Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Mengapa refraktometer penting dalam pengujian di lab komersial pangan? Dalam lab komersial pangan, refraktometer merupakan alat yang dibutuhkan untuk mengetahui kualitas bahan baku maupun produk jadi makanan, minuman, dan perisa di industri. Salah satu parameter kualitas pada pangan adalah rasa, yang ditentukan dengan konsentrasi padatan terlarut (Brix). Contohnya pada produk selai dan jelly, jika kepadatan gula lebih rendah dari 65-68% maka umur simpan akan berkurang. Selain parameter brix, alat ini juga digunakan untuk menentukan kemurnian bahan baku dengan penentuan indeks bias. Jika pengukurannya sedikit berbeda dari nilai yang diharapkan dan yang diketahui, maka produk telah dipalsukan. Pengujian kedua parameter tersebut telah direkomendasikan dalam AOAC menggunakan refraktometer. 

Adapun beberapa pengujian menggunakan refraktometer yang direkomendasikan oleh AOAC, disajikan pada tabel di bawah ini.

Tabel 1. Daftar Metode AOAC yang Menggunakan Refraktometer

No. Metode	Judul	Keterangan
970.15	Alcohol (by Weight) in Beer - Refractometer Method	Pengukuran Persen Alkohol
920.58	Alcohol in Wines by Volume from Refraction (Rapid Method)	Pengukuran Persen Alkohol
976.20	Solids (Soluble) in Frozen Concentrate for Lemonade - Refractometer Method	Kandungan Sukros
932.12	Solids (Soluble) in Fruits and Fruit Products - Refractometer Method	Kandungan Gula Buah dan Produk Buah
921.08	Index of Refraction of Oils and Fats	Indeks Refraktif  Minyak dan Lemak
969.18	Index of Refraction of Butterfat	Indeks Bias Lemak Susu
920.141	Refractive Index of Lemon and Orange Oils	Indeks Bias Minyak Atsiri
970.59	Solids (Soluble) in Tomato Products - Refractive Index Method	Konsentrasi Padatan Terlarut dalam Produk Tomat
932.14, Section C	Solids in Syrups (By Means of Refractometer)	Konsentrasi Gula dari Sirup

 

Pengukuran Brix

Refraktometer dalam lab komersial pangan dapat digunakan untuk menentukan kandungan gula dari sirup, jus buah, jus sayuran, minuman berbahan susu, minuman ringan, cola, madu, selai, jelly, selai jeruk dan minuman asam laktat.

Nilai Brix digunakan untuk penentuan konsentrasi gula, yaitu untuk menyatakan konsentrasi (% berat) atau kepadatan gula dalam larutan. Nilai Brix adalah perkiraan yang sangat baik untuk konsentrasi gula bahan makanan cair, dalam kasus di mana gula adalah komponen kimia utama setelah air. Ketika menggunakan refraktometer, 10 ° Brix sama dengan 10 gram gula dalam 100gram larutan / sampel.

Pada selai atau jelly, kandungan gula yang tepat sangat penting untuk pembentukan gel yang tepat. Jika kepadatan gula lebih rendah dari 65-68% maka umur simpan akan berkurang. Selai akan memiliki konsistensi berair dan bakteri dan jamur akan dapat tumbuh dalam produk. Jika kepadatan gula lebih tinggi dari 68%, selai akan sangat kaku dan gula mulai membentuk kristal dalam selai.

Selain itu, pemanis alami yang digunakan dalam formulasi minuman ringan umumnya sama seperti yang ditemukan dalam jus buah, yaitu sukrosa, glukosa dan fruktosa. Karena gula umumnya merupakan komponen terbesar kedua dalam minuman ringan atau jus buah, maka salah satu cara tercepat dan termudah untuk menilai apakah suatu produk sesuai spesifikasi adalah mengukur konsentrasi padatan terlarutnya (brix). Pengukuran brix untuk mengukur kadar gula juga dilakukan pada bir dan wine.

Pengukuran brix menggunakan refraktometer handheld atau refraktometer benchtop sangat memudahkan analis dalam melakukan pengukuran. Dimulai dari kalibrasi dengan aquadest kemudian sampel diteteskan pada prisma refraktometer maka hasilnya akan langsung terbaca dalam satuan brix tanpa menggunakan perhitungan rumus dan penyesuaian tabel konversi. Penggunaan refraktometer ini sangat menghemat waktu dengan lama pembacaan hasil sekitar 20-30 detik dan mencegah terjadinya perubahan pada sampel. 

Jika pengukuran brix dilakukan secara konvensional, metode yang digunakan berdasarkan pengukuran densitas menggunakan piknometer atau hidrometer. Piknometer adalah alat yang terbuat dari gelas berbentuk seperti botol kecil, dilengkapi tutup dengan lubang kapiler untuk menentukan berat jenis sampel. Pengukuran brix dengan piknometer harus dilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Setelah didapat densitas, maka nilai densitas dikonversikan ke nilai brix sesuai dengan tabel konversi.

Kekurangan dalam pengukuran dengan menggunakan piknometer:

1. Terbuat dari alat gelas sehingga mudah pecah dan dapat menimbulkan kecelakaan kerja.

2. Waktu yang dibutuhkan lebih lama karena dibutuhkan preparasi dengan cara pengeringan piknometer, penimbangan piknometer, penimbangan sampel, perhitungan rumus densitas dan penyesuaian nilai densitas ke brix dengan menggunakan table konversi.

3. Bacaan hasil bergantung pada ketelitian analis, sehingga akurasi terbatas.

4. Membutuhkan sampel dalam volume besar.

 

Pengukuran Indeks Bias

Indeks bias adalah rasio antara kecepatan cahaya merambat di udara dan dalam material. Parameter ini digunakan untuk penentuan kemurnian suatu bahan. Salah satu  contoh produk yang menggunakan indeks bias adalah minyak atsiri.

Minyak atsiri dalam makanan atau minuman digunakan sebagai bumbu atau perisa (flavor) atau dapat juga digunakan sebagai pengawet. Kriteria dalam menentukan kualitas kemurnian  minyak atsiri dapat dilakukan dengan melihat nilai indeks bias. Nilai indeks bias minyak atsiri dipengaruhi oleh komponen di dalamnya. Semakin banyak komponen rantai panjang seperti seskuiterpen atau komponen oksigen terdistilasi, maka semakin tinggi densitas minyak atsiri sehingga indeks bias minyak akan menjadi lebih besar. Jika pengukurannya sedikit berbeda dari nilai yang diharapkan dan yang diketahui, maka produk telah dipalsukan.

Pengukuran indeks bias pada zat cair dalam makanan atau minuman secara konvensional dapat dilakukan melalui metode pembiasan menggunakan plan paralel. Kotak plan paralel dapat dibuat menggunakan bahan plastik transparan yang dapat diisi dengan zat cair (sampel). Sehingga pada saat cahaya memasuki dan keluar plan paralel yang terisi sampel, cahaya akan mengalami pembiasan. Plan paralel ini dapat dibuat secara manual dengan membutuhkan waktu yang lama. Selain itu diperlukan perhitungan menggunakan hukum Snellius sebagai berikut:

n1. sinθ1 = n2.sinθ2

Keterangan:

n1 = indeks bias medium pertama

θ1 = sudut datang

n2 = indeks bias medium kedua

θ2 = sudut bias

Selain itu, pemilihan bahan pembuatan plan paralel yang tidak tepat akan mempengaruhi hasil indeks bias. Oleh karena itu, metode ini sudah lama ditinggalkan oleh analis dalam pengukuran indeks bias.

Indeks bias dapat juga diukur dengan menggunakan refraktometer. Cara pengukuran indeks bias dengan menggunakan refraktometer sama halnya dengan pengukuran brix, dimulai dari kalibrasi dengan aquadest kemudian sampel diteteskan pada prisma refraktometer maka hasilnya akan langsung terbaca dalam skala indeks bias (refractive index).

Pengukuran brix dan indeks bias sangat penting dalam menentukan kualitas makanan dan minuman, sehingga penggunaan refraktometer merupakan instrument yang tepat karena mudah digunakan dan cepat dalam pembacaan hasil.

Refraktometer yang dapat digunakan untuk pengukuran brix dan indeks bias ada dua macam yaitu: refraktometer analog dan refraktometer digital. Berikut perbandingan antara refraktometer digital dengan refraktometer analog:

 

No.	Deskripsi Perbandingan	Refraktometer Analog	Refraktometer Digital
1.	Pembacaan hasil	Bersifat subjektif (pembacaan tergantung pada penglihatan analis)	Objektif (hasil pembacaan langsung ditampilkan pada display alat)
2.	Suhu	membutuhkan kompensasi suhu untuk sukrosa dan tabel konversi secara manual. Hal ini memberikan kerumitan ekstra, memakan waktu dan memungkinkan terjadinya human error	kompensasi suhu otomatis dan suhu bisa ditampilkan pada hasil akhir.
3.	Cara Pembacaan	Dengan refraktometer analog, sampel harus ditempatkan dekat dengan mata untuk dibaca, dan ini tidak hanya dapat menjadi potensi bahaya tetapi juga membatasi visibilitas lingkungan.	refraktometer digital dapat dikontrol sejauh lengan dengan cara yang aman dan terlihat untuk dibaca.
4.	Akurasi	Refraktometer analog memiliki resolusi: Nilai brix  0,1 skala divisi Nilai indeks bias 0,001 skala	Refraktometer digital handheld: Nilai brix  0,1 skala divisi Nilai indeks bias 0,0001   Refraktometer digital benchtop:   Nilai brix  0,01 skala Nilai indeks bias 0,00001   Refraktometer digital menghasilkan  pembacaan yang jauh lebih akurat

 

Berdasarkan perbandingan tersebut, refraktometer digital memiliki kelebihan dibandingkan dengan refraktometer analog karena mudah digunakan, mengurangi kesalahan dalam pembacaan (human error), cepat dalam pembacaan hasil dan memiliki akurasi yang lebih.

 

 

Referensi:

Analysis of Food and Natural Products Exercise: Determination of carbohydrates in foodstuff. Institute of Chemical Technology, Prague.

AOAC. 2005. Official Method of Analysis of The Association of Official Analytical Chemistry. Washington D.C. : AOAC Intl.

Dewi, A et al. 2019. Characterization of essential oil from baby java orange (Citrus sinensis) solid waste. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.

https://bakerpedia.com/processes/brix/

https://refractometershop.com/collections/food-beverage/products/opti-digital-refractometer-jam-1

https://prime.erpnext.com/files/epdf.pub_chemistry-and-technology-of-soft-drinks-and-fruit-.pdf

Zamroni, A. 2013. Pengukuran Indeks Bias Zat Cair Melalui Metode Pembiasan Menggunakan Plan Paralel. Jurnal Fisika Vol.3 No.2.