Suhu Transisi Kaca Bahan Pangan Peranan Air Terhadap Suhu Transisi Kaca

15 Pada suhu rendah, polimer amorf merupakan material kaca yang keras dan ketika dipanaskan akan meleleh membentuk cairan yang encer. Akan tetapi, sebelum pelelehan biasanya terjadi keadaan seperti karet rubbery. Suhu dimana polimer kaca yang keras menjadi materi dalam keadaan rubbery disebut suhu transisi kaca Tg. Zone transisi difusi berada diantara keadaan rubbery dan liquid. Transisi difusi dari keadaan rubbery ke liquid biasanya spesifik untuk setiap sistem polimer dan tidak terdeteksi pada spesies dengan berat molekul rendah seperti air, etanol yang memiliki titik leleh yang tajam antara keadaan padatan dan cairan Adawiyah, 2002. Perbedaan yang nyata antara bahan pangan dengan polimer sintetis amorf adalah pada komposisi kimianya. Bahan pangan merupakan campuran kompleks dari padatan dengan air, sedangkan polimer tersusun dari unit yang berulang dari molekul yang terkarakterisasi dengan baik. Yang membuat bahan pangan terlihat berbeda adalah tingkat heterogenitas dalam komposisi kimia dan dominasi keterlibatan air sebagai plasticizer Adawiyah, 2002. Struktur amorf atau partially amorf dalam bahan pangan terbentuk karena berbagai proses seperti baking, pemekatan, drum drying, freeze drying, spray drying dan ekstrusi yaitu proses yang memisahkan air atau memekatkan suatu padatan. Pemisahan pelarut air dengan evaporasi atau selama pembuatan permen atau pemisahan es pada pembekuan menghasilkan suatu keadaan lewat jenuh dari solute-nya Adawiyah, 2002. Pengaruh transisi kaca pada bahan pangan sangat besar terutama terhadap sifat-sifat mekanis atau tekstur bahan pangan kerenyahan, kelengketan, kekakuan, pengempalan, viskositas dan lain-lain. Selain itu sifat transisi kaca, yang dapat pula dilihat sebagai parameter dari mobilitas air dari suatu bahan, memiliki pengaruh terhadap aktivitas biologis lainnya seperti aktivitas enzim dan pertumbuhan mikroorganisma dan secara langsung berpengaruh pula terhadap stabilitas bahan pangan selama penyimpanan Adawiyah, 2002.

2. Suhu Transisi Kaca Bahan Pangan

Ross 1995 menyebutkan bahwa transisi kaca merupakan transisi fase ordo ke dua yang terjadi pada kisaran suhu tertentu dimana materi solid yang 16 bersifat amorfous berubah menjadi keadaan liquid dan kental. Suhu transisi kaca biasanya dinyatakan sebagai titik awal onset atau titik tengah midpoint dari kisaran suhu transisi kaca. Pada transisi kaca terjadi perubahan yang dramatis pada volume bebas, mobilitas molekuler dan sifat- sifat fisik yang dapat dideteksi dengan perubahan sifat-sifat mekanis, thermal dan dielektrik. Pada suhu diatas Tg, beberapa sifat fisik secara nyata dipengaruhi oleh peningkatan eksponensial mobilitas molekuler dan penurunan viskositas. Mobilitas molekuler dan viskositas berhubungan dengan transformasi struktural yang tergantung terhadap waktu, misalnya stickiness, collapse dan kerenyahan. Pada suhu diatas Tg, peningkatan mobilitas molekul akan menaikkan kemampuan difusi yang selanjutnya menyebabkan kristalisasi dari komponen pangan amorf Ross, 1995. Menurut Jackson 1997, struktur kimia sangat mempengaruhi transisi kaca terutama dihubungkan dengan mobilitas. Peningkatan polaritas rantai utama meningkatkan Tg. Berat molekul mempengaruhi Tg dengan nyata dimana pada berat molekul yang lebih rendah terjadi kelebihan volume bebas, dan ketika berat molekul meningkat, konsentrasi ujung rantai menurun sampai pada suatu keadaan dimana volume bebas menjadi dapat diabaikan. Levine dan Slade 1988 yang dikutip oleh Baik et al. 1997 menyatakan bahwa suhu transisi kaca Tg adalah spesifik untuk masing- masing senyawa dan tergantung dari volume bebas, derajat polimerisasi, geometris molekuler, kristalinitas dan berat molekul dari polimer.

3. Peranan Air Terhadap Suhu Transisi Kaca

Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan Arif 2010 terhadap beras, telah dilakukan proses puffing terhadap beras yang telah diukur kadar airnya, kemudian dilakukan metode kombinasi kadar air yaitu 14, 16, 18 dan 20 untuk melihat pengaruhnya terhadap proses puffing. Hasil yang diperoleh adalah semakin tinggi kadar air beras maka suhu puffing semakin rendah. Hal ini berarti bahwa suhu transisi kaca Tg akan semakin rendah pada kadar air yang semakin tinggi. 17

H. Desain Produk Pangan