan pemegang peranan penting, kecuali temperatur maka aktivitas air mempunyai tempat tersendiri dalam proses pembusukan dan ketengikan. Kerusakan bahan makanan pada umumnya merupakan proses mikrobiologis,
kimiawi,
enzimatik
atau
kombinasi
antara
ketiganya.
Berlangsungnya ketiga proses tersebut memerlukan air dimana kini telah diketahui bahwa hanya air bebas yang dapat membantu berlangsungnya proses tersebut (Tabrani,1997). Kadar air suatu bahan biasanya dinyatakan dalam persentase berat bahan basah, misalnya dalam gram air untuk setiap 100 gr bahan disebut kadar air berat basah. Berat bahan kering adalah berat bahan setelah mengalami pemanasan beberapa waktu tertentu sehingga beratnya tetap (konstan). Pada proses pengeringan air yang terkandung dalam bahan tidak dapat seluruhnya diuapkan (Kusumah, dan Andarwulan, 1989). Kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan yang dinyatakan dalam persen. Kadar air juga salah satu karakteristik yang sangat
4
penting pada bahan pangan, karena air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur, dan cita rasa pada bahan pangan. Kadar air dalam bahan pangan ikut menentukan kesegaran dan daya awet bahan pangan tersebut, kadar air yang tinggi mengakibatkan mudahnya bakteri, kapang, dan khamir untuk berkembang biak, sehingga akan terjadi perubahan pada bahan pangan (Winarno, 1997). Air ada yang berbentuk bebas, ada pula yang terikat baik didalam matriks bahan maupun didalam jaringannya. Air yang berbentuk bebas sangat mudah menguap karena biasanya terdapat pada permukaan bahan pangan. Kadar air perlu diukur untuk menentukan umur simpan suatu bahan pangan. Dengan demikian, suatu produsen makanan olahan dapat langsung mengetahui umur simpan produknya tanpa harus menunggu sampai produknya busuk. Beberapa cara untuk menetapkan kadar air suatu bahan makanan misalnya dengan metode pemanasan langsung dan dengan metode destilasi (Azeotroph). Metode destilasi menggunakan pelarut yang tidak bercampur dalam air dan mempunyai titik didih sedikit diatas titik didih air, sehingga ketika dilakukan destilasi, air akan terkumpul dan jatuh dalam tabung Aufhauser. Hal ini dapat terjadi karena berat jenis air lebih besar dari pada berat jenis pelarut. Ketika semua air telah terdestilasi, volume air dapat dibaca pada skala tabung Aufhauser. Pada percobaan ini kami menggunakan pelarut toluene dan xylene. Penentuan kadar air bahan pangan. Penetapan kadar air bahan pangan dapat dilakukan dengan beberapa cara tergantung dari sifat bahannya. Pada umumnya penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan sejumlah sampel dalam oven pada suhu 105-110° C selama 3 jam atau hingga didapat berat yang
5
konstan. Selisih berat sebelum dan sesudah pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan. Penentuan kadar air untuk berbagai bahan berbeda-beda metodenya tergantung pada sifat bahan. Misalnya: 1. Untuk bahan yang tidak tahan panas, berkadar gula tinggi, berminyak dan lain-lain penentuan kadar air dapat dilakukan dengan menggunakan oven vakum dengan suhu rendah. 2. Untuk bahan yang mempunyai kadar air tinggi dan mengandung senyawa volatil (mudah menguap) penentuan kadar air dilakukan dengan cara destilasi dengan pelarut tertentu yang berat jenisnya lebih rendah daripada berat jenis air. Untuk bahan cair yang berkadar gula tinggi, penentuan kadar air dapat dilakukan dengan menggunakan reflaktometer,dsb (Winarno, 1997) Kadar air dalam suatu bahan seperti kacang hijau, kacang tanah, kacang merah, dan susu termasuk juga tepung-tepungan. Metode yang digunakan adalah oven pengering. Pengeringan adalah suatu metode untuk mengeluarkan atau menghilangakan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan energi panas. Biasanya kandungan air bahan tersebut dikurangi sampai suatu batas agar mikroba tidak dapat tumbuh lagi didalamnya. Prinsip dari metode oven pengering adalah bahwa air yang terkandung dalam suatu bahan akan menguap bila bahan tersebut dipanaskan
6
pada suhu 105o C selama waktu tertentu. Perbedaan antara berat sebelum dan sesudah dipanaskan adalah kadar air (Astuti. 2010: 9) Kandungan air dalam bahan bahan ikut menentukan kesegaran dan daya tahan bahan itu sendiri. Sebagian besar dari perubahan-perubahan bahan makanan terjadi dalam media air yang ditambahkan atau berasal dari bahan itu sendiri. Menurut derajat keterikatan air dalam bahan makanan atau bound water dibagi menjadi 4 tipe, antara lain :
Tipe I adalah tipe molekul air yang terikat pada molekul-molekul air melalui suatu ikatan hydrogen yang berenergi besar. Molekul air membentuk hidrat dengan molekul-molekul lain yang mengandung atomatom O dan N seperti karbohidrat, protein atau garam.
Tipe II adalah tipe molekul-molekul air membentuk ikatan hydrogen dengan molekul air lain, terdapat dalam miro kapiler dan sifatnya agak berbeda dari air murni.
Tipe III adalah tipe air yang secara fisik terikat dalam jaringan matriks bahan seperti membran, kapiler, serat dan lain-lain. Air tipe inisering disebut dengan air bebas.
Tipe IV adalah tipe air yang tidak terikat dalam jaringan suatu bahan atau air murni, dengan sifat-sifat air biasa (Winarno, 1999). Sifat-sifat kadar air keseimbangan atau Equilibrium of Moisture Content
(EMC) dari bahan pangan sangat penting dalam penyimpanan dan pengeringan. Kadar air keseimbangan didefinisikan sebagai kandungan air pada bahan pangan 7
yang seimbang dengan kandungan air udara sekitarnya. Hal tersebut merupakan satu faktor yang menentukan sampai seberapa jauh suatu bahan dapat dikeringkan pada kondisi lingkungan tertentu (aktivitas air tertentu) dan dapat digunakan sebagai tolak ukur pencegahan kemampuan berkembangnya mikroorganisme yang menyebabkan terjadinya kerusakan bahan pada saat penyimpanan. Kadar air keseimbangan (equilibrium moisture content) adalah kadar air minimum yang dapat dicapai pada kondisi udara pengeringan yang tetap atau pada suhu dan kelembaban relatif yang tetap. Suatu bahan dalam keadaan seimbang apabila laju kehilangan air dari bahan ke udara sekelilingnya sama dengan laju penambahan air kebahan dari udara di sekelilingya. Kadar air pada keadaan seimbang disebut juga dengan kadar air keseimbangan atau keseimbangan
higroskopis
untuk
menentukan
kadar
air
keseimbangan
(Henderson, 1952). Pengukuran kandungan air yang berada dalam bahan ataupun sediaan yang dilakukan dengan cara yang tepat diantaranya cara titrasi, destilasi atau gravimetrik yang bertujuan memberikan batasan minimal atau rentang tentang besarnya kandungan air dalam bahan , dimana nilai maksimal atau rentang yang diperbolehkan terkait dengan kemurniaan dan kontaminasi (Dirjen POM, 2000).
8
2.2 Tepung Jagung Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mensubstitusi terigu dengan tepung sumber karbohidrat lokal. Setiap tepung dari sumber karbohidrat lokal mempunyai sifat karakteristik yang berbeda. Misalkan tepung jagung tidak mengandung gluten tetapi mengandung protein. Pada perkembangan penelitian akhir-akhir ini telah ditemukan bahwa penambahan enzim pada tepung tepungan dapat memperbaiki kualitas tepung. Penambahan enzimamilase, bakteri asam laktat pada tepung akan meningkatkan pengembangan tepung jagung (Rakkar, 2007). Modifikasi tepung jagung secara enzimatik menunjukkan perubahan sifat fisiko kimia dan fungsional, kadar amilosa, derajat polimerisasi mengalami penurunan sedangkan gula reduksi dan dekstrosa equivalen mengalami kenaikan. Tekstur tepung termodifikasi lebih halus dibanding tepung aslinya, Setiap jenis jagung mempunyai bentuk dan ukuran yang berbeda berpengaruh terhadap jumlah biji per kg tepung jagung. Semakin besar dimensi dan bobot tepung jagung maka jumlah tepung jagung per kg semakin kecil (Richana dan Suarni , 2007). Subtitusi pati tepung jagung termodifikasi memperbaiki karakkteristik tepung jagung diantaranya menurunkan kelengketan dan meningkatkan penerimaan meningkatkan karakteristik fisik dan organoleptik, substitusi pati tepung jagung kandungan pati resisten yang dapat berperan sebagai sumber serat pangan diperlukan untuk membantu sistem pencernaan. Sementara itu, pangan Tepung jagung dapat mengobati penderita diabetes (Purwani et al., 2006).
9
Jagung merupakan salah satu jenis tanaman palawija yang terpenting, selain itu, selain itu jagung merupakan komoditas sereal utama setelah beras. Jagung berepran penting dalam penyediaan panagan, bahan baku industry untuk pebuatan tepung jagung dan paka ternak (Riyana, 2007). Jagung dapat dimanfaatkan sebagai tepung, subtitusi bagi industri yang menggunakan terigu, dasar alternatif tepung jagung mempunyai nilai gizi yang cukup memadai dan diketahui beberapa daerah di Indonesia, jagung digunakan sebagai bahan makanan pokok. Pengolahan jagung menjadi tepung memberikan beberapa keuntungan, seperti meningkatkan daya simpan, praktis dalam pengangkutan, penyimpanan. Selain itu dapat diolah beraneka ragam produk makanan (Winarno, 1981). Tepung jagung adalah bentuk hasil pengolahan bahan dengan cara penggilingan atau penepungan. Tepung jagung adalah produk setengah jadi dari biji jagung kering pipilan yang dihaluskan dengan cara penggilingan kemudian di ayak (Suryawijaya, 2009). Menurut SNI 01-3727-1995, Tepung jagung adalah tepung yang didapatkan dengan cara penggilingan jagung yang bersih dan baik. Pengilingan biji jagung kedalam bentuk tepung merupakan salah satu proses pemisahan bagian kulit, endosperma, lembaga dan tudung pangkal biji. Kulit memiliki kandungan serat yang tinggi sehingga kulit harus dipisahkan dari endosperma karena dapat membuat tepung bertekstrur keras.
10
Tabel 1. Syarat Mutu Tepung Jagung (SNI 01-3727-1995) Kriteria Uji
Satuan
Persyaratan
Bau
-
Normal
Rasa
-
Normal
Warna
-
Normal
Benda – benda asing
-
Tidak boleh ada
Keadaan :
Serangga dalam bentuk stadia
Tidak boleh ada
dan potongan -potongan
-
Jenis pati selain pati jagung
-
Tidak boleh ada
Lolos ayakan 80 mesh
%
Min.70
Lolos ayakan 60 mesh
%
Min. 99
Air
% b/b
Maks. 10
Abu
% b/b
Maks. 1,5
Slikat
% b/b
Maks. 0,1
Serat kasar
% b/b
Maks. 1,5
MI N NaOH/100 g
MI N NaOH/100 g
Timbal (Pb)
Mg/kg
Maks 1,0
Tembaga (Cu)
Mg/kg
Maks. 10,0
Seng (Zn)
Mg/kg
Maks. 40,0
Raksa (HG)
Mg/kg
Maks. 0,05
Mg/kg
Maks. 0,5
Koloni/g
Maks. 5 × 10
APM/g
Maks. 10 6
Koloni/g
Maks. 10 4
Kehalusan :
Derajat asam Cemaran logam :
Cemaran arsen (AS) : Cemaran mikroba : Angka lempeng total E coli Kapang Sumber : Badan Standar Nasional (1995)
11
2.3 Tepung Karaginan Penentuan kadar air suatu bahan pangan perlu dilakukan sebab keberadaan air dalam suatu bahan pangan sangat menentukan kualitas dari bahan pangan tersebut. Hasil analisis kadar air karaginan yang diperoleh pada perlakuan umur panen dan teknik pencucian yang berbeda dari 27 sampel yang diuji, kadar air karaginan yang dihasilkan berkisar antara 9,85%-20,73%. Hasil pengujian kadar air karaginan tersebut secara umum belum memenuhi standar kadar air tepung karaginan yang telah ditentukan oleh FAO, FCC dan EEC yaitu maksimal sebesar12%, tetapi ada beberapa perlakuan yang sudah memenuhi standar (Anonim, 1986) Hasil analisis tepung karaginan yang telah dilakukan, besarnya nilai tepung karaginan yang dihasilkan berkisar antara 36%-74,07%. Secara keseluruhan tepung
karaginan yang dihasilkan sudah memenuhi standar
minimum tepung karaginan yang ditetapkan oleh Departemen perdagangan (1989) dalam Samsuari (2006), yaitu sebesar 25%. Hasil analisis sidik ragam perlakuan umur panen dan teknik pencucian terhadap nilai tepung karaginan, menunjukan adanya interaksi yang berbeda nyata antara umur panen dan teknik pencucian. Tepung karaginan banyak digunakan dalam produk-produk berbasis susu karena dapat membentuk kompleks dengan kalsium dan protein susu. Karaginan dapat mengentalkan dan membantu mensuspensi partikel coklat dalam susu coklat. Karaginan juga digunakan sebagai penstabil dalam es krim, untuk menjaga dari thawing dan pembekuan kembali, dan kemampuan untuk menahan
12
lebih banyak air. Karaginan digunakan dalam custard (puding dengan susu dan telur) untuk mengentalkannya seperti pada puding. Karaginan membantu es krim untuk tetap berbusa, dapat digunakan untuk mengentalkan minuman dan digunakan pada adonan roti Tepung karaginan terdapat dalam dinding sel rumput laut atau matriks intra selulernya dan karaginan merupakan bagian penyusun yang besar dari berat kering rumput laut dibandingkan dengan komponen yang lain. Jumlah dan posisi sulfat membedakan macam-macam polisakarida Rhodophyceae, seperti yang tercantum dalam Federal Register, polisakarida tersebut harus mengandung 20 % sulfat berdasarkan berat kering untuk diklasifikasikan sebagai karaginan. Berat molekul karaginan tersebut cukup tinggi yaitu berkisar 100 - 800 ribu. Tepung karaginan merupakan getah rumput laut yang diperoleh dari hasil ekstraksi rumput laut merah dengan menggunakan air panas (hot water) atau larutan alkali pada temperatur tinggi (Glicksman 1983). Karaginan merupakan nama yang diberikan untuk keluarga polisakarida linear yang diperoleh dari algamerah dan penting untuk pangan (Doty1987), membedakan karaginan berdasarkan kandungan sulfatnya menjadi dua fraksi yaitu kappa karaginan yang mengandung sulfat kurang dari 28 % dan iota karaginan jika lebih dari 30 %. Kappa karaginan dihasilkan dari rumput laut jenis eucheuma cottonii, iota-karaginan dihasilkan dari eucheuma spinosum dan eucheuma striatum menghasilkan lambda karaginan. Ketiga macam karaginan ini dibedakan karena sifat jeli yang terbentuk. Iota karaginan berupa jeli lembut dan fleksibel atau lunak, Kappa karaginan jeli bersifat kaku serta keras, Sedangkan lambda
13
karaginan tidak dapat membentuk jeli tetapi berbentuk cair. Dari ketiga tipe karaginan, kappa-karaginan yang paling banyak digunakan dalam aplikasi pangan. Rumput laut kering diolah menjadi tepung untuk di ekspor dan sebagian untuk memenuhi kebutuhan dalam negeri. Sari Karaginan juga dipergunakan untuk pembuatan semacam agar untuk hidangan penutup makan (Syamsuar 2007). 2.4 Kadar Air Tepung jagung Kadar air tepung jagung sangat mempengaruhi kualitas dan umur simpan tepung jagung. Produk pertanian banyak dalam bentuk bubuk dan tepung, bubuk dan tepung jagung memiliki kadar air yang rendah dan porositas yang tinggi sehingga bersifat higroskopis dimana produk dapat menyerap uap air dari lingkungan atau melepaskan air dari bahan ke lingkungan. Penurunan mutu pada produk berbentuk bubuk atau tepung dapat dilihat secara visual seperti produk tepung jagung menggumpal dan berair, atau reaksi enzimatis seperti perubahan warna. Pada umumnya penyimpanan bahan pertanian dilakukan pada lingkungan yang suhu dan kelembaban relatif (RH) yang tidak terkendali, hal ini menyebabkan bahan akan mengalami adsorpsi maupun desorpsi secara bergantian setiap waktu (Sunaryo, 1985). Produk pertanian dititik beratkan kepada kandungan air pada tepung jagung. Kebanyakan kadar air bahan bertujuan untuk mengurangi sebagian kadar air pada bahan seperti pengeringan, evaporasi, dan sebagainya. Dengan berkurangnya air dan berubahnya wujud air pada tepung jagung maka pertumbuhan mikroorganisme dan reaksi enzimatis dapat dihambat atau
14
dihentikan, sehingga bahan lebih tahan lama. Selain air yang terdapat pada bahan, yang menjadi ancaman pada tepung jagung adalah air yang terdapat di udara dalam bentuk uap air. Hal ini menjadi ancaman bahan pada saat penyimpanan. Perbedaan tekanan uap air antara bahan dan lingkungan dapat menyebabkan air berpindah dari lingkungan ke bahan atau sebaliknya. Hal ini dapat menyebabkan kandungan air pada tepung jagung bertambah atau berkurang (Winarno, 1997). Kadar air bahan sangat berpengaruh terhadapa zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Kadar air menutupi hampir 71% permukaan bahan tepug jagung. Kadar air diperlukan untuk kelangsungan proses biokimiawi organisme hidup, sehingga sangat esensial dalam menentukan kandungan kadar air pada bahan pangan terutama tepung jagung (Ahmadi & Estiasih,2009). 2.5 Kadar Air Tepung karaginan Pengukuran kadar air dalam suatu bahan sangat diperlukan dalam berbagai bidang. Salah satu bidang yang memerlukan pengukuran kadar air adalah bidang pertanian . Komoditi pertanian yang cukup penting untuk diketahui kadar airnya adalah tepung karaginan. Mutu tepung karaginan ditentukan oleh kadar airnya, semakin tinggi kadar air tepung, mutunya semakin jelek. Tingginya kadar air tepung karaginan dapat berakibat tumbuhnya jamur-jamur penghasil mikotoksin (racun) yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia. Kadar air juga perlu diketahui untuk bahan pangan lain selain tepung (Rumajar dkk, 1997). Terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air antara udara dengan bahan yang dikeringkan. Kadar air karaginan yang diperoleh
15
sudah memenuhi syarat tepung karaginan yang dikeluarkan oleh FAO yaitu sebesar 12%, perendam air kapur dan lama perendaman 24 jam yang mencapai 14,49%. Kadar air ini adalah salah satu perubah syarat mutu yang perlu diperhatikan, karena umumnya produk tepung harus aman untuk disimpan dalam kurun waktu yang cukup lama. Syarat tersebut menuntut produk pada kondisi kadar air rendah (Anonim, 2003) Rendemen bahan kering dipengaruhi kadar air bahan awal dan akhir yang diinginkan. Semakin tinggi kadar air dalam tepung karaginan, maka berat akhir yang dihasilkan akan semakin tinggi pula. Rendemen yang dihasilkan masih jauh dari harapan. Karena metode ini memerlukan biaya operasi yang besar, sehingga untuk dapat diaplikasikan perlu usaha-usaha untuk memperbesar rendemen dan metode ekstraksinya menjadi efektif dan aplikatif untuk industri kecil. Perlu dicoba modifikasi ekstraksi yang tidak menggunakan alkohol atau metode khemis, misalnya dengan perlakuan pembekuan ( Desrosier, 1986). Ekstraksi Karaginan dari Rumput Laut Eucheuma cottonii tersebut dapat diakibatkan pada saat proses pembuatan yaitu pada proses pemblenderan maupun penyaringan yang kurang maksimal. Akan tetapi jika nilai kadar air dibandingkan dengan bahan baku awal, maka akan terjadi penurunan berat. Hal ini dikarenakan kandungan air yang cukup tinggi pada bahan baku. Selain itu penurunan nilai rendemen juga diakibatkan karena sifat karaginan mudah larut dalam air sehingga mudah terurai membentuk fraksi/molekul yang lebih sederhana (Wiraatmadja 1988).
16
2.6 Formulasi Kadar Air Puding Jagung Formulasi puding jagung selalu menggunakan air sebagai pelarut, Kadar air puding jagung yang dihasilkan cenderung meningkat dengan semakin meningkatnya waktu pemanasan diatas kompor. Pada awal pemanasan sekitar 15 menit, pada puding jagung yang dimasak terjadi pemanasan sebagai media regualator yang memcahkan granula dari tepung jagung dan tepung karaginan. Hal ini menentukan kualitas fisik dari puding jagung (Buckle, 1987). Sifat-sifat bahan hasil pemanasan ditentukan oleh mutu bahan pangan dan sifat-sifat asal bahan pangan itu sendiri, serta perubahan yang terjadi setelah pemanasan merupakan hasil dari puding jagung. Hasil pemansan puding jagung yang dikehendaki memberi flavor, bentuk yang bagus (bouquet ) dan tekstur bahan pangan yang baik. Waktu pemanasan adalah salah satu faktor terpenting penyebab meningkatnya kadar air sehingga dengan meningkatnya waktu pemanasan maka kadar air dalam puding jagung akan meningkat pula (Mulato, 2003).
17
