Analisis dengan RSM menghasilkan estimasi formula palm oil gel yang memiliki nilai kekuatan gel maksimum. Komposisi formula tersebut terdiri dari 0,56 gram konjak glukomanan; 12,05 gram minyak; dan 1,63 gram maltodekstrin. Komposisi formula palm oil gel yang yang memiliki nilai kekuatan gel maksimum secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 19 dan gambar dari produk
palmoil gel dapat dilihat pada Gambar 22.
Tabel 19. Komposisi formula palm oil gel yang memiliki nilai estimasi kekuatan gel maksimum Jumlah Ingredien-ingredien Gram Persen (%) Agar 1,5 1,308 Kappa karagenan 0,94 0,82 Konjak glukomanan 0,56 0,488 Air 97 84,58 Minyak 12,05 10,51 Maltodekstrin 1,63 1,42 Tween 80 1 0,87 Jumlah 114,68 100
Tabel 19 menunjukkan bahwa formula palm oil gel yang dibuat dengan menambahkan 10,51% minyak akan memiliki kadar -karoten sebesar 7000 µg/100 g palm oil gel. Hal ini berarti bahwa sebagai ingredien fungsional, palm oil gel dapat ditambahkan ke dalam 250g minuman sebesar 1,03-2,06% (kandungan -karoten dalam minuman tersebut adalah 180-360 µg/250 g). WHO/FAO mensyaratkan level fortifikasi vitamin A per penyajian di dalam 250g minuman seperti susu atau minuman sereal sebesar 15-30% RNI (Recommanded Nutrient Intake). RNI untuk vitamin A adalah 600 RE atau setara dengan 1200µg
Gambar 22. PalmOil gel dengan formula yang memiliki kekuatan gel maksimum
a. Karakterisasi Palm Oil Gel
Palm oil gel dengan formula yang memiliki kekuatan gel maksimum dibuat dengan menambahkan minyak yang bersumber dari campuran NDRPO(2) dengan konsentrat karotenoid sawit (a) dan minyak yang hanya bersumber dari
NDRPO(2) (b). Karakterisasi palm oil gel meliputi analisis kekuatan gel, kadar air, aw, warna, dan tingkat sineresis. Hasil analisis palm oil gel yang memiliki kekuatan gel maksimum dapat dilihat pada Tabel 20 dan Lampiran 11.
Tabel 20. Karakteristik palmoil gel yang memiliki kekuatan gel maksimum Nilai
Karakteristik
a* b**
Kekuatan gel (g force) 1329,90 1316,95
Kadar air (%) 83,21 80,16
Aw 0,96 0,94
Sineresis (%) :
Bentuk lembaran (p = 7cm; l = 7 cm; t = 0,2 cm) Bentuk silinder (d = 1 in; t = 3,5 cm)
0,13 0,81
0,11 0,72 Warna :
Tingkat kecerahan (nilai L) Intensitas warna merah (nilai a) Intensitas warna kuning (nilai b)
78,74 +5,95 +82,20 81,16 +1,78 +75,15
* : minyak bersumber dari campuran NDRPO(2) dengan konsentrat karotenoid sawit; ** : minyak bersumber dari NDRPO(2)
Pendugaan nilai kekuatan gel berdasarkan hasil analisis RSM adalah sebesar 1369,56 g force. Berdasarkan hasil analisis pada Tabel 20, nampak bahwa nilai objektif kekuatan gel hasil percobaan adalah 1329,9 g force untuk palm oil gel ”a”
dan 1316,95 g force untuk palm oil gel ”b”. Hal ini berarti bahwa ada penyimpangan nilai kekuatan gel sebesar 2,9% untuk palm oil gel ”a” dan 3,8414% untuk palm oil gel ”b”. Palm oil gel dengan minyak yang berasal dari
NDRPO(2) (b) memiliki kekuatan gel, kadar air, aw, sineresis, intensitas warna merah, dan intensitas warna kuning yang lebih rendah dibanding palm oil gel
dengan minyak yang berasal dari campuran NDRPO(2) dengan konsentrat karotenoid sawit (a).
Palm oil gel memiliki nilai kadar air dan aw yang sangat tinggi. Air digunakan oleh ingredien-ingredien pembentuk gel untuk membentuk struktur jaringan 3 dimensi. Phillips dan Williams (2000) menyatakan bahwa gel merupakan suatu sistem koloid dimana cairan didispersikan dalam padatan. Gel mungkin mengandung 99,9% air tetapi mempunyai sifat yang lebih khas seperti padatan, khususnya sifat elastisitas dan kekakuan.
Sineresis menunjukkan jumlah air yang keluar dari gel. Osman (1976) menyatakan bahwa jika gel telah terbentuk dari sol, maka ikatan hidrogen antara molekul polisakarida lambat laun akan menjadi luas dan akan meningkatkan
miceller regions, sehingga gel menjadi lebih rigid dan menyebabkan pengkerutan yang menyebabkan air keluar dari struktur gel. Gel dari kappa karagenan tunggal memiliki tingkat sineresis tinggi. Penambahan konjak glukomanan dalam gel kappa karagenan menyebabkan tingkat sineresis menurun (Widjonarko 2008). Berdasarkan data di atas nampak bahwa tingkat sineresis palm oil gel (setelah penyimpanan palm oil gel dalam pendingin bersuhu 7oC selama 96 jam) sangat kecil.
Warna palm oil gel di ukur dengan chromameter. Warna oil gel dihasilkan dari minyak yang mengandung karoten. De Man (1977) menyatakan bahwa karoten merupakan pigmen alami berupa warna kuning, jingga dan jingga kemerahan; yang terbentuk akibat adanya ikatan rangkap terkonjugasi. Intensitas warna merah (nilai a) atau kuning (nilai b) yang semakin tinggi menunjukkan kandungan karoten pada produk yang semakin tinggi. Palm oil gel cenderung memiliki warna kuning.
b. Karakterisasi Dispersi Palm Oil Gel
Karakterisasi dispersi palm oil gel dilakukan untuk mengkaji sifat reologi dispersi palm oil gel guna memberikan gambaran tentang potensi aplikasi palm oil gel dalam minuman. Dispersi palm oil gel dibuat dengan melarutkan palm oil gel
dalam air pada beberapa taraf konsentrasi.
Profil Viskositas
Analisis viskositas dari dispersi palm oil gel dilakukan dengan cara melarutkan palm oil gel dalam 100 ml air pada beberapa taraf konsentrasi (5%, 10%, 15%, 20%, dan 25%), dan setelah 24 jam penyimpanan, dispersi palm oil gel diukur viskositasnya menggunakan rheometer haake. Hasil analisis viskositas dari dispersi palm oil gel dapat dilihat pada Gambar 23, 24, 25, dan 26; Tabel 21; dan Lampiran 12.
Sifat aliran suatu benda menyatakan suatu proses dimana tiap tiap partikel dalam benda itu bergerak pada arah yang sama akibat ada gerak mekanik (shearing) yang mengenainya. Sedangkan kekentalan atau viskositas adalah gaya hambat atau friksi internal yang mempengaruhi kemampuan mengalir suatu cairan. Sifat mengalir cairan digambarkan dengan kurva hubungan antara shear stress dan shear rate. Shear stress (τ ) adalah gaya yang diberikan per satuan luas; sedangkan shear rate ( • ) adalah perubahan kecepatan akibat gaya yang diberikan pada jarak tertentu (Kusnandar et al. 2006).
Palm oil gel yang didispersikan dalam air akan mengadsorpsi air di seluruh permukaan partikel palm oil gel sehingga partikel akan mengembang (swelling) dan membentuk sistem dispersi yang kental (viscous). Dispersi palm oil gel dalam air bersifat non-Newtonian pseudoplastis karena hasil pengukuran viskositas menunjukkan bahwa dengan peningkatan shear rate, viskositas sistem semakin menurun (Gambar 23 dan Gambar 24; Lampiran 12).
Untuk kekentalan cairan yang bersifat non-Newtonian, maka hubungan antara shear stress dan shear rate tidak linier, namun berbentuk convex (Gambar 25). Dalam hal ini, perbandingan antara nilai shear stress dan shear rate tidak konstan, sehingga nilai viskositas juga berubah tergantung pada perbandingan ini. Oleh karena itu, cairan yang bersifat non-Newtonian tidak memiliki nilai
viskositas yang tetap; nilai viskositasnya dinyatakan sebagai viskositas apparent (µa) yang didefinisikan pada nilai shear stress dan shear rate tertentu (Gambar 23 dan Gambar 24). 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Shear rate (1/detik)
A p p a re n t v is co si ty ( P a sc a l. d e ti k )
5% oil gel 10% oil gel 15% oil gel
20% oil gel 25% oil gel Jelly drink merek "X"
Gambar 23. Grafik hubungan shear rate (1/detik) dan apparent viscosity
(Pascal.detik) dari dispersi palm oil gel pada beberapa taraf konsentrasi -200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Shear rate (1/detik)
A p p a r en t v is co si ty ( cp s)
5% oil gel 10% oil gel 15% oil gel
20% oil gel 25% oil gel Jelly drink merek "X"
Gambar 24. Grafik hubungan shear rate (1/detik) dan apparent viscosity (cps) dari dispersi palm oil gel pada beberapa taraf konsentrasi
0 5 10 15 20 25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Shear rate (1/detik)
S h ea r st re ss ( P a sc a l)
5% oil gel 10% oil gel 15% oil gel
20% oil gel 25% oil gel Jelly drink merek "X"
Gambar 25. Grafik hubungan shear rate (1/detik) dan shear stress (Pascal) dari dispersi palm oil gel pada beberapa taraf konsentrasi
-3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00
Ln She ar rate (1/detik)
L n s h e a r s tr e ss ( P a sc a l)
5% oil gel 10% oil gel 15% oil gel 20% oil gel 25% oil gel Jelly drink merek "X"
Gambar 26. Grafik hubungan ln shear rate (1/detik) dan ln shear stress (Pascal) dari dispersi palm oil gel pada beberapa taraf konsentrasi
Parameter reologi untuk menentukan sifat suatu cairan khususnya cairan non- Newtonian adalah nilai “n” yang merupakan indeks tingkah laku aliran (flow behavior index) dan nilai “k” yang merupakan koefisien kekentalan (consistency coefficient). Parameter tersebut diturunkan dari model matematika yang menghubungkan shear stress dan shear rate. Model matematika yang digunakan
untuk cairan non-Newtonian pseudoplastis adah model Power Low dimana : τ = K( •)n atau Ln τ = Ln K + (nLn •) (Gambar 26). Nilai ”n” mengidentifikasikan jenis cairan; sedangkan nilai ”k” mengidentifikasikan tingkat kekentalan cairan (Singh dan Heldman 2001). Berdasarkan data pada Tabel 21, nampak bahwa dispersi palm oil gel memiliki nilai ”n” yang kurang dari satu. Nilai ”n” kurang dari satu menunjukkan bahwa sistem dispersi bersifat non-Newtonian pseudoplastis.
Tabel 21. Nilai indeks tingkah laku aliran (n) dan koefisien kekentalan (K) dari dispersi palm oil gel pada beberapa taraf konsentrasi
Kadar oil gel (%) Kadar β- karoten (µg/100g) Viskositas apparent maks. (cps) Persamaan garis lurus n Ln K K (Pascal. detik n) R2 5 350 37,5 Y = 0,2519X - 2,0417 0,2519 -2,0417 0,1298 0,6761 10 700 225,5 Y = 0,2792X - 0,9233 0,2792 -0,9233 0,3972 0,6953 15 1050 297 Y = 0,3253X + 0,4752 0,3253 0,4752 1,6083 0,7835 20 1400 931 Y = 0,2524X + 1,1637 0,2524 1,1637 3,2018 0,8878 25 1750 2147,5 Y = 0,2814X + 1,8371 0,2814 1,8371 6,2783 0,9569 Jelly drink merek ”X” - 229,5 Y = 0,2984X + 0.3125 0.2984 0,3125 1,3668 0,7026
Peningkatan konsentrasi palm oil gel dalam sistem dispersi akan menyebabkan viskositas meningkat. Hal ini ditunjukkan oleh nilai koefisien kekentalan (k) yang semakin meningkat seiring dengan meningkatnya kadar palm oil gel (Tabel 21). Nampaknya, peningkatan viskositas seiring dengan peningkatan kadar palm oil gel ini disebabkan karena meningkatnya kadar konjak glukomanan dalam formula. Konjak glukomanan memiliki kemampuan yang tinggi untuk mengikat air dan membentuk larutan yang kental (viscous). Hal ini sesuai dengan pernyataan Akesowan (2002) bahwa viskositas konjak glukomanan dalam air (pH 6) pada kadar 0,5% adalah 582 cps dan akan meningkat menjadi 5395 cps jika kadar konjak glukomanan ditingkatkan sebesar 1%.
Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa sebagai ingredien fungsional sumber pro-vitamin A, palm oil gel dapat ditambahkan ke dalam 250 gram minuman sebesar 1,03-2,06%. Berdasarkan hasil analisis viskositas pada Tabel 21
dan Lampiran 12, minuman yang mengandung 1,03-2,06% palm oil gel memiliki nilai viskositas apparent maksimum sebesar 7,725-15,45 cps. Hal ini berarti bahwa peluang aplikasi palm oil gel dalam produk minuman menjadi sangat luas karena penambahan palm oil gel ke dalam minuman tidak akan mengubah karakteristik tekstur minuman (terutama viskositas); atau dengan kata lain, palm oil gel dapat ditambahkan dalam minuman yang memiliki spesifikasi kekentalan yang lebar, yaitu minuman dengan kekentalan rendah hingga tinggi.
Salah satu contoh aplikasi palm oil gel adalah pada minuman dengan tingkat kekentalan tinggi seperti jelly drink. Berdasarkan hasil analisis viskositas terhadap salah satu produk jelly drink yang ada di pasaran (Gambar 26 dan Tabel 21), diperoleh nilai koefisien kekentalan (k) sebesar 1,3668 Pas; artinya nilai kekentalan jelly drink setara dengan nilai kekentalan dari dispersi palm oil gel
pada konsentrasi 14%. Terkait dengan penjelasan sebelumnya yaitu bahwa palm oil gel dapat ditambahkan ke dalam 250 gram minuman sebesar 1,03-2,06%; maka untuk membuat minuman dengan tingkat kekentalan yang sama seperti jelly drink, dapat digunakan palm oil gel sebesar 1,03-2,06%; dan untuk mendapatkan spesifikasi viskositas yang sama seperti jelly drink, dapat ditambahkan hidrokoloid yang memiliki karakteristik kekentalan tinggi seperti konjak glukomanan.
Profil Stabilitas
Apabila palm oil gel dilarutkan dalam air maka akan membentuk sistem dispersi dimana pada sistem tersebut, komponen pembentuk palm oil gel terutama hidokoloid (yang terdiri dari campuran agar, kappa karagenan, dan konjak glukomanan) akan menghidrasi air dan mengadsorpsi air sehingga ukuran partikel menjadi lebih besar karena pengembangan (swelling power) dan impikasinya adalah peningkatan pada tingkat kekentalan atau viskositas sistem (Mandala dan Bayas 2004). Stabilitas dispersi palm oil gel terbentuk karena partikel terdispersi memiliki muatan yang sama sehingga saling tolak menolak untuk menjaga kestabilan sistem dan selanjutnya kemampuan adsorpsi dan interaksi elektrostatik (ionik) dari fase terdispersi terhadap fase pendispersi (air) menyebabkan sistem secara keseluruhan bersifat netral dan stabil (Schramm
2005). Destabilisasi dari dispersi palm oil gel dapat terjadi karena pengaruh sentrifugasi dan pemanasan (Schooneveld et al. 2009; Mandala dan Bayas 2004).
Proses sentrifugasi dan pemanasan menyebabkan destabilisasi terhadap sistem dispersi palm oil gel (Tabel 22, Gambar 27, dan Lampiran 13). Dalam sistem dispersi palm oil gel, partikel terdispersi dari palm oil gel dalam fase pendispersinya (air) akan selalu bergerak dengan arah yang tidak beraturan (gerak
brown) karena terjadinya tumbukan antara partikel dengan air tersebut. Sentrifugasi yang melibatkan gerak mekanis dan pemanasan yang melibatkan suhu tinggi menyumbangkan energi kinetik yang menyebabkan gerak brown
semakin cepat, artinya jumlah tumbukan antara partikel dengan air semakin bertambah banyak, sehingga menyebabkan lepasnya elektrolit yang teradsopsi di permukaan sistem dispersi (terlepasnya interaksi partikel dengan air) (Schooneveld et al. 2009; Mandala dan Bayas 2004). Pemisahan sebagian air dari sistem dispersi palm oil gel menyebabkan air berada di bagian bawah dan sistem dispersi yang masih stabil berada di bagian atas karena densitas air lebih besar dibanding densitas sistem dispersi.
Selain terjadi pemisahan air dari sistem dispersi, juga akan terjadi penggabungan (flokulasi) dari partikel yang bersifat hidrofobik yaitu minyak. Flokulasi sebagian minyak dalam sistem dispersi palm oil gel selanjutnya akan membentuk lapisan diatas sistem dispersi yang masih stabil (creaming). Hal ini terjadi karena cream tersebut memiliki densitas yang lebih kecil dibanding densitas sistem dispersi.
Tabel 22. Stabilitas dari dispersi palmoil gel pada beberapa taraf konsentrasi
Stabilitas dispersi rata-rata (%)
Stabilitas dispersi rata-rata (%) Kadar palm oil gel (%) Tanpa pemanasan Dengan pemanasan Kadar palm oil gel (%) Tanpa pemanasan Dengan pemanasan 2,5 17,5 13,75 15 87,5 83,75 5 30 23,75 17,5 92,5 88,75 7,5 42,5 41,25 20 97,5 93,75 10 67,5 53,75 22,5 100 98,75 12,5 77,5 75 25 100 100
0 20 40 60 80 100 120 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25 27.5
Kadar palm oil gel (%)
S ta b il ita s d is p er si (% )
Tanpa pemanasan Dengan pemanasan (suhu 80oC; 30 menit)
Gambar 27. Grafik stabilitas dari dispersi palm oil gel pada bebarapa taraf konsentrasi
Berdasarkan hasil analisis pada Tabel 22, Gambar 27, dan Lampiran 13; nampak bahwa meningkatnya kadar palm oil gel dalam sistem dispersi menyebabkan stabilitas dispersi juga meningkat. Dispersi palm oil gel tanpa pemanasan memiliki stabilitas yang lebih besar dibanding dispersi palm oil gel
dengan pemanasan hingga konsentrasi dalam sistem dispersi sebesar 20%. Di atas konsentrasi 20%, pemanasan tidak mempengaruhi stabilitas dari sistem dispersi
palmoil gel.
Peningkatan stabilitas dari sistem dispersi diduga berkaitan dengan peningkatan viskositas dari sistem dispersi seiring dengan meningkatnya konsentrasi palm oil gel dalam sistem. Peningkatan kadar palm oil gel dalam dispersi menyebabkan jumlah fase terdispersi dalam sistem meningkat dan jumlah fase pendispersi (air) menurun. Jumlah air yang terbatas mampu teradsorpsi di seluruh permukaan partikel dispersi sehingga viskositas sistem meningkat, dan selanjutnya akan menyebabkan pengaruh energi kinetik akibat perlakuan sentrifugasi dan pemanasan terhadap stabilitas sistem dispersi akan semakin kecil. Energi kinetik yang timbul akibat perlakuan sentrifugasi dan pemanasan tidak cukup untuk merusak interaksi elektrostatik dan kemampuan adsorpsi partikel terhadap air sehingga stabilitas dispersi dapat dipertahankan.
Pembahasan Khusus
Dalam penelitian pembuatan palm oil gel yang mengadopsi desain RSM
untuk menetapkan formula produk yang memiliki kekuatan gel maksimum, ada beberapa kelemahan yang menyebabkan hasil analisis data yang diperoleh memiliki tingkat presisi (ketepatan) yang rendah.
Kelemahan penelitian yang pertama adalah pada penyusunan komposisi formula palm oil gel. Jumlah ingredien-ingredien yang digunakan dalam formula tidak ditetapkan berdasarkan konsentrasi (%), namun dihitung berdasarkan satuan berat (g). Penyusunan formula seperti ini menyebabkan tiap tiap formula yang dicoba dalam penelitian memiliki total berat formula yang berbeda. Oleh karena itu, dalam penetapan kisaran nilai ingredien-ingredien (variabel-variabel) ataupun dalam penyusunan 20 seri formula untuk menetapkan formula palm oil gel dengan kekuatan gel maksimum; apabila komposisi dari masing-masing formula tersebut dikonversi dari satuan berat (g) menjadi satuan konsentrasi (%), maka akan menyebabkan seluruh variabel menjadi variabel bebas yang pada akhirnya menyebabkan hasil pengamatan dan analisis data dari respon yang diukur menjadi tidak dapat diinterpretasikan dengan baik. Sebagai contoh adalah percobaan penetapan kisaran nilai untuk ingredien (variabel) minyak seperti tertulis kembali pada Tabel 23 dan Tabel 24.
Kelemahan penelitian yang kedua adalah pada penetapan kisaran nilai ingredien-ingredien dimana jumlah penggunaan ingredien dalam formula palm oil gel selain ingredien yang akan ditentukan rentang nilainya dibuat tetap jumlahnya dalam satuan berat (gram). Sebagai contoh adalah percobaan penetapan kisaran nilai ingredien minyak seperti nampak pada Tabel 23. Kisaran jumlah minyak yang ditambahkan dalam formula palm oil gel adalah 0 gram hingga 25 gram. Ingredien-ingredien lain yang digunakan jumlahnya sama untuk tiap tiap formula yang dicoba yaitu agar 1,5 g; kappa karagenan 0,75 g; konjak glukomanan 0,75 g; air 97 g; tween 80 1 g; dan maltodekstrin 5 g. Komposisi formula seperti ini menyebabkan interaksi antara ingredien minyak dengan ingredien lain yang mungkin mempengaruhi respon yang diukur dan diamati seperti kekuatan gel tidak dapat terdeteksi.
Tabel 23. Formula palm oil gel dengan variasi jumlah minyak dalam satuan berat (g)
Ingredien pembentuk gel Ingredien lain
Fase terdispersi K o d e Agar (g) Kappa Karagenan (g) Konjak glukomanan (g) Fase pendispersi/ Air (g) Minyak (g) Tween 80 (g) Malto dekstrin (g) Total Formula (g) O1 1,5 0,75 0,75 97 0 1 5 106 O2 1,5 0,75 0,75 97 5 1 5 111 O3 1,5 0,75 0,75 97 10 1 5 116 O4 1,5 0,75 0,75 97 12,5 1 5 118,5 O5 1,5 0,75 0,75 97 15 1 5 121 O6 1,5 0,75 0,75 97 17,5 1 5 123,5 O7 1,5 0,75 0,75 97 20 1 5 126 O8 1,5 0,75 0,75 97 25 1 5 131
Tabel 24. Formula palm oil gel dengan variasi jumlah minyak dalam satuan konsentrasi (%)
Ingredien pembentuk gel Ingredien lain
Fase terdispersi K o d e Agar (g) Kappa Karagenan (g) Konjak glukomanan (g) Fase pendispersi/ Air (g) Minyak (g) Tween 80 (g) Malto dekstrin (g) Total Formula (%) O1 1,42 0,71 0,71 91,51 0,00 0,94 4,72 100 O2 1,35 0,68 0,68 87,39 4,50 0,90 4,50 100 O3 1,29 0,65 0,65 83,62 8,62 0,86 4,31 100 O4 1,27 0,63 0,63 81,86 10,55 0,84 4,22 100 O5 1,24 0,62 0,62 80,17 12,40 0,83 4,13 100 O6 1,21 0,61 0,61 78,54 14,17 0,81 4,05 100 O7 1,19 0,60 0,60 76,98 15,87 0,79 3,97 100 O8 1,15 0,57 0,57 74,05 19,08 0,76 3,82 100
Pengaruh terbesar dari kelemahan penelitian pertama dan kedua adalah pada hasil analisis RSM, khususnya jumlah maltodekstrin yang menghasilkan formula
digunakan untuk memperoleh nilai variabel-variabel yang menghasilkan respon maksimum atau minimum pada kondisi optimum. Pada desain RSM, penentuan nilai tengah dari tiap variabel yang diamati untuk menghasilkan respon optimum merupakan titik kritis untuk menghasilkan prediksi respon optimum yang tepat (tingkat presisi yang tinggi); dan jika yang dioptimasi adalah formula produk untuk menghasilkan respon optimum tertentu, maka komposisi formula harus disusun berdasarkan satuan konsentrasi.
Hasil analisis RSM pada penelitian ini menunjukkan bahwa jumlah maltodekstrin optimum berada diluar kisaran jumlah maltodekstrin yang telah ditetapkan sebelumnya pada tahap 1. Kisaran jumlah maltodekstrin yang ditetapkan pada tahap 1 yaitu 2,5 gram hingga 7,5 gram; sedangkan jumlah maltodekstrin dalam formula palm oil gel yang menghasilkan kekuatan gel maksimum adalah 1,63 gram. Apabila visualisasi hasil analisis RSM dalam bentuk gambar permukaan tiga dimensi atau kontur dua dimensi kekuatan gel dibuat menggunakan kisaran skala seperti kisaran nilai maltodektrin yang ditetapkan pada tahap 1; maka tidak akan nampak titik stasioner yang menunjukkan nilai optimum maltodekstrin yang menghasilkan formula palm oil gel dengan kekuatan gel maksimum.
Gambar 28 merupakan permukaan tiga dimensi kekuatan gel dan Gambar 29 merupakan kontur dua dimensi kekuatan gel pada kondisi jumlah konjak glukomanan yang konstan dari formula palm oil gel yang memiliki kekuatan gel maksimum. Dari kedua gambar tersebut nampak bahwa titik stasioner kekuatan gel yang menunjukkan nilai maksimumnya yaitu sebesar 1369,56 gram force tidak nampak pada daerah kurva atau kontur tersebut karena jumlah optimum maltodekstrin berada diluar rentang kisaran jumlah maltodekstrin yang telah ditentukan sebelumnya pada tahap 1. Pada gambar hanya nampak daerah optimum yang berada dibagian tepi yang ditunjukkan pada kurva dengan warna hijau untuk Gambar 28 dan kontur dengan warna biru untuk Gambar 29.
Gambar permukaan tiga dimensi kekuatan gel dan kontur dua dimensi kekuatan gel pada kondisi jumlah konjak glukomanan yang konstan dari formula
palm oil gel yang memiliki kekuatan gel maksimum yang disajikan pada pembahasan sebelumnya yaitu pada Gambar 16 dan Gambar 17 merupakan
gambar yang diekstrapolasi sedemikian rupa sehingga titik stasioner kekuatan gel yang menunjukkan nilai maksimumnya (1369,56 gram force) berada tepat di tengah kurva atau kontur.
Gambar 28. Permukaan tiga dimensi kekuatan gel pada jumlah konjak glukomanan yang konstan dengan kisaran skala kurva seperti hasil percobaan pada tahap 1
Gambar 29. Kontur dua dimensi kekuatan gel pada jumlah konjak glukomanan yang konstan dengan kisaran skala kurva seperti hasil percobaan pada tahap 1
SIMPULAN
Formula palm oil gel yang terdiri dari 1,308% agar; 0,82% kappa karagenan; 0,488% konjak glukomanan; 84,58% air; 10,51% minyak; 1,42% maltodekstrin; dan 0,87% tween 80 menghasilkan produk dengan kekuatan gel maksimum yaitu sebesar 1γβ9,9 g force dan kadar -karoten sebesar 7000 µg/100g. Konjak glukomanan dan kappa karagenan merupakan variabel yang paling berpengaruh dalam menghasilkan palm oil gel dengan kekuatan gel maksimum. Pada jumlah optimumnya, konjak glukomanan akan teradsorpsi di permukaan agregat gel agar atau kappa karagenan; dan diatas jumlah optimumnya gugus asetil pada konjak glukomanan akan mencegah rantai panjang glukomanan untuk saling bertemu satu sama lain atau berikatan dengan agregat agar atau kappa karagenan.
Dispersi palm oil gel dalam air membentuk cairan non-Newtonian pseudoplastis. Hal ini disebabkan karena hasil analisis viskositas dengan rheometer haake menunjukkan bahwa dengan peningkatan shear rate, viskositas sistem dispersi semakin menurun; dan kurva hubungan antara ln shear stress
dengan ln shear rate akan menghasilkan nilai indeks tingkah laku aliran yang kurang dari satu. Viskositas sistem dispersi akan meningkat seiring dengan meningkatnya kadar palm oil gel dalam air.
Sentrifugasi dan pemanasan dapat menyebabkan destabilisasi dari sistem dispersi palm oil gel dalam air. Sentrifugasi yang melibatkan gerak mekanis dan pemanasan yang melibatkan suhu tinggi menyumbangkan energi kinetik yang menyebabkan gerak brown (gerak yang tidak beraturan akibat tumbukan padatan dengan air pada sistem dispersi) semakin cepat; artinya, intensitas tumbukan semakin besar sehingga menyebabkan lepasnya interaksi elektrostatik dari air yang teradsorpsi di permukaan padatan. Semakin tinggi kadar palm oil gel dalam sistem dispersi, maka sistem dispersi akan semakin stabil.
Peluang aplikasi palm oil gel dalam produk minuman sebagai ingredien fungsional sumber pro-vitamin A menjadi sangat luas karena penambahan palm oil gel ke dalam minuman tidak akan mengubah karakteristik tekstur minuman (terutama viskositas). Dengan kata lain, palm oil gel dapat ditambahkan dalam
minuman yang memiliki spesifikasi kekentalan yang lebar, yaitu minuman dengan kekentalan rendah hingga tinggi.
Palm oil gel dapat dapat ditambahkan ke dalam minuman pada kadar 1,03-2,06%. Kandungan -karoten dalam minuman tersebut adalah 180-360 µg/250 g atau setara dengan 15-30% RNI vitamin A. Kadar 15-30% RNI vitamin A merupakan kadar fortifikasi vitamin A per penyajian yang dipersyaratkan oleh WHO/FAO dalam 250 gram minuman seperti susu atau minuman sereal.