Karakteristik Fisik Bahan Pangan

KARAKTERISTIK FISIK BAHAN PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

UNIVERSITAS PADJADJARAN

Nabila Nur Amalina (240210160024)

Departemen Teknologi Industri Pangan Universitas Padjadjaran, Jatinangor Jalan Raya Bandung-Sumedang Km. 21, Jatinangor, Sumedang 40600 Telp. (022) 7798844,

779570 Fax. (022) 7795780 Email: nabilaamalina21@gmail.com

ABSTRAK

Bentuk-bentuk bahan pangan terdiri dari berbagai jenis. Terdapat bahan pangan padat, semi solid, dan cair. Masing-masing dari ketiga jenis tersebut memiliki karakteristik fisik yang berbeda juga. Karakteristik fisik bahan pangan juga bisa diartkan sebagai sifat-sifat bahan pangan yang penting disamping sifat kimia dan biokimia terutama dalam berbagai hal yang berkaitan dengan analisis-analisis yang melibatkan prinsip-prinsip fisika, operasi-operasi pengolahan pangan dan rekayasa produk pangan. Karakteristik bahan pangan merupakan sifat yang dapat kita amati, yaitu dengan pengukuran, menghitung luas permukaan, volume, densitas, WHC, dan optical density atau kekeruhan.

Kata kunci: Densitas, WHC, Optical density

ABSTRACT

Forms of foodstuffs composed of various types. There are solid, semi-solid, and liquid. Each of the three types have different physical characteristics as well. The physical characteristics of foodstuffs could also mean as the properties of essential foodstuffs in addition to chemical and biochemical particularly in matters relating to analyzes involving the principles of physics, operations and engineering food processing food products. The characteristics of foodstuffs is a trait that can be observed, by measuring, calculating surface area, volume, density, WHC, and the optical density or turbidity.

Key words: Density, WHC, Optical Density PENDAHULUAN

Sifat fisik bahan pangan dapat didefinisikan sebagai sifat atas karakteristik yang mendeskripsikan secara fisik bahan pangan. Karakteristik fisik berhubungan dengan karakteristik bahan yang tidak melibatkan perubahan zat pada bahan tersebut (Nurhadi, 2010).

Karakteristik fisik bahan pangan juga bisa diartkan sebagai sifat-sifat bahan pangan yang penting disamping sifat kimia dan biokimia terutama dalam berbagai hal yang berkaitan dengan analisis-analisis yang melibatkan prinsip- prinsip fisika, operasi-operasi pengolahan pangan dan rekayasa produk pangan (Wirakarta-kusumah, 1992). Karakteristik fisik bahan pangan sangat diperlukan

dalam rekayasa dan pengembangan produk pangan yang berguna untuk menghasilkan produk pangan dengan kualitas yang baik sangat tergantung pada penampilan dan karakteristik fisik. Setiap bahan pangan memiliki karakteristik fisiknya masing-masing, yakni terdiri dari bahan pangan padat, semi padat, dan cair.

Karakteristik fisik bahan pangan juga meliputi bentuk, ukuran, luas permukaan, warna, penampakkan, berat, porositas dan kadar air. Bentuk dan ukuran bahan pangan sangat penting dalam perhitungan energi untuk pendinginan dan pengeringan, rancangan terhadap pengecilan ukuran, masalah dalam distribusi dan penyimpanan bahan pangan.

Bentuk bahan pangan sanat dipengaruhi oleh ukuran dimensinya.

Salah satu karakteristik bahan pangannya yaitu ukuran. Ukuran atau diameter bahan pangan pada contoh berupa biji-bijian sangat ditentukan dimensi dan bentuk biji-bijian yang diukur. Ukuran biji-bijian dalam bentuk 3 dimensi axial mempunyai ukuran panjang, lebar, dan tebal. Menurut Mohsenin (1965) terdapat beberapa standar bentuk yang berlaku secara umum untuk bentuk biji-bijian, yaitu: Round, Oblate, Oblong, Conic, Ovate, Oblique, Obovate, Elliptical, Truncate, Unequal, Ribbed, Regular, Irregular. Bentuk- bentuk tersebut memiliki ukuran dimensi axialnya tersendiri didasarkan oleh bentuk yang membuur dan melintang.

Selain itu, karaktersitik fisik bahan pangan juga meliputi volume butiran dan volume bulk, luas permukaan, densitas, sperisitas, ukuran WHC (water holding capacity) pada bahan pangan semi solid, dan optical density pada bahan pangan cair.

Maka dari itu, praktikum ini dilakukan dengan tujuan mengetahui karakteristik fisik bahan pangan, dan dapat membedakan perlakuan terhadap berbagai bahan pangan setelah mengetahui karaktersitik fisiknya tersebut.

METODOLOGI

Bahan dan alat

Sampel yang digunakan adalah biji- bijian (beras, kacang kedelai, kacang hijau, jagung, kacang merah), toluen, jeruk, berbagai macam merk jelly (okky, joe, my jelly, inaco, wong coco), dan bahan pangan cair (susu, sari buah, air, soda, teh).

Alat yang digunakan yaitu, mikrometer sekrup, jangka sorong, gelas ukur, penghapus, lilin, milimeter blok, kertas saring.

Ukuran dan Bentuk Bahan Pangan Padat (Metode Percobaan)

Memilih 5 butir sampel biji-bijian.

Lalu mengukur diameter mayor (a), intermediet (b), dan minor (c) dengan mikrometer sekrup dan jangka sorong.

Menghitung rata-rata a, b, dan c. Setelah

itu, kita bisa menentukan bentuk biji-bijian tersebut.

Volume Butiran dan Volume Bulk Biji- Bijian (Metode Percobaan)

Volume Bulk

Menimbang 20 butir biji-bijian, dan memasukkan ke dalam gelas ukur, kemudian dilihat volumenya. Mencatat hasilnya dan menghitung dengan rumus:

Volume bulk

=

Volume Butiran

Memasukkan 5ml toluen ke dalam gelas ukur, lalu memasukkan 20 butir biji- bijiannya. Menghitung kenaikan volumenya. Mencatat hasil dan menghitung volume butiran menggunakan rumus:

Volume butiran=

V2 = volume setelah biji dimasukkan V1 = volume awal sebelum biji dimasukkan

Luas Permukaan dan Luas Permukaan Spesifik (Metode Percobaan dan Metode Prediksi)

Metode Percobaan

Menyiapkan 3 butir biji-bijian dan penghapus, lalu menimbang berat awalnya.

Melakukan coating dengan melapisinya dengan lilin. Menimbang berat keduanya setelah di coating. Menghitung luas permukaannya dengan rumus:

Sp = Berat penghapus setelah coating – Berat penghapus awal

Sb = Berat biji-bijian setelah coating – Berat awal biji-bijian

(P = penghapus, B= Biji)

=

Metode Prediksi

Menghitung menggunakan rumus sesuai bentuk biji-bijian yang telah diamati sebelumnya.

Prolate spheroid

S = 2ᴨb² + (2ᴨab/e) sin^-1 e

e = [1-(b/a)²]^1/2

Oblate spheroid

S = 2ᴨa² + 2ᴨb² ln [(1+e) / (1-e)]

Luas Permukaan (Milimeter Block) Mengambil sebuah jeruk dan mengupas kulitnya dengan hati-hati dan tidak terputus. Menghitung luas permukaan jeruk dengan menjiplak kulit jeruk pada milimeter block.

Spherisitas

Menghitung spherisitas

menggunakan rumus di bawah ini

Spherisitas =

]

^1/3

Densitas Biji-Bijian Densitas Bulk

Mengambil gelas ukur dan menimbang beratnya. Mengambil 20 butir biji-bijian dan memasukkan ke dalam gelas ukur kemudian menimbang kembali.

Menghitung densitasnya dengan rumus:

Densitas kamba

=

Densitas Partikel

Mengambil gelas ukur dan menimbangnya. Memasukkan 20 butir biji- bijian dan menimbangnya kembali. Mengisi gelas ukur dengan toluen hingga biji-bijian terendam. Menghitung volume toluen dengan rumus:

V toluen

=

ρ toluen = 0,8 g/cm

³

menghitung densitas partikel dengan rumus:

ρ partikel =

Pengukuran WHC (Water Holding Capacity) Bahan Pangan Semi Solid

Mengukur diameter jelly (lingkar dalam), lalu membuka kemasan jelly dan

mengambil jelly nya untuk diletakkan di atas kertas saring. Membiarkan di udara terbuka selama 30 menit. Mengamatinya dan melihat area basah pada kertas saring.

Menggunting area basah pada kertas saring, dan menjiplak pada milimeter block.

Menghitung luas dan menyatakannya dalam lingkar luar. Menghitung luas area basah (selisih LL dan LD). Memasukkan ke dalam rumus:

mgH

₂

O = luas area basah x 6,45 (konversi inch

²

-cm

²

) – 8

% air bebas = mgH2O x 100%

(Semakin banyak air bebas yang keluar, maka semakin rendahnya kemampuan jelly tersebut untuk mengikat air sehingga WHC semakin rendah)

Pengukuran Densitas Bahan Cair

Menyiapkan piknometer kosong dan menimbang beratnya. Mengisi piknometer dengan sampel hingga penuh dan menutupnya kemudian menimbang kembali. Menghitung densitas bahan pangan cair dengan rumus:

ρ =

P2 = berat piknometer + isi P1 = berat piknometer kosong V = volume piknometer

Pengukuran Optical Density Bahan Pangan Cair

Menyiapkan sampel dan

memasukkan sampel ke dalam kuvet hingga tanda batas. Memasukkan kuvet ke dalam spektrofotometer, dan mencatat absorbansi sampel yang terukur.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini, karakteristik sifat fisik bahan pangan diamati melalui beberapa percobaan dengan menggunakan beberapa macam sampel. Karakteristik fisik yang dibahas pada praktikum ini adalah mengacu pada karakteristik geometri.

Parameter yang digunakan adalah ukuran dan bentuk bahan pangan, volume bulk dan

volume butiran, densitas, luas permukaan dan luas permukaan spesifik, spherisitas, luas permukaan dengan milimeter block, pengukuran WHC, dan pengukuran optical density bahan pangan cair. Berikut data hasil pengamatan.

Ukuran dan Bentuk Bahan Pangan Padat (Metode Percobaan)

Pada pengukuran kali ini, digunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup untuk mengukur biji-bijian. Berikut hasil pengamatannya.

Sampel

Jangka Sorong (mm)

Mikrometer Sekrup (mm)

a b c a b c

Kedelai 7,25 6,3 5,71 7,2 6,3 5,7 Kacang

Hijau 4,45 3,53 2,96 5,23 3,73 3,6 Jagung 8,74 7,32 4,68 8,81 6,86 4,3 Beras 7,15 2,54 1,36 7,501 2,7 2,07 Kacang

Merah 15,45 8,26 6,67 15,56 8,004 6,013

Dari hasil pengukuran, terdapat perbedaan hasil antara biji-bijian yang diukur oleh jangka sorong dan mikrometer sekrup. Hal ini dikarenakan perbedaan ketelitian dari dua alat ukur tersebut. Jangka sorong memiliki ketelitian 0,1 mm, sedangkan mikrometer sekrup memiliki ketelitian 0,01 mm. Dengan ketelitian yang lebih tinggi, data pengukuran mikrometer sekrup akan lebih akurat.

Ukuran merupakan pernyataan tentang dimensi suatu benda berdasarkan suatu standar tertentu. Ukuran biji-bijian dalam bentuk 3 dimensi axial mempunyai ukuran panjang disimbolkan “a”, ukuran lebar disimbolkan “b” dan ukuran tebal disimbolkan “c”. (Nurhadi, 2010)

Dari hasil pengukuran ini pun dapat diketahui bahwa bentuk bahan pangan kacang merah dan beras adalah prolate, dan bentuk dari kacang hijau, jagung, dan kedelai adalah oblate.

Volume Butiran dan Volume Bulk Biji- Bijian (Metode Percobaan)

Volume bulk adalah volume yang diukur dimana diantara biji-bijian tersebut, rongga-rongga udara diperhitungkan (Nurhadi, 2010). Selain itu, volume butiran juga digunakan dalam praktikum ini, yang

pada volume butiran ini tidak memperhitungkan rongga-rongga udara.

Dalam mengghitung volume butiran ini terdapat dua cara, yakni dengan metode prediksi dan metode percobaan. Berikut adalah hasil dari pengamatannya.

Sampel Vbulk (ml)

Vbutiran

(ml) Vbiji (mm³) Kedelai 1,693 0,175 ms: 171,83

js: 174,12 Jagung 2,049 0,1 ms: 85

js: 245 Beras 2,54 0,015 ms: 28,79

js: 24,14 K.

Merah 2,54 0,5 ms: 522,61 js: 551,65 K.

Hijau 1,7 0,3 ms: 81,78 js: 40,32 Terdapat beberapa perbedaan hasil dalam pengukuran dengan volume bulk, maupun volume butiran dengan metode percobaan dan prediksi. Hal ini dikarenakan perbedaan hasil rata-rata perhitungan pada setiap ukuran kelompok tersebut.

Luas Permukaan dan Luas Permukaan Spesifik (mm²)

Bahan pangan tidak mempunyai bentuk yang pasti, sehingga akan sulit diukur luas permukaannya. Jadi, untuk mengukur luas permukaan bahan pangan digunakan perbandingan dengan benda lain yang telah diketahui panjang, lebar, dan tingginya dengan pasti. Faktor pembanding lainnya adalah perlakuan coating pada benda pembanding dan sampel.

Pembanding yang digunakan pada praktikum ini adalah penghapus dengan p=3,2cm, l=1,5 cm, t=1,1cm. Luas permukaan penghapus tersebut adalah 19,94cm². Ada dua metode untuk menghitung luas permukaan, yaitu dengan prediksi dan percobaan. Berikut hasil pengamatannya.

Sampel Prediksi Percobaan

Kedelai 584,9 779,53

Jagung 609,82 457,08

Beras 200,75 391,5

K. Hijau 452,4 118,7

K. Merah 1344,76 4435,29 Terdapat perbedaan hasil pengukuran antara metode prediksi dan percobaan.

Salah satu faktor yang menyebabkan perbedaan tersebut adalah perbedaan hasil pengukuran panjang (a) dan lebar (b) pad masing-masing kelompok yang berbeda jauh. Faktor lainnya yaitu pada saat menggunakan lilin, banyak lilin yang tidak menempel dengan benar atau malah mengelupas sehingga mempengaruhi berat coating.

Luas Permukaan (Milimeter Block) Luas permukaan kulit jeruk yang dihitung menggunakan milimeter block adalah 138,51 mm². Namun, milimeter block bukan merupakan alat ukur yang ketelitiannya sangat akurat, karena dilakukan perhitungan secara manual yang tingkat kesalahannya sangat tinggi jika tidak teliti.

Spherisitas

Spherisitas adalah perbandingan relatif bentuk dengan sebuah volume bola dimana diameter bola tersebut sama dengan dimensi terpanjang bahan. (Nurhad, 2010).

Berikut hasil perhitungan spherisitas bahan- bahan pangan yang berupa biji-bijian.

Sampel Spherisity

Jagung 0,6948

Kedelai 0,889

Beras 0,463

K. Merah 0,583

K. Hijau 0,789

Densitas Biji-Bijian

Densitas adalah perbandingan massa bahan dengan volumenya dengan satuan kg/m³. Karena biji-bijian mempunyai bentuk yang dapat menghasilkan rongga- rongga jika ditumpuk pada suatu volume, maka untuk mengukur densitas biji-bijian biasanya diukur sebagai densitas bulk atau densitas kamba. Berikut hasil pengukuran densitas pada bahan pangan padat.

Sampel D.bulk D.partikel

Jagung 0,06 0,064

Kedelai 0,013 0,0175

K. Merah 0,0409 0,0834

Beras 0,4248 0,461

K. Hijau 0,0734 0,071

Diantara semua sampel, sampel beras mempunyai densitas bulk paling besar. Hal ini dikarenakan beras memiliki ukuran kecil dan hampir seraga, maka ketika beras dimasukkan ke dalam gelas ukur 5ml, jumlah beras yang masuk banyak dan terbentuk rongga yang lebih sedikit sehingga mempengaruhi pertambahan berat.

Densitas partikel dilakukan sama seperti densitas kamba, hanya saja berat yang digunakan merupakan berat rata-rata serta volume yang digunakan tanpa menggunakan rongga-rongga. Perbedaan terjadi pada sampel yang diukur merupakan perbedaan hasil pengukuran berat dan volume yang dilakukan masing-masing kelompok.

Pengukuran WHC (Water Holding Capacity) Bahan Pangan Semi Solid

Berikut hasil dari pengamatan whc pada bahan pangan semi solid. Berdasarkan hasil pengamatan, jelly yang memiliki daya ikat air terbesar yaitu terdapat pada jelly dengan merk inaco.

Sampel WHC (%)

Okky Jelly 88,1

Joe Jelly 79,46

My Jelly 85,3

Inaco 90,58

Wong Coco 87,8

Pengukuran Densitas Bahan Cair

Densitas bahan cair diukur dengan cara mengisi gelas ukur dengan fluida (toluena) yang densitasnya lebih rendah dari biji-bijian. Berikut hasil pengamatan pada sampel yang berbeda.

Sampel Density (g/ml)

Susu 1,00642

Sari Buah 1,00618

Air 0,98046

Soda 1,00868

Teh 0,0764

Pengukuran Optical Density Bahan Pangan Cair

Pengukuran optical density atau yang sering disebut dengan tingkat ketidak

jernihan atau kekeruhan pada suatu bahan pangan cair. Hal ini dapat dibuktikan menggunakan alat yang bernama spektrofotometer.

KESIMPULAN

Berdasarkan hasil praktikum, terdapat perbedaan hasil pengukuran dengan menggunakan jangka sorong dan mikrometer sekrup, hal ini dikarenakan perbedaan ketelitian alat ukurnya.

Kemudian dapat diketahui bentuk kacang hijau, kacang kedelai, dan jagung berbentuk oblate, sedangkan kacang merah dan beras berbentuk prolate. Hasil perhitungan yang didapat dari metode percobaan dan metode prediksi berbeda, hal ini dikarenakan pada kenyataan tidak akan selalu sesuai dengan rumus, karena fisik bahan pangan yang beragam. Perhitungan luas permukaan menggunakan milimeter block pun memiliki keakuratan hasil yang rendah, karena tingkat ketelitiannya kurang. Selain itu, dari praktikum kali ini juga dapat diketahui bahwa jelly dengan merk inaco memiliki daya ikat air yang tinggi dibandingkan dengan sampel-sampel lainnya.

Jadi, dapat disimpulkan dari praktikum kali ini keseluruhannya bahwa setiap bahan pangan memiliki bentuk dan karakteristik fisik yang berbeda-beda.

DAFTAR PUSTAKA

Wirakartakusumah, M. A., dkk. 1992. Sifat

Fisik Pangan. Bogor: PAU IPB.

Mohsenin, N. N. 1996. Physical Properties of Plant and Animal Materials.

Australia: Gordon and Breach Publ.

Nurhadi, Bambang Siti Nurhasanah. 2010.

Sifat Fisik Bahan Pangan. Bandung:

Widya Padjadjaran