6 konsentrasi non elektrolit yang merupakan faktor penting pada tingkat hidrasi koloid; dan 5
perlakuan mekanik akan mempengaruhi keadaan gel. Gel cincau hitam adalah massa hidrokoloid berwarna hitam kecoklatan dengan konsistensi
seperti agar Anonim, 1975. Gel cincau hitam dihasilkan dari ekstrak simplisia kering yang diberi pati dengan proses pemanasan sehingga akan dihasilkan gel yang bersifat kokoh. Menurut Pitojo dan
Zumiati 2005, cara praktis menguji mutu tanaman cincau hitam adalah dengan menggambil sedikit daun cincau hitam kering, kemudian dilumatkan dengan jari dan ditetesi air. Jika langsung terasa
lekat, berarti bahan baku tersebut berkualitas baik. Jika setelah dilumatkan terasa kurang lekat, berarti kualitas daun cincau kurang baik. Selain itu, hasil rebusan cincau hitam yang berkualitas baik akan
menghasilkan air rebusan yang kental. Untuk mengetahui sifatnya secara kuantitatif dapat dilakukan pengukuran dengan menggunakan viskometer.
Proses pembuatan gel cincau hitam diawali dengan merebus simplisia kering yang telah dicuci dan dibersihkan dengan abu qi selama beberapa jam. Setelah itu, air hasil rebusan disaring sehingga
diperoleh ekstrak tanaman cincau hitam. Ekstrak tersebut dimasak kembali dengan menambahkan tepung tapioka hingga cairan menggental. Cairan yang telah terbentuk tersebut dimasukkan ke dalam
wadah dan didinginkan pada suhu kamar sehingga akan diperoleh gel cincau hitam. Menurut Nusantoro 2001,
penambahan abu qi ke dalam rebusan simplisia kering mengakibatkan rebusan dalam keadaan basa dan dapat merusak dinding sel tanaman. Isi sel yang
berada di dalam dinding sel terekstrak keluar. Selain itu, adanya pelarut basa pada suhu tinggi dapat juga menyebabkan degradasi polisakarida dari komponen pembentuk gel itu sendiri.
Untuk menggantikan fungsi abu qi dapat juga digunakan NaOH dan KOH sebagai basa untuk ekstraksi.
Selain abu qi, pati merupakan salah satu komponen penting dalam pembentukkan gel cincau hitam. Gel tidak dapat terbentuk jika tidak ada penambahan pati. Penambahan pati dilakukan dengan cara
memanaskan ekstrak dan pati sehingga gel akan terbentuk jika campuran dipanaskan sampai suhu gelatinisasi pati.
D. Sineresis
Sineresis adalah kemampuan gel dalam menahan air selama penyimpanan. Menurut Glicksman 1969, sineresis adalah kecenderungan gel untuk mengeluarkan air. Laju sineresis tinggi apabila gel
yang dalam keadaan dingin mengalami pemanasan. Sineresis juga dapat dikatakan sebagai peristiwa pembebasan atau pelepasan medium terdispersi pada gel secara spontan pada saat kelembaban udara
tinggi dan suhu rendah. Penyebab terjadinya sineresis adalah gel mengalami kontraksi akibat terbentuknya ikatan – ikatan baru antara polimer yang terdapat pada struktur gel. Kontraksi yang
terjadi cenderung menekan air yang terdapat di dalam gel. Menurut Aurand dan Woods 1973, sineresis dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain pH,
temperatur, tekanan yang diberikan, dan sifat dari komposisi kimia pelarutnya.
E. Rheologi
Rheologi adalah suatu ilmu yang mempelajari deformasi dan aliran. Jika suatu gaya bekerja sehingga mengakibatkan deformasi dan aliran pada bahan, maka sifat – sifat mekanik yang terjadi
disebut sebagai sifat rheologi. Faktor seperti suhu, kelembaban, dan reaksi – reaksi kimia atau mikrobiologi yang berlangsung dalam produk pangan mungkin berpengaruh terhadap sifat –sifat
rheologi produk Heldman dan Singh, 1987. Menurut Gunasekaran dan Mehmet 2003, hal utama yang diperhatikan dalam rheologi adalah
hubungan antara strain, stress, dan waktu. Strain dan stress berhubungan dengan deformasi dan gaya.
7 Strain menjelaskan perubahan ukuran karena deformasi bahan yang menyebabkan perbedaan panjang
atau tinggi dari bahan, sedangkan stress menjelaskan perubahan ukuran karena pemberian gaya sehingga menyebabkan perbedaan luas penampang bahan.
Strain atau regangan terjadi saat bahan diberikan gaya dari luar yang mengakibatkan perubahan ukuran dan bentuk dari bahan. Perubahan ukuran dan bentuk yang terjadi disebut dengan deformasi.
Menurut Suastawa 2008, deformasi ialah perpindahan titik – titik dalam bahan. Adanya perubahan volume yang terjadi diakibatkan oleh tegangan isotropik seperti tekanan hidrostatik, sedangkan
perubahan bentuk disebabkan oleh tegangan geser. Strain merupakan ukuran secara kuantitatif deformasi. Perhitungan nilai strain diketahui
dengan cara membagi deformasi yang terjadi dengan panjang atau tinggi awal dari bahan. Hasil dari perhitungan strain tersebut diketahui sebagai engineering strain, seperti pada rumus di bawah ini :
= ± = ±
∆ ………………………………1
Nilai engineering strain yang diperoleh dengan memberikan gaya tarik pada bahan ditandai dengan + untuk menunjukkan bahwa panjang atau tinggi bahan sesudah ditarik lebih besar
dibanding panjang atau tinggi awal sedangkan nilai engineering strain yang diperoleh dengan memberi gaya tekan pada bahan ditandai dengan - untuk menunjukkan bahwa panjang atau tinggi
bahan sesudah ditekan lebih kecil dibanding panjang atau tinggi awal. Strain merupakan nilai yang tidak berdimensi, terkadang nilai dari strain dinyatakan dalam mmmm atau dalam persen.
Dalam rheologi pangan, true strain lebih sering digunakan saat bahan mengalami deformasi yang besar. True strain merupakan perhitungan ukuran strain yang lebih baik dibandingkan
engineering strain karena deformasi yang diperhitungkan pada persamaan ini dilihat berdasarkan panjang atau tinggi bahan yang terjadi saat itu, bukan panjang atau tinggi awal bahan. Hubungan
antara engineering strain ɛ dan true strain ɛ
true
dapat dilihat pada rumus di bawah ini :
ɛ
true
= −ln [1 − ] = −ln [1 −
∆
]
..……………………………2 Hal yang perlu diketahui dari perhitungan true strain adalah nilai yang lebih besar pada uji
tekan dan lebih kecil pada uji tarik dibandingkan dengan nilai yang dihasilkan oleh engineering strain. Stress diartikan sebagai gaya yang diberikan ke luasan area tertentu pada bahan. Satuan dari
stress dalam sistem Satuan Internasional SI adalah Pa = Nm
2
. Pemberian gaya yang tegak lurus dengan bahan biasa disebut dengan normal stress. Gaya tekan atau tarik termasuk ke dalam normal
stress. Nilai stress atau tegangan yang diperhitungkan berdasarkan luas penampang awal dari bahan dikenal dengan engineering stress σ :
=
……………………………….3 Perubahan luas penampang bahan yang terus menerus berubah selama pengujian membuat
nilai engineering stress mungkin kurang tepat untuk diaplikasikan. Oleh karena itu, stress diperhitungkan berdasarkan nilai luas penampang bahan pada saat pengukuran sedang berlangsung
yang dikenal dengan true stress σ
true
:
=
……………………………….4
Rumus true stress dirumuskan sebagai beriku
Rumus tersebut menggun volume dianggap konstan
Pada uniaxial com Gunasekarang dan Ak, 20
disebut dengan modulus elastisitas adalah resistan
dirumuskan sebagai beriku
Menurut Munizag antara stress – strain pada
yang digambarkan, antara untuk elastis atau deforma
atau deformasi permanen, semula. Bagian bahan ya
deformasi plastis. Viskosi Viskositas merupa
Matuszek 1997, viskosit dikenal istilah shear stres
saat molekul fluida berge shear rate -dV dr atau
γ
Berdasarkan tipe a Menurut Rao 1999, jenis
stress. Fluida Newtonian molekul rendah contoh :
polimer terlarut contoh : fluida Newtonian mengha
shear rate pada dua caira Gambar 2b.
Gambar 2. a Hubungan
fluida Newtoni viskositas M
ess pada pengujian uniaxial compression test samp ikut :
= 1 ɛ
1
∆ ∆
… unakan asumsi bahwa sampel yang ditekan bersifat in
an selama deformasi. ompression test, nilai true stress lebih kecil daripada n
, 2003. Akan tetapi, kedua jenis stress tersebut mengha us elastisitas yang mirip pada area linear kurva stre
tansi bahan terhadap deformasi aksial. Modulus elastis ikut :
……………………… aga dan Canovas 2004, rheologi bertujuan untuk m
da bahan. Bahan – bahan yang memiliki sifat rheologi m ara lain elastistas, plastisitas, dan viskositas. Elastisitas a
masi yang dapat balik. Plastisitas adalah kapasitas baha en, dimana tidak semua bagian bahan yang dirusak dapa
yang tidak dapat kembali ke keadaan semula inilah ya ositas adalah ketahanan terhadap aliran.
pakan salah satu pengukuran yang penting dalam peng sitas adalah ukuran bertahannya suatu fluida untuk men
ress dan shear rate. Gaya geser atau shear stress τ ada rgeser satu sama lain sepanjang permukaan tertentu. G
γ
adalah ukuran seberapa cepat suatu molekul untuk sa e alirannya, fluida diklasifikasikan menjadi Newtonian
nis aliran Newtonian memiliki shear rate yang berband n biasanya bahan yang memiliki senyawa – senyawa y
h : gula serta tidak mengandung konsentrasi yang bes h : pektin, protein, pati atau padatan terlarut. Hubungan
ghasilkan garis lurus seperti yang digambarkan pada G airan fluida Newtonian tidak akan mengubah nilai vis
n shear rate – shear stress fluida Newtonian, b Hu onian dengan shear rate. Simbol: τ shear stress, γ
Matuszek,1997
8 pel berbentuk silinder
…...….….….5 incompressible sehingga
a nilai engineering stress hasilkan suatu nilai yang
stress – strain. Modulus stisitas Young modulus
…………….6 menentukan hubungan
i memiliki tiga sifat dasar s adalah kapasitas bahan
han untuk bersifat plastis pat kembali ke keadaaan
yang merupakan ukuran ngaliran fluida. Menurut
engalir. Dalam viskositas adalah stress yang terjadi
Gradien kecepatan atau saling bergeser.
n dan non – Newtonian. nding lurus dengan shear
yang mengandung berat besar baik dalam bentuk
gan antara stress – strain a Gambar 2a. Perubahan
viskositas fluida tersebut
Hubungan viskositas dua , γ shear rate, dan η
9 Menurut Matuszek 1997, fluida non – Newtonian adalah fluida yang tidak memiliki
hubungan shear rate – shear stress yang berbanding lurus. Menurut Adebowale 2011, fluida non – Newtonian memiliki hubungan shear rate – shear stress yang tidak konstan. Jenis – jenis aliran dari
non – Newtonian ditunjukkan pada Gambar 3. Secara umum fluida non – Newtonian diklasifikasikan menjadi time – independent yaitu fluida
yang nilai viskositasnya hanya tergantung pada shear stress dan time – dependent yaitu fluida yang nilai viskositas dipengaruhi oleh perubahan shear stress dan waktu stress yang diberikan. Fluida yang
termasuk ke dalam time – independent antara lain pseudoplastic dan dilatant. Pseudoplastic merupakan jenis aliran yang mengalami penurunan viskositas saat terjadi peningkatan shear rate.
Jenis aliran ini terkadang disebut shear – thinning. Contoh fluida yang termasuk pseudoplastic adalah pasta pati dan santan. Dilatant merupakan jenis aliran fluida yang menunjukkan peningkatan
viskositas diikuti dengan peningkatan shear rate. Fluida dilatan juga disebut dengan shear - thickening. Contoh fluida yang termasuk dilatan adalah pati jagung yang tercampur di air dan gula
kental. Fluida time – dependent terdiri dari thixotropy dan rheopexy. Thixotropy adalah jenis aliran
fluida yang mengalami penurunan viskositas terhadap lamanya waktu saat diberikan laju geser yang konstan. Contoh fluida yang termasuk thixotropy adalah gelatin, krim, dan salad dressing. Rheopexy
merupakan jenis aliran fluida yang mengalami peningkatan viskositas terhadap lamanya waktu saat diberikan laju geser yang konstan Adebowale, 2011.
Gambar 3. Sifat aliran fluida non – Newtonian : a viskositas struktural untuk larutan dengan molekul
besar ; b aliran dilatan untuk suspensi dengan konsentrasi tinggi ; c viskoplastik dengan limit aliran : 1 – plastik ideal, 2 – 3 plastik non – linier ; d thixotropy : 1 –
antithixotropy, 2 – viskoelastik ; e aliran rheopexy. Simbol: τ
o
shear stress awal, τ shear stress, η viskositas, dan γ shear rate Matuszek, 1997
10 Pengujian menggunakan uniaxial compression adalah salah satu jenis tes rheologi yang sering
digunakan. Menurut Rosenthal 1999, pengujian ini dilakukan dengan cara meletakkan bahan di antara dua piringan plat lalu ditekan untuk mengetahui perubahan deformasi dan patahan yang terjadi
pada bahan. Berdasarkan Suastawa 2008, terdapat beberapa syarat yang harus dipenuhi ketika melakukan uniaxial compression test untuk menjamin validitas data pengujian, antara lain : 1 beban
yang diberikan harus tepat berada pada arah pembebanan agar terhindar dari pembelokan beban; 2 gesekan yang terjadi antara permukaan bahan dengan plat penekan harus dibuat sekecil mungkin; dan
3 rasio antara panjang dan diameter bahan harus dipilih pada kondisi dimana resiko pembelokkan bahan tidak terjadi sehingga bahan dapat berdiri dengan tegak. Keuntungan utama dari pengujian
bahan dengan menggunakan uniaxial compression test adalah kemudahan saat melakukan pengujian, termasuk penyediaan bahan untuk pengujian.
F. Viskoelastisitas
