41 lingkungannya. Produk cone es krim yang disimpan pada kondisi kelembaban
relatif rendah yaitu RH 43 membutuhkan waktu yang relatif singkat 3 hari untuk mencapai kondisi setimbang dengan lingkungannya. Hal ini disebabkan
oleh kecilnya selisih nilai kadar air awal dengan kadar air kesetimbangan pada kedua jenis produk, sehingga proses difusi uap air untuk mencapai keadaan
setimbang berlangsung cepat. Produk cone es krim yang disimpan pada kondisi RH 43-97 mengalami
proses adsorpsi selama penyimpanan. Hal ini ditandai dengan bobot kedua produk yang terus meningkat hingga tercapai kondisi setimbang. Proses adsorpsi yang
terjadi selama penyimpanan menyebabkan peningkatan nilai kadar air, sehingga nilai kadar air kesetimbangan yang dicapai oleh kedua produk lebih tinggi
daripada nilai kadar air awalnya. Menurut Brooker et al. 1992, proses adsorpsi terjadi jika kelembaban relatif udara lebih tinggi dari pada a
w
bahan, sehingga bahan akan menyerap uap air dari lingkungan.
4.2.3 Kurva sorpsi isotermis
Kurva sorpsi isotermis adalah kurva yang menggambarkan hubungan antara kandungan air dalam bahan pangan dengan aktifitas air a
w
atau kelembaban relatif kesetimbangan ERH ruang penyimpanan De man 2007.
Kurva sorpsi isotermis kedua jenis produk cone es krim dari hasil penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13 Kurva sorpsi isotermis produk cone es krim hasil penelitian Menurut Cassini et al. 2006, kurva sorpsi isotermis yang terbentuk dari
suatu produk pangan dapat digunakan untuk menentukan umur simpannya. Pada
0.0 0.1
0.2 0.3
0.4 0.5
0.2 0.4
0.6 0.8
1 1.2
K ada
r a ir
ke se
tim ba
ng an
g H
2
Og soli
d
Aktivitas air a
w
Cone es krim tepung tulang
Cone es krim tepung ikan
42 penelitian ini, kurva sorpsi isortermis dibuat dengan cara memplotkan nilai kadar
air kesetimbangan hasil percobaan pada Tabel 8 dengan nilai aktifitas air a
w
. Labuza dan Bilge 2007 menyatakan bahwa aktifitas air dapat dihitung dengan
membagi ERH lingkungan dengan nilai 100, karena pada keadaan equilibrium atau setimbang a
w
bahan akan sama dengan kelembaban nisbi udara disekelilingnya. Gambar 13 menunjukkan bahwa kurva sorpsi isotermis kedua
produk cone es krim berbentuk sigmoid, yaitu menyerupai huruf S walau tidak sigmoid sempurna. Namun, kedua kurva tersebut berbeda dan khas untuk masing-
masing produk. Menurut Winarno 2004, Setiap jenis bahan pangan memiliki bentuk kurva sorpsi isotermis yang khas. Hal ini tergantung pada pola penyerapan
uap air dari masing-masing produk.
4.2.4 Model persamaan sorpsi isotermis
Pemodelan persamaan kurva sorpsi isotermis yang diperoleh dari hasil penelitian dengan model-model yang telah ada dilakukan untuk mendapatkan
kemulusan kurva yang tinggi. Banyak model persamaan matematis yang telah dikembangkan untuk menjelaskan fenomena sorpsi isotermis secara teoritis,
namun dalam penelitian ini hanya dipilih 5 model persamaan matematis yaitu Henderson, Caurie, Oswin, Chen Clayton, dan Hasley. Model-model persamaan
ini dipilih karena dapat menggambarkan kurva sorpsi isotermis pada jangkauan nilai aktivitas air yang luas. Selain itu, model-model tersebut juga hanya memiliki
dua parameter sehingga mudah dalam penggunaanya Arpah 2007. Hal ini sesuai dengan pernyataan Labuza 1982, yang menyatakan bahwa jika tujuan
penggunaan kurva sorpsi isotermis tersebut untuk mendapatkan kemulusan kurva yang tinggi, maka model-model persamaan yang dipilih adalah model persamaan
yang lebih sederhana dan lebih sedikit jumlah parameternya. Guna mempermudah perhitungan maka model-model persamaan
matematis yang digunakan diubah bentuknya dari persamaan non-linear menjadi persamaan linear, sehingga nilai-nilai tetapannya dapat ditentukan dengan metode
kuadrat terkecil. Menurut Walpole 1992, metode kuadrat terkecil ini dapat memilih suatu garis regresi terbaik diantara semua kemungkinan garis lurus yang
dapat dibuat pada suatu diagram pencar. Persamaan linear untuk kedua jenis
43 produk cone es krim dari model-model persamaan kurva sorpsi isotermis dapat
dilihat pada Tabel 9 dan 10. Tabel 9 Persamaan kurva sorpsi isotermis produk cone es krim tepung tulang dan
nilai Mean Relative Deviation MRD Model
Persamaan linear Nilai MRD
Henderson log [ln11-
a
w
] = 1,381 + 1,572 log Me 3,24
Caurie ln Me = -3,320 + 2,070 a
w
6,18 Oswin
ln Me = -2,2 + 0,298 ln [a
w
1- a
w
] 7,042
Chen Clayton ln [ln [1
a
w
] = 1,411- 16,53 Me 3,54
Hasley log [ln [1
a
w
] = -2,871 - 2,828 log Me 9,02
Tabel 10 Persamaan kurva sorpsi isotermis produk cone es krim tepung ikan dan nilai Mean Relative Deviation MRD
Model Persamaan linear
Nilai MRD Henderson
log [ln11- a
w
] = 1,278 + 1,527 log Me 3,82
Caurie ln Me = -3,528 + 2,122 a
w
6,02 Oswin
ln Me = -2,11 + 0,306 ln [a
w
1- a
w
] 7,64
Chen Clayton ln [ln [1
a
w
] = 1,326 - 14,44 Me 3,92
Hasley log [ln [1
a
w
] = -2,692 - 2,753 log Me 9,36
Persamaan linear kurva sorpsi isotermis pada Tabel 9 dan 10 digunakan untuk menentukan kadar air kesetimbangan produk cone es krim. Hasil
perhitungan kadar air kesetimbangan produk cone es krim tepung tulang dan cone es krim tepung ikan dapat dilihat pada Lampiran 7. Data kadar air kesetimbangan
dari setiap model diplotkan dengan nilai aktivitas air a
w
sehingga diperoleh kurva sorpsi isotermis. Kurva sorpsi isotermis yang diperoleh dari setiap model
dibandingkan dengan kurva sorpsi isotermis hasil penelitian. Kemulusan kurva yang tinggi terlihat dari semakin berhimpitnya kurva sorpsi isotermis hasil
penelitian dengan kurva sorpsi isotermis yang terbentuk dari model-model persamaan sorpsi isotermis. Kemulusan kurva tertinggi dari kelima model yang
digunakan juga dapat diketahui melalui evaluasi model. Menurut Cassini et al. 2006, evaluasi model dilakukan dengan cara menghitung nilai Mean Relative
Deviation MRD pada masing-masing model. Menurut Tarigan et al. 2006 model sorpsi isotermis yang dapat menggambarkan keadaan sebenarnya dengan
sangat tepat adalah model yang memiliki nilai MRD dibawah 5. Model persamaan Henderson dan Chen Clayton pada produk cone es krim
tepung tulang maupun cone es krim tepung ikan memiliki nilai MRD kurang dari
44 5. Dapat dilihat pada Tabel 9 dan 10, nilai MRD model persamaan Henderson
untuk produk cone es krim tepung tulang maupun cone es krim tepung ikan secara berturut-turut adalah 3,24 dan 3,82. Sedangkan, nilai MRD pada model persamaan
Chen Clayton adalah 3,54 untuk produk cone es krim tepung tulang dan 3,92 untuk produk cone es krim tepung ikan. Nilai-nilai tersebut menunjukkan bahwa
model persamaan Henderson dan Chen Clayton dapat menggambarkan keseluruhan kurva sorpsi isotermis kedua produk cone es krim secara tepat.
Sedangkan model-model persamaan lainnya, yaitu model Caurie, Oswin, dan Hasley memiliki nilai MRD5, sehingga model-model tersebut kurang tepat
dalam menggambarkan fenomena sorpsi isotermis pada keadaan sebenarnya. Menurut Arpah 2007, kesesuaian setiap model isotermis terhadap isotermis
produk pangan tergantung pada kisaran a
w
dan jenis bahan penyusun produk pangan tersebut.
Model persamaan yang digunakan dalam pendugaan umur simpan kedua produk cone es krim adalah model yang memiliki nilai MRD terkecil, yaitu model
persamaan Henderson. Menurut Tarigan et al. 2006, semakin kecil nilai MRD maka semakin tepat model tersebut dalam menggambarkan fenomena sorpsi
isotermis yang terjadi pada keadaan sebenarnya. Perbandingan kurva sorpsi isotermis hasil penelitian dengan model persamaan Henderson untuk kedua jenis
produk cone es krim dapat dilihat pada Gambar 14 dan Gambar 15.
Gambar 14 Kurva sorpsi isotermis produk cone es krim tepung tulang hasil penelitian dan model Henderson
0.1 0.2
0.3 0.4
0.2 0.4
0.6 0.8
1
Ka da
r a ir
ke se
ti mbang
an
g H
2
Og soli
d
Aktivitas air a
w
Hasil penelitian
Model Henderson
45 Gambar 15 Kurva sorpsi isotermis produk cone es krim tepung
ikan hasil penelitian dan model Henderson Model persamaan Henderson adalah model yang memiliki kurva sorpsi
isotermis paling berhimpit dengan model sorpsi isotermis hasil penelitian dibandingkan model-model persamaan lainnya. Menurut Chirife dan Iglesias
1978 diacu dalam Arpah 2007, model persamaan Henderson adalah salah satu model persamaan yang paling banyak digunakan pada bahan pangan kering untuk
menggambarkan hubungan antara kadar air kesetimbangan bahan pangan dengan kelembaban relatif ruang simpan. Persamaan model Henderson untuk produk cone
es krim tepung tulang adalah log[ln11- a
w
]=1,381+1,572logM
e
dan persamaan model Henderson untuk produk cone es krim tepung ikan adalah
log[ln11- a
w
]=1,278+1,527logM
e
. Persamaan-persamaan tersebut dapat juga digunakan untuk menduga nilai a
w
kedua produk cone es krim pada saat kadar air kritis tercapai. Nilai a
w
kritis ditentukan dengan cara memplotkan nilai kadar air kritis masing-masing produk cone es krim pada persamaan model terpilih. Nilai
a
w
produk cone es krim tepung tulang pada saat kadar kritis tercapai adalah 0,566 dan nilai a
w
produk cone es krim tepung ikan pada saat kadar kritis tercapai adalah 0,538.
4.2.5 Nilai kemiringan b kurva sorpsi isotermis
