KARAKTERISTIK SORPSI ISOTERMIS PADA APLIKASI SILIKA (SiO 2 ) SEBAGAI

## ANTICAKING AGENT TEPUNG BUMBU
CHARACTERISTIC OF SORPTION ISOTHERM IN SILICA DIOXIDE APPLICATION AS A SEASONED FLOUR ANTICAKING AGENT
Yosra Adi Putra 1)* , Indah Yuliasih 2) , dan Sugiarto 2)
1 Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680, Indonesia
E-mail: yosra.putra@gmail.com
2 Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Makalah: Diterima 5 April 2018; Diperbaiki 10 Agustus 2018; Disetujui 23 Agustus 2018

## ABSTRACT
Silica dioxide is one of anticacking agent as food additive. It can be encountered in nature, especially from  rice  husk  ash  waste.  The  objective  of  this  study  was  to  obtain  rice  husk-based  silica  and  find  out  its characteristics, then apply it in seasoned flour to examine its characteristics during the storage period based on sorption  isotherm.  This  research  consisted  of  two  stages.  The  first  stage  was  silica  isolation  from  rice  husk,  it was  started  by  washing  rice  husk  using  5%  citric  acid  as  pre-treatment  followed  by  800 o C  combustion  for  30 minutes, then continued by analyzing the characteristics of both rice husk-based silica and synthetic silica as a comparison.  Last  stage  was  formulating  seasoned  flour  with  0.5%  and  1%  both  rice  husk-based  silica  and synthetic silica as anticacking agent, followed by observing the phenomenon during storage period to illustrate its  sorption  isotherm  curve.  Characterizations  using  XRD  analysis  showed  both  synthetic  silica  and  rice  husk- based silica hadamorphous structure. SEM-EDX analysis showed that there were 25.52% elements of C in rice husk-based silica and 10.23% of C and 1.29% of N formed in synthetic silica. Addition of both rice husk-based and synthetic silica onto seasoned flour indicated the occurrence increasing number of critical and equilibrium moisture  content,  water  activity,  and  ash  content.  Based  on  characteristic  of  sorption  isotherm  curve,  the  1% addition of rice husk-based silica on seasoned flour formulation  gave optimum number of primary, secondary, and tertiary boundary water fractionsof 7.35%, 20.04%, 70.18%,respectively.
Keywords: anticaking agent, rice husk, silica, silica dioxide and synthetic silica

## ABSTRAK
Silika dioksida merupakan salah satu bahan anticaking agent pada bahan pangan. Silika dapat diperoleh dari  alam  salah  satunya  yaitu  dari  limbah  abu  sekam  padi.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mendapatkan  silika sekam  padi  dan  karakteristiknya.  Kemudian  mengaplikasikannya  pada  tepung  bumbu  untuk  mendapatkan karakteristik  tepung  bumbu  selama  penyimpanan  berdasarkan  kurva  sorpsi  isotermis.  Tahapan  penelitian  ini dimulai dengan pencucian sekam padi  menggunakan asam sitrat 5% sebagai pelakuan pendahuluan dilanjutkan dengan pembakaran pada suhu 800 o C selama 30 menit. Kemudian dilakukan karakterisasi silika sekam padi dan silika  sintetik  sebagai  pembanding.  Terakhir,  mengaplikasikan  silika  sekam  padi  dan  silika  sintetik  masing- masing  0,5  dan  1%  sebagai  bahan anticaking  agent pada  tepung  bumbu  serta  mengamati  fenomena  selama penyimpanan untuk mendapatkan kurva sorpsi isotermisnya.  Berdasarkan hasil penelitian, karakteristik dengan X-ray difraktometer menunjukkan silika sekam padi dan silika sintetik mempunyai struktur amorf. Hasil analisis SEM-EDX  menunjukkan  adanya  unsur  karbon  pada  silika  sekam  padi  dan  silika  sintetik  sebesar  25,52  dan 10,23%,  serta N sebesar 1,29% pada silika sintetik. Penambahan  silika sekam padi dan  silika sintetik (masing- masing, 0,5 dan 1%) menunjukkan fenomena peningkatan kadar air kritis, kadar air kesetimbangan, aktivitas air dan kadar abu. Berdasarkan pada karakteristik kurva sorpsi isotermis, diperoleh tepung bumbu terbaik yaitu pada perlakuan  tepung  bumbu  dengan  penambahan  silika  sekam  padi  1%  dengan  nilai  fraksi  air  terikat  primer, sekunder dan tersier berturut-turut adalah 7,35, 20,04 dan 70,18%.
Kata kunci: amorf, anticaking agent , sekam padi, silika, silika dioksida dan silika sintetik

## PENDAHULUAN
Anticaking agent (antikempal) adalah bahan tambahan  pangan  untuk  mencegah  mengempalnya produk  pangan  yang  ditambahkan  ke  dalam  pangan untuk  memengaruhi  sifat  atau  bentuk  pangan (BPOM,  2013).  Fungsi  antikempal  adalah  sebagai
senyawa anhidrat yang kemampuannya mengikat air melalui pengikatan di permukaan (surface adhesion) yang  sangat  baik  tanpa  menjadi  basah.  Penambahan senyawa  antikempal  bertujuan  untuk  mencegah terjadinya  penggumpalan  dan  menjaga  agar  bahan tersebut tetap dapat dituang (free flowing).
*Penulis Korespodensi
Jurnal Teknologi Industri Pertanian 28 (2):219-230 (2018) ISSN: 0216-3160    EISSN: 2252-3901
Terakreditasi DIKTI No 32a/E/KPT/2017 Tersedia online http://journal.ipb.ac.id/index.php/jurnaltin Nomor DOI: 10.24961/j.tek.ind.pert.2018.28.2.219
Beberapa  bahan anticaking (antikempal) yang  beredar  di  pasaran  sesuai  dengan  peraturan BPOM  (2013)  yang  biasa  digunakan  dalam  bahan pangan  diantaranya  adalah  kalsium  karbonat, magnesium dioksida, kalsium silikat, silika dioksida halus.  Silika  atau  silika  dioksida  (SiO 2 )  merupakan sumber  bahan anticaking yang  banyak  digunakan pada  produk  pangan  berupa  bubuk  salah  satunya adalah  tepung  bumbu.  Silika  yang  beredar  di  pasar berupa silika sintetik yang diperoleh dari bahan baku pasir atau kuarsa yang ketersediaannya berlimpah di alam,  namun  untuk  memenuhi  pasar  kebutuhan dalam  negeri  silika  masih  diimpor  (Nisak  dan Munasir,  2013).  Penggunaan  silika  sintetik  dalam bahan  makanan  dapat  memberikan  efek  buruk  bagi tubuh  dalam  jangka  panjang  seperti  penyakit bronkitis atau gangguan alat pernafasan dan penyakit paru-paru  (Kirk dan Othmer, 1984).
Silika  yang  dihasilkan  dari  sekam  padi memiliki  beberapa  kelebihan  dibandingkan  dengan silika  sintetik,  dimana  silika  sekam  padi  memiliki butiran  halus,  lebih  reaktif,  dapat  diperoleh  dengan cara  mudah  dengan  biaya  yang  relatif  murah,  serta didukung  oleh  ketersediaan  bahan  baku  yang melimpah dan dapat diperbaharui. Kandungan silika abu sekam padi merupakan yang tertinggi dibandingkan dengan abu bahan alam lainnya  yakni sebesar  93,2%  dan  abu  daun  bambu  75,90-82,86% (Dwivedi et  al., 2006),  silika  ampas  tebu  64,65% (Hanafi  dan  Nandang,  2010),  abu  cangkang  kelapa sawit  81,30%  (Pausa et  al., 2015).  Hasil  penelitian Umeda  dan  Kondoh  (2010)  yang  melakukan pencucian  dengan  asam  sitrat  konsentrasi  5%  dapat menghasilkan  silika  dengan  kemurnian  mencapai 99,77%  dan  bersifat  amorf  hingga  temperatur pembakaran 1000 o C.
Aplikasi  silika  sebagai  bahan anticaking agent tepung  bumbu  dengan  penambahan  silika sekam  padi  dan  silika  sintetik  pada  konsentrasi  0,5 dan  1%  dari  berat  tepung  bumbu.  Minimnya informasi  mengenai  aplikasi  silika  alami  untuk menggantikan  silika  sintetik  pada  produk  pangan menjadi  dasar  penelitian  ini.  Penyimpanan  tepung bumbu  dilakukan  untuk  mengetahui  fenomena  yang terjadi selama penyimpanan sehingga dapat diketahui  pengaruh  penambahan  silika  terhadap karakteristik  tepung  bumbu  dengan  kurva  sorpsi isotermis. Isotermis sorpsi air (ISA) menggambarkan hubungan  antara  kelembaban  relatif  udara/aktivitas air  dengan  kadar  air  kesetimbangan  bahan  yang ditunjukkan dengan kurva sorpsi isotermis. Mathlouthi  (2001)  menyatakan  bahwa  penentuan kadar air, bagaimanapun keakuratan metode analisisnya,  tidak  cukup  informatif  dalam  kaitannya dengan  kestabilan  produk  pangan  yang  diteliti. Aktivitas  air  adalah  pembawa  informasi  tambahan karena  memperhitungkan  ketersediaan  air  untuk reaksi  degradasi.  Pengetahuan  tentang  sorpsi isotermis suatu bahan pangan akan sangat membantu sekali  dalam  penentuan  jenis  pengemas  yang
dibutuhkan dan memprediksikan karakteristik kondisi penyimpanan yang sesuai (Dwiyono, 2014).
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mendapatkan silika sekam padi dan karakteristiknya serta mengaplikasikan silika pada tepung bumbu dan mendapatkan  karakteristik  tepung  bumbu  selama penyimpanan berdasarkan kurva sorpsi isotermis.

## BAHAN DAN METODE

## Bahan dan Alat
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian adalah  limbah  sekam  padi  ( Oryza  sativa L.)  yang diperoleh  dari  penggilingan  padi  di  Lembur  Leutik, Desa  Sawah  Baru,  Dramaga.  Bahan  pembuatan tepung  bumbu  yaitu  tepung  terigu  kadar  protein rendah.  Bahan  untuk  keperluan  analisa  yaitu  asam sitrat,  air,  akuades,  larutan  garam  jenuh  (lihat  pada Tabel  3),  alumunium  foil,  kertas  saring,  silika sintetik merk dagang Tixosil .
Peralatan  yang  digunakan  adalah  tanur ( furnace select-horn ), mortar, cawan porselin, cawan aluminium, ayakan 80 mesh, termometer,  a w -meter, pengaduk  magnet,  neraca  analitik,  oven,  desikator dan  desikator  modifikasi,  cawan  plastik, hot  plate , gelas  piala,  gelas  ukur,  gegep,  erlenmeyer,  blender dan wajan.

## Tahapan Penelitian
Persiapan Bahan Baku Bahan sekam padi diperoleh dari penggilingan  padi  di  Desa  Lembur  Leutik-Sawah Baru,  Balumbang  Jaya  Dramaga.  Sekam  padi  yang diperoleh  kemudian  dilakukan  proses  penimbangan untuk  mengetahui  beratnya,  dilanjutkan  dengan proses  pencucian,  dan  pengeringan  dengan  sinar matahari.  Pencucian  dilakukan  sebanyak  4  kali sampai  air  cucian  menjadi  bersih,  tujuan  pencucian ini  adalah  untuk  menghilangkan  zat-zat  pengotor berupa  debu  dan  pasir  yang  menempel  pada  sekam padi.  Pengeringan  dengan  sinar  matahari  selama  15 jam  untuk  menurunkan  kadar  air  mencapai  ±  14%. Tujuan  pengeringan  adalah  untuk  menghindari kerusakan  selama  penyimpanan  dan  mempermudah pada proses lanjutannya.

## Isolasi Silika Dengan Menggunakan Asam Sitrat 5%
Sekam  padi  sebanyak  30  g  dimasukkan  ke dalam  500  mL  larutan  asam  sitrat  5%  di  dalam erlenmeyer  1000  mL.  Konsentrasi  dan  lama  waktu pengadukan  merupakan  parameter  utama    untuk menghilangkan kandungan logam dalam sekam padi. Hidrolisis selulosa dan hemiselulosa juga tergantung pada  hal  tersebut.  Kemudian  campuran  larutan tersebut dilakukan pengadukan dengan menggunakan stirrer di  atas hotplate dengan kecepatan  pengadukan  960  rpm    pada  suhu  80°C selama  60  menit.  Setelah  proses  pencucian  asam selesai, kemudian dibilas dengan air pada suhu 50°C selama  15  menit.  Begitu  juga  dengan  pengaduk,
lakukan  pembilasan  dengan  air  dengan  kecepatan pangadukan  dibawah  960  rpm.  Proses  pembilasan dilakukan  dengan  tujuan  agar  pH  bahan  dan peralatan  (batang  pengaduk)  kembali  normal  (±  7). Selanjutnya,  bahan  dikeringkan  pada  suhu  100°C selama  60  menit.    Dilanjutkan  dengan  pengarangan pada 250 o C selama 15-20 menit untuk menghilangkan api serta asap pada saat pembakaran di  dalam furnace .  Arang  yang  dihasilkan  kemudian diabukan pada suhu 800°C selama 30 menit di dalam furnace ,  kemudian  didinginkan  dan  dilakukan penggerusan dengan mortar serta sehingga dihasilkan  silika  sekam  padi.  Untuk  diketahui,  suhu 800°C  digunakan  untuk  menghindari  terjadinya kristalisasi pada silika amorf yang dihasilkan. Silika yang dihasilkan di giling menggunakan mortar untuk memperkecil ukuran partikelnya, selanjutnya pengayakan  80  mesh  untuk  menyeragamkan  ukuran sehingga  dapat  digunakan  sebagai anticaking pada tepung bumbu.

## Karakterisasi Silika
Silika  yang  diperoleh  dari  isolasi  asam sitrat  5%  sebagai  perlakuan  awal  dilakukan karakterisasi terhadap kadar air (% bk), aktivitas air (a w ),  rendemen  (%  b/b),  visualisasi  (dokumentasi) terhadap  warna,  karakterisasi  difraktometer  sinar-X (XRD) untuk mengetahui informasi tentang perbandingan antara kristalinitas dan amorf material, karakterisasi  SEM  ( Scanning  Electron  Microscopy ) dan  EDX (Energy  Dispersive  X-ray  Spectrometry) untuk  memberikan  informasi  secara  langsung tentang  topografi,  morfologi,  komposisi  serta informasi susunan atom penyusunan sampel.

## Aplikasi  Silika  sebagai  Bahan  Anticaking  Agent pada Tepung Bumbu
Aplikasi  silika  sekam  padi  yang  diperoleh dari  hasil  penelitian  ditambahkan  ke  tepung  bumbu sebagai  bahan anticaking  agent .  Pembuatan  tepung bumbu dilakukan dengan pengadukan secara manual yaitu  mencampurkan  bahan  secara  perlahan  sampai merata.  Proses  pengadukan  dilakukan  dengan mendahulukan  mencampurkan  bahan-bahan  yang memiliki  rasa  dan  bau  yang  lebih  tajam.  Komposisi bahan  pembuatan  tepung  bumbu  dapat  dilihat  pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi bahan pembuatan tepung bumbu dalam 100 g bahan Bahan Persentase (%) Jumlah (g/100 g bahan) Bawang putih bubuk 0,97 0,97 Kaldu ayam bubuk 1,02 1,02 Gula pasir 0,51 0,51 Garam 2,30 2,30 Merica bubuk 1,30 1,30 Jinten bubuk 0,51 0,51 Paprika bubuk 0,48 0,48 Tepung terigu 92,41 92,41 Jumlah 100.00 100.00 Pada penelitian ini perlakuan yang diujicobakan  adalah  jenis  silika  pada  tepung  bumbu yaitu  silika  sekam  padi  dan  silika  sintetik,  dengan konsentrasi  silika  0,5  dan  1%,  tepung  bumbu  tanpa penambahan  silika,  dan  tepung  bumbu  komersial sebagai kontrol. Perlakuan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 2.
Selanjutnya,  tepung  bumbu  ini  dilakukan penyimpanan  untuk  mendapatkan  kurva  isotermis sorpsi  air  (ISA).  Adapun  parameter  yang  diamati terdiri  dari  kadar  air  awal,  aktivitas  air,  kadar  air kritis,  kadar  air  kesetimbangan.  Pembuatan  kurva sorpsi  isotermis  dilakukan  penyimpanan  sampel  di dalam  desikator  yang  telah  diisi  dengan  larutan garam  jenuh  dengan  berbagai  jenis  a w yang  dilihat pada  Tabel  3.  Pengukuran  berat  sampel  yang diletakkan  di  dalam  desikator  dilakukan  dengan penimbangan  bahan  secara  berkala  sampai  berat konstan.  Setelah  berat  mencapai  konstan  maka dilakukan  pengukuran  kadar  air  kesetimbangan bahan dengan menggunakan metode oven.
Penentuan  kurva  ISA  dilakukan  dengan cara  adsorpsi,  dimana  proses  adsorpsi  merupakan proses  penyerapan  uap  air  oleh  bahan  kering sehingga  bahan  tersebut  mencapai  kesetimbangan ditandai  dengan  berat  yang  konstan.  Moreira et  al., (1997)  menyatakan  adsorpsi  adalah  proses  apabila sampel  menyerap  uap  air  dari  atmosfer  yang mempunyai  RH  tinggi.  Dari  hasil  penelitian  dapat ditentukan  daerah  air  terikat  (primer,  sekunder  dan tersier).
Tabel 2. Perlakuan aplikasi silika sebagai bahan anticaking tepung bumbu
Perlakuan Keterangan Tanpa silika Tepung bumbu tanpa penambahan silika Komersial Tepung bumbu komersial sebagai kontrol Sintetik 0,5% Tepung bumbu dengan penambahan silika sintetik 0,5% Sintetik 1% Tepung bumbu dengan penambahan silika sintetik 1%
Sekam 0,5%
Tepung bumbu dengan penambahan silika sekam padi 0,5%
Sekam 1% Tepung bumbu dengan penambahan silika sekam padi 1%
Tabel  3.    Larutan  garam  jenuh,  a w ,  dan  RH  dalam desikator Garam Aktivitas Air (a w ) RH dalam desikator LiCl 0,11 11 CH 3 COOK 0,22 22 MgCl 0,32 32 K 2 CO 3 0,44 44 NaBr 0,56 56 NaNO 2 0,64 64 NaCl 0,75 75 KCl 0,84 84 K 2 SO 4 0,97 97 Sumber : Iskandar (2014) Untuk mendapatkan
kadar air kesetimbangan  dilakukan  dengan  penyimpanan  di dalam desikator pada masing-masing kondisi a w dan desikator  disimpan  di  dalam  inkubator  pada  suhu 30 o C,  kemudian  melakukan  pengamatan  selama penyimpanan dengan cara penimbangan berat bahan secara berkala. Kadar air kesetimbangan (Me) adalah kadar air dari suatu bahan pangan yang berkesetimbangan  pada  suhu  dan  kelembaban tertentu  dalam  periode  waktu  tertentu  (Brooker et al., 1992).
Dari penyimpanan di dalam chambers yang berisi  larutan  garam  jenuh  dari  a w terendah  sampai dengan  a w paling  tinggi,  berbanding  lurus  terhadap kadar  air  yang  dihasilkan.  Semakin  tinggi  a w dari lingkungan  penyimpanan  maka  terjadi  peningkatan kadar  air  tepung  bumbu.  Pada  larutan  garam  LiCl dan  CH 3 COOK  terjadi  penurunan  kadar  air  selama penyimpanan  dikarenakan  a w lingkungan  lebih rendah  dibandingkan  a w tepung  bumbu  sehingga terjadi  pelepasan  air  dari  bahan  ke  lingkungan. Kondisi  lingkungan  (larutan  garam)  MgCl,  K 2 CO 3 , NaBr,  NaNO 2 tidak  jauh  berbeda  dengan  tepung bumbu menyebabkan proses pelepasan atau penyerapan  air  terjadi  sebih  cepat  sehingga  proses kesetimbanganpun  lebih  cepat.  Pada  lingkungan dengan  a w yang  relatif  tinggi  proses  penyerapan  air
oleh  tepung  bumbu  menjadi  lebih  lambat.  Tren peningkatan kadar air pada masing-masing perlakuan  sama-sama  mengalami  peningkatan,  hal ini disebabkan oleh proses penyerapan/pelepasan air dari  tepung  bumbu  ke  lingkungan  untuk  mencapai keadaan setimbangnya.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Karakteristik Silika
Berdasarkan  hasil  isolasi  silika  sekam  padi maka  didapatkan  silika  sekam  padi  berwarna  putih namun  buram.  Warna  buram  ini  disebabkan  oleh kandungan  karbon  yang  tinggi  pada  sekam  padi. Silika  sekam  padi  yang  telah  diisolasi  dan  silika sintetik  sebagai  perbandingan  disajikan  pada Gambar  1.  Gambar  1  dapat  dilihat  warna  silika sekam padi lebih buram dibandingkan silika sintetik. Hal ini disebabkan karena dalam proses pengolahan silika  sekam  padi  tidak  dilakukan  proses bleaching . Selain  itu,  warna  kusam  pada  silika  sekam  padi disebabkan  oleh  ion-ion  pengotor  yang  masih terdapat  pada  abu  sekam  padi,  ion  pengotor  ini mengikat  sisa  karbon  dalam  abu  sekam  padi sehingga  karbon  tidak  dapat  bersentuhan  langsung dengan  udara  sehingga karbon  tidak  dapat teroksidasi (Krishanaro, 2001). Perbandingan karakteristik  silika  sekam  padi  dan  silika  sintetik disajikan pada Tabel 4.
Pada  Tabel  4  dapat  dilihat  karakteristik silika sekam padi dan silika sintetik. Kadar air silika sekam  padi  lebih  kecil  dibandingkan  dengan  silika sintetik,  masing-masing  yaitu  2,31  (%  bk)  dan  5,42 (%  bk),  begitu  juga  dengan  nilai  aktivitas  air  (a w ), masing  masing  0,43  dan  0,52.  Hal  ini  disebabkan karena  pembakaran  sekam  padi  pada  suhu  tinggi, dimana  pada  pembakaran  pada  suhu  tinggi  akan mengakibatkan  terjadinya  kehilangan  air  akibat penguapan, sedangkan silika sintetik telah diproduksi  lebih  lama  sehingga  besar  kemungkinan silika menyerap air dari lingkungan disekitarnya.
(a)
(b )
Gambar 1. Silika sekam padi hasil penelitian (a) dan silika sintetik (b)
Hubungan  kadar  air  dengan  aktivitas  air (a w )  ditunjukkan  dengan  kecenderungan  bahwa semakin  tinggi  kadar  air  maka  semakin  tinggi  pula nilai a w nya. Kadar air dinyatakan dalam persen (%) pada  kisaran  skala  0-100,  sedangkan  nilai  a w dinyatakan  dalam  angka  desimal  pada  kisaran  skala 0,0-1,0 (Legowo dan Nurwanto, 2004). Aktivitas air atau water activity (a w ) sering disebut juga air bebas, karena  aktivitas  reaksi-reaksi  kimiawi  terjadi  pada daerah  ini.  Kandungan  silika  sekam  padi  hasil penelitian sebesar 18,53% lebih rendah dibandingkan dengan hasil yang diperoleh Sembiring  dan  Simanjuntak  (2015)  yaitu  20,20%, dimana metode alkalis yang digunakan dalam proses isolasi  sekam  padi.  Kemungkinan  hasil  rendemen yang lebih rendah ini terjadi akibat proses pencucian pada  perlakuan  awal  sehingga  beberapa  bagian sekam padi terbuang.
Tabel  4.  Karakteristik  silika  sekam  padi  dan  silika
sintetik Komponen Silika sekam padi Silika sintetik Kadar air (% bk) Kadar abu (%) Nilai a w Crystallinity (%) Amorphous (%) Rendemen (%) 2,31 - 0,43 61,10 38,90 18,53 5,42 - 0,52 55,80 44,20 - Karakterisasi dengan difraksi sinar-X memberikan  informasi  mengenai  struktur  padatan yang  dianalisis  berupa  pola  difraksi  sesuai  dengan tingkat  kristalinitasnya. X-ray  diffraction (XRD) merupakan  salah  satu  metode  karakterisasi  material yang  digunakan  untuk  mengidentifikasi  struktur atom  dalam  material  tanpa  menghancurkan  material tersebut.Tiap  puncak  yang  muncul  pada  pola  XRD mewakili satu bidang kristal yang memiliki orientasi tertentu  dalam  sumbu  tiga  dimensi  (hkl).  Puncak- puncak  yang  didapatkan  dari  data  pengukuran  ini kemudian  dicocokkan  dengan  data  standar  difraksi sinar-X yang telah tersedia hampir untuk semua jenis
material.  Pola  difraksi  sinar-X  pada  silika  sekam padi dan silika sintetik dapat dilihat pada Gambar 2.
Harsono  (2002)  menyatakan  silika  sekam padi  bersifat  amorf.  Sifat  amorf  silika  sekam  padi dianalisa menggunakan XRD memiliki pola difraksi yang  sangat  identik  dengan  silika  sintetik.  Sampel silika  sekam  padi  yang  menunjukkan  bukit  ( hump ) pada 2-theta 21-23º, hal yang sama juga terlihat pada silika  sintetik  namun  pada  silika  sintetik  terdapat puncak  yang  lain  pada  2-theta  31 o .  Puncak  ini  2- Theta  31 o pada  silika  sintetik  ini  mengindikasikan ada komposisi pengotor yaitu Na. Bukit yang landai pada  grafik  menunjukkan  bahwa  pada  sekam  padi yang  diberi  perlakuan  awal  dengan  asam  sitrat  dan dibakar  pada  temperatur  880ºC,  memiliki  struktur padatan  amorf  (Krishnarao et  al., 2001).  Tidak terjadi  perubahan  struktur  amorf  silika  menjadi kristalin  pada  proses  pembakaran  hingga  800ºC. Silika  sekam  padi  yang  diperoleh  membentuk  bukit yang lebih curam dibandingkan silika sintetik.
Seperti  yang  diharapkan,  hasil  analisis XRD  menunjukkan bentuk pola amorf. Berdasarkan karakteristik  struktur  amorf  menunjukkan  bahwa silika  sekam  padi  merupakan  material  berpori, sehingga  dapat  dimanfaatkan  untuk  aplikasi  yang memerlukan  material  berpori  diantaranya  sebagai adsorben, bahan filter, katalis, adhesif dan silika gel (Sembiring dan Simanjuntak, 2015).
SEM-EDX  merupakan  alat  yang  memiliki kemampuan  memberikan  informasi  secara  langsung tentang  topografi  (teksture  permukaan  sampel), morfologi  (bentuk  dan  ukuran),  komposisi  dan informasi  kristalografi  (unsur  dan  susunan  atom penyusunan  sampel).  Hasil  analisis  SEM-EDX terhadap silika sekam padi dan silika sintetik dengan perbesaran 2000 kali dapat dilihat pada Gambar 3.
Hasil  analisis  SEM-EDX  ini  menunjukkan adanya  perbedaan  yang  jelas  antara  silika  sekam padi  dan  silika  sintetik.  Silika  sekam  padi memperlihatkan  ukuran  partikel  yang  lebih  besar, tidak  merata  dan  membentuk  gumpalan  yang mengindikasikan  ukuran  partikel  yang  beragam. Diantara  gumpalan-gumpalan  yang  terbentuk  ada celah ruang yang cukup lebar.
(a) (b)
Gambar 2.  Spektrum difraksi sinar-X (XRD): silika sekam padi (a) dan silika sintetik (b)
0 400 800 1200 1600 2000 2400 In te n si ty 2θ (degree) 0 400 800 1200 1600 2000 2400 0 10 20 30 40 50 60 70 In te n sit y 2θ (degree)
(a) (b)
Gambar 3. Morfologi permukaan pada: silika sekam padi (a), silika sintetik (b)
Hal  yang  sama  juga  dijelaskan  oleh
Sembiring dan Simanjuntak (2015) bahwa permukaan  partikel  silika  tidak  merata  dan  terdiri dari  gumpalan  ( cluster ),  yang  mengindikasikan adanya  ukuran  butir  yang  cukup  beragam  dengan distribusi  yang  tidak  merata  pada  permukaan. Pemisahan  antara  gumpalan  juga  terlihat  dengan cukup jelas, yakni dalam bentuk microcracking yang terdapat  di antara cluster . Analisis dengan perbesaran  yang  lebih  besar  menunjukkan  bahwa cluster  sebenarnya  terbentuk  dari  partikel  dengan ukuran  yang  relatif  sama  dengan  distribusi  yang relatif merata pula, namun disela oleh microcracking yang  cukup  lebar  dan  dalam.  Hal  yang  berbeda ditunjukkan  oleh  silika  sintetik  dimana  sebaran partikel  yang  lebih  merata  dan  seragam.  Silika sintetik  memiliki  ukuran  partikel  yang  lebih  kecil dan  sangat  halus,  putih,  dan  ringan  sehingga terbentuk  struktur  morfologi  permukaan  yang  lebih merata.
Komposisi  unsur  hasil  pengujian  dengan EDX menunjukkan dengan jelas kehadiran komposisi  kimia  karbon  (C),  silikon  (Si)  dan Oksigen  (O 2 )  baik  pada  silika  sintetik  maupun  pada silika  sekam  padi.  Namun,  didalam  silika  sintetik juga  ditemukan  ada  unsur  lain  yaitu  natrium  (Na) yang  merupakan  jenis  pengotor  ataupun  sisa  dari proses  sintetis.  Biasanya  bahan  pengotor  terdapat dalam  jumlah  yang  sedikit  seperti  yang  ditunjukkan pada  unsur  Na  sebesar  1,29%.  Proses  pencucian pada perlakuan awal sangat mempengaruhi terhadap hasil  akhir,  dimana  pencucian  menggunakan  asam sitrat 5% untuk menghasilkan kemurnian silika yang baik.  Umeda  dan  Kondoh  (2010)  memaparkan bahwa  semakin  tinggi  suhu  pencucian  dengan  asam sitrat 5% akan meningkatkan kemurnian silika, pada suhu  80 o C  dihasilkan  kemurnian  silika  mencapai 99,77%.
Pada penelitian ini juga menggunakan suhu 80 o C  namun  mengahasilkan  kemurnian  silika  yang lebih  rendah  yaitu  54,30%.  Hal  ini  disebabkan  oleh kadar  karbon  yang  relatif  lebih  tinggi.  Komposisi karbon  (C)  terdapat  dalam  kadar  yang  relatif  tinggi, dikarenakan  sekam  padi  merupakan  bahan  alami yang  terdapat  di  alam  mengandung  karbon.  Sekam padi  yang  dibakar  akan  menghasilkan  abu  sekam
dengan  silika  berbentuk  amorf  dan  biasanya mengandung  85-90%  silika  dan  10-15%  karbon (Coniwanti et al. , 2008).
Menurut Sembiring dan Simanjuntak (2015)  menyatakan  bahwa  kehadiran  ketiga  elemen karbon,  silikon,  dan  oksigen  menunjukkan  formasi karbon  dan  silika  (SiO 2 )  yang  mengindikasikan transformasi zat organik karbon di dalam sekam padi menjadi  elemen  karbon  namun  belum  bereaksi dengan silika, karena reaksi antara silika dan karbon biasanya  terjadi  pada  suhu  tinggi  (>1400 o C)  yang menghasilkan  SiC  (silika  karbida)  yang  diketahui sebagai fasa kristalin. Tabel 5 mendukung data hasil pengujian berdasarkan X-ray difraktometer (Gambar 2),  dari  difraktogram  terlihat  ada  ion  pengotor ditandai  dengan  adanya  puncak  pada  2  theta  31,76 o pada  silika  sintetik,  yang  terbaca  pada  uji  EDX adalah  pengotor  berupa  Na  sebesar  1,29%.  Hasil spektrum  EDX  silika  sekam  padi  dan  silika  sintetik dapat dilihat pada Gambar 4.
Tabel 5. Komposisi unsur hasil analisis EDX silika
Unsur Persentase (%) Silika sekam padi Silika sintetik Silika Oksigen Karbon Natrium 30,32 44,15 25,52 - 35,25 53,22 10,23 1,29 Kemurnian 54,3 68,58
Hasil  spektrum  EDX  pada  Gambar  4 memperlihatkan  dengan  jelas  komposisi  pada masing-masing  silika.  Adanya  kandungan  karbon menyebabkan  menurunnya  kemurnian  silika  yang dihasilkan.  Kemurnian  silika  sekam  padi  yang dihasilkan  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  hasil dari referensi yang mencapai 99,77%. Perbedaan ini dapat  disebabkan  oleh  jenis  sekam  padi  yang digunakan,  karena  masing-masing  sekam  padi memiliki  kandungan  unsur  yang  berbeda-beda, kandungan  tersebut  juga  disebabkan  oleh  keadaan geografis  wilayah  tersebut  dan  varietas  padinya. Silika  yang  baik  adalah  silika  yang  memiliki pengotor  paling  sedikit  atau  tanpa  pengotor.  Salah satunya  adalah  cara  mereduksi  pengotor  adalah
dengan  asam  sitrat.  Diketahui  bahwa  gugus karboksil  akan  dengan  mudah  bereaksi  dengan elemen  logam.  Gugus  karboksil  tersebut  akan mengikat  logam  alkali  sehingga  kandungan  logam tersebut dapat berkurang atau hilang. Pengotor yang umum  ditemukan  pada  senyawa  organik  yang mengandung Na dan K yang dapat menurunkan titik leleh  silika  sehingga  mempercepat  perubahan menjadi  fasa  kristalin  (Umeda  dan  Kondoh,  2008). Perlakuan  dengan  menggunakan  asam  kuat  seperti H 2 SO 4 ,  HNO 3 dan  HCl  akan  sangat  efektif menurunkan  mineral  yang  terkandung  di  dalam sekam padi (Chandrasekhar, 2006) namun penggunaan  asam  kuat  tidak  disarankan  karena bersifat korosif dan mahal.
Aplikasi  Silika  sebagai  Anticaking  Agent  pada Tepung Bumbu

## Karakteristik Tepung Bumbu
Tepung  bumbu  yang  telah  diformulasi kemudian  dilakukan  karakterisasi  yang  terdiri  dari pengujian  terhadap    aktivitas  air  (a w ),  kadar  air  (% bk),  kadar  abu  (%)  dan  kadar  air  kritis.  Data  hasil pengamatan disajikan pada Tabel 6.
Berdasarkan  hasil  penelitian  (Tabel  6) diketahui bahwa nilai a w yang dihitung menggunakan  a w -meter,  tidak  terjadi  perubahan terhadap  nilai  a w setelah  ditambahkan  silika  sekam padi maupun silika sintetik. Hal ini disebabkan oleh a w silika  yang  hampir  mendekati  nilai  a w pada
tepung bumbu, sehingga dengan sedikit penambahan silika  tidak  memberikan  pengaruh  terhadap  a w tepung  bumbu.  Sementara  itu  penambahan  silika memberikan  pengaruh  terhadap  kadar  air  kritis  dan persentase kadar abu. Penambahan silika sekam padi dan  silika  sintetik  pada  masing-masing  konsentrasi 0,5  dan  1%  memperlihatkan  terjadinya  kenaikan nilai  kadar  air  kritis  pada  tepung  bumbu.  Tepung bumbu  tanpa  penambahan  silika  mempunyai persentase  kadar  air  kritis  sebesar  12,46%,  setelah penambahan  silika  dari  masing-masing  konsentrasi mengalami  peningkatan  kadar  air  kritis  mencapai rentang  14,43-14,96%,  ini  memperlihatkan  ada pengaruh  terhadap peningkatan  kadar air kritis pada masing-masing  formula.  Kadar  abu  pada  masing- masing  formula  juga  dilakukan  pengujian,  dengan penambahan  silika  baik  dari  sekam  padi  maupun silika  sintetik  menunjukkan  terjadi  peningkatan kadar  abu,  hal  ini  dikarenakan  silika  yang ditambahkan  pada  bahan  terbaca  sebagai  abu  pada tepung bumbu. Berdasarkan SNI, dipaparkan bahwa persentase maksimum kadar abu yang diperbolehkan maksimal  1,5%  (b/b),  sehingga  dari  hasil  penelitian ini  persentase  abu  melebihi  ketentuan  SNI. Kemungkinan  abu  tinggi  pada  bahan  akibat  bahan- bahan tambahan pada formulasi. Sebagai perbandingan Sianipar (2008) juga memperoleh hasil kadar  abu  pada  penelitian  tentang  tepung  bumbu instan binthe  biluhuta yang  relatif  tinggi  yaitu sebesar 14,06%.
(a)
(b)
Gambar 4. Hasil spektrum EDX pada: silika sekam padi (a) dan silika sintetik (b)
Tabel  6.  Nilai  a w ,  kadar  air  awal  (%  bk),  kadar  abu  (%)  dan  kadar  air  kritis  (%  bk)  pada  berbagai  perlakuan tepung bumbu
Perlakuan Aktivitas Air (a w ) Kadar air awal (% bk) Kadar Abu (%) Kadar air kritis (% bk) Tanpa silika 0,53 6,06 3,84 12,47 Komersial 0,47 7,25 6,84 13,08 Sintetik 0.5% 0,53 5,83 4,38 14,43 Sintetik 1% 0,53 5,85 4,55 14,74 Sekam 0,5% 0,54 5,86 4,02 14,62 Sekam 1% 0,54 6,06 4,06 14,96

## Isotermis Sorpsi Air (ISA) Tepung Bumbu
Tabel  7  merupakan  data  hasil  penentuan kadar  air  kesetimbangan  dari  masing-masing perlakuan pada suasana atmosfer dengan a w tertentu yang  timbul  dari  penambahan  larutan  garam  jenuh spesifik. Dari penyimpanan di dalam chambers yang berisi  larutan  garam  jenuh  dari  a w terendah  sampai dengan  a w paling  tinggi,  berbanding  lurus  terhadap kadar  air  yang  dihasilkan.  Semakin  tinggi  a w dari lingkungan  penyimpanan  maka  terjadi  peningkatan kadar  air  tepung  bumbu.Kadar  air  kesetimbangan pada  Tabel  7  adalah  hasil  penelitian  dilakukan dengan cara  mengkondisikan  semua  formula tepung bumbu di dalam beberapa larutan garam jenuh yang memiliki nilai RH berbeda-beda. Pada larutan garam LiCl  dan  CH 3 COOK  terjadi  penurunan  kadar  air selama  penyimpanan  dikarenakan  a w lingkungan lebih  rendah  dibandingkan  a w tepung  bumbu sehingga  terjadi  pelepasan  air  dari  bahan  ke lingkungan.  Kondisi  lingkungan  (larutan  garam) MgCl,  K 2 CO 3 ,  NaBr,  NaNO 2 tidak  jauh  berbeda dengan tepung bumbu menyebabkan proses pelepasan  atau  penyerapan  air  terjadi  lebih  cepat sehingga proses kesetimbanganpun lebih cepat. Pada lingkungan  dengan  a w yang  relatif  tinggi,  proses penyerapan  air  oleh  tepung  bumbu  menjadi  lebih
lambat.  Tren  peningkatan  kadar  air  pada  masing- masing perlakuan sama-sama mengalami peningkatan,  hal  ini  disebabkan  oleh  proses penyerapan/pelepasan  air  dari  tepung  bumbu  ke lingkungan  untuk  mencapai  keadaan  setimbangnya. Umumnya,  efek  suhu  pada  sorpsi  isotermis  sangat penting  mengingat  makanan  terkena  berbagai  suhu selama  penyimpanan  dan  pengolahan,  dan  aktivitas air berubah sesuai dengan kenaikan suhu pada kadar air  yang  sama  (Goula et  al. 2007).Dengan ditentukannya  kadar  air  kesetimbangan  maka  dapat ditentukan  kurva  isotermis  sorpsi  air  pada  masing- masing  perlakuan  tepung  bumbu.Kurva  sorpsi isotermis  tepung  bumbu  dapat  dilihat  pada  Gambar 5.
Menurut Rahayu dan Arpah (2003) penggunaan 4-6 jenis garam sudah cukup baik dalam menggambarkan kurva sorpsi isotermis suatu produk jika  nilai  RH  yang  dipilih  tidak  terlalu  berhimpit. Kurva  sorpsi  isotermis  berbeda-beda  dan  khas  pada setiap  bahan  pangan,  namun  pada  umumnya berbentuk  sigmoid.  Bentuk  sigmoid  ini  disebabkan karena  pada  bahan  makanan  terdiri  dari  campuran beberapa  komponen  (heterogen)  (Syarief  dan  Halid, 1993 dalam Sianipar 2008).
Tabel 7. Kadar air kesetimbangan masing-masing perlakuan pada larutan garam jenuh
a w Kadar Air Kesetimbangan (% bk) Tanpa silika Komersial Sintetik 0,5% Sintetik 1% Sekam padi 0,5% Sekam padi 1% 0,11 3,34 3,98 4,34 3,59 4,14 3,55 0,22 5,64 5,75 6,95 5,83 6,87 5,71 0,32 6,27 7,07 8,97 8,07 8,93 7,77 0,44 9,20 11,50 10,82 10,98 11,12 10,91 0,56 13,97 14,78 17,13 15,89 16,78 15,51 0,64 16,94 17,67 21,53 19,08 20,42 18,22 0,75 20,31 21,52 26,09 23,12 24,35 22,34 0,84 31,08 31,18 45,19 41,89 43,79 40,25 0,97 57,54 60,89 67,43 63,79 64,58 62,18
Gambar 5. Kurva sorpsi isotermis tepung bumbu: tanpa penambahan silika (a), komersial (b), penambahan silika sintetik  0,5%  (c),  penambahan  silika  sintetik  1%  (d),  penambahan  silika  sekam  padi  0,5%  (e), penambahan silika sekam padi 1% (f).
0 20 40 60 80 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 M e (% b k ) Aw Tanpa silika Komersial Sintetik 1% Sintetik 0.5%
Sekam padi 1% Sekam padi 0.5%
Kurva  sorpsi  isotermis  yang  dihasilkan pada  masing-masing  perlakuan  tepung  bumbu  tidak jauh  berbeda.  Berdasarkan  Gambar  5  menunjukkan bentuk kurva sigmoid dari masing-masing perlakuan walaupun tidak berbentuk sigmoid sempurna, hal ini dipengaruhi  oleh  pola  penyerapan  dari  masing- masing  bahan  tersebut.  Terjadinya  peningkatan kadar  air  yang  lebih  tinggi  pada  penambahan  silika dibandingkan dengan tepung bumbu tanpa penambahan silika. Namun, secara umum pada a w di bawah  0,7  tidak  terjadi  penyerapan  air  atau  hanya terjadi  sedikit  penyerapan  air  oleh  bahan.  Begitu juga pada tepung bumbu memperlihatkan pola sorpsi isotermis  yang  memperlihatkan  patahan  tajam  pada a w 0,7-0,8,  pola  grafik  menunjukkan  patahan  lebih tajam terjadi pada tepung bumbu dengan penambahan  silika  dibandingkan  dengan  tanpa penambahan silika, dimana silika adalah bahan yang mampu  menyerap  air  dengan  baik.    Akan  tetapi  a w di  atas  0,8  terjadi  penyerapan  air  yang  sangat signifikan  bahkan  pada  a w di  atas  0,9  kadar  air kesetimbangan  sebetulnya  tidak  pernah  terjadi. Menurut  Bell  dan  Labuza  (2000),  pengikatan  air melalui jembatan hidrogen hanya terjadi pada gugus hidroksil  bebas  yang  terdapat  di  permukaan  kristal saja.
Secara  umum  air  pada  bahan  pangan merupakan  air  bebas  dan  terikat.  Air  terikat  terdiri dari  tiga  fraksi  yaitu  fraksi  air  terikat  primer, sekunder  dan  tersier.  Air  terikat  primer  (ATP) merupakan  air  yang  terikat  pada  bahan  dengan ikatan  yang  sangat  kuat  dengan  kelembaban  relatif yang  rendah.  Kisaran  nilai  a w p  yang  diperoleh  dari penelitian  ini  berada  pada  0,17-0,25  dengan  kisaran kadar  air  6,86-7,49  (%  bk),  hasil  ini  sesuai  dengan kisaran  umum  nilai  a w pada  berbagai  jenis  bahan pangan.  Aguilera  dan  Stanley  (1999)  menyatakan bahwa  air  terikat  primer  pada  daerah  ini  adalah  air yang  terikat  sangat  kuat  pada  bagian  polar  molekul air  oleh  ikatan  hidrogen.  Air  ini  pada  umumnya berada pada kisaran a w 0,2-0,4.
Air  terikat  sekunder  (ATS)  yaitu  air  yang terletak  di  lapisan  lebih  luar  dari  posisi  air  terikat primer dengan kelembaban yang lebih tinggi. Fraksi air  terikat  sekunder  (ATS)  tepung  bumbu  dibatasi oleh  Ms  yaitu  antara  17,97-23,03  (%  bk)  yang bertepatan  dengan  a w s  antara  0,68-0,69.  Tepung bumbu  tanpa  penambahan  silika  dibatasi  oleh  Ms sebesar  17,97  (%  bk),  dengan  penambahan  silika sintetik ataupun silika sekam padi sebagai anticaking agent tidak menyebabkan terjadinya peningkatan Ms dengan  a w s  yang  relatif  sama  yaitu  0,69.  Kapasitas air terikat tepung bumbu dapat di lihat pada Gambar 6 . Penggabungan persamaan regresi semilogaritmik  pada  Gambar  6  menghasilkan  titik potong kedua yang merupakan batas fraksi air kedua dan  ketiga  (sekunder  dan  tersier)  dan  nilai  titik potong  tersebut  merupakan  kadar  air  kritikal  kedua (Ms).  Penggabungan  kedua  persamaan  tersebut
menghasilkan  batas  nilai  a w antara  daerah  fraksi ATP  dan  ATS  yaitu  aktivitas  air  kritikal  pertama (ap).  Batas  a w antara  daerah  fraksi  ATS  dan  ATT merupakan  a w kritikal  kedua  (as).  Ketika  proses pengeringan  tidak  mencapai  nilai  Ms,  maka  pada saat  penyimpanan  masih  terjadi  pertumbuhan mikroorganisme  dalam  produk  tersebut.  Di  pihak lain  proses  pengeringan  melewati  nilai  Ms,  akan menyebabkan  kerusakan  fisik  pada  produk  tersebut. Penambahan  silika  dapat  meningkatkan  batas  air terikat sekunder tepung bumbu.
Walaupun  batas  air  terikat  sekunder  lebih besar  namun  produk  masih  bisa  mengalir  pada  saat dituang ( free flowing ). Harapannya dengan penambahan silika dapat memperlambat penggumpalan  tepung  bumbu  walaupun  kadar  air pada tepung bumbu tersebut relatif tinggi. Daerah air terikat  tersier  merupakan  daerah  fraksi  air  terikat lemah  dan  mempunyai  sifat  mendekati  sifat  air bebas.  Pada  daerah  ini,  reaksi  deteorisasi  terutama disebabkan oleh pertumbuhan mikroorganisme yaitu jamur  (a w 0,80),  khamir  (a w 0,87)  dan  bakteri patogen  (a w 0,91)  (Sianipar,  2008).  Berikut  ini ditampilkan  nilai  kadar  air  pada  tepung  tepung bumbu hasil penelitian.
Besarnya  fraksi  air  terikat  primer  (ATP) adalah  sama  dengan  batas  air  terikat  primer  (Mp) atau  disebut  dengan  zona  1,  besarnya  fraksi  air terikat  sekunder (ATS) adalah selisih antara Ms atau disebut  dengan  zona  2,  dan  Mp  dan  besarnya  fraksi air  terikat  tersier  (ATT)  sama  dengan  selisih  antara Mt  dengan  Ms  atau  zona  3.  Zona  ini  sesuai  dengan pernyataan  Heldman  dan  Lund  (1992)  yang menyatakan  bahwa  kurva  ISA  dapat  dibagi  menjadi tiga  daerah  (zona)  yaitu;  daerah  A,  daerah  B,  dan daerah  C.  Setiap  zona  mempunyai  ciri  khas  dan karakteristiknya masing-masing. Susunan tiga daerah  fraksi  air  terikat  pada  tepung  bumbu  dapat dilihat pada Gambar 7.
Energi  ikatan  pada  air  terikat  primer  lebih tinggi dibandingkan air terikat sekunder  maupun air terikat tersier sehingga kebutuhan energi lebih besar dalam  penguapan  air  terikat  primer.  Dengan menentukan kurva sorpsi isotermis dapat memprediksikan  karakteristik  kondisi  penyimpanan yang  sesuai.  Selain  itu  juga  bisa  digunakan  untuk menghitung waktu pengeringan, memprediksi kondisi  keseimbangan  dalam  satu  campuran  produk dengan nilai a w yang berbeda (Dwiyono, 2014).
Daerah antara fase satu dan dua adalah Mp yang  mempunyai  makna  batas  peralihan  kedua  fase dan  disamakan  dengan  fraksi  air  terikat  primer,  di lain pihak Mp adalah batas fase laju fase kedua dan ketiga  yang  merupakan  fraksi  air  terikat  sekunder (Ms)  dan  tersier  (Mt)  dan  di  atas  fase  tiga  adalah fraksi  air  bebas  (Mf)  yang  merupakan  fraksi  air bebas  ( free  water )  yang  ada  di  permukaan  bahan. Dalam  bidang  industri  yang  berkaitan  dengan penanganan  pascapanen  yang  meliputi  pengeringan,
penyimpanan  dan  pengemasan  produk  pertanian. Hasil  analisis  tersebut  berguna  untuk  merancang model  pengeringan,  penyimpanan  dan  pengemasan (Dwiyono,  2014).  Pengetahuan  tentang  sifat  sorpsi
suatu  makanan  sangat  penting  dalam  penyimpanan makanan,  terutama  karena  menyangkut  pendekatan kuantitatif  terhadap  prediksi  umur  simpan  makanan (Hadjikinova et al. , 2003).
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
Gambar  6.  Regresi  semilogaritmik  tepung  bumbu:  tanpa  penambahan  silika (a) ,  komersial (b) ,  penambahan silika sintetik 0,5% (c) , penambahan silika sintetik 1% (d) , penambahan silika sekam padi 0,5% (e) , penambahan silika sekam padi 1% (f).
Tabel 8. Nilai kadar air kritis pada tepung bumbu hasil penelitian
Kapasitas air terikat Kadar air Tanpa silika Komersial Sintetik 0,5% Sintetik 1% Sekam 0,5% Sekam 1% Mp 5,72 5,52 6,89 7,46 7,91 7,35 Ms 17,97 18,80 23,03 20,66 22,02 20,04 Mt 65,72 69,66 75,64 71,94 72,57 70,18 a p 0,20 0,17 0,19 0,24 0,23 0,25 a s 0,69 0,68 0,69 0,69 0,69 0,69
Ket: Mp: Kadar air kritis primer; Ms: kadar air kritis sekunder; Mt: kadar air kritis; Mf: Kadar air bebas
y = 0,0347x - 0,154 R² = 0,9943 y = 0,0249x + 0,0296 R² = 0,9661 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 10 20 30 40 -lo g( 1 -aw ) me (% bk) y = 0,0347x - 0,154 R² = 0,9943 y = 0,0249x + 0,0296 R² = 0,9661 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 10 20 30 40 -lo g( 1 -aw ) me (% bk) y = 0,0274x - 0,1249 R² = 0,976 y = 0,0135x + 0,1964 R² = 0,9221 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 10 20 30 40 50 -lo g( 1 -aw ) me (% bk) y = 0,0342x - 0,1945 R² = 0,9904 y = 0,0138x + 0,2257 R² = 0,9133 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 10 20 30 40 50 -lo g( 1 -aw ) me (% bk) y = 0,0258x - 0,056 R² = 0,9624 y = 0,0134x + 0,2173 R² = 0,9082 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 10 20 30 40 50 -lo g( 1 -aw ) me (% bk) y = 0,0306x - 0,0989 R² = 0,9821 y = 0,0144x + 0,225 R² = 0,9189 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0 10 20 30 40 50 -l o g( 1 -aw ) me (% bk)
(a)
(b) (c) (d) (e) (f)
Gambar  7.  Susunan  tiga  daerah  fraksi  air  tepung  bumbu:  tanpa  penambahan  silika (a) ,  komersial (b) , penambahan silika sintetik 0,5% (c) , penambahan silika sintetik 1% (d) , penambahan silika sekam padi 0,5% (e) , penambahan silika sekam padi 1% (f)

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  diperoleh rendemen silika sekam padi sebesar 16,53% dengan karakteristik  silika  yang  berwarna  lebih  buram, kadar  air  2,31  (%  bk),  aktivitas  air  0,42,  kemurnian 54,30%  dan  mempunyai  struktur  amorf.  Sedangkan karakteristik  silika  sintetik  memiliki  warna  putih, kadar  air  5,42  (%  bk),  a w 0,52,  kemurnian  68,58%, dan  mempunyai  struktur  amorf.  Berdasarkan  kurva sorpsi  isotermis  karakteristik  tepung  bumbu  selama penyimpanan  maka diperoleh tepung bumbu terbaik yaitu  pada  perlakuan  tepung  bumbu  dengan penambahan  silika  sekam  padi  1%  dengan  nilai  Mp 7,35  (%  bk)  dengan  a w p  =  0.25,  Ms  20,04  (%  bk) dengan  a w s  =  0,69,  dan  Mt  70,18  (%  bk).  Hasil  ini ditetapkan  berdasarkan  nilai  kadar  air  dan  aktivitas air kritikal tepung bumbu selama penyimpanan.

## DAFTAR PUSTAKA
Aguilera JM dan Stanley DW. 1999. Microstructural Principles  of  Foods  Processing  and
Engineering .  2nd  ed.  Maryland:  Aspen
Pulb. Inc.
Bell  LN  dan  Labuza  TP.  2000. Moisture  sorption: practical
aspects of isotherm measurement  and  use .  Minnesota  (US): American Association Cereal Chemist.
[BPOM]  Badan  Pengawasan  Obat  dan  Makanan. 2013.  Batas  Maksimum  Penggunaan Bahan  Tambahan  Pangan  Antikempal. Jakarta (ID): BPOM
Brooker  DB,  Bakker-Arkema  FW,  dan  Hal  CW. 1992. Drying  and  Storage  of  Grains  and Oilseeds . New York (US): An Avia Book. Chandrasekhar  S,  Satyanarayana  KG,  Pramada  PN,
Raghavan  P.  2003.  Review  processing, properties  and  applications  of  reactive silica  from  rice  husk-an  overview. Journal  of  Materials  Science .  Vol.  38: 3159-3168.
Coniwanti  P,  Rasmiah  S,  dan  Apriliyanni.  2008. Pengaruh  proses  pengeringan,  normalitas hcl,  dan  temperatur  pembakaran  pada pembuatan  silika  dari  sekam  padi. Jurnal Teknik Kimia. 1(15): 2-4.
0 10 20 30 40 50 60 70 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 K ad ar ai r (% b k ) aw zona 1 zona 2 zona 3 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Kad ar air (%b k ) aw zona 1 zona 2 zona 3 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Kadar air (% b k ) aw zona 1 zona 2 zona 3 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Kad ar air (%b k ) aw zona 1 zona 2 zona 3 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Kad ar air (%b k ) aw zona 1 zona 2 zona 3 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Kad ar air (%b k ) aw zona 1 zona 2 zona 3
Dwivedi  VN,  Singh  NP,  Dass  SS,  Singh  NB.  2006. A  new  pozzolanicmaterial  for  cement industry:  bamboo  leaf  ash. Int  J  Physics Sci 1: 106-111.
Dwiyono  K.  2014.  Perbaikan  Proses  Pengolahan Umbi  Iles-iles  ( Amorphophallus  muelleri Blume)  untuk  Agroindustri  Glukomanan. [Tesis].  Bogor  (ID):  Institut  Pertanian Bogor.
Goula AM, Thodoris DK, Dimitris SA, Konstantinos GA.  2007.  Water  sorption  isotherms  and glass transition temperature of spray dried tomato pulp. J Food Eng. 2(3): 103-106 Hadjikinova  M,  Menkov  N,  Hadjikinov  D.  2003. Sorption  characteristics  of  dietary  hard candy. Czech J. Food Sci 21(3) 97–99.
Hanafi  S  dan  Nandang  R.  2010.  Studi  pengaruh bentuk  silika  dari  abu  ampas  tebu terhadap kekuatan produk keramik. Jurnal Kimia Indonesia. 5 (1): 35-38.
Harsono  H.  2002.  Pembuatan  silika  amorf  dari limbah  sekam  padi.  Jurnal Ilmu  Dasar 2(3): 98-103.
Heldman  DR  dan  Lund  DB.  1992. Handbook  of Food  Engineering .  New  York  (US):
Merce Dekker Inc. Iskandar A. 2014. Rekayasa Proses
GranulasiGulaArenCetak. [Disertasi]. Bogor (ID): InstitutPertanian Bogor.
Kirk  RE,  Othmer  DF.  1984. Encyclopedia  of Chemical  Technology ,  Ed  ke-4:  Vol.  21. New  York  (US):  John  Wiley  and  Sons Inc.
Krishnarao RV, Subrahmanyam J, Kumar TJ. 2001.
Studies on the formation of black particles in  rice  husk  silica  ash. Journal  Eu Ceramic Soc 21: 99-104.
Legowo  AM,  Nurwanto.  2004.  Analisis  Pangan. Diktat Kuliah. Semarang (ID): Universitas Diponegoro.
Mathlouthi  M.  2001.  Water  content,  water  aktivity, water  structure  and  the  stability  of foodstuffs. J Food control 12: 409-417.
Moreira  RG,  Sun  X,  dan  Chen  Y.  1997.  Factors affecting  oil  uptake  in  tortilla  chips  in deep  fat  frying. Journal  Food  Eng 31(4): 485-498.
Nisak    F  dan    Munasir.  2013.  Analisis  porositas nanosilika  berbasis  pasir  alam  yang disintesis  dengan  metode  kopresipitasi.
Jurnal Inov Fis Indonesia 02: 14-18. Pausa  Y,  Malino  MB,    dan  Arman  Y.  2015. Optimasi  Tingkat  Kemurnian  Silika  SiO 2 Dari  Abu  Cangkang  Sawit  Berdasarkan Konsentrasi  Pengasaman. Jurnal  Prisma Fis . 3(01): 01-04.
Rahayu WP dan Arpah. 2003. Penetapan Kadaluarsa Produk Industri Kecil
Pangan .  Bogor  (ID):  Institut  Pertanian Bogor.
Sembiring  S,  Simanjuntak  W.  2015. Silika  Sekam Padi  Potensinya  sebagai  Bahan  Baku Keramik Industri . Yogyakarta (ID): Penerbit Plantaxia.
Sianipar  D.  2008.  Kajian  Formulasi  Bumbu  Instan
Binthe  Biluhuta,  Karakteristik  Hidratasi dan  Pendugaan  Umur  Simpannya  dengan Menggunakan  Metode  Pendekatan  Kadar Air  Kritis.  [Tesis].  Bogor  (ID):  Institut
Pertanian Bogor.
Syarief R  dan Halid H.  1993. Teknologi Penyimpanan  Pangan .  Bogor  (ID):  IPB Press.
Umeda  J  dan  Kondoh  K.  2008.  High-purity amorphous  silica  originated  in  rice  husks via  carboxylic  acid  leaching  process.
Journal of Mat Sci 43(22): 7084-7090.
Umeda J dan Kondoh K. 2010. High-purification of amorphous  silica  originated  from  rice husks  by  combination  of  polysaccharide hydrolysis and metallic impurities removal. Journal  Industrial  Crops  and Products 32: 539–544.