Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pengolahan Pangan, Laboratorium Organoleptik, dan Laboratorium Analisis Kimia Pangan Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, Institut Pertanian Bogor, serta Laboratorium Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Bogor, selama empat bulan yaitu dari bulan Juli hingga Oktober 2010.
Bahan dan Alat Bahan
Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah bahan untuk pembuatan tepung talas, bahan untuk pembuatan cookies, bahan untuk analisis kimia dan bahan untuk pendugaan umur simpan. Bahan utama dalam penelitian ini adalah talas Banten (Xanthosoma Undipes K. Koch) berusia rata-rata 10 bulan yang diproses menjadi tepung. Proses pembuatan tepung ini memerlukan bahan, yaitu talas, garam serta air. Selain tepung talas digunakan juga tepung kacang hijau dalam pembuatan tepung komposit. Bahan-bahan lain yang diperlukan untuk pembuatan cookies adalah tepung terigu, telur ayam, susu skim, mentega, keju, gula halus, garam dan vanili. Bahan-bahan yang diperlukan untuk analisis kimia adalah HCl, H2SO4, NaOH, indikator metal merah biru, pelarut heksana, aquades, etanol, aseton dan selenium mix serta bahan kimia lainnya. Bahan-bahan yamg digunakan untuk menduga umur simpan antara lain garam KI, NaCl, KCl, BaCl2, KNO3, dan K2SO4.
Alat
Alat-alat yang diperlukan dalam penelitian ini juga dibagi empat, yakni alat dalam pembuatan tepung talas, pembuatan cookies, alat dalam analisis kimia serta alat dalam pendugaan umur simpan cookies. Pembuatan tepung talas memerlukan alat sebagai berikut pisau, bak pencucian dan perendaman, mesin penyawut, baki serta penggilingan 100 mesh. Pembuatan cookies memerlukan alat-alat yaitu, mixer, timbangan, cetakan kue, spatula, dan oven. Alat-alat yang digunakan dalam analisis kimia antara lain adalah cawan, oven, desikator, labu kjeldahl, erlenmeyer, kertas saring, soxlet, dan lain-lain. Alat yang digunakan pada pendugaan umur simpan adalah chamber, oven inkubator, termometer, timbangan analitik serta desikator.
Tahapan Penelitian
Penelitian ini terdiri dari dua tahapan yaitu, pendahuluan dan lanjutan. Penelitian pendahuluan
Tahap awal meliputi pembutan tepung talas, analisis sifat fisik dan kimiawi tepung talas serta pembuatan dan formulasi cookies dari tepung talas.
1. Pembuatan Tepung Talas
Pembuatan tepung talas dimulai dengan tahap pengirisan. Umbi talas diiris hingga mendekati dengan bentuk bundar dengan ketebalan 1-2 mm dalam air hangat (40°C) selama 3 jam. Irisan talas yang telah didapatkan selanjutnya direndam dengan larutan garam NaCl (10%). Proses perendaman dilakukan selama 60 menit dalam larutan garam. Setelah proses perendaman selesai irisan talas ditiriskan selama 20 menit kemudian dilakukan perendaman kedua dengan menggunakan air selama 3 jam. Irisan talas yang telah direndam dalam air kemudian ditiriskan selama 10 menit. Selanjutnya dilakukan proses pengeringan selama 5-6 jam dengan suhu 60oC. Hasil pengeringan tersebut kemudian digiling hingga didapatkan tepung talas.
Gambar 1 Bagan alir pembuatan tepung talas.
Umbi Talas Pengirisan (1-2 mm)
Perendaman dalam larutan garam (60 menit)
Penirisan I (20 menit) Perendaman dalam air (3 jam)
Penirisan II (10 menit) Pengeringan (60°C, 14 jam)
Penggilingan (100 mesh)
2. Pembuatan Tepung Kacang Hijau
Pembuatan tepung kacang hijau menggunakan kacang hijau kupas kulit komersil yang didapatkan dari pasar tradisional sekitar kota Bogor. Kacang hijau kupas kulit selanjutnya digiling dengan menggunakan mesin penepung. Tepung kacang hijau yang didapatkan kemudian diayak sehingga didapatkan tepung kacang hijau dengan ukuran 100 mesh. Berikut merupakan diagram alir pembuatan tepung kacang hijau.
Gambar 2 Diagram alir pembuatan tepung kacang hijau. 3. Formulasi Tepung Komposit
Formulasi merupakan tahap awal untuk optimasi formula terpilih dari tepung komposit berbasis talas Banten. Formulasi tepung komposit berdasarkan metode RSM (Response Surface Methodology). Formula komposit menggunakan tepung talas Banten dan tepung kacang hijau. Rancangan metode yang digunakan adalah Response Surface
Methodology (RSM) dengan memakai software Design Expert trial (DX
trial). Penggunana rancangan tersebut dilakukan agar sesuai dengan faktor perlakuan pada penelitian, yaitu perlakuan pencampuran komponen yang diubah agar memperoleh respon tertentu (Rahmawati 2010).
Faktor perlakuan berupa komponen yang diubah-ubah pada penelitian ini adalah jumlah tepung talas Banten dan tepung kacang hijau. Kisaran komponen dikonversi berdasarkan berat total fomula komposit (100%). Kisaran komponen yang digunakan adalah untuk tepung talas Banten adalah 60-70% sedangkan tepung kacang hijau adalah 30-40%.
Kacang hijau kupas kulit
Penggilingan (100 mesh)
Pengayakan (100 mesh)
Tabel 6 Formula tepung komposit
Formula Tepung talas (%) Tepung hijau (%)
F1 66.67 33.33 F2 70.00 30.00 F3 60.00 40.00 F4 63.33 36.67 F5 60.00 40.00 F6 65.00 35.00 F7 67.50 32.50 F8 62.50 37.50
Penelitian selanjutnya adalah pembuatan cookies berdasarkan formula tepung komposit tersebut. Pembuatan cookies dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode krim (creaming method). Dalam metode ini mentega, gula serta kuning telur dicampurkan dengan mixer hingga terbentuk krim (kurang lebih 5 menit). Selanjutnya tepung komposit, susu skim serta keju dicampurkan perlahan dengan krim hingga membentuk adonan yang kalis. Adonan ditipiskan dengan roller dan selanjutnya dapat dicetak. Adonan yang telah dicetak kemudian dipanggang dalam oven yang telah diatur suhunya (170oC) selama 10 menit. Pendinginan dilakukan dengan membiarkan cookies yang telah dikeluarkan dari oven pada suhu kamar selama beberapa menit. Setelah dingin, cookies dapat dikemas (Indriasti 2004). Berikut merupakan diagram alir pembuatan cookies.
Gambar 3 Diagram alir pembuatan cookies.
Mentega, gula dan kuning telur
Penambahan tepung komposit, susu skim dan keju Dicampurkan hingga membentuk krim
Dicampurkan hingga membentuk adonan
Ditipiskan dengan roller dan dicetak Dipanggang 170oC, 10 menit
Penelitian Lanjutan
Penelitian lanjutan yang dilakukan terdiri atas pengujian sifat kimiawi
cookies, uji organoleptik serta pendugaan umur simpan cookies terpilih.
1. Pengujian sifat kimiawi cookies
Cookies yang dihasilkan dari penelitian tahap awal kemudian diuji sifat
kimiawinya. Sifat kimia cookies yang diuji meliputi kadar air (metode pemanasan langsung), kadar abu (metode tanur), kadar protein (metode semi mikro kjeldhal), kadar lemak (metode soxlet), kadar karbohidrat (karbohidrat by difference), dan kadar serat kasar (metode gravimetri). Prosedur analisis yang dilakukan sama dengan analisis kimiawi tepung talas. Selain pengujian sifat kimiawinya dilakukan juga uji organoleptik terhadap cookies yang dihasilkan.
2. Pengujian sifat organoleptik cookies
Uji organoleptik yang digunakan adalah uji kesukaan (uji hedonik) dan mutu hedonik. Parameter yang diuji meliputi rasa, aroma, warna, dan tekstur produk. Panelis yang digunkan sebanyak 30 orang panelis semi terlatih. Penilaian uji hedonik menggunakan sembilan skala yaitu, sangat amat tidak suka (0); amat tidak suka (1); agak tidak suka (2); tidak suka (3); biasa (4); agak suka (5); suka (6); amat suka (7); dan sangat amat suka (8).
Skala yang digunakan untuk uji mutu hedonik terdiri atas penilaian untuk rasa, aroma, warna dan tekstur. Skala penilaian rasa mulai dari sangat hambar (0) sampai sangat gurih (8). Skala penilaian aroma terdiri dari sembilan skala yaitu, dari sangat tidak beraroma (0) sampai sangat harum (8). Skala penilaian warna mulai dari sangat coklat gelap (0) sampai sangat kuning terang (8). Sementara penilaian skala tekstur memiliki skala sangat keras (0) hingga sangat renyah (8).
3. Pendugaan umur simpan
Pendugaan umur simpan cookies dilakukan berdasarkan kadar air kritis dengan metode pendekatan kurva sorpsi isotermis, perhitungan umur simpan dapat menggunakan persamaan Labuza (1982):
ts = ln (me-mo)/(me-mc) k/x*(A/Ws)(Po/b) dimana:
ts = waktu yang diperlukan produk dalam kemasan untuk bergerak dari kadar air awal menuju kadar air kritis atau waktu perkiraan umur simpan (hari = 24 jam)
mo = kadar air awal produk (g H2O / g padatan) b = slope kurva sorpsi isotermis
mc = kadar air kritis (g H2O / g padatan)
k/x = konstanta premeabilitas uap air kemasan (g/m2.hari.mmHg) A = luas permukaan kemasan (m2)
Ws = berat kering produk dalam kemasan (g) Po = tekanan uap jenuh (mmHg)
Mengacu pada pendekatan diatas, maka dilakukan tahapan penelitian sebagai berikut:
Gambar 4 Diagram alir pendugaan umur simpan. a. Penentuan kadar air awal
Penentuan kadar air awal dilakukan terhadap sampel segar yang baru dibuka dari kemasannya. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui kondisi awal produk.
Sejumlah sampel (c) dimasukan ke dalam cawan yang telah diketahui beratnya (a). Kemudian cawan dimasukan ke dalam oven bersuhu 100oC sehingga diperoleh berat konstan (b). Perhitungan kadar air dilakukan berdasarkan berat basah dengan menggunakan rumus :
Kadar air (%bb) = (a - b) / c x 100% b. Penentuan kadar air kritis
Sebelum dilakukan penentuan kadar air kritis sebaiknya terlebih dahulu ditetapkan parameter kritis produk. Penentuan parameter kritis dilakukan dengan survei konsumen tentang penyebab kerusakan produk
cookies. Hal ini dilakukan dengan cara menyebarkan kuisoner kepada 30
Pendugaan umur simpan Penentuan kadar air awal
Penentuan kadar air kritis Penentuan pola kurva sorpsi isotermis
Penentuan model persamaan kurva sorpsi isotermis dan uji ketepatan
orang panelis tentang parameter kerusakan produk cookies. Panelis diminta untuk memilih atribut yang paling penting dalam menentukan kerusakan produk cookies.
Penetuan kadar air kritis diawali dengan menyimpan cookies didalam chamber dengan RH sebesar 75% dan suhu sebesar 30oC selama 12 jam. Setiap dua jam sekali dilakukan pengambilan sampel dan dianalisis kadar air, nilai kerenyahan serta uji organoleptik terhadap atribut utama kerusakan cookies.
Data kadar air dan nilai kerenyahan masing-masing sampel yang diberi perlakuan waktu penyimpanan, selanjutnya diplotkan dengan nilai kesukaannya masing-masing, sehingga diperoleh grafik yang menunjukan hubungan antara skor kesukaan dengan kadar air dan hunbungan antara skor kesukaan dengan nilai kerenyahan. Hubungan tersebut dinyatakan dalam persamaan regresi linear. Berdasarkan persamaan tersebut, kadar air kritis dapat dihitung pada saat skor kesukaan panelis menyatakan bahwa panelis agak tidak suka dengan produk cookies.
c. Penentuan pola kurva sorpsi isotermis
Penentuan pola kurva sorpsi isotermis diawali dengan pembuatan larutan garam jenuh yang digunakan untuk mengatur RH ruangan (chamber). Garam yang digunakan antara lain KI, NaCl, KCl, BaCl2, KNO3, dan K2SO4.
Tabel 7 Jenis dan RH garam jenuh yang dipergunakan
No Jenis garam Jumlah (g) Air (ml) %RH*
1 KI 200 100 69.0 2 NaCl 50 100 75.5 3 KCl 70 100 84.0 4 BaCl2 60 100 90.3 5 KNO3 70 100 93.0 6 K2SO4 60 100 97.0 *Sumber: Labuza 1982
Sekeping cookies diletakan pada cawan alumunium yang telah diketahui bobot kosongnya. Cawan yang berisi sampel tersebut diletakan dalam chamber yang berisi larutan garam jenuh dengan RH yang berbeda-beda. Chamber kemudian disimpan dalam desikator dengan suhu 30oC. Sampel dalam cawan kemudian ditimbang bobotnya secara periodik setiap hari hingga diperoleh bobot yang konstan. Bobot yang
konstan ditandai oleh selisih antara 3 penimbangan berturut-turut tidak lebih dari 2 mg/g untuk sampel yang disimpan pada RH dibawah 90% dan tidak lebih dari 10 mg/g untuk sampel yang disimpan pada RH diatas 90%. Sampel yang telah mencapai bobot konstan kemudian diukur kadar airnya dengan menggunakan metode oven. Kadar air ini merupakan kadar air kesetimbangan pada RH tertentu. Kurva sorpsi isotermis dibuat dengan cara memplotkan kadar air kesetimbangan dengan kelembaban relatif (RH) atau aktivitas air (aw).
d. Penentuan model persamaan kurva sorpsi isotermis dan uji ketepatan model
Penentuan model sorpsi isotermis dilakukan untuk mendapatkan kurva sorpsi isotermis yang mulus. Terdapat beberapa macam model persamaan sorpsi isotermis, pada penelitian ini model yang dipilih merupakan model persamaan yang biasa diaplikasikan pada bahan pangan. Persamaan yang dipilih adalah persamaan-persamaan sederhanan yang mempunyai parameter tidak lebih dari tiga serta dapat digunakan pada kisaran aw yang luas. Model persamaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah model Hasley, Henderson, Caurie, Oswin, Chen-Clayton dan GAB.
Persamaan non linear (Hasley, Henderson, Caurie, Oswin, Chen-Clayton) yang digunakan tersebut diubah ke dalam bentuk persamaan linear, sehingga dapat ditentukan nilai-nilai konstanta dalam persamaannya dengan metode kuadrat terkecil. Lain halnya dengan model persamaan GAB, persamaan ini diubah ke dalam bentuk persamaan kuadratik sehingga nilai-nilai konstanta dalam persamaan dapat ditentukan.
Uji ketepatan model dilakukan untuk mengetahui ketepatan model persamaan sorpsi isotermis untuk menggambarkan seluruh kurva sorpsi isotermis hasil percobaan. Uji ketepatan dilakukan dengan menggunakan perhitungan Mean Relative Deviation (MRD). Rumus MRD tersebut adalah sebagai berikut:
Dimana : mi = kadar air percobaan mpi = kadar air hasil perhitungan n = jumlah data
Jika nilai MRD < 5, maka model sorpsi isotermis tersebut dapat menggambarkan keadaan yang sebenarnya dengan sangat tepat. Jika 5 < MRD < 10, maka model tersebut menggambarkan keadaan sebenarnya dengan agak tepat dan jika MRD > 10 maka model tersebut tidak tepat menggambarkan keadaan yang sebenarnya.
e. Penentuan variabel pendukung
Beberapa variabel pendukung yang penting dalam menentukan umur simpan dengan pendekatan air kritis, yaitu premeabilitas kemasan produk cookies, luas kemasan, berat solid cookies per kemasan, dan tekanan uap murni pada suhu 30oC.
Rancangan Percobaan
Rancangan metode penelitian yang digunakan adalah rancangan
Response Surface Methodology (RSM) mixture design D-optimal. Rancangan ini
menggunakan software Design Expert trial (DX trial). Mixture design adalah eksperimen yang memiliki respon yang diasumsikan hanya tergantung dari proporsi relatif dari ingradient dalam formula dan bukan tergantung jumlah ingradient tersebut.
Faktor perlakuan berupa komponen yang diubah-ubah pada penelitian ini adalah proporsi tepung talas dan tepung kacang hijau. Output dari proses analisa respon yang diolah dengan rancangan statistik RSM mixture design adalah berupa persamaan polinomial. Persamaan polinomial yang diperoleh tiap respon ditunjukkan dengan variabel tertentu yang dapat berbentuk Mean (M),
Linear (L), Quadratik (Q), dan Cubic (C). Variabel tersebut menjadi faktor yang
menentukan rancangan model polinomial untuk faktor perlakuan pada penelitian sehingga didapatkan respon yang mendukung terciptanya produk yang optimal (Rahmawati 2010).
Pengolahan dan Analisis Data
Data yang diperoleh dari hasil uji organoleptik secara deskriptif dengan menggunakan persentase penerimaan panelis. Persentase penerimaan panelis ditentukan dengan cara menghitung persentase panelis yang dapat menerima produk dari uji hedonik. Data yang dihasilkan dari uji kimiawi diolah dengan menggunakan Microsoft Excel software. Kadar air, abu, protein, lemak,
karbohidrat, serta serat dinyatakan dalam persentase. Selanjutnya data yang dihasilkan dianalisis dengan menggunakan SPSS versi 16.
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental yang dilakukan dengan menggunakan teknik optimasi RSM (Response Surface Methodology), sebuah metodologi atau alat optimasi yang memungkinkan untuk memperoleh penjelasan menyeluruh mulai dari desain penelitian, analisis data, dan optimasi. Software yang digunakan dalam aplikasi RSM adalah Desaign Expert trial. Berikut merupakan diagram alir penelitian cookies tepung komposit talas.
Gambar 5 Diagram alir penelitian cookies tepung komposit talas
Penentuan formula cookies terpilih melalui RSM
Dilakukan pendugaan umur simpan dengan metode akselerasi Formula cookies terpilih
Formulasi tepung komposit dengan metode RSM
Analisis karakteristik kimia dan organoleptik cookies