Tempat dan Waktu
Penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Waktu pelaksanaan penelitian selama 6 bulan yaitu pada bulan Oktober 2006 sampai Maret 2007.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah wortel segar varietas lokal yang dipanen pada umur petik 90 hari setelah tanam, dipilih yang bentuknya sempurna, sehat, tidak ada cacat atau luka dan ukuran relatif seragam. Wortel diperoleh dari kebun petani “Pacet Segar” di Cipanas, Cianjur, Jawa Barat. Besar wortel rata-rata 8 batang/kg. Bahan lain yang digunakan adalah kemasan plastik terpilih low density polyethylene (LDPE), alkohol, lilin (malam), mangkok styrofoam serta gas O2, CO2 dan N2.
Gambar 2 Wortel yang digunakan untuk penelitian.
Peralatan yang digunakan adalah parutan stainless steel untuk melakukan perajangan wortel, Continuous Gas Analyzer merk Shimadzu tipe IRA-107 untuk mengukur komposisi gas CO2 dan Shimadzu type Portable Oxygen Tester (POT- 101) untuk mengukur komposisi gas O2, Mixer gas dan Flow meter untuk mencampur gas, mesin pendingin (refrigerator), Rheometer merk Sun model
CR-300 untuk mengukur tingkat kekerasan, Chromameter Minolta CR-200 untuk mengukur warna, Refractrometer Atago PR-201 untuk mengukur total padatan terlarut, timbangan digital merk Mettler PM-4800 untuk mengukur berat dan
Vacum Sealer merk Sinbo model DZ-280/2SD untuk membuat kemasan tanpa
udara (vakum). Selain itu alat-alat pendukung yang digunakan adalah stoples gelas volume 3310 ml, pisau stainlesssteel, sarung tangan dan masker.
Tahapan Penelitian
Standar Operational Precedure (SOP) Penyiapan Rajangan Wortel Segar
Standar Operational Precedure (SOP) proses perajangan wortel segar
terdiri dari beberapa tahapan, yaitu:
1. Ruangan kerja dikondisikan pada suhu 18-20 0C dan RH 65-70%.
2. Meja kerja dan semua peralatan yang dipakai disterilkan menggunakan larutan alkohol 90%.
3. Jas laboratorium, masker dan sarung tangan dipakai selama melakukan perajangan.
4. Wortel dengan umur panen 90 hari dan berat rata-rata 8 batang/kg disortasi, dipilih yang seragam, kulit yang bersih, tidak mengalami memar atau busuk selama transportasi serta tidak cacat fisik.
5. Wortel diletakkan di dalam tray plastik kemudian dicuci bersih menggunakan larutan antiseptik, setelah itu ditiriskan dan dikeringkan.
6. Wortel dirajang dengan ketebalan dan panjang rata-rata (0.1-0.2 cm dan 2.4-2.6 cm) menggunakan parutan stainless steel yang disterilkan alkohol 90%.
Pengukuran Laju Respirasi
Pengukuran laju respirasi dilakukan dalam wadah stoples kaca dengan volume 3310 ml. Wortel yang sudah dirajang dimasukkan dalam stoples, Masing- masing stoples berisi 200 gram. Setiap stoples ditutup rapat dengan tutup plastik, pada celah antara tutup dan ulir stoples dilapisi dengan lilin (malam) untuk mencegah keluar masuknya gas CO2 dan O2.
Stoples tersebut kemudian disimpan pada suhu yang berbeda yaitu suhu 5 0C, suhu 10 0C dan suhu ruang. Untuk pengukuran komposisi gas CO2 dan O2 dalam stoples, dibuat dua lubang pada kedua sisi tutup stoples yang kemudian
dihubungkan dengan selang plastik. Pengukuran gas CO2 dan O2 dilakukan setiap 3 jam pada hari petama, setiap 6 jam hari kedua, setiap 12 jam hari ketiga, dan hari selanjutnya pengukuran dilakukan setiap 24 jam sampai rajangan wortel segar mengalami kerusakan/busuk.
Gambar 3 Bagan alir pengukuran laju respirasi rajangan wortel segar.
Pengukuran laju respirasi dilakukan secara open system. Pengukuran dilakukan dengan cara membuka lipatan selang plastik pada sisi stoples kemudian selang plastik dihubungkan dengan Continuous Gas Analyzer untuk mengukur komposisi CO2 dan Portable Oxygen Tester untuk mengukur komposisi gas O2. Setelah pengukuran dilakukan, tutup stoples dibuka dan dihembuskan udara
menggunakan kipas angin untuk mempercepat komposisi udara dalam stoples kembali normal. Selanjutnya stoples ditutup kembali dengan rapat dan ulir stoples dilapisi dengan lilin serta selang plastik dilipat dan dijepit kembali untuk mencegah keluar masuknya udara dari luar. Laju respirasi rajangan wortel segar dihitung berdasarkan persamaan Mannapperuma et al. (1989):
) 2 ( L L L L L L L L L L dt dx x W V R = Dimana:
R = laju respirasi (ml CO2/kg.jam atau ml O2/kg.jam). V = volume bebas wadah (ml).
W = berat wortel (kg).
dx/dt = laju perubahan komposisi CO2 dan O2 (%/jam).
Suhu penyimpanan yang dipilih adalah suhu penyimpanan yang menyebabkan laju respirasi rendah dengan tingkat perubahan mutu rajangan wortel segar/wortel terolah minimal yang paling rendah pula.
Penentuan Komposisi Atmosfer Termodifikasi
Penentuan komposisi O2 dan CO2 optimum dilakukan pada suhu
penyimpanan terpilih dari penelitian laju respirasi dan dibandingkan dengan suhu ruang. Perlakuan untuk penentuan komposisi udara optimum adalah komposisi gas: 1 (1-2%O2 dan 2-3% CO2), 2 (1-2% O2 dan 4-5% CO2), 3 (2-3% O2 dan 2-3% CO2), 4 (2-3% O2 dan 4-5% CO2) dan 5 (21% O2 dan 0,03% CO2 sebagai kontrol).
Setiap stoples diisi sebanyak 200 gram rajangan wortel segar kemudian dilakukan pengaturan komposisi udara. Gas CO2 dan O2 diisi ke dalam stoples yang ditutup rapat dan diberi lapisan lilin, sesuai perlakuan komposisi gas yang diberikan dari tabung gas. Kran penutup tabung gas dibuka untuk mengalirkan gas CO2, O2 dan N2 dengan selang melalui flow meter dan ketiga selang gas tersebut dimasukkan dalam alat pencampur sehingga ketiga gas tersebut bercampur, selanjutnya keluar dari alat pencampur gas dalam satu selang. Agar diperoleh komposisi gas yang sesuai dengan yang telah ditetapkan, maka selama pengisian gas dilakukan pula pengukuran komposisi gas CO2 dan O2 secara bersamaan menggunakan Continuous Gas Analyzer untuk pengukuran CO2 dan
Portable Oxygen Tester untuk mengukur konsentrasi gas O2. Masing-masing perlakuan pada berbagai konsentrasi dilakukan tiga kali ulangan.
Gambar 4 Bagan alir penentuan komposisi O2 dan CO2 pada suhu terpilih.
Pengendalian komposisi gas O2 dan CO2 didalam stoples dilakukan setiap 24 jam pada suhu 5 0C dan setiap 4 jam pada suhu ruang. Perubahan mutu juga diamati setiap 4 jam pada suhu ruang dan setiap 24 jam pada suhu 5 0C sampai rajangan wortel segar mengalami kerusakan. Parameter mutu objektif yang di uji adalah laju susut bobot, laju kekerasan, laju total padatan terlarut dan laju warna.
Penentuan Jenis Film Kemasan
Penentuan jenis film kemasan yang tepat untuk rajangan wortel segar dilakukan berdasarkan penelitian komposisi atmosfer terpilih. Hasil komposisi atmosfer terbaik yang dipilih kemudian diplotkan ke dalam grafik hubungan komposisi gas O2 dengan gas CO2 (Gambar 1). Setiap daerah atmosfer termodifikasi bahan segar yang dilalui oleh garis kemasan menunjukkan bahwa film kemasan tersebut sesuai untuk dipilih sebagai pengemas (Gunadnya 1993). Penentuan Berat Optimum Rajangan Wortel
Perancangan kemasan atmosfer termodifikasi rajangan wortel segar dilakukan berdasarkan data laju respirasi rata-rata, komposisi gas atmosfer termodifikasi penyimpanan terbaik dan jenis film kemasan yang sesuai. Luas kemasan ditentukan berukuran 13.2 cm x 19.8 cm (0.0261 m2). Berat rajangan wortel yang dikemas dihitung secara teoritis berdasarkan persamaan Mannapperuma et al. (1989). ) 3 ( ) ( L L L L L L L L L L b x R x xa A x P W = − Dimana:
W = berat rajangan wortel (kg). R = laju respirasi (ml/kg.jam).
P = permeabilitas film kemasan (ml. mil/m2. jam. atm). A = luas kemasan (m2).
b = ketebalan kemasan (mil), 1 mil = 25. 4 µm. xa = komposisi CO2 normal.
x = komposisi CO2 optimum dalam kemasan.
Berat rajangan wortel segar/wortel terolah minimal yang dikemas berdasarkan hasil perhitungan secara teoritis. Sebagai pembanding dilakukan juga pengemasan rajangan wortel segar dalam plastik film LDPE tanpa udara (vakum) menggunakan vacum sealer.
Validasi Penyimpanan Rajangan Wortel Segar
Validasi hasil perancangan ditentukan dengan penyimpanan rajangan wortel segar dalam kemasan terpilih dan kemasan tanpa udara (vakum) pada suhu terpilih (5 0C) dari percobaan sebelumnya dan dibandingkan dengan suhu ruang.
Untuk pengamatan komposisi gas dalam kemasan, dibuat 2 (dua) buah lubang pada salah satu sisi kemasan styrofoam yang dihubungkan pada selang. Kemasan yang telah berisi rajangan wortel segar ditutup rapat dengan film LDPE, kemudian direkat dengan menggunakan double tipe dan selo tipe serta kedua selang dilipat dan dijepit untuk mencegah keluar masuknya udara dari luar.
Perubahan mutu rajangan wortel segar diamati setiap 24 jam penyimpanan suhu 5 0C dan setiap 4 jam suhu ruang sampai rajangan wortel segar/wortel terolah minimal mengalami kerusakan. Parameter mutu yang diuji adalah laju susut bobot, laju kekerasan, laju total padatan terlarut, laju warna dan uji organoleptik (hedonik). Rajangan wortel segar dalam kemasan atmosfer termodifikasi yang terpilih adalah perlakuan yang menghasilkan masa simpan terpanjang dimana mutu produk terbaik.
Penentuan Parameter Mutu Kritis
Berdasarkan parameter mutu objektif (laju susut bobot, laju kekerasan, laju total padatan terlarut dan laju warna) yang diuji pada tahap validasi penyimpanan rajangan wortel segar, maka didapatkan parameter mutu kiritis dengan melihat perubahan mutu yang ekstrim dan penurunan mutu yang cepat terjadi.
Pendugaan Umur Simpan
Pendugaan umur simpan ditentukan berdasarkan nilai parameter mutu kritis hasil pengukuran (metode objektif) dan nilai hasil organoleptik (metode subjektif). Selanjutnya dilakukan interpolasi antara data objektif dan subjektif sehingga didapatkan model empiris hubungan umur simpan. Rajangan wortel segar/wortel terolah minimal terpilih adalah perlakuan yang menghasilkan masa simpan terpanjang.
Pengamatan Laju Susut Bobot
Susut bobot rajangan wortel segar diukur dengan mengambil sampel kemudian ditimbang, setiap perlakuan sebanyak tiga kali ulangan Perhitungan susut bobot berdasarkan selisih antara berat bahan pada kondisi awal dengan berat setelah penyimpanan, dengan persamaan:
) 4 ( % 100 LLLLLLLLLL x a b a sb= −
Dimana:
sb = susut bobot (%)
a = berat bahan pada kondisi awal (gram)
b = berat bahan setelah penyimpanan/perlakuan (gram) Laju Kekerasan
Pengukuran kekerasan menggunakan Rheometer tipe CR-300DX.
Pengukuran kekerasan rajangan wortel terolah minimal digunakan Probe No.28
strain 13 mm beban maksimum 10 kg. Berat wortel yang ditekan 10 gram.
Pengukuran dilakukan tiga kali ulangan pada setiap perlakuan dan dilakukan setiap 4 jam penyimpanan suhu ruang dan setiap 24 jam penyimpanan suhu 5 0C. Nilai pengukuran dinyatakan dalam kg-force (kgf).
Laju Total Padatan Terlarut
Total padatan terlarut diukur dengan menggunakan Refractometer Atago PR-201. Sari rajangan wortel segar diletakkan diatas lensa Refractometer untuk dilakukan pembacaan hasil. Lensa dibersihkan dengan menggunakan aquades dan dikalibrasi setiap kali dilakukan pembacaan hasil. Total padatan terlarut dinyatakan dalam satuan (%Brix). Setiap sampel diukur sebanyak 3 kali ulangan dan 2 ulangan setiap perlakuan.
Laju Warna
Alat yang digunakan adalah Chromameter (Minolta CR-200) dengan sistem notasi Hunter (*L*a*b). Sebelum digunakan alat dikalibrasi terlebih dahulu dengan standar warna yang sesuai dengan warna bahan (Mohsenin 1984). Nilai hunter (*L) menunjukkan derajat kecarahan (Lightness) sampel yang bergerak dari 0 sampai 100 (0 = hitam dan 100 = putih). Nilai hunter (*a) menunjukkan warna kromatik campuran merah hijau yang nilainya bergerak dari positif (0-100) untuk warna merah, sampai negatif (0-80) untuk warna hijau. Nilai hunter (*b) menunjukkan warna kromatik campuran biru kuning yang bergerak dari positif (0-70) untuk warna kuning, sampai negatif (0-70) untuk warna biru.
Pengukuran warna untuk rajangan wortel segar dilakukan setiap 24 jam untuk penyimpanan suhu 5 0C (jam ke-0, 24, 48, 72, 96, 120, 144, 168 dan 192) dan setiap 4 jam pada suhu ruang (jam ke-0, 4, 8, 12 16, 20 dan 24). Pengukuran
warna rajangan wortel segar/wortel terolah minimal dilakukan dua kali ulangan untuk setiap pengamatan dan diambil nilai rata-ratanya.
Prosedur pengukuran warna rajangan wortel segar adalah sebagai berikut: 1. Alat disiapkan dan kalibrasi dengan remote-control rocket agar pada display
menunjukkan nilai (*L *a *b).
2. Rajangan wortel segar diambil sebanyak 200 gram dari masing-masing stoples untuk diukur warnanya.
3. Rajangan wortel segar yang akan diukur warnanya diletakkan diatas alas yang bewarna putih.
4. Kemudian ditempelkan sensornya (light projection tube) diatas permukaan rajangan wortel segar.
5. Nilai (*L *a *b) yang tertera dalam display kemudian dicetak dengan printer. Uji Organoleptik
Uji organoleptik dilakukan untuk mengetahui tingkat penerimaan panelis dan umur simpan terhadap rajangan wortel segar hasil penyimpanan dalam kemasan atmofer termodifikasi suhu 5 0C. Uji organoleptik yang dilakukan adalah uji skala hedonik/kesukaan (prejerence test) dengan menggunakan panelis tak terlatih berjumlah 15 orang. Parameter yang digunakan adalah tekstur, warna, aroma, kesegaran, rasa dan keseluruhan. Uji organoleptik dilakukan setiap 24 jam dengan skala 1-5. Skor yang diberikan terdiri dari: 1 (sangat tidak suka), 2 (tidak suka), 3 (netral), 4 (suka) dan 5 (sangat suka). Semakin tinggi skor hedonik yang diberikan panelis, semakin tinggi juga tingkat penerimaan panelis. Batas penolakan oleh panelis adalah skor 3.00.
Menurut Soekarto (1985), dalam pemilihan anggota panel tak terlatih diambil dari luar. Pemilihan yang dilakukan bukan terhadap kepekaan calon angota tetapi pemilihan itu lebih mengutamakan segi sosial seperti latar belakang pendidikan, asal daerah, kelas ekonomi dalam masyarakat dan sebagainya. Dalam seleksi panelis hedonik tidak diperbolehkan ada latihan dan tidak dikehendaki juga satu tim panel yang sangat seragam dalam kepekaan, pemilihan anggota perlu dilakukan secara acak (random). Format uji organoleptik rajangan wortel segar ditampilkan pada Lampiran 1.
Penyusunan Prosedur Operasional Baku Rajangan Wortel Segar
Berdasarkan hasil penelitian penyimpanan rajangan wortel segar dalam kemasan atmosfer termodifikasi yang meliputi tahap laju respirasi, penentuan komposisi gas O2 dan CO2 optimum serta validasi kondisi atmosfer termodifikasi, maka dapat dibuat Standard Operational Procedure (SOP) untuk penyimpanan rajangan wortel segar/wortel terolah minimal sebagai berikut:
1. Wortel hasil panen dicuci dengan air bersih kemudian tiriskan pada tempat yang teduh.
2. Wortel dimasukkan ke dalam kardus yang sudah diberi ventilasi dengan berat maksimum 5 kg dan di angkut ke tempat perajangan.
3. Suhu dan kelembaban ruangan kerja dikondisikan pada suhu 18-20 0C dan RH 65-70%.
4. Meja kerja dan semua peralatan yang dipakai disterilkan menggunakan larutan alkohol 90%.
5. Jas laboratorium, masker dan sarung tangan dipakai selama melakukan perajangan.
6. Wortel disortasi, dipilih kulit yang bersih, tidak mengalami memar atau busuk selama transportasi serta tidak cacat fisik.
7. Wortel diletakkan di dalam tray plastik kemudian dicuci bersih menggunakan larutan antiseptik, setelah itu wortel ditiriskan dan dikeringkan.
8. Wortel dirajang dengan ketebalan dan panjang rata-rata (0.1-0.2 cm dan 2.4-2.6 cm) menggunakan parutan stainless steel yang disterilkan dengan alkohol 90%.
9. Rajangan wortel segar dengan berat optimum hasil perhitungan dikemas tanpa udara (vakum) menggunakan kemasan film low density polyethyene (LDPE) dengan ketebalan 0.88 mm dan luas 392 cm2 atau kantong plastik dengan lebar 18.66 cm dan panjang sampai tempat penutupan adalah (sealing) adalah 21 cm.
10. Rajangan wortel segar/wortel terolah minimal disimpan dalam lemari pendingin suhu 5 0C.