TESIS
KARAKTERISTIK ISOTERMIS SORPSI AIR UBI KAYU
(Manihot esculenta Crantz) INSTAN PADA BERBAGAI
MODEL PENDEKATAN DAN PENDUGAAN MASA
KADALUARSANYA MENGGUNAKAN BEBERAPA
BAHAN KEMASAN
PANDE P. ELZA FITRIANI
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
i
TESIS
KARAKTERISTIK ISOTERMIS SORPSI AIR UBI
KAYU (Manihot esculenta Crantz) INSTAN PADA
BERBAGAI MODEL PENDEKATAN DAN
PENDUGAAN MASA KADALUARSANYA
MENGGUNAKAN BEBERAPA BAHAN KEMASAN
PANDE P. ELZA FITRIANI
NIM 1292561008
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
ii
KARAKTERISTIK ISOTERMIS SORPSI AIR UBI
KAYU (Manihot esculenta Crantz) INSTAN PADA
BERBAGAI MODEL PENDEKATAN DAN
PENDUGAAN MASA KADALUARSANYA
MENGGUNAKAN BEBERAPA BAHAN KEMASAN
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program
Magister, Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan,
Program Pascasarjana Universitas Udayana
PANDE P. ELZA FITRIANI
NIM 1292561008
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
iii
Lembar Pengesahan
TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL
…………2015
Pembimbing I,
Prof. Ir. I Md Anom S. Wijaya M.App.Sc., Ph.D
NIP: 19631113 199003 1 001
Pembimbing II,
Ir. I. B. W. Gunam M.P., Ph.D
NIP: 19630424 198903 1 003
Mengetahui,
Ketua Program Studi Magister
Ilmu dan Teknologi Pangan
Program Pascasarjana
Universitas Udayana,
Dr. Ir. I N. Kencana Putra M.S
NIP: 19570424 198601 1 001
Direktur
Program Pascasarjana
Universitas Udayana,
Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K)
NIP: 19590215 198510 2 001
iv
Tesis Ini Telah Diuji
Tanggal 29 September 2015
Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor Universitas Udayana,
Nomor : 3021/UN14.4/HK/2015 Tanggal 16 September 2015
Ketua: Prof. Ir. I Md Anom S. Wijaya, M.App.Sc., Ph.D
Anggota:
1. Ir. I. B. W. Gunam, M.P., Ph.D
2. Dr. Ir. I N. Kencana Putra, M.S
3. Dr. Ir. I. B. Putu Gunadnya, M.S
4. I Putu Suparthana, S.P., M.Agr., Ph.D
v
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan di bawah ini,
Nama : Pande P. Elza Fitriani
NIM : 1292561008
Program Studi : Magister Ilmu dan Teknologi Pangan, konsentrasi Rekayasa Pangan,
Program Pascasarjana, Universitas Udayana
Judul Tesis : Karakteristik Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu (Manihot esculenta
Crantz) Instan pada Berbagai Model Pendekatan dan Pendugaan
Masa Kadaluarsanya Menggunakan Beberapa Bahan Kemasan
Dengan ini menyatakan bahwa tesis ini merupakan karya sendiri dan bebas dari
plagiat. Apabila kelak dikemudian hari terbukti terdapat plagiasi dalam tesis ini, maka
saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Menteri Pendidikan dan Kebudayaan
Republik Indonesia No. 17 Tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan yang
berlaku.
Denpasar, Oktober 2015
Pande P. Elza Fitriani
vi
UCAPAN TERIMA KASIH
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih
kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung penulis selama
menjadi mahasiswi pada Program Magister, Program Studi Ilmu dan Teknologi
Pangan, Program Pascasarjana, Universitas Udayana, angkatan tahun 2012,
hingga tesis dengan judul Karakteristik Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu (Manihot
esculenta Crantz) Instan pada Berbagai Model Pendekatan dan Pendugaan Masa
Kadaluarsanya Menggunakan Beberapa Jenis Kemasan dapat terselesaikan
dengan baik, antara lain kepada:
1. Prof. Ir. I Md Anom S. Wijaya M.App.Sc., Ph.D selaku pembimbing I
yang selalu memberikan bantuan dan dukungan, baik material maupun non
material dengan cara beliau yang menjadikan penulis semakin dewasa dan
matang dalam berpikir dan bertindak selama penulis menjadi mahasiswi
beliau.
2. Ir. I. B. W. Gunam M.P., Ph.D selaku pembimbing II yang selalu
memberikan motivasi, masukan dan saran dengan penuh kesabaran demi
tercapainya penyelesaian tesis ini.
3. Dr. Ir. Luh Putu Wrasiati, MP selaku dosen selama kuliah dan ketua tim
peneliti untuk penelitian hibah bersaing dengan judul Aplikasi Teknik
Pemasakan Bertekanan (Pressure Cooker) dan Pembekuan sebagai Upaya
Meningkatkan Mutu dan Memperpanjang Umur Simpan Ledok Instan
yang memberikan bantuan finansial pada penelitian ini dan dukungan
sehingga tesis ini dapat terselesaikan dengan baik.
4. Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD.KEMD, selaku Rektor Universitas
Udayana atas fasilitas yang disediakan selama menempuh pendidikan
magister Ilmu dan Teknologi Pangan di Universitas Udayana.
5. Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K), selaku Direktur Program
Pascasarjana Universitas Udayana atas fasilitas dan kemudahan yang
diberikan untuk menyelesaikan pendidikan magister Ilmu dan Teknologi
Pangan di Universitas Udayana.
vii
6. Dr. Ir. I N. Kencana Putra, M.S selaku ketua program studi dan anggota
penguji tesis yang memberikan saran, masukan, sanggahan dan koreksi
dalam penyusunan tesis ini.
7. Dr. Ir. I. B. Putu Gunadnya, M.S selaku anggota penguji tesis yang
memberikan saran, masukan, sanggahan dan koreksi dalam penyusunan
tesis ini.
8. Ketua laboran dan segenap pranatanya atas izin menggunakan
laboratorium selama penelitian.
9. Dr. Ir. Yohanes Setiyo, MP., Prof. Dr. Ir. I Ketut Suter, MS. dan Dr.
Sumiyati, S.TP., MP. yang selalu memberikan motivasi dan semangat
secara personal kepada penulis untuk menyelesaikan tesis ini dengan
segera.
10. Kedua orang tua penulis, Pande Putu Pardana dan Sri Widyawati serta
adik penulis Irvan Triananda Perdana Pande yang memberikan doa,
kepercayaan, cinta, kasih sayang, kesabaran dan dukungan kepada penulis
selama penyusunan tesis ini.
11. Teman-teman tersayang, Gustu Maron, Dewinta, Andri, Wahyu, Sumi,
Elo, Ganesha, Anggie dan Uyin yang meluangkan waktu dan tenaganya
membantu dan bersusah payah selama penelitian.
Penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat bagi banyak orang dan
dipergunakan sebagaimana mestinya. Penulis menyadari bahwa tesis ini jauh dari
sempurna, sehingga diperlukan saran dan kritikan yang membangun. Semoga
Hyang Widhi Wasa selalu memberikan kebahagiaan kepada semua makhluk.
Denpasar, Oktober 2015
Penulis
viii
DAFTAR WIRAYAT HIDUP
Penulis lahir di Denpasar, 19 September 1989 yang merupakan anak pertama
dari tiga bersaudara pasangan Pande Putu Pardana dan Sri Widyawati dengan nama
lengkap Pande P. Elza Fitriani. Penulis memulai pendidikannya dari taman kanak-
kanak pada tahun 1994 di TK Wipara, Tuban, Badung Bali. Penulis melanjutnya
pendidikan sekolah dasar selama 4,5 tahun pada tahun 1995 hingga tahun 1999 di SD
N 6 Tuban, Badung, Bali. Penulis kemudian pindah ke Jakarta menyelesaikan kelas 5
di SDN Percontohan 01 Rawasari, Jakarta Pusat, Jakarta tahun 2000 dan melanjutkan
pendidikan kelas 6 di SD N Kenari 10, Salemba, Jakarta Pusat, Jakarta. Lulus sekolah
dasar, penulis diterima di SMP N 76 Percetakan Negara, Jakarta Pusat pada tahun 2001
hingga awal 2003, kemudian penulis kembali ke Bali dan menyelesaikan pendidikan
menengah atasnya di SMP K Soverdi, Tuban, Badung, Bali hingga tahun 2004. Penulis
diterima masuk sekolah menengah atas di SMA K Soverdi, Tuban, Badung, Bali dan
menyelesaikan 3 tahun pendidikannya mulai tahun 2004 hingga 2007.
Setelah menyelesaikan pendidikan sekolah menengah atas, penulis mengikuti
tes SMPTN dan diterima di jurusan Teknik Pertanian, fakultas Teknologi Pertanian,
Universitas Udayana, Badung, Bali pada tahun 2k007. Selama perkuliahan, penulis
telah melaksanakan praktek kerja lapangan di kantor Balai Besar Badan Meteorologi,
Klimatologi dan Geofisika (BMKG) wilayah III, Denpasar, Bali pada tahun 2009.
Penulis menyelesaikan pendidikan sarjananya tahun 2012 dengan judul skripsi
ix
Pemodelan Matematis: Pengaruh Lama Penyinaran dan Intensitas Cahaya Terhadap
Laju Pertumbuhan Sawi Hijau (Brassica rapa var. parachinensis L.) dengan gelas
Sarjana Teknologi Pertanian (S.TP).
Penulis masuk di program studi magister Ilmu dan Teknologi Pangan,
Pascasarjana Universitas Udayana setelah lulus pendidikan sarjananya tahun 2012 dan
menyelesaikan pendidikan magisternya tahun 2015 dengan judul tesis Karakteristik
Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz) Instan pada Berbagai Model
Pendekatan dan Pendugaan Masa Kadaluarsanya dengan gelar Magister Sains (M.Si).
x
ABSTRAK
Karakteristik Isotermis Sorpsi Air Ubi Kayu (Manihot esculenta
Crantz) Instan pada Berbagai Model Pendekatan dan Pendugaan
Masa Kadaluarsanya Menggunakan Beberapa Bahan Kemasan
Ubi kayu instan berbentuk dadu dengan dimensi 0,5 cm x 0,5 cm x 0,5 cm
digunakan sebagai sampel untuk menganalisis karakteristik isotermis sorpsi air (ISA)
ubi kayu instan dan menentukan masa kadaluarsanya. Kadar air kesetimbangan
ditentukan menggunakan metode gravimetrik statik pada suhu 28±2°C dengan
rentang kelembaban relatif kesetimbangan/equilibrium relative humidity (ERH) dari
6.90%-97.90%. Data hasil percobaan dianalisis menggunakan tujuh buah model
pendekatan yaitu model Brunauer-Emmet-Teller (BET), model Oswin, model Halsey,
model Henderson, model Caurie, model Chen-Clayton dan model Guggenheim-
Anderson-de Boer (GAB). Kurva ISA hasil percobaan menghasilkan kurva berbentuk
sigmoid tipe II produk pangan kering pada umumnya. Model-model tersebut diuji
ketepatan modelnya menggunakan Mean Relative Determination (MRD). Nilai
koefisien terkecil diperoleh pada model Henderson sebesar 4.47. Analisis pendugaan
masa kadaluarsa dihitung menggunakan persamaan Labuza berdasarkan tiga jenis
kemasan yang berbeda yaitu kemasan low density polyethylene (LDPE) ketebelan
0.03 mm, polyprophylene (PP) ketebalan 0.03 mm dan retort pouch. Masa kadaluarsa
ubi kayu instan berdasarkan tiga jenis kemasan tersebut adalah 103 hari, 88 hari dan
3502 hari secara berturut-turut.
Kata kunci: ubi kayu instan, kadar air kesetimbangan, model isotermis sorpsi air,
masa kadaluarsa
xi
ABSTRACT
The Fitting of Various Models to Moisture Sorption Isotherm
Characteristic (Manihot esculenta Crantz) of Instan Cassava and
the Estimating of Its Shelf-life Using Several Packaging Materials
Instant cassava was made into cube form with dimension of 0,5 cm x 0,5
cm x 0,5 cm and used as samples to analyzing the moisture sorption isotherm
characteristic and estimating the shelf life of it. The moisture sorption isotherms
were determined at 28±2°C using standard gravimetric static method over a range
of equilibrium relative humidity (ERH) from 6.90%-97.90%. The experimental
data were fitted by seven equations: Brunauer-Emmet-Teller (BET) model, Oswin
model, Halsey model, Henderson model, Caurie model, Chen-Clayton model and
Guggenheim-Anderson-de Boer (GAB) model. The moisture sorption isotherm
curve of instant cassava followed type II behavior. The models were evaluated
statistically by calculating Mean Relative Determination (MRD). The lowest
coefficient of MRD was obtained from Henderson model with MRD value of
4.47. The shelf life of it were calculated using Labuza equation with three
different packaging materials: low density polyethylene (LDPE) of 0.03 mm
thickness, polypropylene (PP) of 0.03 mm thickness and retort pouch. The shelf
life of instant cassava based on those three different packaging materials were
obtained for 103, 88 and 3502 days, respectively.
Key words: instant cassava, equilibrium moisture content, moisture sorption
isotherm modeling, shelf life
xii
RINGKASAN
Ubi kayu bersifat higroskopis, yaitu bahan yang memiliki sifat mampu
menyerap molekul air dari lingkungannya, baik sebelum diolah maupun setelah
diolah (Oyedelade dkk. 2008). Sifat hidratasi ini digambarkan melalui sebuah
kurva isotermis sorpsi air (ISA), kurva yang menggambarkan hubungan antara
kadar air dengan aktivitas air suatu bahan pangan pada suatu kondisi dengan nilai
kelembaban relatif/relative humidity (RH) dan suhu tertentu selama penyimpanan.
Pada pangan kering, bentuk kurva ISA umumnya berbentuk huruf S atau sigmoid
yang dihubungkan dengan aktivitas air yang berbeda pada suatu bahan pangan.
Shimoni dkk. (2002) membagi kurva ISA menjadi tiga fraksi yang dinyatakan
menjadi air terikat primer, air terikat sekunder dan air terikat tersier. Pengetahuan
tentang ISA sangat penting dalam bidang ilmu dan teknologi pangan sebagai dasar
penentuan sifat fisik-kimia suatu bahan pangan. Pembuatan kurva ISA bertujuan
mendapatkan kemulusan kurva yang tinggi, sehingga model-model persamaan
yang sederhana dan lebih sedikit jumlah parameternya akan lebih cocok
digunakan (Labuza, 1982). Korelasi matematika memiliki peran penting dalam
analisis pemodelan, desain kemasan sehingga mampu menjaga stabilitas suatu
komoditas pangan.
Model persamaan ISA menjelaskan hubungan antara kadar air produk
pangan dan aktifitas air/water activity (aw) berdasarkan parameter-parameter yang
berpengaruh terhadap kondisi produk dan memiliki parameter kurang dari atau
sama dengan tiga dan mampu digunakan dalam jangkauan RH yang luas agar
mampu mewakili ketiga daerah pada sorpsi isotermis (Labuza, 1968). Hal ini
harus diuji, karena model persamaan sorpsi isotermis suatu produk pangan satu
dengan yang lainnya tidaklah sama. Model-model yang digunakan dalam
penelitian ini adalah model Brunauer-Emmet-Teller (BET), Oswin, Hasley,
Henderson, Caurie, Chen Clayton dan Guggenheim-Anderson-de Boer (GAB)
dengan dasar pemilihan kecocokannya pada produk-produk yang mengandung
karbohidrat yang tinggi, rentang aw yang yang luas, serta kemudahan
penggunaannya (Ajisegiri dkk. 2007).
Ubi kayu instan dianalisis karakteristik ISAnya pada berbagai model
pendekatan dan diduga masa kadaluarsanya berdasarkan penggunaan kemasan
plastik low density polyethylene (LDPE) ketebalan 0.03 mm, polypropylene (PP)
ketebelan 0.03 mm dan retort pouch. Analisis karakteristik ISA dilakukan secara
gravimetrik untuk mendapatkan data kadar air kesetimbangan pada berbagai aw.
Pendugaan masa kadaluarsa dihitung menggunakan persamaan oleh Labuza 1982.
Parameter-parameter yang diperlukan untuk menduga masa kadaluarsa (t) adalah
kadar air kesetimbangan (me), kadar air awal (mi), kadar air kritisi (mc), konstanta
permeabilitas uap air kemasan (k/x), luas penampang kemasan (A), berat kering
produk dalam kemasan (Ws), tekanan uap jenuh (Po) dan kemiringan kurva ISA
model terpilih (b).
Ubi kayu instan merupakan produk olahan berbahan ubi kayu yang
ditujukan sebagai pangan yang dapat sesegera dikonsumsi dengan menambahkan
air panas selama tiga menit. Ubi kayu yang digunakan merupakan ubi kayu putih
xiii
segar yang dipotong dadu melalui proses pemasakan bertekanan menggunakan
pressure cooker selama 12 menit, pembekuan menggunakan freezer suhu -15±4°C
selama 72 jam dan pengeringan menggunakan oven bersuhu 60ºC hingga
mencapai kadar air bahan akhir 3% (Wrasiati dkk. 2013).
Ubi kayu instan sebagai sampel digunakan dalam penentuan kurva ISA
yang dihasilkan dari menyimpan sampel pada suhu 28±2°C dengan kondisi
kelembaban relative kesetimbangan/Equilibrium Relative Humidiy (ERH) 6.90-
97.90%. Kondisi ERH 6.90-97.90% didapatkan dari larutan garam jenuh jenis pro
analyze (PA), yaitu NaOH, MgCl2, K2CO3, KI, NaCl, KCl, BaCl2, (NH4)H2PO4,
K2SO4 dan K2Cr2O7. Sampel ubi kayu instan sebanyak 5 g dengan tiga kali
ulangan diamati beratnya hingga mencapai berat konstan untuk mendapatkan data
kadar air kesetimbangan (me) pada berbagai ERH yang dinyatakan dalam basis
kering. Data hasil percobaan yang didapat kemudian diplot antara me sebagai
ordinat dan aw sebagai absis sehingga terbentuk kurva ISA. Aktivitas air
didapatkan dari membagi nilai ERH dengan 100 (Labuza, 1980).
Hasil penelitian menunjukkan terjadinya penyerapan uap air dari larutan
garam kimia kedalam ubi kayu instan hingga produk mengalami kondisi konstan.
Pola penyerapan uap air sampel ubi kayu instan selama penyimpanan
menggambarkan me yang didapat mengikuti besarnya aw pada kondisi
penyimpanan, dimana semakin tinggi suatu aw pada suatu suhu maka semakin
tinggi kadar air bahannya. Kurva ISA yang dihasilkan berbentuk sigmoid tipe II,
mengikuti pola kurva ISA umum pangan kering. Berdasarkan penelitian ini,
didapatkan data kadar air kesetimbangan yang semakin tinggi yakni 0.041 g
H2O/g padatan pada aw terendah 0.069 dan 0.294 g H2O/g padatan pada aw
tertinggi 0.979. Data kadar air kesetimbangan pada berbagai aw yang didapatkan
kemudian dimasukkan ke dalam 7 buah model, yaitu model BET, Oswin, Halsey,
Henderson, Caurie, Chen-Clayton dan GAB. Persamaan dari model-model
matematis, kecuali model BET dan model GAB dirubah menjadi persamaan linier
untuk menentukan koefisien-koefisien yang diperlukan agar memudahkan
perhitungan.
Diketahui nilai minimum kadar air ubi kayu instan menggunakan model
BET dan model GAB untuk menjaga stabilitasnya sehingga mampu dijadikan
dasar pertimbangan pemilihan kemasan. Kadar air ubi kayu instan menggunakan
model BET adalah sebesar 0.073 g H2O/g padatan dan menggunakan model GAB
sebesar 0.081 g H2O/g padatan. Model yang paling tepat menggambarkan pola
penyerapan uap air ubi kayu instan berdasarkan uji ketepatan model menggunakan
MRD adalah model Henderson dengan nilai MRD kurang dari 5, yaitu sebesar
4.47. Model yang agak tepat menggambarkan pola penyerapan uap air ubi kayu
instan dengan nilai MRD kurang dari 10 adalah model Chen-Clayton, model GAB
dan model Oswin. Sedangkan model yang tidak tepat menggambarkan pola
penyerapan uap air ubi kayu instan dengan nilai MRD lebih dari 10 adalah model
Halsey dan model Caurie.
Model terpilih, yaitu model Henderson kemudian digunakan untuk
menetukan masa kadaluarsa ubi kayu instan menggunakan persamaan Labuza
(1982). Kadar air kesetimbangan (me) ubi kayu instan didapatkan dari kadar air
model terpilih pada suhu 28°C dengan RH 75%. Kadar air awal (mi) ubi kayu
xiv
instan didapatkan dari uji kadar air awal sampel sebelum digunakan yang
dinyatakan dalam basis kering. Kadar air kritis (mc) ubi kayu instan ditentukan
dengan menyimpan sampel tanpa kemasan sebanyak 20 g dengan tiga kali
ulangan pada suhu 28°C dengan RH 75% yang dinyatakan dalam basis kering.
Sampel dianalisis secara visual selama penyimpanan. Dilakukan penimbangan dan
pengamatan setiap hari hingga produk mencapai keadaan kritis, dimana parameter
kerusakan produk ubi kayu instan adalah kondisi visual produk seperti memiliki
lapisan lilin yang berarti menyerap uap air dari lingkungannya yang ditandai
dengan kenaikan berat produk. Permeabilitas uap air kemasan (k/x) didapatkan
dari studi literatur. Luas penampang kemasan (A) ubi kayu instan didapatkan
dengan mengalikan dimensi kemasan, dimana ukuran kemasan yang digunakan
adalah 9 cm x 12 cm. Tekanan uap jenuh (Po) didapatkan dari studi literatur oleh
Tabel Labuza (1982) di suhu 28°C. Berat ubi kayu instan dalam kemasan (Ws)
yang digunakan adalah sebanyak 100 g per kemasan. Kemiringan kurva (b)
didapatkan dari regresi linier daerah kadar air awal dan kadar air kritis.
Kadar air kesetimbangan yang digunakan adalah kadar air kesetimbangan
model Henderson pada RH 75%, yakni dengan nilai 0.174 g H2O/g padatan.
Kadar air awal yang diperoleh menggunakan metode AOAC adalah sebesar 0.023
g H2O/g padatan. Kadar air kritis terjadi pada penyimpanan hari ke-15, dimana
sampel mengalami lapisan lilin (menyerap air) dengan kadar air sebesar 0.161 g
H2O/g padatan. Konstanta permeabilitas kemasan untuk LDPE dengan ketebalan
0.03 mm adalah 0.675 (gH2)/hari/m2.mmHg, PP dengan ketebalan 0.03 mm
adalah 0.795 (gH2)/hari/m2.mmHg dan retort pouch adalah 0.02
(gH2)/hari/m2.mmHg. Luas penampang kemasan yang digunakan adalah sebesar
0.022 m2. Berat ubi kayu instan dalam kemasan adalah sebanyak 100 g. Tekanan
uap jenuh berdasarkan Tabel Labuza (1982) di suhu 28°C adalah 28.349 mmHg.
Kemiringan kurva ISA/slope didapatkan dari regresi linier daerah kadar air awal
dan kadar air kritis dari model Henderson dan percobaan adalah sebesar 0.1806.
Sehingga hasil perhitungan masa kadaluarsa ubi kayu instan menggunakan
persamaan Labuza (1982) pada suhu 28°C dan RH 75% dalam kemasan dengan
luas penampang sebesar 216 cm untuk LDPE adalah selama 103 hari, PP selama
88 hari dan retort pouch selama 3502 hari.
xv
DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DEPAN ........................................................................................... i
PRASYARAT GELAR .................................................................................... ii
LEMBAR PERSETUJUAN............................................................................. iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI ................................................................ iv
SURAT PENYATAAN BEBAS PLAGIAT ................................................... v
UCAPAN TERIMAKASIH ............................................................................. vi
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ......................................................................... viii
ABSTRAK ....................................................................................................... x
ABSTRACT ..................................................................................................... xi
RINGKASAN .................................................................................................. xii
DAFTAR ISI .................................................................................................... xv
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xx
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xxi
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xxiii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .......................................................................... 5
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................... 5
1.4 Manfaat Penelitian ......................................................................... 5
xvi
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 7
2.1 Pangan Instan dan Penyimpangan Mutunya .................................. 7
2.2 Aktivitas Air ................................................................................... 9
2.3 Kadar Air Kesetimbangan .............................................................. 11
2.4 Isotermis Sorpsi Air untuk Produk Pangan .................................... 12
2.5 Model Persamaan Isotermis Sorpsi Air ......................................... 15
2.5.1 Model Brunauer-Emmet-Teller ....................................... 17
2.5.2 Model Oswin ................................................................... 18
2.5.3 Model Halsey .................................................................. 18
2.5.4 Model Henderson ............................................................ 18
2.5.5 Model Caurie ................................................................... 19
2.5.6 Model Chen-Clayton ....................................................... 19
2.5.7 Model Guggenheim-Anderson-de Boer .......................... 19
2.6 Kemasan ......................................................................................... 20
2.7 Pendugaan Masa Kadaluarsa.......................................................... 23
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN 26
3.1 Kerangka Berpikir .......................................................................... 26
3.2 Konsep ........................................................................................... 30
3.3 Hipotesis ......................................................................................... 31
xvii
BAB IV METODE PENELITIAN .................................................................. 32
4.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ......................................................... 32
4.2 Ruang Lingkup Penelitian .............................................................. 32
4.3 Penentuan Sumber Data ................................................................. 33
4.4 Variabel Penelitian ......................................................................... 33
4.5 Bahan dan Instrumen Penelitian..................................................... 34
4.6 Prosedur Penelitian......................................................................... 35
4.6.1 Tahapan pembuatan sampel ............................................ 36
4.6.2 Analisis karakteristik isotermis sorpsi air ....................... 37
4.6.2.1 Persiapan larutan garam kimia ......................... 37
4.6.2.2 Penyimpanan dan penimbangan sampel .......... 38
4.6.2.3 Pembuatan kurva isotermis sorpsi air .............. 39
4.6.3.4 Analisis karakteristik isotermis sorpsi air
sampel pada berbagai model pendekatan ....... 40
4.6.2.5 Analisis ketepatan model ................................. 41
4.6.3 Analisis pendugaan masa kadaluarsa .............................. 43
4.6.3.1 Uji kadar air kesetimbangan produk ................ 43
4.6.3.2 Uji kadar air awal ............................................. 43
4.6.3.3 Uji kadar air kritis ............................................ 44
4.6.3.4 Permeabilitas uap air kemasan ......................... 45
4.6.3.5 Luas penampang kemasan................................ 45
xviii
4.6.3.6 Tekanan uap jenuh ........................................... 46
4.6.3.7 Berat ubi kayu instan dalam kemasan .............. 46
4.6.3.8 Kemiringan kurva............................................. 46
BAB V HASIL PENELITIAN ........................................................................ 47
5.1 Kurva Isotermis Sorpsi Air ........................................................... 47
` 5.2 Karakteristik Isotermis Sorpsi Air pada Berbagai Model ............ 48
5.2.1 Model Brunauer-Emmet-Teller ....................................... 48
5.2.2 Model Oswin ................................................................... 51
5.2.3 Model Halsey .................................................................. 52
5.2.4 Model Henderson ............................................................ 53
5.2.5 Model Caurie ................................................................... 54
5.2.6 Model Chen-Clayton ....................................................... 55
5.2.7 Model Guggenheim-Anderson-de Boer .......................... 56
5.2.8 Uji ketepatan model ........................................................ 59
5.2.9 Kadar air kritis................................................................. 60
5.3 Pendugaan Masa Kadaluarsa.......................................................... 60
BAB VI PEMBAHASAN ................................................................................ 65
6.1 Kurva Isotermis Sorpsi Air ............................................................ 65
6.2 Karakteristik Isotermis Sorpsi Air pada Berbagai Model .............. 66
6.2.1 Model Brunauer-Emmet-Teller ....................................... 66
xix
6.2.2 Model Oswin ................................................................... 68
6.2.3 Model Halsey .................................................................. 68
6.2.4 Model Henderson ............................................................ 68
6.2.5 Model Caurie ................................................................... 69
6.2.6 Model Chen-Clayton ....................................................... 69
6.2.7 Model Guggenheim-Anderson-de Boer .......................... 70
6.2.8 Uji Ketepatan Model ....................................................... 71
6.3 Pendugaan Masa Kadaluarsa.......................................................... 71
BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ............................................................. 72
7.1 Simpulan ........................................................................................ 72
7.2 Saran ............................................................................................... 72
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 73
LAMPIRAN ..................................................................................................... 77
xx
DAFTAR TABEL
Halaman
2.1 Kandungan gizi ubi kayu per 100 g bahan ................................................. 8
2.2 Hubungan antara aw dengan keadaan sifat fisik air dalam produk pangan 14
4.1 Equilibrium relative humidity yang dihasilkan oleh berbagai garam
jenuh pada suhu 28±2°C ........................................................................... 38
4.2 Linierisasi model-model pendekatan isotermis sorpsi air .......................... 40
5.1 Persamaan-persamaan model untuk ubi kayu instan ................................. 58
5.2 Hasil uji ketepatan model isotermis sorpsi air ubi kayu instan .................. 59
5.3 Parameter-parameter pendugaan masa kadaluarsa metode Labuza ........... 62
xxi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1 Diagram stabilitas aw .................................................................................. 10
2.2 Kurva isotermis sorpsi air produk pangan secara umum ........................... 13
2.3 Tipe-tipe kurva isotermis sorpsi air............................................................ 15
3.1 Konsep penelitian ....................................................................................... 30
4.1 Prosedur penelitian ..................................................................................... 35
4.2 Diagram alir tahapan pembuatan sampel ................................................... 36
4.3 Chamber yang diletakkan di dalam inkubator pada suhu 28±2°C ............. 37
4.4 Sampel diletakkan di dalam chamber dan disimpan di dalam inkubator
pada suhu 28±2°C ...................................................................................... 39
4.5 Prosedur analisis isotermis sorpsi air ......................................................... 42
4.6 Sampel ubi kayu instan untuk uji kadar air kritis ....................................... 45
4.7 Diagram alir analisis pendugaan masa kadaluarsa ubi kayu instan ........... 46
5.1 Kurva isotermis sorpsi air ubi kayu instan ................................................. 47
5.2 Plotting data aw/(1-aw)me untuk model Brunauer-Emmet-Teller ............... 49
5.3 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Brunauer-Emmet-Teller.............. 50
5.4 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Oswin .......................................... 51
5.5 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Halsey ......................................... 52
5.6 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Henderson ................................... 53
5.7 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Caurie ......................................... 54
5.8 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Chen-Clayton .............................. 55
xxii
5.9 Regresi polinomial untuk persamaan Guggenheim-Anderson-de Boer..... 56
5.10 Kurva isotermis sorpsi air untuk model Guggenheim-Anderson-de Boer 58
xxiii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1a Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan
menggunakan model Brunauer-Emmet-Teller ......................................... 77
1b Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan
menggunakan model Oswin ..................................................................... 78
1c Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan
menggunakan Halsey ................................................................................ 79
1d Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan
menggunakan model Henderson .............................................................. 80
1e Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan
menggunakan model Caurie ..................................................................... 81
1f Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan
menggunakan model Chen-Clayton ......................................................... 82
1g Contoh perhitungan karakteristik isotermis sorpsi air ubi kayu instan
menggunakan model Guggenheim-Anderson-de Boer ............................ 83
2a Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Brunauer-Emmet-
Teller ......................................................................................................... 84
2b Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Oswin .................... 85
2c Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Halsey ................... 86
2d Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Henderson ............. 87
2e Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Caurie .................... 88
2f Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Chen-Clayton ........ 89
2g Tabel prediksi ubi kayu instan menggunakan model Guggenheim-
Anderson-de Boer ..................................................................................... 90
3 Tabel uap air jenuh pada berbagai suhu ................................................... 91