## MODEL PERUBAHAN VOLUME KERIPIK BUAH SELAMA PROSES PENGGORENGAN SECARA VAKUM

## [Model for Volume Changes in Fruit Chips during Vacuum Frying]
Jamaluddin 1) *, Budi Rahardjo 2) , Pudji Hastuti 2) dan Rochmadi 3)
1) Fakultas Teknik, Universitas Negeri Makassar
2) Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada
3) Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada
Diterima 11 Agustus 2010 / Disetujui 24 Desember 2010

## ABSTRACT
Expansion and puffing are specific characteristics of fried  products critical for consumer preferences. To obtain expanded and  puffed dried products that fit well with consumer acceptance criteria, it is necessary to pay attention to the process conditions which change the raw material characteristics during frying. The important changes include volume and density ratio of the products during frying. Hypothetically, these changes are due to water vaporization and the decrease dry matter in the products. The objective of this research is to develop a mathematical model of volume and density ratio changes for jack fruit during vacuum frying as a function of water and starch content reductions. Samples were vacuum fried  at  70–100 O C  and  pressure  of  80-90  kPa  for  15–60  min.  The  parameters  observed  were  volume  and  density  as  well  as  water  and  starch contents of samples before and after vacuum frying. The results showed that the developed model can be used to predict changes in volume and density ratio of jack fruit during vacuum frying.
Keywords : volume, density, water content, starch contentand vacuum frying

## 1 PENDAHULUAN
Penggorengan  makanan  dapat  merubah  struktur  pori produk  dalam bentuk penyusutan atau pemekaran. Perubahan struktur tersebut dapat mempengaruhi difusivitas gas dan cairan di  dalam  bahan  (Kawas,  Moreira,  2000;  Lujan,  Moreira,  1996; Xiong,  Narsimhan  dan  Okos,  1991;  Yamsaengsung  dan Moreira,  2002a).  Selanjutnya  Asensio  (1999),  Yamsaengsung, Moreira  (2002b)  mengembangkan  korelasi  semi  empirik perubahan  struktur  pada  penyusutan  dan  pemekaran  produk yang  disebabkan  oleh  penggembungan.  Penelitian  tersebut telah berhasil mengungkapkan perubahan volume dan porositas bahan  selama  proses  penggorengan  dan  menjelaskan  bahwa perubahan  volume  dan  porositas  bahan  disebabkan  karena hilangnya air terikat dan adanya perubahan struktur sel dalam bahan,  namun  penelitian  tersebut  belum  mempertimbangkan terjadinya  perubahan  volume  dan  rasio  perubahan  densitas karena  adanya  penguapan  air  sehingga  terbentuk  rongga kosong  dan  penurunan  kadar  pati  karena  terjadinya  reaksi gelatinisasi di dalam bahan.
Pengembangan  model  matematik  yang  menjelaskan perubahan  volume  dan  struktur  selama  proses  penggorengan telah  dikembangkan  oleh  Kawas,  Moreira  (1996),  Lujan et  al ., (1996),  Yamsaengsung,  Moreira  (2002a),  Math et  al .,  (2003). Hasil  penelitian  tersebut  menjelaskan  bahwa  penggorengan dapat  mengubah  struktur  produk  dengan  ter-jadinya penyusutan,  pemekaran,  kepadatan,  perubahan  tekstur  dan kimiawi pada bahan. Namun model tersebut belum menjelaskan
* Korespondensi Penulis :
Email : mamal_ptm@yahoo.co.id
perubahan  volume  dan  rasio  perubahan  densitas  karena berubahnya kondisi bahan baku, meliputi: penurunan kadar air dan  penurunan  kadarpati.  Padahal  kondisi  tersebut  sangat penting  dipertimbangkan  sebagai  penyebab  terjadinya perubahan volume dan rasio perubahan densitas bahan pangan selama  penggorengan.  Yamsaengsung,  Moreira  (2002a) membuat  model  empirik  untuk  menggambarkan  perubahan volume tortilla  chip selama  penggorengan.  Hasil  penelitiannya menunjukkan tortilla  chip mengalami  penyusutan  dan pengembangan  disebabkan  oleh  pengembangan  gelembung gas  dalam tortilla  chip .  Whitaker  (1977)  dan  Asensio  (1999) mengembangkan  model  untuk  menjelaskan  penghilangan  air terikat  dianggap  sebagai  penyebab  penyusutan  pada  struktur sel bahan. Penelitian tersebut telah berhasil menjelaskan gejala perubahan volumedan kaitannya dengan penurunan kadar air di dalam  bahan  ,namun  belum  menjelaskan  pengaruh  kondisi bahan  baku  dan  hubungan  secara  empirik  antara  penurunan kadar  air  dan  kadar  pati  dengan  perubahan  volume  dan  rasio perubahan densitas produk.
Penelitian secara menyeluruh selama proses penggorengan pada  makanan  berpati  dilakukan  oleh  Supriyanto  (2007)  dan menjelaskan bahwa perubahan volume produk dipengaruhi oleh nisbah  amilosa  dan  amilopektin.  Penelitian  tersebut  belum mengungkap  kondisi  bahan  baku  dan  reaksi  yang  terjadi dengan  perubahan  volume  dan  rasio  perubahan  densitas produk.  Padahal,  salah  satu  faktor  sehingga  keripik  buah disukai  oleh  konsumen  adalah  yang  memiliki  sifat  mekar  atau mengembang.  Oleh  karena  itu,  untuk  dapat  menghasilkan produk  keripik  buah  sesuai  dengan  selera  konsumen,  maka tersedianya  model  matematik  kondisi  bahan  baku  dan  reaksi yang  terjadi  sangat  penting,  agar  mutu  produk  dapat
diperkirakan secara baik untuk menghasilkan produk yang lebih berkualitas.  Dengan  demikian,  penelitian  lebih  komprehensif masih  perlu  dikembangkan  agar  diperoleh  pemahaman  lebih lanjut pada proses penggorengan bahan pangan. Saat ini belum banyak  penelitian  yang  memperlihatkan  hubungan  antara penguapan  air  dan  penurunan  kadar  pati  dengan  perubahan volume  dan  rasio  perubahan  densitas  buah  selama  proses penggorengan vakum.
Tujuan  penelitian  ini  adalah  mengembangkan  model matematik  perubahan  volume  dan  rasio  perubahan  densitas buah  selama  proses  penggorengan  vakum  karena  penurunan kadar  air  dan  kadar  pati  dalam    padatan,  sehingga  hasil penelitian  ini  diharapkan  dapat  mengungkapkan  perubahan volume  dan  rasio  perubahan  densitas  bahan  pangan  selama penggorengan  secara  vakum  yang  belum  dikemukakan sebelumnya.

## METODOLOGI

## Persamaan model empirik perubahan volume
Perubahan  volume  berupa  penyusutan  dan  pemekaran serta  rasio  perubahan  densitas  berupa  pengecilan  dan pembesaran  pori  sangat  menentukan  kekerasan  dan kerenyahan  produk.  Perubahan  volume  (V v )  dan  rasio perubahan  densitas  (V p )  produk  diduga  dipengaruhi  oleh penurunan  kadar  air  danpenurunan  kadar  pati  dalam  padatan selama  proses  penggorengan.  Dengan  demikian  perubahan volume dan rasio perubahan densitas produk disebabkan oleh adanya  perubahan  kadar  air,  perubahan  kadarpati  dalam padatan dijelaskan dalam persamaan berikut.
V v(Ca, Cpt) =f(C a , C pt )............................................(1) V p(Ca, Cpt) =f(C a , C pt )............................................(2)
Persamaan  (1)  dan  (2)  menunjukkan  bahwa  perubahan volume  dan  rasio  perubahan  densitas  tergantung  pada konsentrasi  kadar  air  dan  kadar  pati  di  dalam  padatan. Sehingga  perubahan  volume  dan  rasio  perubahan  densitas padatan dapat dicari dengan menggunakan pendekatan analisis dimensi ( dimensional analysis ) yang dikemukakan dalam sistem persamaan seperti berikut ini.
y pt x a C aC = v V .................................................. (3) y pt x a C aC = p V ................................................... (4)
Dengan  menyederhanakan  persamaan  (3)  dan  (4)  dalam bentuk  logaritma,  makanilai  a,  x  dan  y  dapat  dievaluasi berdasarkan  data  percobaan  dengan  metode least  square multiple regression sebagai berikut.
pt a v C log y + C log x + a log = V log .................(5) pt a p C log y + C log x + a log = V
log .................(6)
Keterangan :
a :  Konstante C :  Konsentrasi (kg/m 3 total)
V :  Perubahan
x, y  :  Bilangan eksponen
Subscripts a :  Air di dalam padatan pt :  Pati di dalam padatan v
:  Volume (mm 3 ) p
:  Densitas (kg/mm 3 )

## Bahan dan alat
Bahan  utama  penelitian  adalah  buah  nangka  jenis  nangka salak (berdasarkan sifat-sifat buahnya) yaitu daging buah padat, berair  dan  kurang  aroma.  Buah  nangka  berumur  12–24  jam setelah  dipanen,  dibeli  dari  petani  melalui  pedagang  buah  di pasar tradisional di Kota Baru Yogyakarta. Diasumsikan bahan homogen  diseluruh  padatan  termasuk  permukaan  padatan, sedangkan bahan pendukung penelitian adalah minyak goreng dan bahan-bahan kimia untuk analisis kimia.
Alat utama adalah penggoreng vakum (vacuum fryer) dibuat secara  khusus  untuk  skala  laboratorium  dan  dirancang  sesuai dengan  kebutuhan  penelitian  dilengkapi  dengan  perekam  data ( data  logger) sistem  komputer,  sedangkan  alat  pendukung adalah  gelas  ukur,  mikrometer,  timbangan  analitik,  alat  ukur analisa kadar airdan kadar pati.

## Pelaksanaan penelitian
Sampel digoreng pada kombinasi suhu70-100 O C dan lama penggorengan  15 sampai 60 menit serta tekanan vakum80-90 kPa.  Perubahan  volume  (V v ),  rasio  perubahan  densitas  (V p ), penurunan  kadar  air  dan  kadar  pati  ditentukan  sebelum  dan setelah  digoreng.  Proses  penelitian  dan  pengukuran  dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan.

## Pengukuran dan analisis

## Pengukuran volume
Volume sampel diukur dengan menggunakan metode dalam Taiwo  dan  Baik  (2006).  Perubahan  volume  sampel  adalah perbandingan  volume  setelah  dan  sebelum  digoreng.Volume sampel  sebelum  dan  setelah  digoreng  diukur  dengan  gelas ukur.

## Pengukuran rasio perubahan densitas
Rasio  perubahan  densitas  sampel  diukur  dengan menggunakan  metode  dalam  Taiwo  dan  Baik  (2006).  Rasio perubahan  densitas  adalah  kepadatan  sampel  sebelum digoreng dikurangi dengan kepadatan sampel setelah digoreng dibagi dengan kepadatan sampel sebelum digoreng.

## Analisis kadar air
Kadar  air  di  dalam  sampel  sebelum  dan  setelah  digoreng dianalisisdengan  menggunakan  metode  oven  vakum  (AOAC, 1970; Snell et. al., 1972) dengan ukuran sampel 10 g.

## Analisis kadar pati
Kadar pati di dalam sampel sebelum dan setelah digoreng dianalisis  menggunakan  metode  ( Direct  Acid  Hydrolysis Method ; AOAC, 1970). Untuk bahan berbentuk padat digunakan
Pe ru ba ha n Vo lu m e (m m 3 /m m 3 ) Lama Penggorengan (min) Pe ru ba ha n Vo lu m e (m m 3 /m m 3 )
Lama Penggorengan (min)
ukuran  sampel  2  –  5  g,  sedangkan  bahan  yang  mengandung lemak  pati  yang  terdapat  sebagai  residu  pada  kertas  saring dicuci 5 kali dengan 10 ml ether, selanjutnya residu dipindahkan secara kuantitatif dari kertas saring ke dalam Erlenmeyer untuk hidrolisa  asam  dengan  HCl  25%  selama  2,5  jam  dan  setelah dingin dinetralkan dengan larutan NaOH45% kemudian disaring untuk penentuan kadar glukosa. Kadar gula dinyatakan sebagai glukosa  dari  filtrat  yang  diperoleh.  Berat  pati  adalah  berat glukosa dikalikan 0,9.

## Analisis data
Data  hasil  penelitian  dianalisis  dengan  menggunakan multiple  regeression dan  statistik.  Metode multiple  regression digunakan untuk menyelesaikan sistem persamaan linear model perubahan  volume  dan  rasio  perubahan  densitasproduk sebagai fungsi penurunankadar air dan pati; sedangkan analisis statistik  digunakan  analisis  regresi  bergandadengan  program SPSS  untuk  mencari  signifikansi  dan  pengaruh  penurunan kadar air dan penurunan kadar pati terhadap perubahan volume dan rasio perubahan densitas padatan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Perubahan  volume  padatan  nangka  selama  peng- gorengan vakum
Perubahan  volume  padatan  nangka  dengan  berbagai variasi suhu minyak dan tekanan vakum disajikan pada Gambar 1a  dan1b.  Tekanan  vakum  dan  suhu  selama  penggorengan dijaga  tetap  pada  90  kPadan  100 O C.  Dari  gambar  tampak perubahan  volume  berupa  penyusutan  dan  pemekaran dipengaruhi oleh suhu dan tekanan vakum.
Pada tekanan vakum rendah dengan suhu makin tinggiada kecenderungan  padatan  mengalami  penyusutan  dan pemekaran  yang  cepat  atau  sebaliknya.  Hal  tersebut disebabkan oleh penggorengan pada suhu dan tekanan vakum lebih  tinggi,  perpindahan  panas  ke  permukaan  dan  kemudian masuk ke dalam padatan lebih cepat dibanding pada suhu dan tekanan vakum lebih rendah, sehingga air pada permukaan dan di  dalam  padatan  lebih  cepat  keluar  menyebabkan  padatan menjadi  menyusut  dan  beberapa  lama  menjadi  mekar. Selanjutnya  berdasarkan  Gambar  1a  dan  1b  tampak  titik  laju penyusutan dan pemekaran padatan.
Penyusutan  terus  berlangsung  sebelum  penguapan  air bebas mencapai konstan atau pada saat kadar air masih di atas 15%,  pada  keadaan  tersebut  tidak  terjadi  pemekaran,  namun beberapa lama setelah kadar air di bawah 15% padatan sudah mulai mengembang dan akhirnya menjadi mekar.
Penyusutan dan pemekaran diduga ada hubungan dengan penguapanair  bebas  dalam  padatan,  sehingga  penguapan  air bebas  menyebabkan  padatan  mengalami  penyusutan  dan pemekaran.  Penelitian  ini  sesuai  dengan  penelitian  Asensio (1999)  serta  Yamsaengsung,  Moreira  (2002a)  yang menjelaskan  bahwa  perubahan  volume  bahan  selama  peng- gorengan disebabkan oleh hilangnya air terikat dalam bahan.
Pada  awal  penggorengan  mula-mula  air  bebas  pada permukaan keluar dan beberapa lama air bebas dalam padatan juga keluar mengakibatkan padatan menjadi menyusut.
Setelah  semua  air  bebas  keluar  terjadi  pengerasan  pada permukaan  sehingga  sebagian  air  bebas  terjebak  di  dalam padatan.  Karena  air  menerima  panas,  sehingga  menjadi  uap dan memuai akhirnya padatan menjadi mengembang.
Gambar 1.   Perubahan volume padatan nangka selama penggorengan  (a)  variasi  suhu  minyak  pada  tekanan vakum  90  kPa  dan  (b)variasi  tekanan  vakum  pada  suhu minyak 100 O C.

## Rasio  perubahan  densitas  padatan  nangka  selama penggorengan vakum
Rasio  perubahan  densitas  padatan  nangka  selama penggorengan pada berbagai variasi suhu minyak dan tekanan vakum disajikan pada Gambar 2a dan 2b. Tekanan vakum dan suhu  selama  penggorengan  dijaga  tetap  pada  90  kPa  dan 100 O C.  Dari  gambar  tampak  profil  rasio  perubahan  densitas padatan sama dengan perubahan volume. Pada tekanan vakum rendah  dengan  suhu  makin  tinggi  rasio  perubahan  densitas mengalami penurunandengan cepat dan sebaliknya.
Pada  awalnya  padatan  mengalami  penuruanrasio perubahan  densitas,  namun  kemudian  beberapa  lama  terjadi peningkatan  rasio  perubahan  densitas  padatan.  Titik  laju penurunan  dan  peningkatanrasio  perubahan  densitas  tampak terjadi pada menit ke 15.  Titik perubahan tersebut dipengaruhi oleh suhu dan tekanan vakum. Di samping itu, penurunan dan peningkatan rasio perubahan densitas tampak dipengaruhi oleh penguapan  air  bebas  dalam  padatan.  Penurunan  rasio perubahan densita stampak terjadi ketika penguapan air bebas belum konstan pada saat kadar air masih di atas 15%, namun beberapa  lama  setelah  penguapan  air  bebas  menjadi  konstan
(a)
(b)
Lama Penggorengan (min)
R as io P er ub ah an D en sit as (k g/ m m 3 /k g/ m m 3 ) R as io P er ub ah an D en sit as (k g/ m m 3 /k g/ m m 3 ) Lama Penggorengan (min) Ka da r Ai r ( % ) Lama Penggorengan (min) Ka da r Ai r ( % ) Lama Penggorengan (min)
ketika  kadar  air  di  bawah  15%  rasio  perubahan  densitas padatan mulai menjadi meningkat sampai akhir penggorengan.
Uap air keluarsecara perlahan-lahan sehingga sebagian air bebas  menyebabkan  rongga  menjadi  mengecil  dan  secara bersamaan  terbentuk  lapisan  keras  pada  permukaan  padatan. Pada saat itu pembentukan rongga mulai menjadi besar sampai akhir  penggorengan.  Kondisi  tersebut  diduga  karena  lapisan keras yang terbentuk membatasi difusi air dari dalam, akhirnya air menguap dan menyebabkan terjadinya tekanan dari dalam, sehingga  padatan  yang  digoreng  struktur  porinya  menjadi mengembang  dan  membentuk  kantong  udara.  Kantong  udara yang terbentuk inilah yang mungkin memberikan bunyi berderak dan renyah ketika produk digigit.
Hasil  penelitian  ini  mendukung  penelitian  Yamsaengsung, Moreira (2002b) yang menjelaskan bahwa pembentukan lapisan keras  pada  penggorengan tortilla  chip sangat  mengurangi  laju penguapan  air  dan  menyebabkan  tekanan  di  dalam chip . Peningkatan  tekanan  tersebut  menyebabkan  pengembangan pori sehingga menghasilkan produk akhir yang renyah.
Gambar 2.  Rasio  perubahan  densitas  padatan  nangka  selama penggorengan  (a)  variasi  suhu  minyak  pada  tekanan vakum  90  kPa  dan  (b)variasi  tekanan  vakum  pada  suhu minyak 100 O C.

## Penurunan kadar air padatan nangka selama penggorengan vakum
Penurunan kadar air padatan nangka selama penggorengan pada  berbagai  variasi  suhu  minyak  dan  tekanan  vakum disajikan  pada  Gambar  3a  dan  3b.  Tekanan  vakum  dan  suhu selama  penggorengan  dijaga  tetap  pada  90  kPa  dan  100 O C. Berdasarkan gambar tampak laju penguapan air bebas selama penggorengan dipengaruhi oleh suhu dan tekanan vakum. Pada tekanan  vakum  rendah  dengan  suhu  makin  tinggi,  ada kecenderungan  laju  penguapan  air  bebas  semakin  cepat  atau sebaliknya.  Hal  ini  disebabkan  karena  titik  didih  air  dan  lama penguapan  air  dipengaruhi  oleh  tekanan  vakum.  Penelitian  ini mendukung  penelitian  Garayo,  Moreira  (2002)  yang
menjelaskan  bahwa  kentang  yang  digoreng  pada  suhu  lebih tinggi  dengan  tekanan  vakum  sama  memerlukan  waktu  lebih singkat  untuk  mencapai  kadar  air  yang  sama.  Pada  awal penggorengan,  energi  panas  digunakan  untuk  memanaskan permukaan  kemudian  bagian  dalam  padatan.  Pada  kondisi  ini proses  penguapan  air  bebas  mulai  berlangsung  dari  bagian dalam  ke  permukaan,  karena  adanya  perbedaan  konsentrasi massa  air  dibagian  dalam  dengan  permukaan  dan  karena konsentrasi  massa  air  pada  permukaan  lebih  rendah dibandingkan konsentrasi massa air di dalam padatan.
Air  pada  permukaan  lebih  cepat  menjadi  uap  disebabkan oleh adanya kontak langsung padatan dengan minyak goreng. Penurunan  kadar  air  dicirikan  adanya  penguapan  air  dan terjadinya  gelembung  gas  dari  permukaan  padatan  ke  media minyak  panas.  Pada  awal  penggorengan,  penguapan  air bebasdari  dalam  padatan  tampak  mendekati  konstan  sebelum kadar  air  mencapai  15%,  beberapa  lama  kemudian  melambat dan menjadi konstan setelah kadar air di bawah 15%.
Perubahan kadar air ini ada keterkaitan dengan perubahan volume dan rasio perubahan densitas padatan. Titik perubahan volume  dan  rasio  perubahan  densitas,  dimana  padatan  mulai menyusut  dan  porinya  mengecil  dimulai  dari  awal  peng- gorengan sampai tahap sebelum penguapan air bebas konstan, yaitu saat kadar air di atas 15%, namun beberapa lama setelah penguapan  air  bebas  konstan,  yaitu  saat  kadar  air  di  bawah 15%,  padatan  mulai  mengembang  kembali  dan  terjadi pembesaran  pori  sampai  menjadi  mekar.  Hasil  penelitian  ini sesuai  dengan  penelitian  Kawas  (2002)  serta  Yamsaengsung, Moreira  (2002a)  yang  menjelaskan  bahwa  penguapan  air  dari dalam  padatan  menyebabkan  terjadinya  pengerutan  dan setelah semua air terikat menguap, tortilla chip menjadi mekar karena adanya tekanan uap air tersebut dalam totilla chip .
Gambar 3.   Penurunan  kadar  air  padatan  nangka  selama penggorengan  (a)  variasi  suhu  minyak  pada  tekanan vakum 90 kPa dan (b) variasi tekanan vakum pada suhu minyak 100 O C. (a) (b) (a) (b) (b)
Ka da r P at i ( %) Lama Penggorengan (min) Ka da r P at i ( %) Lama Penggorengan (min) Ka da r A ir da n Pa ti (%) Lama Penggorengan (min) Pe ru ba ha n Vo lu m e (m m 3 /m m 3 )
Penurunan  kadar  pati  padatan  nangka  selama  peng- gorengan vakum
Hasil  penelitian  penurunan  kadar  pati  dalam  padatan selama penggorengan pada  berbagai variasi suhu minyak dan tekanan  vakum  disajikan  pada  Gambar  4a  dan  4b.  Tekanan vakum  dan  suhu  selama  penggorengan  dijaga  tetap  pada  90 kPa  dan  100 O C.  Dari  gambar  nampak  laju  penurunan kandungan  pati  sama  dengan  laju  penurunan  kadar  air.  Pada awalnya  penurunan  kadar  pati  berlangsung  agak  cepat  dan beberapa  lama  kemudian  laju  penurunan  kadar  pati  menjadi lambat.  Titik  penurunan  tersebut  dipengaruhi  oleh  suhu  dan tekanan  vakum.  Pada  tekanan  vakum  rendah  dengan  suhu makin tinggi pati dalam padatan banyak mengalami penurunan atau sebaliknya, pada tekanan vakum tinggi dengan suhu makin rendah pati dalam padatan makin sedikit mengalami penurunan.
Gambar 4.   Penurunan  kadar  pati  padatan  nangka  selama penggorengan  (a)  variasi  suhu  minyak  pada  tekanan vakum  90  kPa  dan  (b)variasi  tekanan  vakum  pada  suhu minyak 100 O C.
Penurunan kadar pati di dalam padatan diduga disebabkan penggelembungan  granula  yang  semakin  besar  akibat bertambahnya waktu dan naiknya suhu penggorengan. Kondisi ini menyebabkan molekul amilosa lepas keluar dan keluar dari granula;  sehingga  makin  lama  waktu  dan  suhu  penggorengan makin  tinggi,  kadar  pati  di  dalam  padatan  makin  berkurang. Penelitian  ini  sejalan  dengan  penelitian  Whistler,  Be  Miller (1999)  yang  menjelaskan  bahwa  saat  pati  mencapai  titik gelatinisasi  terjadi  penggabungan  molekul  melalui  ikatan hidrogen  dan  membentuk  bangunan  kristal,  pada  keadaan tersebut  amilosa  menjadi  sukar  dicerna  oleh  enzim. Kemungkinan lain yang menyebabkan kandungan pati di dalam padatan  mengalami  penurunan  karena  pada  proses pemanasan,  pati  akan  mengalami  proses  gelatinisasi  dimana granula-granula pati membesar, dengan membesarnya granula-
granula pati akan melemahkan ikatan hidrogen, sehingga akan memudahkan  enzim  amylase  melakukan  penetrasi  untuk memutuskan ikatan glukosida pada pati dan akhirnya merubah pati menjadi glukosa (Juliastuti,  Dian, 2009). Penurunan  kadar pati  di  dalam  padatan  mungkin  disebabkan  oleh  adanya peningkatan kadar minyak yang terjadi secara signifikan dengan suhu  dan  tekanan  vakum.  Penurunan  kadar  pati  di  dalam padatan  dalam  penelitian  ini  belum  divalidasi  dengan  melacak ke mana pati tersebut perginya. Penurunan  kadar pati  tampak mempengaruhi  perubahan  volume  dan  rasio  perubahan densitas  padatan.  Penggabungan  laju  perubahan  volume, disebabkan oleh penguapan air dan penurunan kadar pati serta rasio  perubahan  densitas  padatan  disebabkan  penguapan  air dan  penurunan  kadar  patiakan  dapat  memperlihatkan keterkaitan ketiga proses tersebut.
Perubahan  volume  sebagai  fungsi  penguapan  air  dan penurunan  kadar  pati  padatan  nangka  selama  peng- gorengan vakum
Hasil  penggabungan  laju  perubahan  volume,  penurunan kadar  air  dan  penurunan  kadar  pati  dalam  padatan  selama penggorengan  pada  suhu  100 O C  dengan  tekanan  vakum  90 kPa  disajikan  pada  Gambar  5.  Dari  gambar  tampak  saling keterkaitan ketiga proses, yaitu  perubahan volume, penurunan kadar  air  dan  penurunan  kadar  pati  dalam  padatan  selama penggorengan vakum. Perubahan volume padatan dimulai dari volume  awal  kemudian  berubah  menjadi  menyusut  dengan cepat,  setelah  beberapa  lama  volume  padatan  menjadi  mekar kembali.  Penyusutan  diduga  disebabkan  oleh  penguapan  air bebas  dari  dalam  padatan  yang  terjadi  karena  adanya perbedaan  tekanan  di  dalam  dan  padapermukaan  padatan. Karena  tekanan  dalam  padatan  lebih  tinggi  jika  dibandingkan dengan bagian luar, air dalam padatan keluar. Pada saat kadar air  masih  di  atas  15%,  penyusutan  terus  berlangung  dan padatan tidak mengalami pemekaran.
Gambar 5.   Perubahan  volume,  penurunan  kadar  air  dan  penurunan kadar  pati  padatan  nangka  selama  penggorengan  pada suhu minyak 100 O C dengan tekanan vakum 90 kPa.
Pemekaran  mulai  terjadi  ketika  kadar  air  di  bawah  15% pada  saat  tekanan  dalam  padatan  sudah  mendekati  tekanan padapermukaan,  panas  menyebabkan  pengerasan  pada permukaan  secara  perlahan,  sehingga  sebagian  air  akan terjebak di dalam padatan. Uap air yang terjebak dalam padatan tidak  keluar  lagi  dan  menjadi  bertekanan  serta  membentuk kantong  gas,  sehingga  menyebabkan  padatan  menjadi
(a)
(b)
Ka da r A ir da n Pa ti (%) Pe ru ba ha n Vo lu m e (m m 3 /m m 3 ) Lama Penggorengan (min) Ka da r A ir da n Pa ti (%) R as io P er ub ah an D en sit as (k g/ m m 3 /k g/ m m 3 ) Lama Penggorengan (min) Ka da r A ir da n Pa ti (%)
Lama Penggorengan (min)
mengembang dan akhirnya menjadi mekar. Begitu pula halnya dengan  perubahan  kadar  pati  tampak  mempengaruhi perubahan volume padatan. Pada titik dimana perubahan kadar pati cukup drastis yaitu saat kandungan kadar pati di atas 15%, padatan  mengalami  penyusutan  dan  belum  mengembang, namun setelah melewati titik tersebut atau pada saat kadar pati di bawah 15%, dimana pati hampir tidak berubah lagi padatan sudah mulai mengembang dan akhirnya menjadi mekar.
Perhitungan  perubahan  volume,  penguapan  air  dan penurunan  kadar  pati  dalam  padatan  selama  penggorengan berdasarkan persamaan (3) diselesaikan dengan cara multiple regression menggunakan  program  komputer  disajikan  pada Gambar  6.  Berdasarkan  gambar  tampak  hasil  perhitungan perubahan volume, penurunan kadar air dan penurunan kadar pati  mengikuti  atau  hampir  sama  dengan  data  hasil pengamatan.  Model  matematik  perubahan  volume  padatan nangka  disebabkan  oleh  penguapan  air  bebas  dan  penurunan kadar  pati  selama  proses  penggorengan  vakum  dinyatakan dalam persamaan (5) berikut ini.
-1.82 pt 0.03 a v C C 133,98 = V ...............................(5)
Gambar 6.   Perhitungan volume, penurunan kadar air dan penurunan kadar  pati  padatan  nangka  selama  penggorengan  pada suhu minyak 100 O C dengan tekanan vakum 90 kPa.
Hasil  analisis  statistik  menunjukkan  penurunan  kadar  air dan  kadar  pati  berpengaruh  secara  signifikan  terhadap perubahan volume padatan (p<0,01), baik secara sendiri-sendiri maupun  bersama-sama.  Secara  sendiri-sendiri  penurunan kadar  air  berkontribusi  31%  terhadap  perubahan  volume  lebih kecil  jika  dibandingkan  dengan  penurunan  kadar  pati  yang berkontribusi  60,1%  terhadap  perubahan  volume,  sedangkan secara  bersama-sama  penurunan  kadar  air  dan  kadar  pati berkontribusi 60,1% terhadap perubahan volume padatan.
Rasio  perubahan  densitas  sebagai  fungsi  penguapan  air dan  penurunan  kadar  pati  padatan  nangka  selama  peng- gorengan vakum
Gambar  7  menyajikan  penggabungan  rasio  perubahan densitas,  penurunan  kadar  air  dan  penurunan  kadar  pati padatan  nangka  selama  penggorengan  pada  suhu  minyak 100 O C  dengan  tekanan  vakum  90  kPa.  Penurunan  rasio perubahan  densitasdiduga  disebabkan  oleh  penguapan  air bebas  dari  dalam  padatan.  Titik  penurunan  dan  peningkatan rasio  perubahan  densitas  dimulai  dari  awal  penggorengan dimana  pengecilan  pori  mulai  terjadi  dengan  cepat  saat  kadar air di atas 15%.
Pada kondisi ini pori dalam padatan mengalami pengecilan dan  tidak  mengalami  pembesaran.  Tetapi,  setelah  kadar  air berada  di  bawah  15%  tampak  pembesaran  pori  mulai  terjadi sampai  akhir  penggorengan.  Disamping  itu,  fenomena  yang sama  tampak  terjadi  pada  perubahan  kadar  pati,  agaknya perubahan  kadar  pati  tersebut  mempengaruhi  penurunan  dan peningkatan  rasio  perubahan  densitas  padatan.  Penurunan rasio  perubahan  densitas  tampak  terjadi  ketika  titik  dimana kadar  pati  mengalami  perubahan  cukup  drastis  pada  saat kandungan kadar pati di atas 15%, namun setelah melewati titik tersebut atau pada saat kadar pati di bawah 15%, dimana pati hampir  tidak  berubah  lagi,  pori  padatan  mulai  membesar  dan akhirnya menjadi mengembang.
Gambar 7.   Rasio  perubahan  densitas,  penurunan  kadar  air  dan penurunan  kadar  pati  padatan  nangka  selama penggorengan pada suhu minyak 100 O C dengan tekanan vakum 90 kPa.
Perhitungan  rasio  perubahan  densitas,  penguapan  air  dan penurunan  kadar  pati  dalam  padatan  selama  penggorengan berdasarkan persamaan (4) diselesaikan dengan cara multiple regression menggunakan  program  komputer  disajikan  pada Gambar  8.  Dari  gambar  tampak  hasil  perhitungan  rasio perubahan densitas, penurunan kadar air dan penurunan kadar pati mengikuti data hasil pengamatan. Dengan demikian model matematik  rasio  perubahan  densitas  padatan  nangka disebabkan  oleh  penguapan  air  bebas  dan  penurunan  kadar pati  selama  proses  penggorengan  vakum  dinyatakan  dalam persamaan (6) berikut.
-2.79 pt 0.1 a p C C 1494,79 = V ......................(6)
Gambar 8.   Rasio  perubahan  densitas,  penurunan  kadar  air  dan penurunan  kadar  pati  padatan  nangka  selama penggorengan pada suhu minyak 100 O C dengan tekanan vakum 90 kPa.
R as io P er ub ah an D en sit as (k g/ m m 3 /k g/ m m 3 )
Hasil analisis menunjukkan penurunan kadar air dan kadar pati  berpengaruh  secara  signifikan  terhadap  rasio  perubahan densitas  padatan  (p<0,01)  baik  secara  sendiri-sendiri  maupun bersama-sama.  Secara  sendiri-sendiri  penurunan  kadar  air berkontribusi  34%  dan  penurunan  kadar  pati  berkontribusi 49,7%  terhadap  rasio  perubahan  densitas,  namun  jika  secara bersama-sama  penurunan  kadar  air  dan  kadar  pati berkontribusi  50,6%  terhadap  rasio  perubahan  densitas padatan.

## KESIMPULAN
Kesimpulan  yang  dapat  diambil  dari  hasil  penelitian  ini adalah bahwa suhu dan tekanan vakum berpengaruh terhadap perubahan  volume  dan  rasio  perubahan  densitas  serta penguapan air dan penurunan kadar pati dalam padatan selama penggorengan.  Laju  perubahan  volume  dan  rasio  perubahan densitas  dipengaruhi  oleh  laju  penguapan  air  dan  laju penurunan  kadar  pati.  Apabila  penguapan  air  bebas  belum konstan  atau  pada  saat  kadar  air  masih  di  atas  15%,  terjadi penyusutan  dan  pengecilan  pori,  beberapa  lama  setelah penguapan  air  bebas  konstan  atau  kadar  air  di  bawah  15% mulai  terjadi  pemekaran  dan  pembesaran  pori  sampai  akhir penggorengan.  Demikian  pula  dengan  laju  penurunan  kadar pati,  laju  perubahan  volume  dan  rasio  perubahan  densitas berupa penyusutan dan pengecilan pori  tampak terjadi sampai penurunan  kadar  pati  belum  konstan  atau  di  atas  15%,namun setelah kadar pati mendekati konstan atau di bawah 15% mulai terjadi pemekaran dan pembesaran pori dalam padatan. Model matematik  yang  dikembangkan  dapat  digunakan  dengan  baik untuk  memprediksi  perubahan  volume  dan  rasio  perubahan densitasyang disebabkan karena penguapan air dan penurunan kadar pati dalam padatan selama proses penggorengan secara vakum pada sampel buah nangka.

## DAFTAR PUSTAKA
AOAC.  1970.  Official  methods  analysis  of  the  associations  of official analutical chem ists . Association of Afficial Analitycal Chemists. Washington, DC.
Asensio  MC.  1999.  Transport  phenomena  during  drying  of deformable,  hygroscopic  porous  media:  Fundamentals  and
applications.  Ph.D.  dissertation,  Texas  A&M  University, College Station. TX.
Garayo J, Moriera RG. 2002. Vacuum fraying of potato chips. J of Food Engineering 55:181–191.
Juliastuti  SR,  Dian  YP.  2009.  Parameter  kinetika  reaksi  alfa- amylase dan glucoamylase pada yield glukosa dari proses hidrolisa  limbah  padat  tapioka.  Seminar  Nasional  Teknik Kimia Indonesia. Bandung. 19-20 Oktober 2009.
Kawas  ML,  Moreira  RG.  1996.    Characterization  of  product quality attributes of tortilla chips during the frying process. J of Food Engineering 47:97–107.
Kawas  ML,  Moreire  RG.  2000.  Characterization  of  product quality  attributes  of  tortilla  chips  during  the  frying  process. M.S. thesis, Texas A&M University, College Station, TX.
Lujan  FJ,  Acosta,  Moreira  RG.  1996.  Relationship  between tortilla  chips  microstructure  and  oil  reduction.  Cereal Chemistry Journal 74:216–223.
Math  RG,  Velu  Nagender  VA,  Rao  DG.  2003.  Effect  of  frying conditions on moisture, fat and density of papad. J of Food Engineering 64:429-434.
Supriyanto.  2007.  Proses  penggorengan  bahan  makanan sumber  pati:  kajian  nisbah  amilosa-amilopektin.  Disertasi. Sekolah Pascasarjana. UGM Yogyakarta.
Taiwo  KA,  Baik  OD.  2006.  Effects  of  pre-treatments  on  the shrinkage  and  textural  proper-ties  of  fried  sweet  potatoes. LWT 40:661-668.
Whitaker  S.  1977.  Simultaneous  heat,  mass  and  momentum transfer  in  porous  media:  A  theory  of  drying.  Advances  in Heat Transfer 13:119–203.
Xiong X, G Narsimhan, Okos MR. 1991.  Effect of composition and pore structure on binding energy and effective diffusivity of  moisture  in  porous  food.  J  of  Food  Engineering15:187– 208.
Yamsaengsung,  Moriera  RG.  2002a.  Modeling  the  transport phenomena  and  structural  changes  during  deep  fat  frying. Part I: Model development. J of Food Engineering 53:1–10.
Yamsaengsung,  Moriera  RG.  2002b.  Modeling  the  transport phenomena  and  structural  changes  during  deep  fat  frying. Part II: Model solution and validation. J of Food Engineering 53:11–25.