Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan Mei-Juli 2018 di Rumah Tepung dan Laboratorium Analisia Kimia Bahan Pangan, Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Reagensia Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ubi kayu dengan umur panen 10 bulan varietas malaysia putih yang diperoleh dari Namorambe, Medan.
Bahan lain yang digunakan adalah starter mocaf Bakteri Asam Laktat.
Reagensia yang digunakan dalam penelitian ini adalah akuades dan parafin, alkohol 95%, DNS, Na K-Tartarat, phenol, dan enzim α-amilase dan minyak goreng.
Alat penelitian
Alat yang digunakan untuk pembuatan tepung mocaf serta alat yang digunakan untuk pengujian yaitu slicer, rotary dryer, timbangan, timbangan analitik Sartorius, disc mill, gelas ukur, alumunium foil, termometer, termokopel, pemanas listrik Maspion, spatula, ayakan 80 mesh, corong, microwave, dan kromameter Konica Minolta (tipe CR-400, Jepang), vortex tab dancer, kapas, cawan porselen, tanur Carbolite Furnaces (tipe EML 11/2), oven Memmert (tipe BMV 30), desikator. spatula, beaker glass, tabung reaksi, rak tabung, tabung sentrifuse, sentrifuse, waterbath, pipet skala, dan Erlenmeyer.
Metode Penelitian (Montgomery, 2001)
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode respon permukaan dengan cara Central Composite Design (CCD) dengan 3 faktor yang disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Kode dan faktor minimum dan maksimum
Faktor -1 (Minimum) 0 (Optimum) +1 (Maksimum)
Suhu (oC) 40 50 60
Waktu (Jam) 6 7 8
Berat (Kg) 5 10 15
Seluruh perlakuan terdiri dari 20 proses pengeringan menggunakan rotary dryer dimana setiap kondisi proses mengikuti rancangan percobaan komposit pusat (Tabel. 4).
Data yang diperoleh dianalisis menggunakan software Design Expert versi 11.
Tabel 4. Rancangan Komposit Pusat Ordo Kedua dengan Tiga Faktor No Suhu (oC) X1 Waktu
22
Model Rancangan (Montgomery, 2001)
Penelitian ini dilakukan dengan metode respon permukaan model polinomial orde kedua yang fungsinya kuadratik dengan rancangan faktorial 3k yaitu sebagai berikut : βii = Koefisien kuadratik
βij = Koefisien interaksi perlakuan Xi = Kode perlakuan untuk faktor ke-i Xj = Kode perlakuan untuk faktor ke-j k = Jumlah faktor yang dicobakan
Model rancangan penelitian terdiri dari 2, Rancangan Acak Kelompok (RAK) Non Faktorial pada tepung ubi kayu dan tepung mocaf adalah sebagai berikut:
Yij = μ + τi + βj + εij di mana:
Yij = respon atau nilai pengamatan dari perlakuan ke i dan ulangan ke j µ = nilai tengah umum
τi = pengaruh perlakuan ke-i βj = pengaruh blok ke-j
ε ij = pengaruh galat percobaan dari perlakuan ke-i dan ulangan ke-j
Apabila diperoleh hasil yang berbeda nyata dan sangat nyata maka uji dilanjutkan dengan uji beda rataan, menggunakan uji Least Significant Range (LSR) menggunakan Tabel Duncan.
Pelaksanaan Penelitian
Pembuatan Tepung Ubi Kayu Termodifikasi
Pembuatan tepung mocaf ini menggunakan bahan baku yang seragam dan dengan umur panen yang sama. Pembuatan tepung ubi kayu termodifikasi atau tepung mocaf menggunakan beberapa tahapan proses dimulai dari penyortiran bahan baku ubi kayu harus menggunakan ubi kayu tanpa kerusakan dan dalam kondisi yang baik. Penggunaan ubi kayu yang rusak akan mempengaruhi kualitas mocaf yang dihasilkan. Pencucian ubi kayu menggunakan air mengalir sehingga kotoran yang menempel selama proses penyortiraan dan pengupasan tidak tertinggal dan tidak mempengaruhi proses fermentasi dari pembuatan tepung mocaf. Kemudian dilanjutkan dengan proses fermentasi hingga proses pengeringan menggunakan rotary dryer.
Pembuatan tepung ubi kayu termodifikasi dengan menggunakan starter mocaf (Modified Cassava Flour) dilakukan sesuai dengan Soeharto (2008), panduan tentang standarisasi Prosedur Operasi Standar (POS) dalam pembuatan tepung mocaf, yang difermentasikan menggunakan air sumur yang dapat dilihat pada Gambar 3.
24
Gambar 3. Diagram alir proses pengolahan ubi kayu menjadi mocaf Ubi kayu
Setelah diperoleh chips ubi kayu basah hasil fermentasi melalui proses press maka diukur kadar airnya, kemudian dilakukan pengeringan chips dengan matahari lalu diukur kadar airnya untuk mengetahui kadar airnya. Selanjutnya dilanjutkan pengeringan dengan metode pengeringan menggunakan mesin rotary dryer dengan perlakuan suhu 40 oC, 50oC dan 60oC selama 4 jam, 5 jam, dan 6 jam dan dilakukan dengan kuantitas chips yang berbeda jumlahnya yaitu 5 kg, 10 kg, dan 15 kg. Selanjutnya setelah chips ubi kayu terfermentasi kering, maka dihaluskan dan diayak dengan ayakan 80 mesh kemudian disimpan dengan rapat menggunakan kemasan plastik. Diukur konsumsi tabung gas dengan cara menimbang berat tabung sebelum dan sesudah pengeringan. Selanjutnya pembuatan tepung ubi kayu dengan perlakuan optimal yang diperoleh dengan metode respon permukaan serta tepung mocaf pengeringan matahari 100%
menggunakan metode yang sama.
Pengeringan menggunakan mesin rotary dryer dan layout gambar mesin yang dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Rotary dryer
26
Pengeringan dengan rotary dryer dilakukan dengan cara memasukkan chips mocaf kedalam hopper yang akan masuk kedalam drum. Didalam drum telah diatur suhu yang dideteksi dengan termokopel sesuai perlakuan. Panas berasal dari tungku yang berasal dari bahan bakar gas elpiji 3kg. Lalu panas dari tungku dialirkan kedalam drum dengan menggunakan mesin blower yang ada di belakang tungku sehingga panas akan mengalir kedalam drum. Pengeringan dilakukan di dalam drum yang berputar dan digerakkan oleh motor sebanyak 16 kali putaran ke kanan dan 16 kali putaran ke kiri serta jeda selama 6 detik untuk semua perlakuan. Di dalam drum terdapat sirip yang mengaduk chips selama proses pengeringan agar pengeringan merata.
Selanjutnya dibuat tepung ubi kayu dan tepung ubi kayu terfermentasi dengan menggunakan metode pengeringan yang berbeda. Pembuatan tepung ubi kayu yaitu dengan mengiris ubi kayu yang telah dikupas dan dibersihkan kemudian dibersihkan kembali lalu dikeringkan dengan metode pengeringan matahari. Pengeringan optimal kombinasi matahari dan rotary dryer dan pengeringan rotary dryer. Tepung ubi kayu termodifikasi juga dilakukan pengeringan dengan ketiga metode pengeringan yang sama dengan tepung ubi kayu untuk melihat perbedaannya dari mutu fisik, fungsional, kimia dan laju pengeringan yang diukur dengan cara menghitung kadar air chips ubi kayu dan chips mocaf selama pengeringan berlangsung setiap jam hingga kering.
Ketiga pengeringan tersebut merupakan pelaksanaan penelitian lanjutan setelah ditemukan hasil optimasi dari pengeringan tepung ubi kayu termodifikasi dengen menggunakan metode respon permukaan.
Pengamatan dan Metode Pengukuran Data
Pengamatan dan pengukuran data dilakukan dengan cara analisis terhadap parameter karakteristik fisik, kimia dan fungsional. Sebagai respon hasil yang diamati dari optimasi produksi tepung mocaf, maka diukur dengan parameter kadar air, sedangkan untuk mengetahui mutu produk optimum dari metode respon permukaan dilakukan pengujian sebagai berikut :
Derajat Putih
Penentuan derajat putih mengacu pada prosedur Badan Standarisasi Nasional (2011) dengan modifikasi. Dilakukan pengujian kecerahan atau derajat putih dengan menggunakan kamera dan dilihat pada aplikasi adobe photoshop pada sampel dengan cara diambil foto sampel. Dilakukan pengujian dengan melihat nilai L foto sampel pada aplikasi pada titik poin foto sampel sebanyak 10 titik. Nilai L pada 10 titik tersebut kemudian di rata-ratakan dan diperoleh hasil kecerahan atau nilai L pada sampel.
Kadar Air
Penentuan kadar air mengacu pada prosedur AOAC, (1995). Sampel sebanyak 5 g dimasukkan ke dalam cawan alumunium yang telah dikeringkan selama satu jam pada suhu 80 oC dan telah diketahui beratnya. Sampel tersebut dipanaskan pada suhu 80 oC selama tiga jam, kemudian didinginkan dalam desikator sampai dingin kemudian ditimbang. Pemanasan dan pendinginan dilakukan berulang sampai diperoleh berat sampel konstan.
28
Kadar Abu
Penentuan kadar abu mengacu pada prosedur Badan Standarisasi Nasional (2006). Sampel sebanyak 5 g (W) dimasukkan ke dalam cawan porselin kering yang telah diketahui beratnya (W1) (yang terlebih dulu dibakar dalam tanur dengan nyala api kecil selama 1 jam dan didinginkan dalam desikator selama 1 jam). Kemudian sampel dipijarkan diatas pembakar mecker kira-kira selama 1 jam, mula-mula api kecil dan selanjutnya api dibesarkan secara perlahan-lahan sampai terjadi perubahan contoh menjadi arang. Arang dimasukkan ke dalam tanur dengan suhunya 550 oC sampai terbentuk abu putih atau kelabu selama 5-8 jam.
Cawan yang berisi abu dipindahkan ke dalam oven pada suhu sekitar 100 oC selama 1 jam. Setelah itu cawan yang berisi abu didinginkan dalam
desikator sampai mencapai suhu kamar dan selanjutnya ditimbang beratnya.
Pemijaran dan pendinginan diulangi sehingga diperoleh perbedaan berat antara dua penimbangan berturut-turut lebih kecil dari 0,001 g (W2). Dihiting kadar abu dengan rumus sebagai berikut.
Daya serap air dan daya serap minyak
Penentuan daya serap air dan daya serap minyak mengacu pada prosedur Sathe dan Salunkhe, (1981). Ditimbang 1 gram sampel kemudian dilarutkan dalam 10 ml air atau minyak selama 30 detik dan dibiarkan pada suhu kamar (21oC). Kemudian dilakukan sentrifugasi pada 3000 RPM selama 30 menit.
Volume dari supernatan dicatat dan volume air atau minyak dapat dihitung dengan asumsi berat jenis air 1 g/ml sedangkan minyak 0.8888 g/ml.
⁄ Densitas Kamba
Penentuan densitas kamba mengacu pada prosedur Singh, dkk., (2005).
Bahan dimasukkan kedalam gelas ukur dan dipadatkan sampai volumenya mencapai 100 ml. Semua bahan dari gelas ukur dikeluarkan dan ditimbang beratnya. Densitas kamba bahan dinyatakan dalam g/ml.
Swelling power
Penentuan swelling power mengacu pada prosedur Leach, dkk. (1959).
Ditimbang sampel sebanyak 1 g lalu ditambahkan 10 ml akuades dan dipanaskan pada suhu 90oC selama 30 menit sambil diaduk. Selanjutnya campuran disentrifugasi selama 30 menit dengan kecepatan 2200 rpm untuk memisahkan antara padatan dengan cairannya. Selanjutnya dibuang airnya lalu ditimbang berat supernatan. Dilakukan perhitungan swelling power dengan rumus sebagai berikut.
Baking expansion
Penentuan baking expansion mengacu pada prosedur Demiate, dkk.
(2000). Sebanyak 4 gram sampel ditambah 5 ml akuades, lalu digelatinisasikan.
Adonan lalu dioven pada suhu 200oC selama 25 menit. Hasil panggangan
30
kemudian didinginkan, ditimbang, kemudian dilapisi permukaannya dengan pencelupan dalam parafin. Volume hasil panggangan ditentukan dengan mencelupkan sampel dalam gelas ukur berisi air, hingga seluruh bagian terendam dan peningkatan volume tercatat, dengan membagi volume dengan hasil panggangan (ml/g).
⁄
Kadar Pati
Menurut Apriyantono, dkk., (1989) Sampel sebanyak 2-5 g yang telah dihaluskan dimasukkan ke dalam beaker glass 250 ml, selanjutnya ditambahkan 50 ml akuades dan diaduk selama 1 jam. Suspensi tersebut disaring dengan kertas saring dan dicuci dengan air sampai volume filtrat 250 ml. Filtrat ini mengandung karbohidrat yang terlarut dan dibuang. Residu dipindahkan secara kuantitatif dari kertas saring ke dalam Erlenmeyer dengan cara pencucian dengan 200 ml air dan ditambahkan 20 ml HCl 25%. Kemudian ditutup dengan penangas balik dan dipanaskan diatas penangas air sampai mendidih selama 2,5 jam pada suhu 100
oC. Dibiarkan dingin dan dinetralkan dengan larutan NaOH 45% dan diencerkan sampai volume 500 ml sampai ± pH 7. Disaring kembali campuran diatas pada kertas saring, setelah itu ditentukan kadar gula menggunakan DNS yang dinyatakan sebagai glukosa dari filtrat yang diperoleh. Pembuatan larutan DNS:
Pereaksi; DNS untuk analisa kadar pati dibuat dengan melarutkan 10,6 g asam 3,5 dinitrosalisilat, 19,8 g NaOH, 306 g Na-K-Tartarat, 7,6 g fenol (dicairkan pada suhu 50 oC dan 8,3 g Na metabisulfit dalam 1416 ml akuades (pH netral).
Pengujian gula pereduksi dengan menggunakan kurva standar DNS adalah sebagai berikut: 1 ml sampel dimasukkan kedalam tabung reaksi, kemudian ditambahkan 3 ml pereaksi DNS. Larutan tersebut ditempatkan dalam air mendidih selama 5 menit dan dibiarkan sampai dingin pada suhu ruang. Blanko dipersiapkan dengan mengganti sampel dengan akuades. Kurva standar dengan konsentrasi larutan glukosa dan standar 0,1 – 0,25 mg/ml dilakukan dengan cara yang sama seperti sampel. Kadar gula pereduksi diukur dengan absorbansi pada panjang gelombang 550 nm. Dapat dilihat kurva standar pada pengujian kadar pati tepung mocaf pada lampiran 19.
Kadar Amilosa dan Kadar Amilopektin
Menurut Apriyantono, dkk., (1989) Pembuatan kurva standar amilosa, sebanyak 40 mg amilosa murni (potato starch) ditambah 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N. Setelah didinginkan dipanaskan dalam air mendidih selama 5-10 menit. Setelah didinginkan larutan diencerkan dengan akuades sampai volume 100 ml, ditambahkan asam asetat 1 N sebanyak 1, 2, 3, 4, dan 5 ml larutan tersebut masing-masing dimasukkan dalam labu takar 100 ml, ditambahkan masing-masing 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; dan 1 ml asam asetat 1 N dan ditambahkan 2 ml larutan iod, kemudian diencerkan dengan akuades sampai volume tepat 100 ml, dibiarkan selama 20 menit. Intensitas warna biru terbentuk diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm.
Penetapan contoh, sebanyak 40 mg contoh ditambah 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N, campuran dipanaskan di atas penangas air selama 10 menit. Setelah
32
dingin diencerkan dengan akuades sampai volume labu takar 100 ml, ditambahkan 1 ml asam asetat 1 N dan 2 ml larutan iod selanjutnya ditambahkan air destilata sampai volume tepat 100 ml, dikocok dan didiamkan selama 20 menit. Intensitas warna yang terbentukdiukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm. Kadar amilosa dalam sampel dihitung berdasarkan nilai absorbansi dengan persamaan (Julliano, 1974). Dapat dilihat kurva standar pengujian amilosa pada tepung mocaf yaitu pada lampiran 20.
Kadar amilopektin (%) = kadar pati (%) - kadar amilosa (%)
Disortasi, dikupas dan dicuci Diiris tipis
Pembuatan mocaf sesuai dengan POS (Prosedur Operasi Standar)
Gambar 5. Skema pembuatan tepung ubi kayu termodifikasi Analisa mutu fisik :
34 ubi kayu sesuai Prosedur Operasi
Standar (POS) dalam pembuatan tepung Mocaf dan press
Dikeringkan
Penggilingan
Pengayakan dengan 80 mesh
Tepung mocaf Tepung ubi kayu
Gambar 66. Skema pembuatan tepung ubi kayu dan tepung mocaf Diukur laju