Penelitian dilaksanakan di Laboratorium TPPHP, Laboratorium Siswadi Soeparjo, Laboratorium Pengujian Mutu Benih AGH dan Laboratorium kimia pangan IPB, Penelitian dilaksanakan pada bulan Oktober 2014- April 2015
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan adalah kedelai varietas Argomulyo yang diperoleh dari kelompok tani Mekar Tani di Kabupaten Majalengka yang dipanen pada bulan September. Bahan kemasan plastik hermetik dengan bahan dan jenis seperti plastik hermetik yang dikeluarkan oleh IRRI, plastik bahan HDPE (High Density Poly Ethylene) dengan ketebalan 0.4 mm, plastik vakum yang terbuat dari resin plastik PVC dan nylon, karung plastik, kertas merang/stenlsil untuk uji daya kecambah benih kedelai, aquades, bahan untuk analisis asam lemak bebas, alkohol, hama Callosobruchus maculatus, kain kasa.
Alat yang digunakan adalah sealer, oven model 2120 Isuzu Seisakusho, timbangan elektrik Adam PW 184, timbangan digital Mettler PM 4800, cawan petri, termometer air raksa, kaca pembesar, label, kamera, plastik pembungkus, germinator, desikator, wadah/baki plastik, karet, tabung erlenmeyer, Cosmotektor X 3140, Cosmotektor X 3180, gunting, vacum sealer, alat yang digunakan untuk uji kadar asam lemak bebas, toples kaca, gunting, penggaris, blender, saringan.
Tahapan Penelitian
Sampel diperoleh dari hasil perontokan mekanis. Kecepatan putaran mesin perontok (rpm) menjadi faktor perlakuan yang dikaji terhadap tingkat kerusakan benih selama dalam penyimpanan. Adapun prosedur penelitiannya adalah:
Pengaruh perontokan terhadap kerusakan benih
Kedelai dirontokan dengan mesin perontok multi guna tipe drum terbuka dengan dua kecepatan rpm mesin yang berbeda. Kecepatan putaran mesin yang pertama pada kisaran 515-570 rpm yang selanjutnya disebut dengan rpm 1. Kecepatan putaran mesin yang kedua pada kisaran 580-650 rpm yang selanjutnya disebut dengan rpm 2. Sampel diambil dari dua jenis perlakuan perontokan yang selanjutnya dijadikan kelompok perlakuan.
Kedelai hasil perontokan disortasi berdasarkan kriteria mutu benih kemudian dikeringkan dengan panas matahari hingga kadar air kurang dari 10%. Kriteria mutu benih yang dimaksud disini adalah benih utuh yang secara visual tidak mengalami retak atau pecah, benih berwarna kuning seperti warna khas kedelai Argomulyo. Benih hasil pengeringan kemudian dimasukan ke dalam
6
plastik HDPE sebagai kemasan primer dan karung plastik sebagai kemasan sekundernya dan dikirim dari Kabupaten Majalengka ke lokasi penelitian di kampus Institut Pertanian Bogor menggunakan mobil bak terbuka.
Kedelai kemudian dianlisis mutunya sesuai spesifikasi persyaratan mutu benih kedelai kelas benih pokok SNI 01-6234.3-2003 dan analisis mutu fisik SNI 01-3922-1995. Dimana parameter yang diamati adalah kadar air, kemurnian benih, daya kecambah, kerusakan benih, dan kadar asam lemak bebas (FFA) sebagai data awal sebelum diberi perlakuan kemasan.
Pengaruh Perlakuan Kemasan Terhadap Mutu Benih
Bahan kemasan yang digunakan adalah plastik HDPE, plastik hermetik dan plastik vakum adapun deskripsi jenis kemasan dan cara pengemasan tersedia pada Tabel 1. Berat sampel per kemasan adalah 1000 gram dengan dimensi kemasan panjang x lebar x tebal adalah 2500 x 1800 x 300 mm. Ukuran kemasan tersebut merupakan konversi ukuran kemasan petani penangkar benih dengan kapasitas 20 kg per kemasan
Tabel 1 Deskripsi jenis kemasan dan cara pengemasan Deskripsi jenis
kemasan
Permeabilitas dan Laju transmisi uap
air Cara pengemasan
Plastik HDPE Ketebalan plastik 0.4 mm
O2 : 1600-2000 cm3. m-2. 24 jam CO2:10850-23250 cm3 .m-2. 24jam Transmisi uap air: 7-10 g m-2/24 jam
Plastik HDPE yang telah diisi benih kedelai kemudian di seal dengan rapat
dikombinasikan dengan karung plastik dan dijahit Plastik Hermetik
Plastik yang dirancang khusus menggunakan tiga lapisan plastik yang terdiri dari LDPE food grade,
plastik khusus sebagai barrier dan LDPE biasa sehingga lentur dan mudah dilipat
O2 :0.3 cm-3.m-2. 24 jam CO2 : -
Transmisi uap air: 8 g m-2 /24 jam
Plastik hermetik yang telah diisi benih kedelai kemudian di seal
dengan rapat dikombinasikan dengan karung plastik dan dijahit
Plastik Vakum Jenis bahan plastik yang digunakan adalah plastik PVC yang O2 :150 cm-3.m-2. 24 jam CO2 :970 cm-3.m-2. 24 jam
Transmisi uap air: 4 g m-2 /24 jam
Dilakukan
pengemasan vakum pada benih kedelai, dimana seluruh gas dalam kemasan
Deskripsi jenis kemasan
Permeabilitas dan Laju transmisi uap
air Cara pengemasan
dicampur dengan bahan nylon
diambil dengan menggunakan
Vacuum sealer. Kemasan ini tidak dikombinasikan dengan karung plastik.
Penyimpanan
Penyimpanan benih dilakukan pada gudang dengan suhu ruang 27±3 oC dan RH ±75-90%. Suhu dan kelembaban penyimpanan dicatat setiap 3 hari selama penelitian. Penyimpanan dilakukan selama 6 bulan yaitu dari bulan Oktober 2014 hingga April 2015.
Rancangan Percobaan
Perlakuan kecepatan putaran mesin (rpm) saat perontokan dibuat sebagai kelompok karena operasional perontokan dilakukan dalam waktu dan oleh operator yang berbeda. Hasil dari perontokkan tersebut memiliki mutu yang berbeda sehingga tidak dapat dibandingkan ketika telah dikombinasikan dengan perlakuan kemasan. Jenis kemasan berupa plastik HDPE, plastik vakum dan plastik hermetik sebagai faktor sehingga rancangan percobaannya adalah rancangan acak kelompok dengan satu faktor. Persamaan linier dari rancangan tersebut adalah :
Yij = μ + αi + ρj + εij i=1,2,3 j= 1,2
Keterangan :
Yijk = Pengamatan pada kombinasi perlakuan taraf ke-i faktor jenis kemasan pada kelompok ke-j kecepatan rpm perontokan.
μ = Rataan umum
αi = Pengaruh faktor jenis kemasan
ρj = Pengaruh kelompok kecepatan rpm perontokan
εij = Pengaruh acak dari perlakuan taraf ke i jenis kemasan dan kelompok ke j kecepatan rpm perontokan.
Pengamatan Parameter
Pengamatan dilakukan setiap satu bulan selama 6 bulan (6 kali pengamatan) Masing-masing perlakuan diulang dua kali dari setiap kelompok rpm. Parameter yang diamati adalah perubahan bobot selama penyimpanan, kadar air (ISTA 2013), daya kecambah (ISTA 2013), Kemurnian benih (ISTA), Kadar asam lemak bebas (FFA) dan persentase butir rusak. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.
8
Gambar 1 Diagram alir penelitian (A) pengaruh perlakuan kemasan terhadap mutu benih
(a) (b)
(c) (d)
Gambar 2 Pengemasan benih kedelai (a) plastik hermetik; (b) plastik HDPE; (c) plastik vakum, dan (d) kemasan siap disimpan yang telah dikombinasikan dengan karung
Ketahanan Kemasan Terhadap Serangan Serangga
Percobaan ketahanan kemasan terhadap serangan serangga/hama dilakukan untuk mengetahui seberapa tahan kemasan melindungi benih kedelai dari hama pascapanen terbawa benih maupun yang menginvasi ketika disimpan. Adapun jenis serangga/hama yang diujicobakan adalah Callosobruchus maculatus
yang merupakan hama gudang kedelai. Pada percobaan ini bahan kemasan yang digunakan adalah plastik HDPE dan plastik hermetik. Penggunaan kemasan vakum tidak digunakan dengan asumsi bahwa Callosobruchus maculatus sebagai hama aerobik tidak dapat hidup pada kondisi hampa udara. Tahapan dari percobaan ini adalah sebagai berikut.
Penyediaan Serangga Callosobruchus maculatus
Serangga uji yang digunakan pada penelitian ini adalah Callosobruchus maculatus, yang merupakan salah satu serangga hama pascapanen yang banyak menyerang kedelai selama penyimpanan. Callosobruchus maculatus diperoleh dari SEAMEO BIOTROP (Southeast Asian Regional Centre for Tropical Biology) yang selanjutnya diperbanyak sendiri dengan pakan kacang hijau dan kacang kedelai adapun proses pengembangbiakan tersedia pada Lampiran 1. Pemilihan
Kedelai yang akan digunakan merupakan hasil dari proses pemilihan sebelumnya. Pemilihan kedelai ini bertujuan untuk memastikan bahwa kedelai yang digunakan tidak terinfestasi serangga.
10
Pengemasan
Kemasan yang diuji adalah jenis plastik HDPE dan hermetik dengan dimensi panjang x lebar x tebal adalah 1100mm x 1000mm x 100mm. Kemasan diberi lubang dan dipasang selang untuk mengukur konsentrasi gas pada kemasan. Infestasi Hama pada Kedelai
50 ekor serangga diinfestasikan pada setiap kemasan kedelai dengan berat 100 gram. Perbandingan 1:2 ini diharapkan 1 imago dapat menginfestasikan telur pada 2 gram kedelai. Populasi yang tidak terlalu padat ini mengurangi persaingan antar imago dalam kemasan sehingga imago dapat hidup dengan leluasa. Usia imago yang diinfestasikan 1-3 minggu, dimana merupakan masa produktif untuk bertelur.
Penyimpanan dan Pengamatan
Penyimpanan dilakukan selama sepuluh hari dan diamati setiap hari. Kedelai yang sudah dikemas disimpan pada ruangan dengan suhu 28 ±3 oC dan rh 70-85%. Parameter pengamatan yang dianalisis adalah kandungan gas CO2, gas O2, persentase serangga yang hidup dan yang mati, serta persentase kedelai yang terinfestasi telur. Diagram alir percobaan ini dapat dilihat pada Gambar 3.
Rancangan Percobaan
Rancangan acak lengkap digunakan untuk mengetahui kemampuan kemasan dalam melindungi serangan hama Callosobruchus maculatus yang ada di dalam kemasan. Faktor yang dilihat pengaruhnya adalah jenis kemasan dengan dua taraf yaitu kemasan hermetik dan kemasan HDPE yang biasa digunakan petani. Adapun bentuk matematik dari rancangan ini adalah sebagai berikut.
Yijk = μ + αi + εij
i=1,2, j= 1,2 Keterangan :
Yij = Pengamatan pada perlakuan taraf ke-i faktor bahan kemasan pada ulangan ke j
μ = Rataan umum
αi = Pengaruh faktor kemasan
Gambar 3 Diagram alir penelitian (B) ketahanan kemasan terhadap serangan serangga
12
Metode Pengukuran Parameter Mutu
a. Pengaruh Perontokan dan Perlakuan Kemasan Terhadap Mutu Benih Perubahan Bobot
Pengukuran dilakukan pada saat awal penyimpanan dan pada saat pengamatan selama penyimpanan. Biji-bijian merupakan komoditas kering yang mudah dipengaruhi oleh suhu dan kelembaban udara relatif. Ketika RH di lingkungan tinggi maka biji-bijian akan menyerap air yang ada di lingkungan, hal ini disebabkan biji-bijian bersifat higroskopis memiliki kemampuan untuk selalu menyesuaikan dengan kondisi lingkungannya. Kelembaban relatif dari gudang yang digunakan untuk penyimpanan cukup tinggi yaitu 75-90%, tingginya kelembaban ini akan mempengaruhi bobot biji yang disimpan. Adapun rumus untuk menghitung perubahan bobot tersedia pada persamaan (1).
Perubahan bobot = –
...(1)
Kadar Air (ISTA 2013)
Penetapan kadar air untuk benih dengan menggunakan metode oven standar ISTA (International Seed Test Assocation). Metode ini mengharuskan penggunaan neraca digital dengan ketelitian 4 angka dibelakang koma untuk penimbangannya. Adapun rumus untuk penetapan kadar air benih tersedia pada persamaan (2).
% KA=
...(2) Dimana :
1. M1 adalah berat dalam gram dari wadah dan tutupnya,
2. M2 adalah berat dalam gram dari wadah, tutup dan isinya sebelum pengeringan, dan
3. M3 adalah berat dalam gram dari wadah, tutup dan isinya sesudah pengeringan.
Daya Kecambah (ISTA 2013)
Uji daya kecambah yang digunakan pada penelitian ini berdasarkan metode uji kertas digulung dalam plastik (UKDP) standar ISTA. Adapun tahapan pengujiannya serta kriteria dari evaluasi yang dilakukan tersedia pada Lampiran 2. Setelah tahap evaluasi selesai maka langkah selanjutnya adalah perhitungan daya berkecambah, yaitu dengan menggunakan rumus yang tersedia pada persamaan (3).
DB= ...(3)
Analisis Kemurnian Benih (ISTA 2013)
Analisis kemurnian benih menggunakan metode standar ISTA (2013). Pengujian kemurnian benih adalah pengujian yang dilakukan dengan memisahkan tiga komponen benih murni, benih tanaman lain, dan kotoran benih yang diamati secara visual dan selanjutnya dihitung presentase dari ketiga komponen benih tersebut. Tujuan analisis kemurnian adalah untuk menentukan komposisi benih murni, benih lain dan kotoran dari contoh benih yang mewakili lot benih. Adapun skema pengujiannya dan deskripsi ketiga komponen tersedia pada Lampiran 3. Perhitungan ketiga komponen tersebut tersedia pada persamaan (4), (5) dan (6).
Benih murni = ...(4) Benih tanaman lain = ...(5) Kotoran = ...(6)
Keterangan : k1 = bobot benih murni k2 = bobot benih tanaman lain k3 = bobot kotoran benih Butir Rusak
Butir rusak yang dimaksud dalam penelitian ini adalah biji yang tidak sesuai dengan kenampakan yang seharusnya. Kenampakan dari biji kedelai Argomulyo adalah kulit berwarna kuning cerah, bentuk mulus dan halus, tidak ada bercak pada bagian kulit dan biji serta bagian dan organ biji sempurna. Pada penelitian ini butir rusak dibagi oleh dua yaitu kerusakan fisik yang terdiri dari butir pecah, retak, memar, dan patah akibat perlakuan mekanis dan fisik. Selanjutnya adalah rusak fisiologis seperti bercendawan, berubah warna, busuk, berubah bentuk, dan terserang serangga. Pengamatan dilakukan secara visual adapun prosedur pengujian tersedia pada Lampiran 4. Perhitungan dari persentase butir rusak fisik dan fisiologis tersedia pada persamaan (7) dan (8).
% Butir rusak fisik =
...(7) % Butir rusak fisiologis =
...(8) Asam Lemak Bebas (FFA)
Kadar asam lemak bebas merupakan salah satu faktor penentu kualitas kedelai. Semakin tinggi kadar asam lemak bebas, maka semakin rendah kualitas mutunya. Cara penentuan asam lemak bebas adalah sebagai berikut:
- Ditimbang sample sebanyak 3,0 gram dimasukkan kedalam Erlenmeyer. - Ditambahkan 4 ml metylalkohol dan 2,5 ml n-Hexana
- Ditambahkan 3 tetes indikator Phenolptalein
- Dititrasi dengan larutan NaOH yang telah diketahui normalitasnya sampai terjadi perubahan warna.
14
Perhitungan kadar asam lemak bebas bisa dengan menggunakan persamaan (9).
...(9) Dimana: KA = Kadar Asam (%)
T = normalitas NaOH
V = volume NaOH yang digunakan untuk titrasi m = jumlah sampel yang digunakan
M = berat molekul sampel
b. Ketahanan Kemasan Terhadap Serangan Serangga
Kandungan Gas O2 dan CO2
Pengamatan dilakukan setiap hari pada kedua jenis kemasan yang digunakan. Pengukuran dengan menggunakan Cosmotektor X 3140 dan Cosmotektor X 3180 dengan bantuan selang yang sudah terpasang pada setiap kemasan. Kandungan gas dari setiap kemasan yang diamati kemudian dicatat. Persentase Kematian Callosobruchus maculatus
Kemasan yang telah diukur komposisi gasnya kemudian dibuka dan dihitung jumlah serangga yang mati. Kemudian dipersentasekan dari jumlah serangga yang semula diinfestasi. Semakin banyak dan cepat serangga yang mati, semakin baik kemasan tersebut. Perhitungan persentase serangga tersebut tersedia pada persamaan (10).
% Serangga mati :
... (10) Persentase Biji yang Terinfestasi Telur
Selain jumlah serangga yang mati, jumlah biji yang terinfestasi telur
Callosobruchus maculatus juga ditimbang dan dipersentasekan dengan bobot awal. Banyaknya biji yang terinfestasi oleh telur C.maculatus ini menandakan bahwa kondisi kemasan memungkinkan atau sesuai untuk serangga tersebut bertelur. Kondisi tersebut merupakan kondisi yang tidak diharapkan, adapun perhitungannya tersedia pada persamaan (11).
% BTT =
...(11) Keterangan : BTT = Biji Terinfestasi Telur