Mempelajari Formulasi Bahan Penyerap Oksigen dan Laju Penyerapannya di Udara

KLIpersembahkan untirk Papa, Mama, Maria,
Adik-adikku dan Lakshmi yang tersayang.

DAN LAlU PENVERAPANNVA DB UDARA

1 9 9 1

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
CNSTITUT

PERTANIAN

B O G O R

BOGOR

Andhika Indra.
F 24.1100. Mempelajari formulasi bahan
penyerap oksigen dan laju penyerapannya di udara. Di bawah
bimbingan Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc.


Oksigen merupakan salah satu faktor yang banyak menyebabkan

kerusakan bahan pangan seperti oksidasi lemak

menyebabkan ketengikan, perubahan warna pigmen dan
produk

yang

produk-

susu, pertumbuhan kapang dan bakteri aerobik

serta

investasi serangga pada biji-bijian dan tepung.
Berbagai

teknik untuk menekan konsentrasi oksigen


udara telah banyak dikembangkan untuk mengawetkan
terutama

makanan

di

makanan,

yang sensitif terhadap oksigen.

Salah

satunya adalah menggunakan penyerap oksigen (oxygen sbsorber) yang bereaksi secara kimia dengan oksigen di udara.
Tujuan penelitian ini adalah untuk
memformulasi
*

bahan


yang dapat digunakan untuk menyerap oksigen, indikator yang
dapat mendeteksi perubahan kadar oksigen yang terjadi serta
engukur perubahan kadar oksigen akibat penggunaan penyerap
oksigen tersebut.
Penyerap oksigen

yang menggunakan serbuk

besi

yang

diberi perlakuan dengan asam atau garam dapat menekan kadar
oksigen
penyerap

hingga dibawah 0.1 %.

Waktu yang diperlukan


oleh

untuk mencapai kadar oksigen tersebut

bervariasi

NaCl

memerlukan

untuk

tiap

waktu

9

perlakuan.


jam,

Masing-masing

Perlakuan dengan

3.5 jam untuk FeC13 dan 2

jam

untuk

HCl.

bahan yang digunakan adalah sebanyak 1

gram

dalam wadah 108 ml yang berisi udara sebanyak 160 ml dan RH
suhu kamar.


100 % ,

Untuk perlakuan pada RH ruang, penyerap

hanya dapat menekan kadar oksigen sampai sekitar 14 % .
Penyerap

oksigen yang diformulasi dibagi menjadi

dwa

tipe, yaitu tipe untuk makanan kering dengan a, kurang dari
0.8 (yang diberi tepung kedelai bebas lemak) dan tipe untuk

makanan basah dengan aw diatas 0.8.

Penggunaannya

disesu-


aikan dengan aw dari makanan yang akan diawetkan.
Indikator

oksigen yang dibuat dari campuran

glukosa,

basa dan biru metilen yang dibentuk menjadi pellet, memperlihatkan perubahan

warna dari putih atau

putih

kebiruan

menjadi biru atau ungu pada konsentrasi oksigen diatas 0.05
%.

Warna


omposisi

dari indikator tersebut bervariasi
bahan yang digunakan.

tergantung

Perubahan warna

tersebut

ifat reversibel.
Roti,
simpan
ulan

bakpia,

dengan


masih

kontrol

wingko, salam

an potato

menggunakan penyerap oksigen

memperlihatkan kondisi yang

yang

yang

selama

dua


baik,

oksigen

sedangkan

telah

rusak

dalam waktu kurang dari satu minggu, kecuali. potato

chips

yang

Untuk

baru


tidak diberi penyerap

chips

rusak setelah disimpan selama 1

bulan.

serangga pada jagung yang disimpan dengan penyerap oksigen,
mati

dalam

waktu kurang dari dua hari.

terjadi berupa

tumbuhnya

dan perubahan warna.

kapang

Kerusakan

dan bakteri, bau

yang
tengik

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

MEMPELAJARI FORMULASI EAHAN PENYERAP OSSIGEN
DAN LAJU PENYERAPANNYA Dl UD'4RA

SKRIPSI
sebagii salali satu syarat untuk melnperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakuitas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

F 24.1100
Dilahirkan di Jakarta, 10 Januari 1969

Segala

puji dan syukur bagi Tuhan yang telah

member-

kati, mengasihi dengan setia dan rahmatNya, sehingga skripsi ini dapat tersusun.
skripsi
memperoleh

ini disusun sebagai salah satu

syarat

gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada

untuk

Jurusan

Teknologi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak

terima

kasih kepada :
1. Bapak

bing

Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc.

selaku dasen

yang telah memberikan bimbingan selama

pembim-

penelitian

sampai tersusunnya skripsi ini.
2. Ibu Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, MSC. dan

Ir. Ni Luh

Puspi-

tasari, MSc. yang telah turut menguji skripsi ini.
3. Bapak

Suwandy

dari PT Halim Sakti

yang

telah

banyak

menyediakan sarana, informasi dan saran kepada penulis.
4. Papa,

telah

Mama,

Maria, Hellen, Santoso dan

Lakshmi

memberikan bantuan serta dorongan moril

yang

sehingga

penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
5. Ibu

Effionora yang telah banyak

memberikan

bimbingan,

dorongan dan bantuan selama penelitian ini.
6. Bapak

Hasan Basri, Syarifah dan Yuni yang telah

memberikan bantuan selama ini.
7. Semua pihak yang telah banyak membantu.

banyak

Penulis
sempurna,
dari

menyadari bahwa tulisan ini masih

oleh karena itu kritik dan saran yang

pembaca

sangat penulis harapkan

guna

jauh

dari

membangun

penyempurnaan

selanjutnya.
Akhirnya penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi yang memerlukannya.

Bogor, Oktober i99i

Penulis

Halaman

..................................
DAFTAR IS1 ......................................
DAFTAR GAMBAR ...................................
DAFTAR TABEL ....................................
DAFTAR LAMPIRAN .............................
I . PENDAHULUAN .....................................
I1 . TINJAUAN PUSTAKA ................................
A . OKSIGEN DAN KERUSAKAN PANGAN .................
KATA PENGANTAR

1

.

.
3.
4.
2

Oksigen

...................................
.......................
Mikrobial .......................
Oleh Serangga ...................

Kerusakan Oksidatif
Kerusakan
Kerusakan

............
KIMIAWI .....

.

iii
V
vii
viii
1
4
4
4
5
12

14

B . PENYEW.P OKSIGEN SEBAGAI PENGAWET

14

C . PENGURANGAN KADAR OKSIGEN SECARA

21

D . BESI AKTIF SEBAGAI PENYERAP OKSIGEN

I11

i

..........
BAHAN DAN METODE PENELITIAN .....................
A . BAHAN DAN ALAT ...............................
1 . Bahan .....................................
2 . Alat ......................................
B . METODE PENELITIAN ............................
1 . Indikator Oksigen .........................
2 . Penyerap Oksigen ..........................
3 . Penentuan Laju Penyerapan

.................

24
30
30
30
30
31
31
34
36

.

...............
IV . PEMBAHASAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A . INDIKATOR OKSIGEN ...........................
1 . Bahan dan Prinsip Reaksi .................
2 . Proses Pembuatan .........................
3 . Penyimpanan ..............................
B . BAHAN PENYERAP OKSIGEN ......................
1 . Bahan dan Prinsip Reaksi .................
2 . Proses Pembuatan .........................
3 . Penyimpanan ..............................
C . LAJU PENYERAPAN OKSIGEN .....................
1. Persiapan Sampel .........................
2 . Analisis dengan Oxygen Analyzer ..........
D . APLIKASI PADA PRODUK PANGAN .................
1 . Roti .....................................
2 . Salami ....................................
3 . Bakpia ...................................
4

V

Aplikasi Pada Produk Pangan

4

. Wingko ....................................

5

.

Potato chips

. KESIMPULAN

.............................

...........................
A . KESIMPULAN ..................................
5 . SARP.N .......................................
DAFTAR PUSTAKA .................................
LAMPIRAN .......................................
DAN SARAN

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar
Gambar

Gambar

1. Tahap-tahap dalam reaksi peroksid,asi pada
lemak ......................................

6

2. Pengaruh tekanan oksigen pada berbagai luas
permukaan per unit volume, terhadap kecepatan oksidasi lemak .........................

8

3. Reaksi oksidasi yang dikatalisis oleh enzim

.........................

9

4. Penurunan kualitas organoleptik pada wortel
yang dikeringbekukan pada beberapa konsentrasi oksigen yang berbeda .................

10

polifenol oksidase
Gambar

Gambar

5. Kecepatan perubahan warna daging sebagai

fungsi dari tekanan oksigen

................
................

Gambar

6. Kerusakan makanan mikrobial

Gambar

7. Efektivitas penyerap oksigen untuk mencegah

oksidasi minyak yang dikenai cahaya
Gambar

........

11
13
16

8. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim glukosa

...................................

22

Diagram alir pembuatan indikator oksigen
dengan CaO .................................

32

Gambar 10. Diagram alir pembuatan indikator oksigen
dengan Ca(OH)2 .............................

33

Gambar 11. Diagram alir pembuatan tepung kedelai bebas
lemak ......................................

34

....

35

oksidase
Gambar

9.

Gambar 12. Diagram alir pembuatan penyerap oksigen

Gambar 13. Control atmosphere glove box yang digunakan
untuk mendapatkan kondisi ruang yang berkadar
oksigen rendah ............................. 45
Gambar 14. Pengaruh berbagai kadar protein kedelai
terhadap daya ikat air .....................

50

Gambar 15. Ganbar penyerap oksigen tipe kering (atas)
dan penyerap oksigen tipe basah (bawah) ....

53

KLIpersembahkan untirk Papa, Mama, Maria,
Adik-adikku dan Lakshmi yang tersayang.

DAN LAlU PENVERAPANNVA DB UDARA

1 9 9 1

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
CNSTITUT

PERTANIAN

B O G O R

BOGOR

Andhika Indra.
F 24.1100. Mempelajari formulasi bahan
penyerap oksigen dan laju penyerapannya di udara. Di bawah
bimbingan Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc.

Oksigen merupakan salah satu faktor yang banyak menyebabkan

kerusakan bahan pangan seperti oksidasi lemak

menyebabkan ketengikan, perubahan warna pigmen dan
produk

yang

produk-

susu, pertumbuhan kapang dan bakteri aerobik

serta

investasi serangga pada biji-bijian dan tepung.
Berbagai

teknik untuk menekan konsentrasi oksigen

udara telah banyak dikembangkan untuk mengawetkan
terutama

makanan

di

makanan,

yang sensitif terhadap oksigen.

Salah

satunya adalah menggunakan penyerap oksigen (oxygen sbsorber) yang bereaksi secara kimia dengan oksigen di udara.
Tujuan penelitian ini adalah untuk
memformulasi
*

bahan

yang dapat digunakan untuk menyerap oksigen, indikator yang
dapat mendeteksi perubahan kadar oksigen yang terjadi serta
engukur perubahan kadar oksigen akibat penggunaan penyerap
oksigen tersebut.
Penyerap oksigen

yang menggunakan serbuk

besi

yang

diberi perlakuan dengan asam atau garam dapat menekan kadar
oksigen
penyerap

hingga dibawah 0.1 %.

Waktu yang diperlukan

oleh

untuk mencapai kadar oksigen tersebut

bervariasi

NaCl

memerlukan

untuk

tiap

waktu

9

perlakuan.

jam,

Masing-masing

Perlakuan dengan

3.5 jam untuk FeC13 dan 2

jam

untuk

HCl.

bahan yang digunakan adalah sebanyak 1

gram

dalam wadah 108 ml yang berisi udara sebanyak 160 ml dan RH
suhu kamar.

100 % ,

Untuk perlakuan pada RH ruang, penyerap

hanya dapat menekan kadar oksigen sampai sekitar 14 % .
Penyerap

oksigen yang diformulasi dibagi menjadi

dwa

tipe, yaitu tipe untuk makanan kering dengan a, kurang dari
0.8 (yang diberi tepung kedelai bebas lemak) dan tipe untuk

makanan basah dengan aw diatas 0.8.

Penggunaannya

disesu-

aikan dengan aw dari makanan yang akan diawetkan.
Indikator

oksigen yang dibuat dari campuran

glukosa,

basa dan biru metilen yang dibentuk menjadi pellet, memperlihatkan perubahan

warna dari putih atau

putih

kebiruan

menjadi biru atau ungu pada konsentrasi oksigen diatas 0.05
%.

Warna

omposisi

dari indikator tersebut bervariasi
bahan yang digunakan.

tergantung

Perubahan warna

tersebut

ifat reversibel.
Roti,
simpan
ulan

bakpia,

dengan

masih

kontrol

wingko, salam

an potato

menggunakan penyerap oksigen

memperlihatkan kondisi yang

yang

yang

selama

dua

baik,

oksigen

sedangkan

telah

rusak

dalam waktu kurang dari satu minggu, kecuali. potato

chips

yang

Untuk

baru

tidak diberi penyerap

chips

rusak setelah disimpan selama 1

bulan.

serangga pada jagung yang disimpan dengan penyerap oksigen,
mati

dalam

waktu kurang dari dua hari.

terjadi berupa

tumbuhnya

dan perubahan warna.

kapang

Kerusakan

dan bakteri, bau

yang
tengik

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

MEMPELAJARI FORMULASI EAHAN PENYERAP OSSIGEN
DAN LAJU PENYERAPANNYA Dl UD'4RA

SKRIPSI
sebagii salali satu syarat untuk melnperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi
Fakuitas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

F 24.1100
Dilahirkan di Jakarta, 10 Januari 1969

Segala

puji dan syukur bagi Tuhan yang telah

member-

kati, mengasihi dengan setia dan rahmatNya, sehingga skripsi ini dapat tersusun.
skripsi
memperoleh

ini disusun sebagai salah satu

syarat

gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada

untuk

Jurusan

Teknologi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak

terima

kasih kepada :
1. Bapak

bing

Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc.

selaku dasen

yang telah memberikan bimbingan selama

pembim-

penelitian

sampai tersusunnya skripsi ini.
2. Ibu Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, MSC. dan

Ir. Ni Luh

Puspi-

tasari, MSc. yang telah turut menguji skripsi ini.
3. Bapak

Suwandy

dari PT Halim Sakti

yang

telah

banyak

menyediakan sarana, informasi dan saran kepada penulis.
4. Papa,

telah

Mama,

Maria, Hellen, Santoso dan

Lakshmi

memberikan bantuan serta dorongan moril

yang

sehingga

penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
5. Ibu

Effionora yang telah banyak

memberikan

bimbingan,

dorongan dan bantuan selama penelitian ini.
6. Bapak

Hasan Basri, Syarifah dan Yuni yang telah

memberikan bantuan selama ini.
7. Semua pihak yang telah banyak membantu.

banyak

Penulis
sempurna,
dari

menyadari bahwa tulisan ini masih

oleh karena itu kritik dan saran yang

pembaca

sangat penulis harapkan

guna

jauh

dari

membangun

penyempurnaan

selanjutnya.
Akhirnya penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat
bermanfaat bagi yang memerlukannya.

Bogor, Oktober i99i

Penulis

Halaman

..................................
DAFTAR IS1 ......................................
DAFTAR GAMBAR ...................................
DAFTAR TABEL ....................................
DAFTAR LAMPIRAN .............................
I . PENDAHULUAN .....................................
I1 . TINJAUAN PUSTAKA ................................
A . OKSIGEN DAN KERUSAKAN PANGAN .................
KATA PENGANTAR

1

.

.
3.
4.
2

Oksigen

...................................
.......................
Mikrobial .......................
Oleh Serangga ...................

Kerusakan Oksidatif
Kerusakan
Kerusakan

............
KIMIAWI .....

.

iii
V
vii
viii
1
4
4
4
5
12

14

B . PENYEW.P OKSIGEN SEBAGAI PENGAWET

14

C . PENGURANGAN KADAR OKSIGEN SECARA

21

D . BESI AKTIF SEBAGAI PENYERAP OKSIGEN

I11

i

..........
BAHAN DAN METODE PENELITIAN .....................
A . BAHAN DAN ALAT ...............................
1 . Bahan .....................................
2 . Alat ......................................
B . METODE PENELITIAN ............................
1 . Indikator Oksigen .........................
2 . Penyerap Oksigen ..........................
3 . Penentuan Laju Penyerapan

.................

24
30
30
30
30
31
31
34
36

.

...............
IV . PEMBAHASAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
A . INDIKATOR OKSIGEN ...........................
1 . Bahan dan Prinsip Reaksi .................
2 . Proses Pembuatan .........................
3 . Penyimpanan ..............................
B . BAHAN PENYERAP OKSIGEN ......................
1 . Bahan dan Prinsip Reaksi .................
2 . Proses Pembuatan .........................
3 . Penyimpanan ..............................
C . LAJU PENYERAPAN OKSIGEN .....................
1. Persiapan Sampel .........................
2 . Analisis dengan Oxygen Analyzer ..........
D . APLIKASI PADA PRODUK PANGAN .................
1 . Roti .....................................
2 . Salami ....................................
3 . Bakpia ...................................
4

V

Aplikasi Pada Produk Pangan

4

. Wingko ....................................

5

.

Potato chips

. KESIMPULAN

.............................

...........................
A . KESIMPULAN ..................................
5 . SARP.N .......................................
DAFTAR PUSTAKA .................................
LAMPIRAN .......................................
DAN SARAN

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar
Gambar

Gambar

1. Tahap-tahap dalam reaksi peroksid,asi pada
lemak ......................................

6

2. Pengaruh tekanan oksigen pada berbagai luas
permukaan per unit volume, terhadap kecepatan oksidasi lemak .........................

8

3. Reaksi oksidasi yang dikatalisis oleh enzim

.........................

9

4. Penurunan kualitas organoleptik pada wortel
yang dikeringbekukan pada beberapa konsentrasi oksigen yang berbeda .................

10

polifenol oksidase
Gambar

Gambar

5. Kecepatan perubahan warna daging sebagai

fungsi dari tekanan oksigen

................
................

Gambar

6. Kerusakan makanan mikrobial

Gambar

7. Efektivitas penyerap oksigen untuk mencegah

oksidasi minyak yang dikenai cahaya
Gambar

........

11
13
16

8. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim glukosa

...................................

22

Diagram alir pembuatan indikator oksigen
dengan CaO .................................

32

Gambar 10. Diagram alir pembuatan indikator oksigen
dengan Ca(OH)2 .............................

33

Gambar 11. Diagram alir pembuatan tepung kedelai bebas
lemak ......................................

34

....

35

oksidase
Gambar

9.

Gambar 12. Diagram alir pembuatan penyerap oksigen

Gambar 13. Control atmosphere glove box yang digunakan
untuk mendapatkan kondisi ruang yang berkadar
oksigen rendah ............................. 45
Gambar 14. Pengaruh berbagai kadar protein kedelai
terhadap daya ikat air .....................

50

Gambar 15. Ganbar penyerap oksigen tipe kering (atas)
dan penyerap oksigen tipe basah (bawah) ....

53