Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Oktober sampai bulan Desember 2015 di Laboratorium Analisis Kimia Bahan Pangan, Program Studi Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Bahan dan Alat Penelitian
Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah kulit ubi kayu yang diperoleh dari limbah industri keripik rumahan ubi di daerah Teladan Medan dan buah jambu biji merah matang fisiologis diperoleh dari kelurahan Tanjung Anom Kecamatan Pancur Batu. Bahan-bahan lain yang digunakan adalah air akuades, gliserol, CMC dan asam askorbat.
Alat-alat yang digunakan meliputi beaker glass, glass pengaduk, blender,
erlenmenyer, mortal dan alu, sendok stainless steel, saringan 80 mesh, hot plate, viscosimeter VT-03E, oven, oven vacuum, hand refraktometer, penetrometer
precision, termometer, timbangan analitik , mixer, piring, loyang, styrofoam. Reagensia
Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah larutan pati 1%, larutan phenolptahlein 1%, larutan iodin 0,01N , NaOH 0,1 N, larutan buffer pH 7, alkohol 98% dan akuades.
Metode Penelitian
Penelitian ini memiliki tiga tahapan, yaitu tahap I meliputi karakterisasi
edible film yang bertujuan untuk menentukan formulasi edible yang terbaik, tahap II meliputi pengaplikasian edible coating pada buah jambu biji merah dan tahap III meliputi pemilihan edible coating dengan umur simpan terbaik, dan pengujian mutu jambu biji merah dengan edible coating pada umur simpan terbaik dibandingkan dengan kontrol. Tahapan penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 4.
Tahap I : Karakterisasi edible film
Kulit ubi kayu yang digunakan sebagai sumber pati diperoleh dari limbah industri keripik ubi rumahan di daerah Teladan Medan. Kulit ubi kayu tersebut kemudian diolah melalui berbagai tahapan agar diperoleh pati kulit ubi kayu. Setelah itu dilakukan penentuan konsentrasi antara CMC dan gliserol. Perlakuan yang diberikan pada tahap ini terdiri atas dua (2) faktor, yaitu :
Faktor I : Konsentrasi CMC (M) yang terdiri dari 4 taraf, yaitu : M1 = 0,5 %
M2 = 1,0 % M3 = 1,5 % M4 = 2,0%
Faktor II : Konsentrasi gliserol (L) yang terdiri dari 2 taraf, yaitu : L1 = 10 %
27
Kemudian dilakukan uji karakterisasi untuk menentukan konsentrasi
edible yang terbaik melalui uji viskositas larutan edible film, ketebalan, persen pemanjangan, laju transmisi uap air, dan uji hedonik (warna, tekstur, kejernihan dan keseluruhan) terhadap edible film dilakukan sebanyak tiga (3) ulangan. Kemudian dipilih satu formulasi terbaik yang selanjutnya diaplikasikan terhadap buah jambu biji merah segar.
Berdasarkan standar (Japanese Industrial Standart, 1975 diacu dari Santoso, dkk., 2012) edible film yang mengandung senyawa antioksidan dan antimikroba termasuk ke dalam grade 2-7. Dengan rincian ketebalan (mm) maksimal 0,25; kuat tarik (kgf/cm) minimal 40; persen pemanjangan (%) minimal 70; dan laju transmisi uap air (g/m2.hari) maksimal 10. Berikut standar karakteristik film disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Standar karakteristik film
Karakteristik Film Japanese Industrial Standar
Ketebalan (mm) Maks 0,25
Kuat tarik (kgf/cm) Min 40
Pemanjangan (%) Min 70
Transmisi uap air (g/m2.hari) Maks 10 Sumber : Japanese Industrial Standart ( 1975).
Tahap II : Pengaplikasian edible coating pada jambu biji merah
Setelah diperoleh kombinasi terbaik antara konsentrasi CMC dan gliserol dari tahap I, dilanjutkan dengan pengaplikasian edible coating
dengan cara mencelup buah jambu biji merah ke dalam larutan coating
selama 5 menit dan dilakukan penyimpanan dan pengamatan pada 6 taraf yaitu, H1= 0 hari, H2= 2 hari, H3= 4 hari, H4= 6 hari, H5= 8 hari dan H6= 10 hari. Adapun parameter pengamatan yang dilakukan dalam penelitian
total asam, total padatan terlarut, uji skor warna dan uji hedonik (warna, aroma, rasa dan tekstur) yang dilakukan sebanyak lima (5) ulangan.
Tahap III: Pemilihan edible coating dengan umur simpan terbaik dan pengujian dengan kontrol
Setelah dilakukan penyimpanan selama 10 hari kemudian ditentukan umur simpan terbaik jambu biji merah dan dilakukan pengujian dengan jambu biji merah yang tidak dicoating untuk melihat perbedaan kualitas buah tersebut.
Model Rancangan Penelitian
Penelitian pada tahap I dilakukan dengan rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan model :
Ŷijk = µ + αi + βj + (αβ)ij + εijk
Ŷijk : Hasil pengamatan dari faktor M pada taraf ke-i dan faktor L pada taraf ke-j dengan ulangan ke-k
µ : Efek nilai tengah
αi : Efek dari faktor M pada taraf ke-i βj : Efek dari faktor L pada taraf ke-j
(αβ)ij : Efek interaksi faktor M pada taraf ke-i dan faktor L pada taraf ke-j
εijk : Efek galat dari faktor M pada taraf ke-i dan faktor L pada taraf ke-j dalam ulangan ke-k
Apabila diperoleh hasil yang berbeda nyata atau sangat nyata maka dilanjutkan dengan uji DMRT (Duncan Multiple Range Test).
Pada penelitian tahap II dilakukan dengan rancangan acak lengkap (RAL) faktor tunggal dengan model :
29 Ŷijk = µ + αi+ εij
Ŷijk : Hasil pengamatan faktor H pada taraf ke-i, dengan ulangan ke-j µ : Efek nilai tengah umum
αi : Efek dari faktor H pada taraf ke-i
εijk : Efek galat dari faktor H pada taraf ke-i dengan ulangan ke-j Apabila diperoleh hasil yang berbeda nyata atau sangat nyata maka dilanjutkan dengan uji DMRT (Duncan Multiple Range Test).
Adapun penelitian tahap III dilakukan dengan uji t (uji hipotesis 2 sampel t test) untuk membandingkan nilai dua perlakuan.
Pelaksanaan Penelitian
Pembuatan pati kulit ubi kayu
Kulit ubi kayu dibersihkan dan dibuang kulit bagian luar. Selanjutnya dibersihkan dan dicuci serta dirajang hingga ukuran panjangnya ±1 cm. Kemudian direndam dengan air selama 24 jam dan air diganti setiap 8 jam. Hal ini dilakukan untuk menurunkan kadar HCN. Setelah itu air ditiriskan, kemudian ditambahkan air 1:3 dan dihaluskan dengan blender untuk mendapatkan bubur kulit ubi kayu. Kemudian bubur disaring dengan menggunakan kain saring dan diendapkan selama 24 jam. Selanjutnya air dibuang sehingga diperoleh pati kulit ubi kayu basah. Pati dikeringkan dalam oven pada suhu 60 ºC selama 8 jam. Setelah kering pati dihaluskan dengan blender dan disaring dengan ayakan 80 mesh. Skema pembuatan pati kulit ubi kayu dapat dilihat pada Gambar 5.
Pembuatan edible film pati kulit ubi kayu
Cara pembuatan edible film (Gunawan, 2009) adalah sebagai berikut: 1 bagian pati dicampur dengan 10 bagian akuades dan diaduk dengan mixer skala 1 sampai homogen selama 10 menit, lalu disaring dengan kain saring. Suspensi pati dimasukkan ke dalam beaker glass 1000 ml dan dipanaskan di atas hot plate
sambil diaduk dengan mixer skala 1 sampai mencapai suhu ± 55ºC. Kemudian ditambahkan gliserol sedikit demi sedikit sambil terus dipanaskan dan diaduk dengan mixer skala 1 sampai homogen selama 6 menit. Setelah itu suspensi dipanaskan hingga mencapai suhu ± 60 ºC kemudian ditambahkan Carboxymethyl Cellulose (CMC) sedikit demi sedikit sambil terus dipanaskan dan diaduk dengan
mixer skala 2 selama 10 menit sampai suspensi mengental dan berubah warna menjadi jernih. Setelah suspensi dingin kemudian dilakukan degassing
(penghilangan gas) dengan menggunakan oven vakum dengan tekanan 80 kPa selama 20 menit. Setelah itu dituang pada cetakan dan diratakan serta dilanjutkan dengan pengeringan pada suhu 50 ºC selama 18 jam. Skema pembuatan edible film pati kulit ubi kayu dapat dilihat pada Gambar 6.
Pembuatan edible coating pati kulit ubi kayu
Cara pembuatan edible coating (Gunawan, 2009) adalah sebagai berikut: 1 bagian pati dicampur dengan 10 bagian akuades dan diaduk dengan mixer skala 1 sampai homogen selama 10 menit, lalu disaring dengan kain saring. Suspensi pati dimasukkan ke dalam beaker glass 1000 ml dan dipanaskan di atas hot plate
sambil diaduk dengan mixer skala 1 sampai mencapai suhu ± 55ºC. Kemudian ditambahkan gliserol sedikit demi sedikit sambil terus dipanaskan dan diaduk dengan mixer skala 1 sampai homogen selama 6 menit. Setelah itu suspensi
31
dipanaskan hingga mencapai suhu ± 60 ºC kemudian ditambahkan Carboxymethyl Cellulose (CMC) sedikit demi sedikit sambil terus dipanaskan dan diaduk dengan
mixer skala 2 selama 10 menit sampai suspensi mengental dan berubah warna menjadi jernih. Setelah suspensi dingin dilanjutkan dengan penambahan asam askorbat dengan konsentrasi 0,75% dari larutan dan diaduk dengan mixer. Skema pembuatan edible coating pati kulit ubi kayu dapat dilihat pada Gambar 7.
Pengaplikasian edible coating pada sampel
Buah jambu biji merah disortasi dan dipilih yang dengan kualitas yang seragam. Kemudian dilakukan pembersihan untuk menghilangkan kotoran dengan cara dicuci. Setelah kering dilakukan pencelupan ke dalam larutan edible yang telah disediakan selama 5 menit. Jambu biji merah yang telah dicelupkan kemudian diangkat dan dikeringanginkan. Skema aplikasi edible coating pada jambu biji merah dapat dilihat pada Gambar 8.
Pengamatan dan Pengukuran Data
Pengamatan dan pengukuran dibagi menjadi dua, yakni pengamatan dan pengukuran untuk penelitian tahap I kemudian pengamatan dan pengukuran untuk penelitian utama. Untuk penelitian pendahuluan meliputi data parameter viskositas, ketebalan, persen pemanjangan, laju transmisi uap air dan uji hedonik warna, tekstur, kejernihan dan keseluruhan. Sedangkan pengamatan dan pengukuran data pada penelitian tahap II dan III terdiri atas susut bobot, kadar air, kadar vitamin C, total asam, total padatan terlarut, uji skor warna dan uji hedonik (warna, aroma, rasa dan tekstur).
Karakteristik edible film 1. Viskositas
Penentuan viskositas (Prasetyo, 2005 dimodifikasi) dilakukan dengan menggunakan alat viscosimeter VT-03E dengan pembacaan yang dikalibrasi menurut JIS Z 8809 dengan satuannya adalah mPa/s. Cara pengukurannya adalah sebagai berikut : 1) Pegang viskosimeter dalam 1 tangan atau pada posisi berdiri. Ukur tingginya untuk memeriksa benar atau tidaknya alat tersebut horizontal. 2) Ditempatkan rotor atau baling-baling (No. 4) di tengah
cup dan dimasukkan bahan pada batas yang ditentukan. 3) Diubah setelan jarum “clamp” ke bawah. 4) Diatur tombol ke “ON”. 5) Ketika baling-baling mulai berputar, jarum indikator akan bergerak ke sebelah kanan dan akan berhenti pada skala yang sesuai dengan cairan bahan. Skala yang dilihat harus sesuai dengan baling-baling yang digunakan . 6) Setelah pengukuran selesai, tombol ON diubah ke OFF. Jarum indikator kembali ke arah semula dan setelan jarum “Clamp” diubah ke atas.
2. Ketebalan (mm)
Film yang dihasilkan diukur ketebalannya dengan menggunakan mikrometer sekrup dengan ketelitian 0,01 mm pada tiga tempat yang berbeda. Nilai ketebalan diukur dari rata-rata tiga pengukuran ketebalan
edible film.
3. Persen pemanjangan
Persen pemanjangan edible film dilakukan dengan metode Indraaryani (2003). Persen pemanjangan edible film adalah perpanjangan edible film
33
sampai titik tertentu edible film putus. Cara pengukurannya adalah dengan tahapan :
1. Edible fim dipotong dengan panjang 5×5 cm dan diletakkan di atas penggaris.
2. Kemudian film ditarik secara perlahan sampai akhirnya edible film
terputus dan dicatat angka yang tertera di atas penggaris. 3. Persen pemanjangan edible film dapat dihitung dengan rumus :
p.f. setelah ditarik–p.f.sebelum ditarik
% pemanjangan =
p.f sebelum ditarik
Keterangan : p.f = panjang film (cm) 4. Laju transmisi uap air
Laju transmisi uap air dilakukan dengan metode Widyanigsih, dkk., (2012). Berikut tahapan pengukuran laju transmisi uap air;
1. Film yang diuji ditempatkan pada permukaan cawan yang berisi 10 gram gel silika kering kemudian ditimbang dan setelah itu ditempatkan pada stoples plastik.
2. Toples diisi larutan NaCl jenuh (RH ± 75%).
3. Setiap satu jam sampel ditimbang hingga jam ke-10.
4. Data yang diperoleh dibuat persamaan regresi linier dan diperoleh garis slope.
5. Laju transmisi uap air (water vapour transmission rate/WVTR) dihitung dengan membagi slope kenaikan berat cawan terhadap luas permukaan
5. Uji hedonik
Uji hedonik yang dilakukan meliputi warna, tekstur, kejernihan dan keseluruhan dengan menggunakan skala numerik (Meilgaard, dkk., 1999). Uji ini dilakukan untuk melihat penerimaan panelis terhadap edible yang diuji. Panelis diminta untuk memberikan nilai sesuai kesukaannya dengan skala 1-7, di mana kriteria penilaiannya adalah (1) sangat tidak suka; (2) tidak suka; (3) agak tidak suka; (4) netral; (5) agak suka; (6) suka; (7) sangat suka. Analisis aplikasi edible coating pada buah jambu biji merah
1. Kadar air
Pengukuran kadar air dilakukan dengan metode AOAC, (1995). Sampel ditimbang sebanyak 5 g kemudian dimasukkan ke dalam cawan alumunium yang telah dikeringkan selama satu jam pada suhu 105ºC dan telah diketahui beratnya. Sampel tersebut dipanaskan pada suhu 105ºC selama tiga jam, kemudian didinginkan dalam desikator sampai dingin kemudian ditimbang. Pemanasan dan pendinginan dilakukan berulang sampai diperoleh berat sampel konstan.
Berat sampel awal – Berat sampel akhir x 100% Kadar air =
Berat sampel awal 2. Kekerasan
Kekerasan merupakan pengukuran tekstur pada daging buah. Pengukuran kekerasan (tekstur) dilakukan secara obyektif menggunakan alat penetrometer. Sampel yang telah disiapkan ditusuk pada titik yang telah ditentukan dengan menggunakan alat penetrometer precision yang diberi tekanan 250 g dengan skala 1/10 mm selama 10 detik. Nilai tekstur dapat
35
dibaca pada skala yang ditunjukkan oleh jarum petunjuk, seluruh nilai yang didapat pada setiap titik dirata-ratakan dan dinyatakan dengan satuan g/mm2 dan diubah ke dalam kg/cm2.
Dihitung kekerasa dengan rumus:
250
Kekerasan (kg/cm2) = (X1+X2+X3+X4+…+Xn)/n 1/10
3. Susut bobot
Penentuan susut bobot dilakukan dengan menimbang berat sampel yang telah dicoating pada hari yang telah ditentukan selama penyimpanan. Berat sampel pada H-0 ditentukan sebagai berat awal. Susut bobot merupakan selisih dari berat pada sebelum perlakuan dan setelah perlakuan hari ke-n. Persamaan yang digunakan untuk mengukur susut bobot adalah sebagai berikut :
W0- Wt x100
Susut bobot (%) =
W0 Keterangan :
W0 = Berat sampel pada hari ke-0 (gram)
Wt = Berat sampel pada hari ke-n (gram) 4. Kadar vitamin C
Kadar vitamin C ditentukan dengan metode Jacobs (1958). Sampel ditimbang bahan sebanyak 10 gram, dan dimasukkan dalam labu takar. Kemudian ditambahkan akuades sampai volume 100 ml, dan diaduk hingga merata. Campuran lalu disaring dengan kertas saring. Filtrat diambil sebanyak 10 ml dengan pipet mohr dan dimasukkan ke dalam Erlenmeyer
lalu ditambahkan 2-3 tetes larutan pati 1% dan dititrasi segera dengan larutan Iodine 0,01N. Titrasi dianggap selesai bila timbul warna biru stabil.
ml Iodine 0,01 N x 0,88 x FP x 100
Kadar vitamin C (mg/100 g bahan) =
Berat sampel (g)
5. Total padatan terlarut
Total padatan terlarut ditentukan dengan metode Muchtadi dan Sugiono (1989). Sampel ditimbang sebanyak 5 gram dan ditambah akuades sebanyak 20 ml (sampai volume 25 ml). Hand refractometer terlebih dahulu distandarisasi dengan menggunakan akuades. Sampel yang sudah diencerkan dengan pipet tetes dan diteteskan pada prisma hand refractometer. Diamati pembacaan skala dan dicatat nilainya. Kadar total padatan terlarut adalah nilai yang diperoleh dikalikan dengan 5 (faktor pengencer) dan dinyatakan dalam oBrix.
6. Total asam
Total asam dianalisis menggunakan metode Ranganna (1978). Sampel ditimbang sebanyak 10 gram, dan dimasukkan ke dalam labu ukur serta ditambahkan akuades sampai volume 100 ml. Campuran tersebut kemudian diaduk hingga merata dan disaring dengan kertas saring. Filtrat kemudian diambil sebanyak 10 ml dengan pipet mohr dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer serta ditambahkan phenolptalein 1% 2-3 tetes. Titrasi dilakukan dengan menggunakan NaOH 0,1N. Titrasi dihentikan setelah timbul warna merah jambu yang stabil.
37
ml NaOH x N NaOH x BM asam dominan x fp x 100% Total asam (%) =
Berat sampel (g) x 1000 x valensi asam
fp = faktor pengencer
Asam dominan = Asam sitrat (C6H8O7), BM =192, valensi = 3 7. Uji skor warna
Uji skor warna dilakukan dengan menggunakan metode Soekarto (1985). Contoh diuji secara acak dengan pemberian kode pada bahan uji kepada 30 panelis yang melakukan penilaian. Perubahan tingkat kematangan dari buah jambu biji merah diuji dengan kriteria kulit paling luar dari jambu biji merah yaitu berdasarkan tingkat paling muda (hijau muda) sampai tingkat yang paling matang (kuning kecoklatan). Penilaian skor warna dilakukan berdasarkan kriteria pada Tabel 4 berikut ini.
Tabel 4. Skala nilai skor warna (numerik)
Skala skor warna Skala numerik
Kulit hijau muda Kulit hijau kekuningan Kulit kuning
Kulit kuning kecoklatan
4 3 2 1
8. Uji hedonik terhadap warna, aroma, dan rasa
Penentuan nilai hedonik terhadap warna, aroma dan rasa (Soekarto, 1985) dilakukan dengan uji kesukaan secara hedonik. Contoh diuji secara acak dengan pemberian kode pada bahan uji kepada 30 panelis yang melakukan penilaian. Pengujian dilakukan secara indrawi (organoleptik) yang ditentukan berdasarkan skala numerik. Penelitian uji organoleptik warna, aroma, dan rasa dilakukan berdasarkan kriteria seperti pada Tabel 5 berikut ini.
Tabel 5. Skala nilai hedonik terhadap warna, aroma, rasa dan teksur (numerik)
Skala hedonik Skala numerik
Suka Agak suka Agak tidak suka
Tidak suka
4 3 2 1
39
Gambar 4. Tahapan penelitian yang dilakukan Pembuatan bahan baku
Pengujian umur simpan Formulasi edible kulit ubi kayu
Penentuan formulasi terbaik
Pengaplikasian edible pada buah jambu biji merah
Pemilihan umur simpan terbaik
Pengujian mutu jambu biji merah dengan edible coating pada umur simpan terbaik dengan kontrol
Mutu fisikokimia dan mutu organoleptik
Gambar 5. Skema pembuatan pati kulit ubi kayu Kulit ubi kayu
Dibersihkan Dirajang
Direndam dengan air selama 24 jam, air diganti setiap 8 jam Ditiriskan
Disaring dengan menggunakan kain saring Dihaluskan dengan blender
Diendapkan selama 24 jam
Pati kulit ubi kayu basah
Dikeringkan dengan oven pada suhu 60ºC, 8 jam Dihaluskan dengan blender
Diayak dengan ukuran 80 mesh
Pati kulit ubi kayu Air
41
Gambar 6. Skema pembuatan edible film pati kulit ubi kayu Disaring
Suspensi
Dipanaskan sambil diaduk dengan mixer (skala 1, ± 55 ºC) Dipanaskan sambil diaduk dengan
mixer (skala 2, ± 60 ºC, selama 5 menit) Dipanaskan hingga10 menit hingga
larutan mengental dan jernih
Dihilangkan gas (oven vakum P=80 kPa, 20 menit pada suhu 25 ºC Diaduk dengan mixer selama 10 menit
Konsentrasi gliserol 10%, 20% Konsentrasi CMC 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0% Analisis - Uji ketebalan - Persen pemanjangan - Laju transmisi uap
air
- Uji hedonik (warna, tekstur, kejernihan dan keseluruhan) Pati kulit ubi kayu :
akuades (1:10)
Larutan ediblefilm
Dicetak dan diratakan
Dikeringkan (oven T=50 ºC, 18 jam)
Film
Analisis - Viskositas
Gambar 7. Skema pembuatan edible coating pati kulit ubi kayu Disaring
Suspensi
Dipanaskan sambil diaduk dengan mixer (skala 1, ± 55 ºC)
Dipanaskan sambil diaduk dengan mixer (skala 2, ± 60 ºC, selama 5 menit)
Dipanaskan hingga 10 menit hingga larutan mengental dan jernih
Didinginkan sampai suhu kamar
Diaduk dengan mixer selama 10 menit
Konsentrasi gliserol terpilih
Konsentrasi CMC terpilih
Asam askorbat 0,75%
Diaduk dengan mixer skala 1 sampai homogen Pati kulit ubi kayu :
akuades (1:10)
Larutan edible coating
Edible coating
43
Gambar 8. Skema proses pelapisan jambu biji merah dengan edible coating
Dicelupkan ke dalam edible coating pati kulit ubi kayu
Disimpan pada suhu ruang selama 0, 2, 4,6, 8, 10 hari Analisis - Susut bobot - Kadar air - Kekerasan - Kadar vitamin C - Total asam - Total padatan terlarut
- Uji skor warna - Uji hedonik (warna,
aroma,rasa dan tekstur)
Disortasi
Dibersihkan
Dikeringkan dengan cara dikeringanginkan
Buah jambu biji merah