73
pemanasan melalui spray drying tersebut tidak sepenuhnya memutus ikatan antar molekul kristal kalsium oksalat sehingga masih berpotensi
menimbulkan rasa gatal pada tepung mannan.
6. Residu Sulfit Tepung Mannan
Residu sulfit pada bahan pangan menjadi faktor lain yang perlu diperhatikan terkait dengan keamanan pangan. Menurut Chichester dan
Tanner 1972, residu sulfit pada bahan pangan tidak boleh melebihi 500 ppm. Analisis residu sulfit dilakukan dengan metode destilasi dan titrasi
menurut SNI 01-2894-1992. Hasil analisis residu sulfit pada tepung mannan adalah sebesar 477 ± 33.94 ppm. Nilai tersebut masih mendekati
batas yang diperbolehkan yaitu 500 ppm. Residu sulfit yang terukur pada saat analisis dapat berasal dari perendaman natrium metabisulfit maupun
dari bahan baku yaitu umbi iles-iles yang mengandung sulfit. Hasil pengukuran residu sulfit pada tepung mannan skala pilot plant secara
lengkap dapat dilihat pada Lampiran 10.
7. Karakteristik Reologi Tepung Mannan
Pengukuran karakteristik reologi bertujuan untuk mengetahui perilaku aliran dari tepung mannan dan untuk mengetahui karakteristik
fungsionalnya sebagai pengental maupun pembentuk gel. Parameter yang digunakan dalam pengukuran karakteristik reologi yaitu shear rate laju
geser, waktu atau lama pengadukan, dan suhu.
a. Pengaruh Shear Rate Laju Geser Terhadap Viskositas
Pengukuran viskositas untuk mengetahui ketergantungannya terhadap shear rate dilakukan pada empat jenis sampel tepung mannan
yaitu tepung hasil spray drying, tepung hasil drum drying, tepung yang diperoleh dari cara mekanik kering, dan tepung mannan komersial lokal.
Pada sampel tepung mannan hasil spray drying, sensor yang digunakan adalah jenis NV, dimana sensor tersebut digunakan untuk
mengukur reologi bahan pangan yang mempunyai viskositas rendah.
74
Spesifikasi sensor NV dapat dilihat pada Lampiran 11. Viskositas tepung spray drying
tersebut diukur pada kisaran shear rate 0-1000 1s. Pengukuran dilakukan pada dua kisaran konsentrasi yaitu 10 dan 11
dan dilakukan pada suhu ruang yaitu 28
O
C. Hasil pengukuran viskositas tepung mannan hasil spray drying
Gambar 30 menunjukkan viskositas tepung cenderung konstan dengan meningkatnya shear rate atau menunjukkan perilaku fluida Newtonian
pada konsentrasi 10, sedangkan pada konsentrasi 11, aliran tepung cenderung bersifat pseudoplastik, dimana viskositas mengalami penurunan
dengan meningkatnya shear rate. Viskositas pada tepung mannan hasil spray drying
konsentrasi 11 cenderung menunjukkan penurunan yang tidak signifikan sehingga dapat dikatakan bahwa jenis aliran pada tepung
mannan hasil spray drying konsentrasi 11 adalah pseudoplastik lemah. Pengukuran tidak dilakukan pada konsentrasi lebih rendah dari 10
karena diasumsikan perilaku aliran yang ditunjukkan tepung mannan hasil spray drying
akan menyerupai perilaku aliran pada konsentrasi 10. Analisis regresi curve fitting menunjukkan bahwa ketergantungan
viskositas terukur terhadap shear rate mengikuti model Power Law sebagai berikut:
μ
app
= K
n-1
Nilai indeks konsistensi K dan indeks perilaku aliran n untuk masing- masing konsentrasi dapat dilihat pada Tabel 9.
Dari Tabel 9 terlihat bahwa tepung mannan hasil spray drying pada konsentrasi 10 dan 11 mempunyai indeks perilaku aliran n lebih
kecil dari 1, yang berarti menunjukkan perilaku aliran pseudoplastis. Nilai indeks konsistensi K tepung mannan hasil spray drying bertambah
dengan meningkatnya konsentrasi. Nilai koefisen determinasi r
2
pada larutan tepung mannan konsentrasi 10 menunjukkan bahwa persamaan
Power Law kurang baik dalam mendeskripsikan pengaruh shear rate terhadap viskositas terukur pada konsentrasi 10. Larutan tepung mannan
75
konsentrasi 10 cenderung bersifat pseudoplastik lemah,terlihat dari nilai indeks perilaku aliran n nya yang menunjukkan angka 0.940.
Gambar 30. Pengaruh Shear Rate terhadap Viskositas Terukur Larutan
Tepung Mannan Hasil Spray Drying. Data merupakan rata- rata pengukuran dari dua kali pengukuran. Pengukuran
dilakukan pada suhu 28
O
C. Garis menunjukkan model Power Law pengaruh shear rate terhadap viskositas
terukur.
Tabel 9. Model Pengaruh Shear Rate terhadap Viskositas Terukur
Larutan Tepung Mannan Hasil Spray Drying pada Suhu 28
O
C. Konsentrasi
bv K n-1
n r
2
10 0.0270 -0.06
0.940 0.681
11 0.0740 -0.15
0.850 0.940
Pengukuran viskositas terhadap tepung mannan hasil drum drying dilakukan dengan menggunakan sensor SV1, dimana jenis sensor SV
digunakan untuk pengukuran viskositas bahan pangan yang bersifat kental. Spesifikasi sensor SV terdiri dari SV1, SV2, dan SV DIN dapat dilihat
pada Lampiran 10. Viskositas tepung drum drying diukur pada kisaran shear rate
0-400 1s. Pengukuran dilakukan pada kisaran tiga konsentrasi yaitu 8, 10, dan 11. Hasil pengukuran viskositas tepung mannan
hasil drum drying Gambar 31 menunjukkan penurunan viskositas terukur dengan bertambahnya shear rate atau menunjukkan perilaku aliran
pseudoplastik pada ketiga konsentrasi. Pengukuran viskositas pada ketiga konsentrasi tersebut tidak menunjukkan perbedaan yang cukup nyata,
0,01 0,02
0,03 0,04
0,05 0,06
0,07 0,08
68 135 205 273 341 410 479 547 616 685 754 823 893 959
Viskositas Pa.s
γ 1s
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
76
dimana pada Gambar 31, data viskositas ketiga konsentrasi tidak jauh berbeda. Adapun nilai indeks konsistensi K dan indeks perilaku aliran
untuk masing-masing konsentrasi dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Model Pengaruh Shear Rate terhadap Viskositas Terukur
Larutan Tepung Mannan Hasil Drum Drying pada Suhu 28
O
C. Konsentrasi
bv K n-1 n
r
2
8 3.2110 -0.560
0.440 0.967
10 3.2010 -0.560
0.440 0.983
11 3.2530 -0.550
0.450 0.971
Dari Tabel 10 terlihat bahwa pada setiap konsentrasi, nilai indeks perilaku aliran tepung mannan hasil drum drying lebih kecil dari satu atau
menunjukkan perilaku aliran pseudoplastik. Indeks perilaku aliran pada tepung mannan drum drying meningkat dengan bertambahnya konsentrasi,
yang artinya sifat pseudoplastis tepung drum drying akan semakin menurun, sedangkan nilai indeks konsistensi K relatif konstan pada
konsentrasi 8, 10 dan 11.
Gambar 31. Pengaruh Shear Rate terhadap Viskositas Terukur Larutan
Tepung Mannan Hasil Drum Drying. Data merupakan rata- rata dari tiga kali pengukuran. Pengukuran dilakukan pada
suhu 28
O
C. Garis menunjukkan model Power Law pengaruh shear rate terhadap viskositas terukur.
20 40
60 80
100 120
140 160
180
27 55
82 109 137 165 192 216 248 275 302 330 357 385
Viskositas Pa.
s
γ 1s
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
77
Pengukuran viskositas pada tepung mannan yang diperoleh dari cara mekanik kering dilakukan pada kisaran shear rate 0-400 1s. Sensor
yang digunakan adalah SV1. Pengukuran dilakukan pada tiga kisaran konsentrasi yaitu 8, 10, dan 11. Hasil pengukuran viskositas tepung
mannan cara kering Gambar 32 menunjukkan penurunan viskositas terukur dengan meningkatnya shear rate atau menunjukkan aliran yang
bersifat pseudoplastik pada setiap kisaran konsentrasi. Nilai viskositas tepung mannan cara kering pada ketiga konsentrasi menunjukkan nilai
yang tidak jauh berbeda. Adapun nilai indeks konsistensi K dan indeks perilaku aliran untuk masing-masing konsentrasi dapat dilihat pada Tabel
11.
Tabel 11. Model pengaruh shear rate terhadap viskositas terukur larutan
tepung mannan dari cara mekanik kering pada suhu 28
O
C. Konsentrasi
bv K n-1
n r
2
8 4.3190 -0.780
0.220 0.963
10 4.6170 -0.760
0.240 0.898
11 3.3960 -0.570
0.430 0.957
Gambar 32. Pengaruh shear rate terhadap viskositas terukur larutan
tepung mannan cara kering. Data merupakan rata-rata dari tiga kali pengukuran. Pengukuran dilakukan pada suhu
28
O
C. Garis menunjukkan model Power Law pengaruh shear rate
terhadap viskositas terukur
20 40
60 80
100 120
140 160
180 200
220
27 55
82 109 137 165 192 206 248 275 302 330 357 385
Viskositas Pa.s
γ 1s
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
78
Dari Tabel 11 dapat dilihat bahwa pada ketiga konsentrasi, tepung mannan cara kering menunjukkan perilaku aliran pseudoplastis. Nilai
indeks perilaku aliran cenderung meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi yang berarti sifat pseudoplastis akan semakin melemah dengan
meningkatnya konsentrasi. Nilai indeks konsistensi K pada tepung konsentrasi 10 lebih besar dibandingkan dengan nilai K pada tepung
konsentrasi 8, namun pada konsentrasi yang lebih tinggi 11, nilai indeks konsistensi kembali menurun.
Pengukuran viskositas pada tepung mannan komersial lokal dilakukan pada kisaran shear rate 0-400 1s. Sensor yang digunakan
adalah SV1. Pengukuran viskositas dilakukan pada tiga konsentrasi tepung, yaitu 8, 10, dan 11. Hasil pengukuran viskositas tepung
mannan komersial lokal Gambar 33 menunjukkan penurunan viskositas terukur seiring dengan meningkatnya laju geser shear rate yang artinya
perilaku aliran tepung mannan komersial bersifat pseudoplastik pada setiap kisaran konsentrasi. Pada sampel tepung mannan komersial,
perbedaan nilai viskositas terukur pada ketiga kisaran konsentrasi lebih terlihat jika dibandingkan dengan perbedaan nilai viskositas terukur
tepung mannan hasil drum drying dan tepung mannan cara kering pada kisaran konsentrasi dan shear rate yang sama. Tabel 12 menunjukkan nilai
indeks konsistensi K dan nilai indeks perilaku aliran untuk masing- masing konsentrasi.
Tabel 12. Model pengaruh shear rate terhadap viskositas terukur larutan
tepung mannan komersial pada suhu 28
O
C Konsentrasi
bv K
n-1 n
r
2
8 1.5680 -0.700
0.300 0.950
10 1.7880 -0.450
0.550 0.932
11 2.5310 -0.490
0.510 0.906
Dari Tabel 12 dapat dilihat bahwa pada ketiga kisaran konsentrasi, nilai indeks perilaku aliran tepung mannan komersial lebih kecil dari satu,
yang berarti pada ketiga konsentrasi tersebut tepung mannan komersial
79
menunjukkan perilaku aliran pseudoplastik. Nilai indeks perilaku aliran meningkat pada konsentrasi 10 namun mengalami penurunan sedikit
pada konsentrasi 11, sedangkan nilai indeks konsistensi tepung mannan komersial cenderung meningkat dengan bertambahnya konsentrasi.
Gambar 34 menunjukkan perbandingan viskositas terukur antara empat jenis tepung mannan pada konsentrasi yang sama yaitu 10. Dari
Gambar 34 terlihat bahwa viskositas terukur tepung mannan hasil drum drying
dan tepung mannan cara kering mempunyai nilai yang tidak jauh berbeda, sedangkan viskositas terukur tepung mannan komersial
mempunyai nilai yang lebih rendah dibandingkan dengan viskositas tepung mannan hasil drum drying dan cara kering. Hal tersebut disebabkan
pada tepung mannan komersial masih banyak terdapat komponen pengotor yang menyebabkan kelarutan glukomannan ke dalam air menjadi
berkurang. Akibat kelarutan glukomannan dalam air menjadi berkurang maka sifat mengentalkan yang dimiliki glukomannan pun menjadi
berkurang. Tepung mannan hasil spray drying mempunyai viskositas terukur yang cenderung tetap dibandingkan dengan viskositas ketiga
tepung lainnya. Dengan kata lain, tepung mannan hasil spray drying konsentrasi 10 menujukkan perilaku aliran fluida Newtonian sedangkan
ketiga jenis tepung lainnya menunjukkan perilaku pseudoplastik. Hal tersebut dapat terjadi karena degradasi glukomannan oleh enzim maupun
aktivitas mikroba yang menyebabkan glukomannan tidak lagi memiliki sifat sebagai pengental. Viskositas tepung mannan hasil spray drying
ketika dilarutkan ke air nilainya hampir sama dengan viskositas slurry 24 jam setelah ekstraksi. Hal tersebut menunjukkan bahwa degradasi molekul
glukomannan terjadi sewaktu penyimpanan slurry sebelum proses pengeringan dilakukan.
80
Gambar 33. Pengaruh shear rate terhadap viskositas terukur larutan
tepung mannan komersial. Data merupakan rata-rata dari tiga kali pengukuran. Pengukuran dilakukan pada suhu
28
O
C. Garis menunjukkan model Power Law pengaruh shear rate
terhadap viskositas terukur Berdasarkan penelitian yang dilakukan Wang et al.2008,
viskositas larutan konjac gum konsentrasi 0.05-0.40 mengalami penurunan dengan meningkatnya shear rate atau menunjukkan perilaku
pseudoplastik, sedangkan Rha 1978 di dalam Holilah 1998 menjelaskan bahwa perilaku pseudoplastik menunjukkan suatu pemisahan
kontinu atau penyusunan kembali suatu struktur yang mengakibatkan berkurangnya hambatan aliran bahan, sehingga kekentalannya menurun.
Gambar 34. Pengaruh shear rate 0-400 1s terhadap viskositas terukur
tepung mannan hasil spray drying, drum drying, tepung mannan cara kering, dan tepung mannan komersial
konsentrasi 10. Pengukuran dilakukan pada suhu 28
O
C.
10 20
30 40
50 60
70
27 54
82 109 137 165 192 200 247 274 302 330 357 384
Viskositas Pa.s
γ 1s
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
10 20
30 40
50 60
70 80
90 100
27 54
82 109 137 165 192 216 247 274 302 330 357 384
Viskositas Pa.s
γ 1s
Tepung Mannan
Hasil Drum
Drying Tepung
Mannan Cara
Kering Tepung
Mannan Komersial
Tepung Mannan
Spray Drying
81
b. Pengaruh Lama Pengadukan Terhadap Viskositas
Pengukuran pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur larutan tepung mannan hasil spray drying dilakukan pada shear rate
konstan yaitu 100 1s selama 30 menit. Sensor yang digunakan adalah sensor NV. Pengukuran dilakukan pada dua kisaran konsentrasi yaitu 10
dan 11 dan dilakukan pada kondisi suhu ruang yaitu 28
O
C. Hasil pengukuran viskositas pada tepung mannan hasil spray drying Gambar
35 menunjukkan bahwa pada konsentrasi 10 viskositas terukur tepung mannan hasil spray drying cenderung konstan dan tidak menunjukkan
ketergantungan terhadap waktu, sedangkan pada konsentrasi 11 perilaku aliran tepung mannan cenderung menunjukkan sifat thiksotropik yaitu
terjadi penurunan viskositas dengan meningkatnya lama pengadukan. Dengan bertambahnya waktu pengadukan dan pemecahan yang terus
terjadi, struktur bahan akan mengalami pemutusan atau pemecahan sehingga viskositas terukur dan konsistensinya menurun.
Model yang dapat menggambarkan pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas tepung mannan konsentrasi 11 adalah model power
seperti yang digunakan Rosidah 1990 di dalam Santoso1993, yaitu: μ
app
= bt
a
dengan nilai a dan b masing-masing adalah -0.08 dan 0.059, dengan nilai koefisien determinasi R
2
adalah 0.686. Nilai a merupakan slope kemiringan kurva hubungan antara log viskositas terukur dengan log
lama pengadukan, nilai negatif menunjukkan bahwa semakin lama waktu pengadukan terjadi penurunan viskositas terukur.
Breakdown B adalah pemutusanpemecahan ikatan struktur
molekul seiring dengan lamanya pengadukan pada kondisi shear rate konstan. Perhitungan laju breakdown umumnya dilakukan pada sampel
yang menunjukkan perilaku thiksotropik.
82
Gambar 35. Pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur
larutan tepung mannan hasil spray drying. Data merupakan rata-rata dari dua kali pengukuran. Pengukuran dilakukan
pada suhu 28
O
C. Garis merupakan model Power pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur
Pengaruh lama pengadukan terhadap laju breakdown tepung mannan hasil spray drying konsentrasi 11 Gambar 36 menunjukkan
bahwa laju breakdown pada tepung mannan hasil spray drying mengalami penurunan secara konstan hingga nilainya sangat kecil atau mendekati
angka nol. Penurunan laju breakdown hingga mendekati angka nol tersebut menunjukkan bahwa hampir tidak terjadi pemutusan struktur
glukomannan selama proses pengadukan.
Gambar 36. Pengaruh lama pengadukan terhadap laju breakdown B
larutan tepung mannan spray drying konsentrasi 11. Pengadukan dilakukan pada shear rate konstan 100 1s dan
suhu 28
O
C.
0,01 0,02
0,03 0,04
0,05 0,06
0,07 0,08
Viskositas Pa.s
t detik
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
0,0001 0,0002
0,0003 0,0004
0,0005 0,0006
B Pa.s
t detik
83
Pengukuran lama pengadukan terhadap viskositas terukur pada tepung hasil drum drying dilakukan pada shear rate konstan yaitu 100 1s
selama 30 menit. Sensor yang digunakan adalah sensor SV2 karena beberapa data viskositas terukur telah melampaui range pengukuran
dengan sensor SV1. Pengukuran dilakukan pada tiga kisaran konsentrasi yaitu 8, 10, dan 11. Hasil pengukuran viskositas pada tepung
mannan hasil drum drying Gambar 37 menunjukkan adanya ketergantungan viskositas terukur terhadap lama pengadukan pada ketiga
kisaran konsentrasi, dimana viskositas tepung mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya waktu pengadukan. Oleh karena itu, dapat
dikatakan bahwa tepung drum drying juga menunjukkan perilaku aliran thiksotropik.
Pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur atau terhadap shear stress dapat dinyatakan dengan model Weltman yang
sesuai untuk fluida thiksotropik. Shear stress atau gaya geser berbanding lurus dengan viskositas terukur
η
app
= . Adapun bentuk persamaan model Weltman adalah:
= A- B log t Aplikasi model Weltman pada perilaku aliran tepung mannan drum drying
dapat dilihat pada Tabel 13.
Gambar 37. Pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur
larutan tepung mannan hasil drum drying. Data merupakan rata-rata dari tiga kali pengukuran. Pengukuran dilakukan
pada suhu 28
O
C. Garis menunjukkan model Weltman pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur
5 10
15 20
25 30
Vi sk
osit a
s P
a. s
tdetik
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
84
Tabel 13. Model pengaruh lama pengadukan terhadap gaya geser larutan
tepung mannan hasil drum drying pada shear rate 100 1s dan suhu 28
O
C Konsentrasi bv
A B
r
2
8 977.1 183
0.9180 10 1300
271 0.9250
11 1749 349
0.7030 Dari Tabel 13 terlihat bahwa meningkatnya konsentrasi tepung
mannan drum drying juga meningkatkan nilai konstanta A dan B. Pada konsentrasi 11 gaya geser yang terukur menjadi bersifat kurang linear
terhadap waktu pengadukan. Nilai B merupakan slope kemiringan kurva hubungan antara shear stress dengan log waktu pengadukan. Pada
persamaan Weltman nilai B selalu negatif, menunjukkan perilaku thiksotropik atau menurunnya shear stress yang diikuti dengan
menurunnya viskositas terukur seiring dengan waktu pengadukan. Meningkatnya nilai B menunjukkan penurunan shear stress yang semakin
tajam seiring dengan meningkatnya lama pengadukan. Dari Tabel 13 terlihat bahwa penurunan shear stress yang semakin tajam terjadi dengan
meningkatnya konsentrasi. Nilai A menunjukkan shear stress awal tepung mannan hasil drum drying pada ketiga konsentrasi. Semakin meningkatnya
konsentrasi maka shear stress yang terukur juga semakin besar. Hasil perhitungan lama pengadukan terhadap laju breakdown
larutan tepung mannan hasil drum drying Gambar 38 menunjukkan bahwa pada ketiga konsentrasi tepung mannan hasil drum drying, laju
breakdown atau pemecahan struktur cenderung menurun hingga akhirnya
cenderung konstan pada akhir waktu pengadukan. Semakin lama waktu pengadukan, struktur glukomannan semakin banyak yang terpecah,
semakin sedikit struktur molekul glukomannan yang dapat dipecah sehingga laju breakdown semakin menurun.
85
Gambar 38. Pengaruh lama pengadukan terhadap laju breakdown B
larutan tepung mannan hasil drum drying. Pengadukan dilakukan pada shear rate konstan 100 1s dan suhu 28
O
C. Pengukuran lama pengadukan terhadap viskositas terukur pada
larutan tepung mannan yang diperoleh dari cara mekanik kering dilakukan pada shear rate konstan yaitu 100 1s selama 30 menit. Pengukuran
dilakukan dengan menggunakan sensor SV2 pada semua kisaran konsentrasi. Pengukuran dilakukan pada tiga kisaran konsentrasi yaitu 8,
10, dan 11. Hasil pengukuran viskositas pada tepung mannan cara kering
Gambar 39 menunjukkan bahwa pada setiap kisaran konsentrasi, viskositas terukur memiliki ketergantungan terhadap lama pengadukan,
dimana viskositas tepung mannan cara kering tersebut mengalami penurunan dengan semakin meningkatnya lama pengadukan. Perilaku
aliran pada tepung mannan cara kering juga menunjukkan adanya sifat thiksotropik. Karena sifat thiksotropik tersebut maka pengaruh lama
pengadukan terhadap viskositas terukur atau gaya geser dapat digambarkan dengan model Weltman = A - B log t. Aplikasi model
Weltman pada perilaku aliran tepung mannan cara kering dapat dilihat pada Tabel 14.
0,05 0,1
0,15 0,2
0,25 0,3
B Pa.s
t detik
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
86
Gambar 39. Pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur
larutan tepung mannan cara kering. Data merupakan rata- rata dari tiga kali pengukuran. Pengukuran dilakukan pada
suhu 28
O
C. Garis menunjukkan model Weltman pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur
Tabel 14. Model pengaruh lama pengadukan terhadap gaya geser larutan
tepung mannan dari cara mekanik kering pada shear rate 100 1s dan suhu 28
O
C Konsentrasi bv
A B
r
2
8 2593 756
0.9730 10 2884
825 0.9670
11 3103 731
0.9570 Dari Tabel 14 terlihat bahwa nilai konstanta A meningkat dengan
bertambahnya konsentrasi, sedangkan nilai konstanta B mengalami kenaikan pada konsentrasi 10 dan mengalami penurunan kembali pada
konsentrasi 11. Nilai B menunjukkan slope kemiringan kurva hubungan antara shear stress dengan lama pengadukan. Penurunan shear
stress paling tajam dengan meningkatnya lama pengadukan terdapat pada
tepung mannan cara kering konsentrasi 10. Nilai A merupakan shear stress awal pada ketiga konsentrasi tepung mannan cara kering. Nilai shear
stress awal tersebut semakin meningkat dengan bertambahnya konsentrasi.
Hasil perhitungan lama pengadukan terhadap laju breakdown larutan tepung mannan cara mekanik kering Gambar 40 menunjukkan
bahwa secara umum pada setiap kisaran konsentrasi, laju breakdown atau pemecahan struktur pada tepung mannan cara mekanik kering cenderung
5 10
15 20
25 30
35
V is
ko si
tas P
a. s
t detik
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
87
mengalami penurunan seiring dengan meningkatnya lama pengadukan. Semakin lama waktu pengadukan, struktur molekul glukomannan akan
semakin banyak yang mengalami pemutusan sehingga lama kelamaan seluruh molekul glukomannan akan terpecah menjadi monomer-monomer
yang lebih kecil. Adanya proses pemecahan struktur atau breakdown B tersebut menyebabkan viskositas larutan tepung mengalami penurunan.
Penurunan laju breakdown dengan meningkatnya lama pengadukan menyebabkan viskositas tepung menjadi cenderung konstan atau tidak lagi
mengalami penurunan yang signifikan.
Gambar 40. Pengaruh lama pengadukan terhadap laju breakdown B
larutan tepung mannan cara mekanik kering. Pengadukan dilakukan pada shear rate konstan 100 1s dan suhu 28
O
C. Pengukuran pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur
larutan tepung mannan komersial dilakukan pada shear rate konstan 100 1s selama 30 menit. Pengukuran dilakukan pada tiga kisaran konsentrasi
yaitu 8, 10, dan 11. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan sensor SV1 untuk tepung komersial konsentrasi 8, sedangkan untuk
konsentrasi 10 dan 11 digunakan sensor SV2 karena beberapa data viskositas yang terukur dengan menggunakan sensor SV1 nilainya
melampaui batas pengukuran sensor SV1. Hasil pengukuran viskositas tepung mannan pada tepung mannan
komersial Gambar 41 menunjukkan bahwa pada setiap konsentrasi viskositas terukur tepung mannan komersial tidak menunjukkan
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7
B Pa.s
t detik
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
88
ketergantungan terhadap waktu pengadukan atau menunjukkan perilaku fluida Newtonian. Pengadukan terhadap larutan glukomannan pada
kondisi shear rate konstan dan suhu ruang tidak berpengaruh terhadap viskositas terukur tepung mannan komersial.
Gambar 42 menunjukkan perbandingan viskositas empat jenis tepung mannan pada konsentrasi yang sama yaitu 10 selama pengadukan
selama 30 menit atau kurang lebih 1800 detik. Dari Gambar 42 terlihat bahwa viskositas awal tepung mannan cara kering memiliki nilai yang
paling tinggi, sedangkan viskositas terukur tepung mannan hasil spray drying
nilainya sangat kecil dibandingkan dengan viskositas terukur ketiga tepung mannan lainnya. Hal tersebut menunjukkan glukomannan yang
terdapat pada tepung mannan hasil spray drying tidak memiliki sifat fungsional sebagai pengental. Tepung mannan komersial menunjukkan
viskositas yang relatif konstan selama pengadukan, sedangkan tepung mannan cara kering dan tepung mannan hasil drum drying menunjukkan
sifat thiksotropik. Berdasarkan penelitian Wang et al.2008, viskositas larutan konjac
gum akan mengalami penurunan yang bersifat tetap namun tidak
signifikan pada waktu pengadukan di bawah 60 menit. Ketika waktu pengadukan mencapai lebih dari 90 menit, maka viskositas terukur larutan
konjac gum mengalami penurunan yang signifikan.
c. Pengaruh Suhu Terhadap Viskositas
Pengukuran pengaruh pemanasan terhadap viskositas terukur dilakukan terhadap keempat sampel tepung pada berbagai konsentrasi.
Pengukuran viskositas selama proses pemanasan pada keempat sampel tepung mannan dilakukan pada kisaran suhu 25
O
C-90
O
C, dengan laju peningkatan suhu sebesar 1
O
Cmenit. Selain itu, pengukuran dilakukan pada shear rate konstan yaitu 100 1s.
89
Gambar 41. Pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur
larutan tepung mannan komersial. Data merupakan rata- rata dari tiga kali pengukuran. Pengukuran dilakukan pada
suhu 28
O
C. .
Gambar 42. Pengaruh lama pengadukan terhadap viskositas terukur
tepung mannan hasil spray drying, tepung mannan hasil drum drying
, tepung mannan cara kering, dan tepung mannan komersial konsentrasi 10.
Pengukuran pengaruh peningkatan suhu terhadap viskositas terukur tepung mannan hasil spray drying dilakukan dengan menggunakan sensor
jenis NV. Pengukuran dilakukan pada dua kisaran konsentrasi yaitu 10 dan 11.
Hasil pengukuran viskositas tepung mannan hasil spray drying Gambar 43 menunjukkan terlihat bahwa pada konsentrasi 10 dan 11
viskositas terukur cenderung mengalami penurunan seiring dengan
2 4
6 8
10 12
Viskositas Pa.
s
t detik
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
5 10
15 20
25 30
35
Viskositas Pa.s
tdetik
Tepung Mannan
hasil Spray
Drying Tepung
Mannan hasil
Drum Drying
Tepung Mannan
Cara Kering
Tepung Mannan
Komersial
90
meningkatnya suhu. Hal ini terjadi karena suhu yang tinggi akan memutuskan ikatan antar molekul yang bergabung dan membentuk unit-
unit yang lebih kecil sehingga memudahkan fluida mengalir Rha, 1975. Pemutusan ikatan antar molekul-molekul pati dan glukomannan yang
terdapat pada tepung mannan hasil spray drying menyebabkan viskositas terukur tepung menjadi semakin rendah.
Berdasarkan hasil pengukuran yang diperoleh, ternyata model Arhennius dan model Saravacos 1967 kurang baik dalam
menggambarkan pengaruh suhu terhadap viskositas terukur larutan tepung mannan hasil spray drying. Oleh karena itu, dilakukan penentuan model
matematika yang sesuai dengan acuan regresi linear. Adapun model yang dapat digunakan untuk menggambarkan pengaruh pemanasan terhadap
viskositas terukur larutan tepung mannan hasil spray drying adalah model logaritmik, yaitu:
μ
app
= A lnT + B Adapun konstanta A dan B untuk konsentrasi 10 dan 11 dapat dilihat
pada Tabel 15. Dari Tabel 15 dapat dilihat bahwa dengan meningkatnya
konsentrasi nilai konstanta A semakin menurun sedangkan nilai konstanta B semakin meningkat. Nilai konstanta A merupakan slope dari kurva
hubungan antara viskositas terukur dengan logaritma natural dari suhu pengukuran. Pada tepung mannan hasil spray drying konsentrasi 10,
konstanta bernilai nol sehingga dapat dikatakan bahwa persamaannya menjadi
μ
app
= B. Pada konsentrasi 11, konstanta A bernilai negatif yang menunjukkan adanya penurunan viskositas terukur dengan meningkatnya
suhu. Nilai B menunjukkan viskositas awal yang seharusnya terukur pada konsentrasi tersebut. Perbedaan viskositas awal yang terukur tersebut
dapat disebabkan adanya pemecahan struktur glukomannan pada awal pengadukan yaitu pada suhu 25
O
C.
91
Gambar 43. Pengaruh pemanasan dari suhu 25
O
C-90
O
C terhadap viskositas terukur larutan tepung mannan hasil spray drying
pada shear rate 100 1s. Data merupakan rata-rata dari tiga kali pengukuran. Garis menunjukkan model logaritmik
pengaruh pemanasan terhadap viskositas terukur
Tabel 15. Model pengaruh pemanasan dari suhu 25
O
C-90
O
C terhadap viskositas terukur larutan tepung mannan hasil spray drying
pada shear rate 100 1s
D Pengukuran pengaruh peningkatan suhu terhadap viskositas terukur
tepung mannan hasil drum drying dilakukan dengan menggunakan sensor SV2 dan dilakukan pada tiga kisaran konsentrasi yaitu 8,10 dan 11.
Hasil pengukuran viskositas tepung mannan hasil drum drying Gambar 44 menunjukkan bahwa pada setiap kisaran konsentrasi viskositas tepung
mannan hasil drum drying cenderung mengalami penurunan hingga mendekati angka nol karena terjadinya pemutusan ikatan molekul dan
pemecahan struktur. Berdasarkan hasil pengukuran yang diperoleh, ternyata model
Arhennius dan model Saravacos 1967 kurang baik dalam menggambarkan pengaruh suhu terhadap viskositas terukur larutan tepung
mannan hasil spray drying. Oleh karena itu, dilakukan penentuan model matematika yang sesuai dengan acuan regresi linear. Adapun model yang
0,01 0,02
0,03 0,04
0,05 0,06
0,07
0 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84
Viskositas Pa.s
Suhu
O
C
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
Konsentrasi bv A
B r
2
10 0.00 0.043
0.900 11 -0.01
0.062 0.943
92
dapat menggambarkan pengaruh pemanasan terhadap viskositas terukur tepung mannan hasil drum drying adalah model linear yaitu:
μ
app
= AT + B Adapun nilai konstanta A dan B untuk setiap kisaran konsentrasi dapat
dilihat pada Tabel 16.
Gambar 44. Pengaruh pemanasan dari suhu 25
O
C-90
O
C terhadap viskositas terukur larutan tepung mannan hasil drum drying
pada shear rate 100 1s. Data merupakan rata-rata dari tiga kali pengukuran. Garis menunjukkan model linear pengaruh
pemanasan terhadap viskositas terukur
Dari Tabel 16 terlihat bahwa dengan meningkatnya konsentrasi, nilai konstanta A semakin menurun sedangkan nilai konstanta B semakin
meningkat. Nilai A merupakan slope kemiringan kurva hubungan antara viskositas terukur dengan suhu. Konstanta A bernilai negatif pada semua
konsentrasi yang artinya pada setiap konsentrasi terjadi penurunan viskositas terukur dengan meningkatnya suhu. Nilai A yang semakin
menurun menunjukkan kemiringan kurva yang semakin besar dimana terjadi penurunan viskositas terukur yang semakin tajam dengan
meningkatnya suhu. Nilai B menunjukkan viskositas awal yang seharusnya terukur pada setiap konsentrasi.
5 10
15 20
25
29 34
39 44
49 54
59 64
69 73
77 80
83
Viskositas Pa.s
Suhu
O
C
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
93
Tabel 16. Model pengaruh pemanasan dari suhu 25
O
C-90
O
C terhadap viskositas terukur tepung mannan hasil drum drying pada shear
rate 100 1s
Konsentrasi bv A
B r
2
8 -0.049 4.220
0.890 10 -0.152
9.923 0.829
11 -0.223 15.630
0.958 Pengukuran pengaruh peningkatan suhu terhadap viskositas terukur
tepung mannan cara kering dilakukan dengan menggunakan sensor SV2 dan dilakukan pada tiga kisaran konsentrasi yaitu 8, 10, dan 11. Hasil
pengukuran viskositas tepung mannan cara kering Gambar 45 menunjukkan bahwa viskositas terukur tepung mannan cara kering
konsentrasi 8, 10, dan 11 cenderung mengalami penurunan viskositas terukur selama proses pemanasan.
Berdasarkan hasil pengukuran yang diperoleh, ternyata model Arhennius dan model Saravacos 1967 kurang baik dalam
menggambarkan pengaruh suhu terhadap viskositas terukur larutan tepung mannan hasil spray drying. Oleh karena itu, dilakukan penentuan model
matematika yang sesuai dengan acuan regresi linear. Pengaruh peningkatan suhu terhadap viskositas terukur tepung mannan hasil cara
kering pada ketiga konsentrasi dapat digambarkan dengan model logaritmik sebagai berikut:
μ
app
= A lnT + B dengan nilai konstanta A dan B untuk masing-masing konsentrasi dapat
dilihat pada Tabel 17. Nilai konstanta A yang bernilai negatif menunjukkan penurunan
viskositas dengan meningkatnya suhu, sedangkan nilai B menyatakan viskositas awal yang terukur pada konsentrasi tersebut. Nilai konstanta A
pada larutan tepung mannan konsentrasi 10 lebih kecil nilainya dibandingkan dengan nilai konstanta A pada larutan tepung mannan
konsentrasi 8 dan 11, yang artinya penurunan viskositas terukur pada larutan tepung mannan dari cara mekanik kering konsentrasi 10 lebih
94
landai dibandingkan dengan penurunan viskositas terukur larutan tepung mannan dari cara mekanik kering konsentrasi 8 dan 11.
Gambar 45. Pengaruh pemanasan dari suhu 25
O
C-90
O
C terhadap viskositas tepung mannan yang diperoleh dari cara mekanik
kering pada shear rate 100 1s. Data merupakan rata-rata dari tiga kali ulangan. Garis menunjukkan model logaritmik
pengaruh pemanasan terhadap viskositas terukur
Tabel 17. Model pengaruh pemanasan dari suhu 25
O
C-90
O
C terhadap viskositas terukur tepung mannan dari cara mekanik kering
pada shear rate 100 1s Konsentrasi bv
A B
r
2
8 -0.83 5.389
0.902 10 -0.67
6.009 0.556
11 -0.80 8.019
0.707 Gambar 46 menunjukkan pengaruh pemanasan terhadap viskositas
terukur tepung mannan komersial. Dari Gambar 46 dapat dilihat bahwa pada setiap kisaran konsentrasi, viskositas tepung mannan komersial
mengalami penurunan dengan meningkatnya suhu. Penurunan viskositas ini disebabkan pemutusan ikatan molekul glukomannan dan molekul-
molekul komponen lain yang terdapat di tepung tersebut.
2 4
6 8
10
29 34
39 44
49 54
59 64
69 74
78 82
85
Viskositas P
a. s
Suhu
O
C
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
95
Gambar 46. Pengaruh pemanasan dari suhu 25
O
C-90
O
C terhadap viskositas tepung mannan komersial pada shear rate 100
1s. Data merupakan rata-rata dari tiga kali ulangan. Garis menunjukkan model linear pengaruh pemanasan terhadap
viskositas terukur
Berdasarkan hasil pengukuran yang diperoleh, ternyata model Arhennius dan model Saravacos 1967 kurang baik dalam
menggambarkan pengaruh suhu terhadap viskositas terukur larutan tepung mannan hasil spray drying. Oleh karena itu, dilakukan penentuan model
matematika yang sesuai dengan acuan regresi linear. Adapun model matematika yang dapat menggambarkan pengaruh peningkatan suhu
terhadap viskositas terukur tepung mannan komersial pada setiap kisaran konsentrasi adalah model logaritmik yaitu:
μ
app
= A lnT + B Nilai konstanta A dan B untuk setiap kisaran konsentrasi dapat
dilihat pada Tabel 18.
Tabel 18. Model pengaruh pemanasan dari suhu 25
O
C-90
O
C terhadap viskositas terukur tepung mannan komersial pada shear rate
100 1s Konsentrasi bv
A B
r
2
8 -1.410 6.426
0.910 10 -2.240
11.100 0.883
11 -2.150 12.600
0.810 Dari Tabel 18 dapat dilihat bahwa semakin tinggi konsentrasi, nilai
konstanta B semakin meningkat. Nilai konstanta A menurun pada
2 4
6 8
10 12
14
29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 78 82 85
Vi sk
osit a
s P
a. s
Suhu C
Konsentrasi 8
Konsentrasi 10
Konsentrasi 11
96
konsentrasi 10 dan meningkat sedikit pada konsentrasi 11. Nilai A merupakan slope kemiringan dari kurva hubungan antara viskositas
terukur dengan suhu. Nilai A pada ketiga konsentrasi bernilai negatif, yang artinya pada setiap konsentrasi terjadi penurunan viskositas terukur dengan
meningkatnya suhu. Nilai B menunjukkan viskositas awal tepung mannan komersial pada ketiga konsentrasi dalam satuan Pa.s. Nilai viskositas awal
tersebut semakin meningkat dengan bertambahnya konsentrasi.
Gambar 47. Pengaruh pemanasan suhu 25
O
C-90
O
C terhadap viskositas terukur tepung mannan hasil spray drying, tepung mannan
hasil drum drying, tepung mannan cara kering, dan tepung mannan komersial konsentrasi 10. Garis menunjukkan
model pengaruh pemanasan terhadap viskositas terukur
Gambar 47 menunjukkan perbandingan viskositas terukur antara keempat sampel tepung mannan selama pemanasan dari suhu 25
O
C-90
O
C. Dari Gambar 47 terlihat bahwa viskositas terukur tepung mannan hasil
spray drying memiliki nilai yang paling rendah dibandingkan dengan
viskositas terukur tepung mannan lainnya. Tepung mannan hasil drum drying
dan tepung mannan komersial menunjukkan penurunan viskositas yang cukup tajam selama peningkatan suhu, sedangkan tepung mannan
cara kering menunjukkan penurunan yang cenderung tidak signifikan selama pemanasan. Penurunan viskositas terjadi karena adanya pemutusan
ikatan struktur molekul glukomannan secara kontinu dengan meningkatnya suhu. Penurunan dan peningkatan viskositas yang terjadi
2 4
6 8
10 12
14 16
18
29 34
39 44
49 54
59 64
69 73
77 80
83
Vi sk
osit a
s P
a. s
T
O
C
Tepung Mannan
hasil Spray
Drying Tepung
Mannan hasil
Drum Drying
Tepung Mannan
Cara Kering
Tepung Mannan
Komersial
97
bergantian dapat disebabkan laju pemutusan ikatan dan penyusunan kembali struktur molekul glukomannan.
Menurut Rha 1978 di dalam Waluyati 1998, perubahan bentuk molekul timbul akibat adanya perlakuan panas dan shear rate yang
mengenai bahan, dimana suhu yang tinggi akan memecah ikatan antar molekul yang bergabung dan membentuk unit-unit yang lebih kecil, yang
memudahkan fluida mengalir.
98
V. KESIMPULAN
