Penentuan Formulasi Minuman Sari Tebu (Saccharum officinarum L)
Penentuan pH minuman
Tahap pertama yang dilakukan pada formulasi yaitu menentukan nilai pH minuman. Setelah nilai pH ditentukan, dilakukan pengombinasian antara tiga jenis bahan pengasam yaitu asam sitrat, asam malat, dan natrium sitrat secara trial and error hingga didapatkan formula yang dianggap paling dapat diterima. Penentuan nilai pH minuman mengacu pada hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Pratiwi (2009).
Sari Buah Komersial pH TPT (oBrix)
Buavita (jeruk) 4.03 10.4
Country Choice (jeruk) 4.19 13.0
Nutri Sari (Jeruk) 4.02 11.6
Country choice (guuava) 4.16 10.2
Country choice (apel) 4.00 14.2
Jungle Juice (sirsak) 3.36 12.4
Jungle Juice (guava) 3.43 12.2
Berri (mangga) 3.77 13.4
Berri (guava) 3.77 11.0
Berri (jeruk) 3.77 10.5
Interval 3.36 – 4.19 10.2 – 14.2
Tabel 1 Data karakterisasi sari buah komersial (Pratiwi 2009) Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa pada produk sari buah komersial memiliki nilai pH diantara 3.36 – 4.19. Hasil yang diperoleh tersebut dapat dijadikan acuan dalam penentuan nilai pH minuman sari tebu. Pada penelitian ini, minuman sari tebu akan diformulasikan sehingga mencapai pH target 4.2. Pemilihan nilai pH ini mengambil batas atas nilai pH minuman yang sudah dikenal oleh masyarakat dengan asumsi selain tidak terlalu memiliki perbedaan citarasa dengan sari tebu segar, tetapi juga masih berada dalam batas nilai pH yang aman diproduksi dengan proses pasteurisasi (pH <4.5).
Asam sitrat dan asam malat merupakan asam-asam organik yang terdapat secara alami pada sari tebu. Walford (1996) melaporkan bahwa komponen asam organik yang berkontribusi terhadap citarasa sari tebu terutama disebabkan oleh keberadaan tiga jenis asam, yaitu asam akonitat, asam malat, dan asam sitrat. Keberadaan asam sitrat dan asam malat pada sari tebu inilah yang menjadi dasar pemilihan jenis bahan pengasam yang
11 digunakan pada penelitian sehingga diharapkan produk tetap memiliki citarasa yang tidak terlalu berbeda dengan citarasa aslinya. Keasaman minuman sari tebu selain akan menambah citarasa juga akan menghambat pertumbuhan mikroba pembusuk dengan adanya penurunan pH. Dengan adanya penurunan pH maka akan meningkatkan efektivitas proses pasteurisasi.
Penentuan Total Padatan Terlarut (TPT) minuman
Total padatan terlarut menggambarkan kandungan bahan-bahan yang terlarut dalam larutan. Sebagian besar total padatan pada minuman ringan adalah gula sehingga perubahan total gula akan menyebabkan perubahan juga pada total padatan terlarut (Yusuf 2002). Total padatan terlarut dinyatakan dalam bentuk obrix, yaitu skala berdasarkan persentase berat sukrosa didalam larutan (minuman).
Tahap kedua dari formulasi minuman sari tebu adalah total padatan terlarut dengan cara menentukan tingkat pengenceran (sari tebu : air) dengan konsentrasi gula yang ditambahkan. Pengenceran dan penambahan gula pada proses pembuatan minuman sari tebu akan mempengaruhi rasa manis dan total padatan terlarut (TPT) pada produk akhir sari tebu. Semakin banyak jumlah gula yang ditambahkan akan meningkatkan rasa manis dan TPT produk. Pada tahap ini dibuat 3 formulasi dengan obrix yang berbeda, yaitu 8, 10, dan 12. Ketiga formulasi ini kemudian diuji secara sensori untuk mengetahui formulasi mana yang memiliki intensitas kesukaan paling tinggi. Hasil uji dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Hasil uji sensori terhadap tingkat kemanisan
Dari data diperoleh TPT ketiga formulasi berbeda nyata (p<0.05) (Lampiran 2). Hasil uji lanjut menggunakan Duncan menunjukkan bahwa secara signifikan panelis lebih menyukai sari tebu dengan brix 12 dan memiliki tingkat kesukaan yang paling tinggi dengan rata-rata skor 7.23 (Gambar 2). Hasil yang didapatkan ini dapat disebabkan oleh adanya faktor persepsi. Sari tebu dikenal panelis sebagai minuman dengan tingkat kemanisan yang cukup tinggi sehingga apabila minuman diformulasikan dengan asam, panelis cenderung tetap memberikan rating tertinggi untuk formula dengan tingkat kemanisan yang paling tinggi. Jika dikaitkan dengan
5.20a 5.97b 7.23c 0 1 2 3 4 5 6 7 8
brix 8 brix 10 brix 12
Sk
o
12 hasil pengujian Pratiwi (2009) terhadap TPT sari buah komersial, maka nilai ini berada dalam interval 10.4 – 14.2. Oleh karena itu maka dipilih formula dengan oBrix 12 sebagai formula terbaik.
Perbandingan formulasi dengan produk sejenis
Pada tahap formulasi telah didapatkan bahwa formula terbaik dari minuman sari tebu adalah yang memiliki brix 12 dengan nilai pH 4.2. Sari tebu dengan formula tersebut kemudian dibandingkan dengan sari tebu murni dan sari tebu merk Z untuk mengetahui seberapa besar tingkat penerimaan panelis terhadap sampel baru sebelum dipasarkan.
Hasil uji statistik menunjukkan bahwa ketiga sampel memiliki tingkat kesukaan yang berbeda nyata (p<0.05) (Lampiran 4). Sari tebu formulasi memiliki skor tertinggi yaitu 7.73 yang artinya panelis memberikan respon suka hingga sangat suka terhadap sampel penelitian (Gambar 3). Hal ini menunjukkan bahwa sari tebu formulasi yang dibuat dalam penelitian ini berpotensi untuk dipasarkan secara lebih luas dan mampu bersaing dengan produk sejenis yang sudah ada.
Gambar 3 Hasil uji sensori minuman sari tebu dengan produk sejenis Apabila hasil pengujian ini dikaitkan dengan hasil pengujian sebelumnya, maka hasil ini telah sesuai. Pada tahapan penentuan TPT, hasil pengujian sensori menunjukkan bahwa panelis memberikan skor tertinggi pada sampel dengan oBrix 12. Sari tebu merk Z memiliki oBrix yang relatif rendah yaitu 7.8 sehingga memiliki tingkat kesukaan yang paling rendah. Hal ini diperkuat dengan penelitian Pratiwi (2009) yang menyatakan bahwa o
Brix dari minuman sari buah komersial yang berada di Indonesia berkisar antara 10.1-14.2 sehingga oBrix dari sampel formulasi masih berada dalam interval tersebut.
Sari tebu merk Z yang telah lebih dulu beredar di pasaran merupakan minuman sari tebu yang diolah dengan proses sterilisasi. Oleh sebab itu produk ini memiliki pH yang lebih tinggi dibandingkan dengan produk penelitian. Secara visual, sari tebu merk Z terlihat lebih jernih dan memiliki penampakan warna hijau yang lebih tua jika dibandingkan dengan produk penelitian. 7.73a 6.00b 4.67c 0 2 4 6 8 10 sari tebu formulasi
sari tebu murni sari tebu merk Z
S
ko
13
Gambar 4 Penampakan secara visual sari tebu penelitian (kiri) dan sari tebu merk Z (kanan)
Berdasarkan hasil uji sensori, produk penelitian memiliki intensitas kesukaan secara overall yang lebih tinggi dibandingkan dengan sari tebu merk Z. Kelebihan sari tebu penelitian terdapat pada segi rasa yaitu kombinasi rasa manis dan asam yang justru menambah sensasi kesegaran pada saat panelis meminumnya.
Perubahan Mutu Minuman Sari Tebu (Saccharum officinarum L) selama penyimpanan
Parameter total mikroba
Keberadaan mikroba pada sari tebu segar merupakan salah satu yang menyebabkan sari tebu segar ini memiliki umur simpan yang singkat. Minuman sari tebu yang telah melalui tahap pasteurisasi harus memenuhi syarat mutu mikrobiologis yang ditetapkan oleh SNI, yaitu maksimal 2x102 koloni/ml. Pada penelitian ini dilakukan uji mikrobiologi berupa angka lempeng total menggunakan media Plate Count Agar (PCA). Pengamatan dilakukan setiap 1 minggu sekali selama 5 minggu penyimpanan pada 3 suhu yang berbeda.
Minggu Angka Lempeng Total (koloni/ml)
35oC 45oC 55oC 0 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 1 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 2 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 3 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 <2.5x101 4 <1.0x100 <1.0x100 <1.0x100 <1.0x100 <1.0x100 <1.0x100 5 <1.0x100 <1.0x100 <1.0x100 <1.0x100 <1.0x100 <1.0x100
Tabel 2 Data Angka Lempeng Total (ALT) selama penyimpanan Minuman sari tebu memiliki pH sebesar 4.22 pada awal penyimpanan dan mengalami penurunan selama penyimpanan. Dengan karakteristik demikian, sari tebu termasuk dalam kelompok minuman asam. Menurut Fardiaz (1993), pada umumnya mikroorganisme dapat tumbuh pada pH yang berkisar antara 3-6. Pada pH sekitar 6.5-7.5, bakteri mencapai kondisi optimumnya dan akan mengalami penurunan pada pH dibawah 5.5
14 dan diatas 8.5, kecuali jenis bakteri asam. Khamir dapat tumbuh pada produk dengan pH antara 2.5-8.5 dan akan mencapai kondisi optimum pada pH 4-5, sedangkan kapang memiliki pH optimum 5-7 dan masih dapat tumbuh pada pH 3-8.5. Berdasarkan pernyataan tersebut maka dapat disimpulkan bahwa khamir, kapang, dan beberapa bakteri asam merupakan jenis mikroorganisme yang memiliki potensi untuk tumbuh pada minuman sari tebu.
Besarnya angka pertumbuhan mikroba sangat dipengaruhi oleh keberhasilan proses produksi, pengemasan, dan kondisi ruang penyimpanan. Pertumbuhan mikroorganisme dipengaruhi oleh jenis mikroba itu sendiri sehingga suhu optimum pertumbuhannya pun berbeda-beda.
Hasil pengamatan selama 5 minggu penyimpanan pada 3 suhu berbeda menunjukkan jumlah total mikroba yang tidak terlalu mengalami perubahan (Tabel 2). Hasil tersebut tidak menggambarkan keseluruhan mikroba yang terdapat pada minuman sari tebu. Khamir dan bakteri asam laktat merupakan jenis mikroba yang biasanya tumbuh pada produk sari buah (Foster and Vasavada 2003; Pratiwi 2009). Kedua jenis mikroba ini bersifat tahan asam sehingga untuk mendeteksinya diperlukan media agar khusus.
Pada penelitian ini diduga proses produksi mampu menghambat pertumbuhan mikroba, serta ketiga suhu penyimpanan akselerasi bukan merupakan suhu optimum pertumbuhan mikroba sehingga jumlahnya tidak mengalami perubahan yang signifikan. Selain itu, penggunaan media pertumbuhan yang tidak spesifik juga diduga menjadi penyebab pertumbuhan mikroba tidak dapat terdeteksi. Akan tetapi jika dilihat dari terjadinya penurunan pH selama penyimpanan, terdapat kemungkinan mikroba tersebut tetap tumbuh selama penyimpanan. Berdasarkan data total mikroba yang didapatkan selama penyimpanan, maka parameter mikrobiologi tidak dapat digunakan sebagai parameter kritis pada pendugaan umur simpan minuman sari tebu ini.
Parameter pH
Nilai pH menunjukkan konsentrasi ion hidrogen yang menggambarkan tingkat keasaman. Semakin tinggi nilai pH berarti tingkat keasaman produk semakin rendah. Sebaliknya, semakin rendah nilai pH berarti tingkat keasaman produk semakin tinggi.
Minggu ke- Suhu Penyimpanan
35oC 45oC 55oC 0 4.22 4.22 4.22 1 4.19 4.18 4.18 2 4.16 4.13 4.12 3 4.15 4.12 4.10 4 4.14 4.11 4.09 5 4.14 4.10 4.08
15 Tabel 3 menunjukkan bahwa selama penyimpanan terjadi penurunan nilai pH seiring dengan lamanya waktu penyimpanan. Pada awal penyimpanan, minuman sari tebu memiliki pH awal sebesar 4.22 dan pada akhir waktu penyimpanan memiliki pH berkisar antara 4.08-4.14. Penurunan pH tertinggi terjadi pada suhu penyimpanan 55oC yang menandakan bahwa semakin tinggi suhu maka akan semakin memicu terjadinya reaksi kimia yang mengakibatkan penurunan pH produk. Meskipun minuman mengalami penurunan pH, dapat dilihat bahwa pH produk cenderung stabil pada kisaran pH 4. Hal ini dapat disebabkan karena penggunaan natrium benzoat dan kalium sorbat sebagai bahan pengawet yang merupakan jenis garam yang cenderung bersifat basa (Theron and
Lues 2011).
Gambar 5 Grafik penurunan nilai pH selama penyimpanan
Secara statistik, nilai pH minuman sari tebu dengan penyimpanan pada 3 suhu yang berbeda menunjukkan nilai pH yang berbeda nyata (p < 0.05) (Lampiran 17-22). Selain itu, waktu penyimpanan juga mempengaruhi nilai pH yang ditunjukkan dengan nilai pH yang berbeda nyata (p < 0.05) selama penyimpanan pada ketiga suhu penyimpanan (Lampiran 23-25).
Penurunan nilai pH diduga disebabkan oleh terbentuknya asam sebagai hasil aktivitas mikroorganisme pada awal penyimpanan. Foster and
Vasavada (2003) menyatakan bahwa kapang dan khamir merupakan penyebab utama kerusakan pada produk sari buah. Khamir menjadi penyebab utama kersakan karena memiliki kemampuan ketahanan terhadap asam dan hidup pada kondisi anaerobik. Kemungkinan tumbuhnya jenis khamir pada minuman sari tebu disebabkan karena adanya kandungan gula yang tinggi pada minuman yang merupakan kondisi pertumbuhan yang disukai oleh khamir. Ashurst (2005) menyatakan bahwa pertumbuhan khamir yang bersifat fermentatif dalam minuman akan menyebabkan off-flavor, timbulnya gas karbondioksida, alkohol, dan asam. Keberadaan hasil aktivitas khamir inilah yang menyebabkan terjadinya penurunan pH selama penyimpanan. 4,04 4,06 4,08 4,1 4,12 4,14 4,16 4,18 4,2 4,22 0 1 2 3 4 5 N il ai p H
Lama penyimpanan (minggu)
35oC 45oC 55oC
16 y = -2947.9641x + 4.0277 R² = 0,9706 -5,8 -5,6 -5,4 -5,2 -5 -4,8 0,003049 0,003145 0,003247 ln k 1/T (1/K) Suhu (K)
Persamaan regresi linier R2
Orde 0 Orde 1 Orde 0 Orde 1
308 y = -0.0160x + 4.2227 y = -0.0038x + 1.4405 0.8727 0.8740 318 y = -0.0234x + 4.2253 y = -0.0056x + 1.4412 0.8786 0.8804 328 y = -0.0283x + 4.2307 y = -0.0068x + 1.4425 0.8928 0.8946
Tabel 4 Persamaan regresi linier parameter nilai pH
Tabel 4 menunjukkan persamaan regresi linier dan nilai R2 dari parameter pH selama penyimpanan. Pada parameter ini, kinetika penurunan nilai pH minuman sari tebu mengikuti orde reaksi satu (R2 nol < R2 satu). Oleh karena itu, perhitungan selanjutnya untuk mendapatkan umur simpan minuman menggunakan persamaan reaksi pada orde satu saja.
Gambar 6 Plot Arrhenius perubahan pH selama penyimpanan orde satu Persamaan regresi linier dari plot ln k dan 1/T pada perubahan pH minuman sari tebu yaitu: y = -2947.9641x + 4.0277 dengan R2 = 0.9706. Persamaan tersebut akan menghasilkan energi aktivasi sebesar 5854.6567 kal/mol.
Perubahan warna (E)
Warna merupakan salah satu atribut visual penting yang berpengaruh terhadap penerimaan produk oleh konsumen. Suatu produk yang dinilai enak dan bergizi tidak akan dikonsumsi apabila memiliki penampilan warna yang tidak menarik atau memberi kesan telah mengalami penyimpangan. Warna suatu bahan pangan dapat diukur menggunakan alat kromameter, spektrofotometer, ataupun alat-alat lainnya yang khusus untuk mengukur warna. Pada penelitian ini digunakan alat kromameter untuk mengukur perubahan warna produk selama penyimpanan.
Minggu ke- Suhu Penyimpanan
35oC 45oC 55oC 0 0.0000 0.0000 0.0000 1 0.5422 2.4757 4.3772 2 1.5276 3.7976 8.1198 3 2.4221 5.7413 10.0840 4 4.6899 7.6979 10.5986 5 6.2352 11.0261 15.0065
17 Tabel 5 menunjukkan bahwa selama penyimpanan terjadi perubahan warna yang semakin tinggi seiring dengan lamanya waktu penyimpanan. Penyimpanan pada suhu 55oC memiliki nilai total perubahan warna yang paling besar dan diikuti penyimpanan suhu 45oC dan 35oC. Pada awal masa penyimpanan (minggu ke-0), nilai E pada ketiga suhu nol yang artinya belum terjadi perubahan warna. Berdasarkan data yang diperoleh dapat dilihat bahwa besarnya suhu penyimpanan sangat berpengaruh terhadap perubahan warna produk. Semakin tinggi suhu penyimpanan maka nilai total perubahan warna produk juga semakin tinggi.
Gambar 7 Grafik total perubahan warna(E) selama penyimpanan Secara statistik, perubahan warna minuman sari tebu pada penyimpanan 3 suhu yang berbeda menunjukkan nilai E yang berbeda nyata (p < 0.05) (Lampiran 26-30). Selain itu, waktu penyimpanan juga mempengaruhi nilai E yang ditunjukkan dengan nilai E yang berbeda nyata (p < 0.05) selama penyimpanan pada ketiga suhu penyimpanan (Lampiran 31-33).
Gambar 8 Kondisi produk pada penyimpanan minggu ke-5
Gambar 8 memperlihatkan kondisi minuman sari tebu pada akhir penyimpanan pada minggu ke-5, berturut-turut dari kiri ke kanan yaitu penyimpanan suhu 35oC, 45oC, dan 55oC. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa pada akhir masa penyimpanan warna minuman sudah berubah menjadi kecoklatan dengan intensitas yang semakin meningkat seiring dengan semakin tingginya suhu penyimpanan. Perubahan warna ini menandakan terjadinya perubahan atau penurunan kualitas produk, sesuai dengan pernyataan Culver (2008) bahwa warna merupakan salah satu karakteristik yang sangat menentukan kualitas dari suatu produk pangan.
0 5 10 15 20 0 1 2 3 4 5 E minggu 35oC 45oC 55oC
18 Perubahan warna yang terjadi pada produk diduga disebabkan oleh terjadinya degradasi pigmen klorofil. Klorofil merupakan pigmen utama pada sari tebu yang kandungannya sebesar 1 mg/100 ml (Yusof et al 2000). Keberadaan klorofil sebagai pigmen utama pada sari tebu inilah yang menyebabkan sari tebu memiliki warna hijau dan memungkinkan untuk ikut berperan terhadap terjadinya degredasi warna. Terjadinya degradasi pigmen klorofil disebabkan karena klorofil merupakan pigmen warna yang sangat peka terhadap cahaya, suhu, dan juga pH (Sivorsky 2007). Degradasi ini diduga disebabkan oleh reaksi feofitinasi yaitu reaksi pembentukan
pheophytin yang merupakan bentuk klorofil yang telah kehilangan ion mg2+. Reaksi ini dipicu oleh adanya proses pemanasan pada saat pembuatan produk, yang akan menyebabkan terjadinya denaturasi protein dan terlepasnya ion mg2+ yang ada di dalam klorofil (Potter and Joseph 1995). Ion Mg2+ yang terlepas ini kemudian akan digantikan oleh ion hidrogen yang berasal dari asam dan menyebabkan warna yang ditampilkan menjadi hijau kecoklatan. Sementara itu, hilangnya ion mg2+ dan komponen phytyl
juga dapat membentuk pheophorbide yang berwarna hijau kecoklatan. Selain pemanasan, perubahan kimia pada klorofil juga dipengaruhi oleh kondisi yang asam.
Suhu (K)
Persamaan regresi linier R2
Orde 0 Orde 1 Orde 0 Orde 1
308 y = 1.2718x – 1.8818 y = 0.6006x – 0.9875 0.9514 0.9598 318 y = 2.0783x – 2.1512 y = 0.3694x + 0.5776 0.9834 0.9952 328 y = 2.7141x – 1.3400 y = 0.2646x + 1.4144 0.9336 0.8521
Tabel 6 Persamaan regresi linier parameter perubahan warna (E) Berdasarkan data pada Tabel 6 dapat dilihat bahwa kinetika perubahan warna minuman sari tebu mengikuti orde reaksi nol (R2 nol > R2 satu). Oleh karena itu untuk selanjtnya hanya digunakan persamaan-persamaan reaksi pada orde nol saja untuk menentukan umur simpan minuman sari tebu.
Nilai konstanta penurunan mutu (b = k) dari persamaan regresi linier orde nol diatas kemudian diplotkan dengan suhu penyimpanan (K) untuk mendapatkan persamaan Arrhenius, yaitu menghubungkan nilai ln k pada sumbu y dan 1/T (K) pada sumbu x. Persamaan yang didapat kemudian dikorelasikan dengan persamaan Arrhenius, yaitu ln k = ln k0– (Ea/R)(1/T). Hasil plot nilai ln k dan 1/T pada reaksi perubahan warna minuman sari tebu dapat dilihat pada Gambar 9.
19
Gambar 9 Plot Arrhenius perubahan warna selama penyimpanan orde nol Persamaan regresi linier dari plot ln k dan 1/T pada perubahan warna minuman sari tebu yaitu y= -3873.7328x + 12.8498 dengan R2 = 0.9791. dari persamaan tersebut didapatkan nilai Energi aktivasi (Ea) perubahan warna sebesar 7693.2333 kal/mol yang artinya diperlukan energi sebesar tersebut untuk memulai terjadinya perubahan warna pada produk.
Parameter sensori
Penilaian sensori dilakukan untuk menentukan penerimaan konsumen terhadap suatu produk. Pengujian menggunakan uji rating hedonik terhadap 30 orang panelis tetap. Uji hedonik dilakukan selama penyimpanan dengan parameter yang diuji berupa penerimaan umum (overall). Skala yang digunakan adalah 9 skala yang mengacu pada Larmond (1982).
Gambar 10 Grafik penurunan skor penerimaan sensori
Berdasarkan grafik penurunan skor penerimaan sensori pada Gambar 10, dapat dilihat bahwa setelah penyimpanan selama 5 minggu skor kesukaan cenderung menurun. Skor kesukaan pada sampel yang disimpan pada suhu 45oC dan 55oC memiliki penurunan skor yang hampir sama, sedangkan sampel yang disimpan pada suhu 35oC cenderung konstan dengan perubahan skor sensori yang berkisar 8.2 (sangat suka) – 7.2 (suka). Hal ini dapat terjadi karena perubahan yang terjadi akibat berlangsungnya reaksi deteriorasi pada suhu penyimpanan 35oC sangat sedikit perbedaannya
y = -3873.7328x + 12.8498 R² = 0.9791 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0,003049 0,003145 0,003247 ln k 1/T 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 S ko r se n sor i
Waktu penyimpanan (minggu)
35 oC 45 oC 55 oC
20 dari produk awal, sedangkan sari tebu yang disimpan pada suhu 45oC dan 55oC perubahannya lebih dapat dirasakan oleh panelis.
Penentuan Parameter dan Titik Kritis
Parameter kritis penduga umur simpan produk dipilih berdasarkan parameter yang memiliki Energi aktivasi (Ea) paling rendah. Hal ini dikarenakan semakin rendah nilai energi aktivasinya suatu reaksi akan berjalan lebih cepat, yang berarti semakin cepat pula memberikan kontribusi terhadap kerusakan produk (Swadana et al 2014). Kemudian, dari persamaan tersebut akan diperoleh nila k pada masing-masing suhu penyimpanan yang akan digunakan untuk menghitung umur simpan produk. Nilai k yang diperoleh kemudian dimasukkan dalam rumus untuk menghitung umur simpan produk berdasarkan orde reaksinya.
Parameter mutu Persamaan Arrhenius Energi aktivasi
(kal/mol)
Orde reaksi
Total mikroba - - -
pH y = -2947.9641x + 4.0277 5854.6567 1
Perubahan warna (E) y = -3873.7328x + 12.8498 7693.2333 0
Tabel 7 Persamaan Arrhenius dan energi aktivasi setiap parameter Berdasarkan hasil yang didapatkan pada Tabel 7, persamaan yang digunakan untuk menduga umur simpan minuman sari tebu yaitu y = -2947.9641x + 4.0277 dengan energi aktivasi penurunan pH sebesar 5854.6567 kal/mol. Persamaan reaksi ini yang akan digunakan untuk mendapatkan nilai k dari masing-masing suhu penyimpanan. Energi aktivasi yang didapatkan dari parameter ini termasuk dalam kelompok produk dengan energi aktivasi rendah (2-15 kkal/mol), yang kerusakannya disebabkan oleh terjadinya reaksi enzimatis, reaksi oksidasi asam lemak, serta kerusakan pigmen klorofil dan karotenoid (Sadler 1987).
Parameter mutu Mutu awal (A0) Mutu akhir (At)
Total mikroba (koloni/ml) <2.5x101 <1.0x100
pH 4.22 4.09
Perubahan warna (E) 0.00 10.5986
Sensori 8.20 5.33
Penyimpanan minggu ke- 0 4
% penerimaan 100 36.67
Tabel 8 Karakteristik mutu awal dan mutu akhir minuman sari tebu Titik kritis pendugaan umur simpan minuman sari tebu ditentukan dengan cara mengkorelasikan antara hasil pengujian objektif dengan subjektif. Parameter yang digunakan sebagai data objektif berdasarkan hasil perhitungan sebelumnya adalah parameter penurunan pH. Titik kritis pada parameter penurunan pH ditentukan pada saat lebih dari 50% panelis memberi skor netral (5) pada uji rating hedonik. Nilai titik kritis ini digunakan sebagai nilai mutu akhir (At) untuk menduga umur simpan
21 produk. Pada Tabel 8 dapat dilihat bahwa pada parameter pH, nilai titik kritis ditentukan sebesar 4.09 dengan tingkat penerimaan produk sebesar 36.67%.
Secara statistik, panelis memberikan respon kesukaan yang berbeda nyata (p < 0.05) selama produk disimpan pada 3 suhu yang berbeda (Lampiran 34-38). Intensitas kesukaan panelis terhadap produk mengalami penurunan seiring semakin lamanya waktu penyimpanan dan semakin tingginya suhu penyimpanan. Gambar 11 merupakan perbandingan penampakan visual minuman sari tebu pada saat awal penyimpanan (kiri) dan pada saat mencapai mutu kritis. Secara visual terlihat bahwa minuman sari tebu pada awal penyimpanan memiliki warna hijau muda, sedangkan pada saat mencapai mutu kritis produk sudah berwarna kecoklatan dengan rasa yang terlalu asam sehingga kurang disukai oleh panelis.
Gambar 11 Perbandingan mutu awal (kiri) dan mutu kritis (kanan) produk Pendugaan Umur Simpan
Pendugaan umur simpan minuman sari tebu dihitung menggunakan persamaan regresi linier dari parameter kritis terpilih. Hasil perhitungan sebelumnya telah didapatkan parameter kritis berupa nilai pH pada orde reaksi nol dengan persamaan regresi linier: y = -2947.9641x + 4.0277. Persamaan ini kemudian digunakan untuk mendapat nilai k pada masing-masing suhu penyimpanan, sehingga diperoleh umur simpan minuman sari tebu seperti yang dijelaskan pada Tabel 9. Umur simpan pada reaksi orde satu dihitung dengan persamaan
Suhu
Nilai k Umur simpan
o C K Hari Minggu 5 278 0.0014 156.8 22.4 30 303 0.0033 66.5 9.5 35 308 0.0039 56.0 8.0 45 318 0.0053 41.3 5.9 55 328 0.0070 31.5 4.5
Tabel 9 Pendugaan umur simpan minuman sari tebu pada berbagai suhu penyimpanan
22 Kenaikan suhu penyimpanan menyebabkan reaksi berjalan lebih cepat yang ditunjukkan dengan nilai konstanta penurunan mutu yang semakin besar. Pada umumnya, laju reaksi dapat ditunjukkan dengan mengamati konsentrasi dari reaktan dan hasil reaksi (Man and Jones 2000). Meningkatnya kecepatan reaksi akan mengakibatkan konsentrasi reaktan menjadi semakin besar dan hasil reaksinya pun akan semakin besar sehingga produk semakin cepat rusak dan memiliki umur simpan yang semakin pendek.
Berdasarkan hasil perhitungan umur simpan produk, didapatkan bahwa minuman asam sari tebu akan memiliki umur simpan selama 9.5 minggu apabila disimpan pada suhu ruang (30oC) dan akan memiliki umur simpan yang lebih lama lagi apabila disimpan pada suhu refrigerator (5oC), yaitu selama 22.4 minggu.
Hasil pendugaan umur simpan minuman sari tebu apabila dibandingkan dengan minuman sari buah dan minuman fungsonal lainnya yang sejenis memiliki umur simpan yang tidak jauh berbeda, seperti yang tertera pada Tabel 10. Menurut Labuza (1982), perbedaan umur simpan