Sifat Elektrik & Sifat Optis
Bahan Pangan
Sifat Elektrik
♕
Pengukuran sifat listrik dari makanan
komposisi makanan
dan kualitas.
♕
Terdapat proses makanan yang didasarkan pada efek listrik
(Ohmic heating).
♕
Sebuah arus listrik yang mengalir melalui bahan makanan
kenaikan suhu dalam makanan.
Sifat Elektrik
Salah satu sifat elektrik yaitu Konduktivitas Listrik (σ).
konduktivitas listrik memeriksa kerusakan dalam pemanasan
beberapa bahan.
Ohmic heating bergantung konduktivitas listrik.
Tingkat pemanasan ohmik adalah berbanding lurus dengan
kuadrat dari kekuatan medan listrik dan konduktivitas listrik (Sastry dan Palaniappan, 1992)
Penentuannya dari:
• Tegangan
• Arus
• Dimensi Bahan
Hambatan listrik menghambat aliran arus listrik melalui sampel.
Kebalikan dari hambatan/tahanan adalah konduktansi (G). semakin kecil hambatan dalam sebuah
sirkuit listrik, semakin banyak konduktansi yang dimilikinya.
Terdapat hubungan linier antara tegangan, arus dan hambatan dalam sebuah rangkaian listrik
hukum OHM'S.
Atau I = G . V
Konduktivitas listrik dapat ditentukan dari hambatan :
dimana : V = tegangan (volt) I = arus (ampere) R = tahanan (ohm) G = konduktansi listrik (S)
A = luas penampang tegak lurus dengan arah arus (m2)
L = panjang (m)
σ = konduktivitas listrik (S/m atau (ohm-meter)-1)
dimana : ρ = tahanan listrik spesifik (ohm. m)
Tabel. Tahanan listrik spesifik untuk beberapa bahan pangan
Material T /oC ρ/ohm.m From: KCl solution 0,01 M KCl solution 0,1 M KCl solution 1M Milk 1,5% fat Orange juice Apple juice Wheat beer (bir gandum) Tap water (air ledeng) Tomato juice Sauerkraut brine (air garam)
25 25 25 20 20 20 20 20 20 20 7,08 0,78 0,09 0,57 0,44 0,29 0,20 0,06 1,5 2,1 Kohlrausch F (1996) Kohlrausch F (1996) Kohlrausch F (1996) Reitler W (1990) Reitler W (1990) Reitler W (1990) Reitler W (1990) Reitler W (1990) Reitler W (1990) Reitler W (1990)
☺Pengaruh Suhu dan Kuat Medan Listrik
Elecrical conductivity of orange juice under various electric field strengths. The decreases near 100oC are due to boiling effects. From Palaniappan, S.and Sastry, S.K. 1991.
Konduktivitas listrik memperlihatkan suatu peningkatan linier dengan suhu
.
Variasi kuat medan listrik memiliki efek kecil.
Liquid foods
Average Values of Electrical Conductivity (S/m) of Liquid Foods at Various Temperatures
☺ Pengaruh Bahan
Beberapa bahan (misalnya, sukrosa) tidak membentuk listrik dari ion dalam larutan. Zat tersebut mengakibatkan penurunan konduktivitas listrik dari larutan.
Influence of sugar content (o Brix) on the electrical conductivity of strawberry pulp. From Castro, I., Texeira, J.A., Salengke, S., Sastry, S.K., and Vicente, A.A. 2003.
meningkatkan kandungan gula menghambat konduktivitas
listrik
☺ Pengaruh Suhu dan Kuat Medan Listrik
Solid Foods
Electrical conductivity of strawberry jelly at various field strengths. From Castro, I., Texeira, J.A., Salengke, S., Sastry, S.K., and Vicente, A.A. 2003
Electrical conductivity of carrot tissue at various electris field strengths.
From Palaniappan, S. and Sastry, S.K. 1991. Effect of salt infusion at various concentrations on the electrical conductivity versus temperature relationship for potato tissue. From Wang, W.C. and Sastry, S.K. 1997.
Metode Pengukuran
TUGAS (Kelompok)
Rangkuman Aplikasi Sifat Elektrik
Bahan Pangan dari Jurnal
Beberapa referensi :
Ohmic heating of foods – influence of electric conductivity (Sastry SK, Barach JT, 2000; de Alwis AAP, Fryer PJ, 1992)
Fish quality measurement using electrical properties (Olafsdottir G et all, 2004)
Apple juice : detection of yeasts by conductivity measurement (Deak T, Beuchat LR, 1993)
Grain : moisture estimation by electrical conductivity Milk : modeling electrical conductivity (Therdthai N, Zhou,
2002)
Sifat Optis
sifat bahan yang dihasilkan dari fenomena fisik yang terjadi ketika segala bentuk cahaya berinteraksi dengan bahan tersebut.
鎹Warna merupakan bagian terpenting dalam pemilihan makanan dan
pengawasan mutu.
contoh: warna daging sapi merah cerah
jika warna menjadi lebih gelap penerimaan konsumen berkurang
鎹Warna dapat digunakan untuk mengetahui kondisi pengolahan termal
yang memadai dalam memaksimalkan kualitas produk akhir
pengolahan gula
penggorengan bahan pangan
鎹Secara umum yang menyebabkan suatu bahan makanan berwarna :
Pigmen yang secara alami terdapat pada tanaman dan hewan
contoh :
karoten berwarna jingga atau kuning kemerahan pada wortel &
jagung
mioglobin menyebabkan warna merah pada daging
likopen memberikan warna merah pada tomat dan semangka
Menurut Soediro (1982), warna gula cenderung menjadi coklat
tua karena adanya zat-zat warna klorofil, anthosianin, xanthofil
dan karoten pada nira, serta hasil penguraian gula pada proses
pengolahan.
Reaksi karamelisasi yang timbul apabila gula dipanaskan hingga
membentuk warna coklat contoh : warna coklat pada kembang gula karamel
Warna gelap yang timbul karena adanya reaksi Maillard, yaitu antara
gugus amino protein dengan gugus karbonil gula pereduksi contoh : sate dibakar, produk pemanggangan, kacang goreng,
ubi goreng, pengolahan gula
Apriyantono (2002) mengenai pencoklatan pada gula aren
pembentukan warna coklat karena reaksi kimia antara gula dengan asam amino serta akibat pemanasan pada suhu tinggi.
Reaksi antara senyawa organik dengan udara akan menghasilkan
warna hitam atau coklat gelap
contoh : warna gelap permukaan apel atau kentang yang dipotong
Penambahan zat warna alami maupun zat warna sintetik, yang termasuk
Penggunaan uji inderawi terhadap suatu produk pangan sering dilakukan untuk menilai warna pada suatu bahan pangan.
Faktor yang menentukan warna :
Sumber cahaya cahaya matahari
Lampu merkuri menghasilkan warna yg lebih pucat pada warna merah
Individu (Pernyataan warna yang berbeda-beda)
Ukuran (Ukuran yang besar pd umumnya memberikan tingkat kejenuhan
warna yg jelas dibanding ukuran kecil)
Latar belakang (Latar belakang yang cerah akan mendorong seseorang
untuk menilai warna yang diujikan cenderung cerah)
Sudut pandang
Kelemahan uji inderawi tidak dapat menerangkan secara empiris hasil warna produk
pangan karena penilaian dilakukan dengan scoring, bukan dengan metode ilmiah.
鎹Model RGB (red, green, dan blue)
suatu model warna yang didasarkan pada pembentukan warna melalui kombinasi ketiga
warna pokok yaitu merah, hijau, dan biru untuk merepresentasikan suatu warna.
Hasil data berupa data kuantitatif alat citra digital bermodel RGB.
Data yang diperoleh dari pengujian adalah data nilai R, G, dan B.
Data diperoleh dari kamera yang terpasang di kotak pengamatan tertutup. Dari gambar yang ditangkap oleh kamera, selanjutnya diolah menggunakan
program image processing yang kemudian didapatkan nilai R, G, dan B.
Alat ini merupakan rangkaian dari beberapa komponen yakni
1. komputer dengan prosesor Pentium 4-HT 3,0 GHz dan memory (RAM) 512 MB
2. perangkat lunak Microsoft Excel 2007 dengan fitur tambahan Excel-Link
serta Borland Delphi version 7
3. komponen Delphi TvideoCap versi 2.3, Logitech USB PC camera
4. kotak pengamatan tertutup, serta 5. empat buah lampu neon 10 watt.
Brix akhir evaporasi Warna (%) R (merah) G (hijau) B (biru) 83,4 158,846 135,140 78,647 85,2 163,680 139,312 84,154 87,3 166,344 134,656 81,820 88,5 158,432 133,558 66,738 91,0 156,890 128,110 61,223
Uji warna gula dengan alat citra digital dengan bahan dasar larutan Nira kelapa :
Nilai R pada pengukuran gula semut berkualitas menunjukkan besar nya indeks warna merah.
Semakin besar nilai R, maka semakin tinggi indeks warna merah yang terkandung dalam bahan.
鎹 Sistem Munsell atau pencocokan warna sampel dengan kamus warna bernama A dictionary of color
Uji warna gula dengan bahan dasar larutan Nira kelapa :
semakin besar angkanya dan semakin mengarah ke huruf Z (alphabet) menunjukan warnanya semakin gelap.
Brix akhir evaporasi Pembacaan (%) Petak Keterangan warna 83,4 10-A2 White jade+Tilleul-Buff+ 85,2 10-B1 Oyster white+ 87,3 10-B2 Ivory 88,5 10-C3 Vanilla 91,0 10-C4 Sunset
Semakin tinggi konsentrasi membutuhkan waktu penguapan yang lebih
lama warna gula semut semakin gelap.
鎹Alat Coloreader
Adapun prosedur pengukurannya adalah : 1. Tuang bahan dalam gelas beaker.
2. Tekan tombol pada coloreader pada posisi on.
3. Letakkan gelas beker diatas coloreader.
4. Tekan tombol untuk menyalakan lampu pada coloreader selama
beberapa detik
5. Angka akan muncul pada layar berupa nilai L, a+, a-, b+ dan b-. Keterangan :
L = Kecerahan/kejernihan
