5/27/2013
Sifat Elektrik
Sifat Elektrik & Sifat Optis Bahan Pangan
♕ 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 : ρ = tahanan listrik spesifik (ohm. m) Tabel. Tahanan listrik spesifik untuk beberapa bahan pangan 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)
Material
T /oC
ρ/ohm.m
From:
KCl solution 0,01 M
25
7,08
Kohlrausch F (1996)
KCl solution 0,1 M
25
0,78
Kohlrausch F (1996)
KCl solution 1M
25
0,09
Kohlrausch F (1996)
Milk 1,5% fat
20
0,57
Reitler W (1990)
Orange juice
20
0,44
Reitler W (1990)
Apple juice
20
0,29
Reitler W (1990)
Wheat beer (bir gandum)
20
0,20
Reitler W (1990)
Tap water (air ledeng)
20
0,06
Reitler W (1990)
Tomato juice
20
1,5
Reitler W (1990)
Sauerkraut brine (air garam)
20
2,1
Reitler W (1990)
1
5/27/2013
Liquid foods ☺ Pengaruh Suhu dan Kuat Medan Listrik
Average Values of Electrical Conductivity (S/m) of Liquid Foods at Various Temperatures
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.
Solid Foods ☺ Pengaruh Bahan Beberapa bahan (misalnya, sukrosa) tidak membentuk listrik dari ion dalam larutan. Zat tersebut mengakibatkan penurunan konduktivitas listrik dari larutan.
☺ Pengaruh Suhu dan Kuat Medan Listrik
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.
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
meningkatkan kandungan gula menghambat konduktivitas listrik
☺ Pengaruh Suhu dan Kuat Medan Listrik
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.
2
5/27/2013
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 dapat digunakan untuk mengetahui kondisi pengolahan termal yang memadai dalam memaksimalkan kualitas produk akhir
鎹 Warna merupakan bagian terpenting dalam pemilihan makanan dan pengawasan mutu. contoh: warna daging sapi merah cerah
pengolahan gula
jika warna menjadi lebih gelap penerimaan konsumen berkurang
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 dalam golongan bahan aditif makanan.
3
5/27/2013
Penggunaan uji inderawi terhadap suatu produk pangan sering dilakukan untuk menilai warna pada suatu bahan pangan.
Kelemahan uji inderawi tidak dapat menerangkan secara empiris hasil warna produk pangan karena penilaian dilakukan dengan scoring, bukan dengan metode ilmiah.
Faktor yang menentukan warna : Sumber cahaya cahaya matahari Lampu merkuri menghasilkan warna yg lebih pucat pada warna
鎹Model RGB (red, green, dan blue)
merah
suatu model warna yang didasarkan pada pembentukan warna melalui kombinasi ketiga
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
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.
untuk menilai warna yang diujikan cenderung cerah) Sudut pandang
Uji warna gula dengan alat citra digital dengan bahan dasar larutan Nira kelapa :
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 (%) 83,4 85,2 87,3 88,5 91,0
Warna R (merah) 158,846 163,680 166,344 158,432 156,890
G (hijau) 135,140 139,312 134,656 133,558 128,110
B (biru) 78,647 84,154 81,820 66,738 61,223
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
Uji warna gula dengan bahan dasar larutan Nira kelapa : Brix akhir evaporasi (%) 83,4 85,2 87,3 88,5 91,0
Petak 10-A2 10-B1 10-B2 10-C3 10-C4
Semakin tinggi konsentrasi membutuhkan waktu penguapan yang lebih lama warna gula semut semakin gelap.
bernama A dictionary of color
Pembacaan Keterangan warna White jade+Tilleul-Buff+ Oyster white+ Ivory Vanilla Sunset
鎹Alat Coloreader Adapun prosedur pengukurannya adalah : 1. 2. 3. 4.
Tuang bahan dalam gelas beaker. Tekan tombol pada coloreader pada posisi on. Letakkan gelas beker diatas coloreader. Tekan tombol untuk menyalakan lampu pada coloreader selama beberapa detik 5. Angka akan muncul pada layar berupa nilai L, a+, a-, b+ dan b-.
semakin besar angkanya dan semakin mengarah ke huruf Z (alphabet) menunjukan warnanya semakin gelap.
Keterangan : L = Kecerahan/kejernihan a+ = Merah b+ = Kuning a - = Hijau b - = Biru
4
5/27/2013
5
