3. FORMULASI BERAS ANALOG
3.2 Bahan dan Metode
3.3.3 Pembuatan Beras Analog dengan Progam Mixture Design (Design Expert 7.0)
Mixture design dalam Design Expert v 7.0 (DX7) merupakan progam yang dipergunakan untuk mendapat formula yang optimum dalam suatu produk. Pemilihan kriteria dalam penggunaan mixture design diantaranya adalah pertama bahan baku dan ingredien yang merupakan bagian dari total formulasi, kedua respon yang merupakan parameter yang penting diketahui akibat penggunaan bahan baku dan ingredien yang dipakai (Cornell 1990).
Penelitian pendahuluan sebelumnya merupakan penelitian yang dilakukan untuk mendapatkan variabel-variabel dan interval penyusun produk yang akan dipergunakan untuk penentuan model dengan progam ini. Variabel yang dipakai adalah konsentrasi tepung jagung, tepung kedelai, dan bekatul.
Tepung sagu tidak dijadikan variabel pada progam Mixture Design DX7 karena berdasarkan penelitian pendahuluan tepung sagu konsentrasi tepung sagu 25% adalah konsentrasi yang menghasilkan tekstur dan bentuk beras analog yang baik. Konsentrasi sagu 30% menghasilkan beras yang lengket dan konsentrasi kurang dari 25% menyebabkan beras mudah hancur saat dimasak karena daya ikat pada matriks adonan kurang kuat.
Jumlah total formula dari variabel harus memenuhi nilai 100%, karena itu disesuaikan kembali untuk menentukan batas atas dan batas bawah yang akan diterapkan pada progam Mixture Design DX7. Interval yang akan dipakai dapat dilihat pada Tabel 3.3.Hasil olahan data dari progam Mixture Design DX7 berdasarkan interval pada Tabel 3.3 akan menghasilkan 16 formula. Formula- formula tersebut akan diukur respon kadar antioksidan dan kecerahannya (Tabel 3.4).
Tabel 3.3 Interval dari variabel penyusun beras analog
Variabel Batas atas (%) Batas bawah (%)
Tepung jagung 100 58.91
Tepung kedelai 27.39 0
Bekatul 13.70 0
Respon kecerahan dipilih karena berpengaruh dalam penerimaan produk secara sensori dan kadar antioksidan dipilih karena untuk mengetahui efek penambahan bahan baku tepung jagung, tepung kedelai, dan bekatul terhadap kandungan antioksidan pada beras analog. Pemilihan respon tersebut sejalan dengan penelitian Yousif et al. (2012) yang menggunakan nilai kecerahan dan antioksidan sebagai parameter penerimaan konsumen dan efek penambahan tepung sorgum sebagai sumber antioksidan pada roti tawar.Nourajit et al. (2011) juga menggunakan parameter antioksidan untuk mengetahui pengaruh
penambahan tepung “hemp” pada produk energy bar.
Berdasarkan 16 formula dan hasil analisis respon, Mixture Design DX7akan merekomendasikan persamaan polinomial yang cocok (linier, kuadratik, dan kubik). Proses pemilihan model yaitu dilihat dari persamaan yang menunjukkan model memiliki hasil signifikan (lebih kecil atau sama dengan 0.05). Berikut disajikan hasil analisis respon yang berdasarkan kecerahan dan kadar antioksidan produk.
Tabel 3.4 Rancangan formula beras analog hasil progam DX7 beserta respon kecerahan dan kadar antioksidan
Formula Tepung jagung Tepung kedelai Bekatul Respon Kecerahan (L) Kapasitas Antioksidan (µg CEQ/mg sampel) 1 69.49 27.39 3.12 57.71 7.70 2 69.49 27.39 3.12 55.24 8.00 3 82.59 17.41 0.00 53.40 5.07 4 100.00 0.00 0.00 59.88 3.36 5 81.08 11.43 7.50 49.56 7.39 6 58.92 27.39 13.69 48.12 6.67 7 75.24 11.06 13.70 53.79 6.51 8 75.33 20.70 3.97 53.69 6.68 9 58.92 27.39 13.69 49.67 7.26 10 90.49 5.73 3.78 54.02 6.85 11 66.00 24.05 9.95 49.96 6.00 12 100.00 0.00 0.00 58.09 3.09 13 86.30 0.00 13.70 49.72 7.30 14 69.27 17.21 13.53 50.67 6.74 15 82.59 17.41 0.00 49.25 4.91 16 86.30 0.00 13.70 50.77 5.82
Respon Tingkat Kecerahan (nilai L)
Pemilihan model melalui programMixture Design DX7 menunjukkan model linier sesuai untuk respon kecerahan. Model linier dipilih karena model tersebut menunjukkan adanya perbedaan nyata (signifikan) antar nilai respon.Nilai kepercayaan model linier lebih kecil dari 0.05 yaitu 0.0043. Persamaaan untuk kecerahan adalah :
Tingkat Kecerahan (nilai L) = (0.56446 tepung jagung) + (0.47875 tepung kedelai) + (0.19862 bekatul)
Respon tingkat kecerahan dapat dilihat pada Tabel 3.4.Nilai tingkat kecerahan berkisar antara 48.12 (formula 6) hingga 58.80 (Formula 4).Rata-rata kecerahan produk adalah sebesar 52.60%. Berdasarkan hasil analisis warna (nilai L) pada ke-16 formula beras analog dapat dilihat bahwa kecerahan yang tertinggi adalah beras yang menggunakan tepung jagung 100% sedangkan nilai kecerahan paling rendah adalah beras analog formula 6. Hal tersebut sesuai dengan persamaan model dari DX7 yang menunjukkan bahwa tepung jagung menentukan kecerahan karena memiliki konstanta terbesar.
Tingkat kecerahan yang lebih tinggi dengan komposisi tepung jagung lebih banyak terjadi karena tepung jagung yang berwarna kuning cerah.Menurut Suarni (1995), tepung jagung berwarna kuning cerah karena adanya pigmen warna kuning (beta-karoten) sehingga dapat meningkatkan kecerahan produk. Warna coklat karena adanya penambahan bekatul dan reaksi Maaillard dapat dikurangi dengan penambahan tepung jagung yang lebih banyak.Reaksi Maillard menurut Fennema (1995) terjadi karena adanya reaksi antara gula pereduksi dari pati dan gugus amin protein dari tepung kedelai.Hasil dari reaksi Maillard adalah melanoidin yang berwarna coklat.
.
Respon antioksidan
Pemilihan model oleh progam DX7 didapatkan model quadratic.Hasil analisis ANOVA menunjukkan kapasitas antioksidan signifikan (p<0.05) dengan nilai R 0.7237. Hasil persamaan respon nilai kapasitas antioksidan yaitu:
Kapasitas antioksidan (µg CEQ/mg sampel)= 0.034418 (tepung jagung)+ 0.21817 (tepung kedelai) - 2.56037 bekatul + 1.06307x 10-3 (tepung jagung)(tepung kedelai) + 0.032809 (tepung jagung)(bekatul) + 0.023814 (tepung kedelai)(tepung bekatul)
Respon antioksidan dianalisis dengan menggunakan metode DPPH.Uji DPPH merupakan salah satu metode analisis kapasitas antioksidan yang sederhana menggunakan senyawa pendeteksi, yaitu 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazil
(DPPH). Senyawa DPPH adalah senyawa radikal bebas stabil yang dapat bereaksi dengan antioksidan membentuk DPPH tereduksi.(Kubo et al. 2002). Uji DPPH tidak spesifik menguji suatu komponen antioksidan, tetapi digunakan untuk pengukuran kapasitas antioksidan total pada bahan pangan.
Hasil kapasitas antioksidan terbesar yaitu pada formula 2 yaitu 8 µg CEQ/mg sampel dan nilai terendah pada formula 12 yaitu 3.09 µg CEQ/mg
sampel. Formula 12 memiliki nilai terendah karena menggunakan 100% tepung jagung tanpa penambahan tepung kedelai dan bekatul. Masing-masing bahan baku seperti tepung jagung, kedelai, dan bekatul memiliki aktivitas antiosidan (Tabel 3.5)
Tabel 3.5 Kapasitas antioksidan bahan baku beras analog
Bahan Baku Tepung jagung Tepung kedelai Bekatul
Kapasitas antioksidan (µg CEQ /mg sampel)
21.35 21.56 21.90
Bekatul memiliki aktivitas antioksidan.Bekatul menurut Chen and Bergman (2005) mengandung tokoferol (vitamin E), tokotrienol dan oryzanol yang memiliki kapasitas antioksidan. Bekatul juga mengandung komponen polifenol sebanyak 305-390 ppm (Qureshi et al. 2002).Menurut hasil analisis, kapasitas antioksidan dari bekatul adalah 21.90 µg CEQ/mg sampel.
Kapasitas antioksidan pada beras analog juga terjadi akibat adanya pemakaian tepung jagung.Tepung jagung mengandung beta karoten yang selain berfungsi sebagai pigmen juga dapat sebagai antioksidan.Hasil analisis antioksidan tepung jagung yaitu 21.35 µg CEQ/mg sampel.Hasil analisis kedelai juga memiliki mempunyai kapasitas antioksidan sebesar 21.56 µg CEQ/mg sampel. Menurut Indranupakorn et al (2010), daidzein dan genistein merupakan isoflavon dari ekstrak kedelai yang memiliki aktivitas antioksidan dengan nilai
IC50 0.41 dan 0.39 mg/ml lebih tinggi dari aktivitas antioksidan standar trolox
0.28 mg/ml.
Tahap Optimasi
Tujuan dari optimasi adalah untuk meminimumkan sumberdaya yang diperlukan dan memaksimumkan hasil yang diinginkan.Penelitian ini memiliki sasaran menghasilkan produk yang memiliki kapasitas antioksidan tertinggi dan kecerahan yang optimum. Oleh sebab itu program Mixture Design DX7akan mengolah semua variabel respon dan memberikan beberapa solusi formula sebagai formula beras analog. Formula optimum yang direkomendasikan oleh progam Mixture Design DX7 dapat dilihat pada Tabel 3.6.
Tabel 3.6 Formula optimum hasil olahan progam Mixture Design DX7 Tepung jagung (%) Tepung kedelai (%) Bekatul (%) Prediksi 95% Kecerahan Prediksi 95% Kapasitas antioksidan 65.94 27.39 6.77 45.57-57.75 6.03-10.03
Berdasarkan formula optimum (Tabel 3.6) didapatkan formula tepung jagung 32.17%, tepung sagu 16.67%, tepung kedelai 13.3%, bekatul 3.16%, GMS 1.33%, (air 50% dari adonan kering).Gambar beras dan nasi analog formula optimum dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 (a) Beras analog, (b) nasi analog dari formulasi optimum
Validasi formula optimum dilakukan sebanyak 5 kali ulangan sesuai rekomendasi progam DX7.Setelah itu dilakukan analisis respon terhadap kelima produk beras analog yang terbentuk.Hasil analisis dapat dilihat pada Tabel 3.7. Tabel 3.7 Hasil validasi beras analog terhadap respon
Respon Ulangan 1 Ulangan 2 Ulangan 3 Ulangan 4 Ulangan 5 Rata-rata Kecerahan 47.24 48.91 50.31 49.26 48.77 48.90 Antioksidan (µg CEQ/mg sampel) 7.37 6.45 8.93 6.58 8.22 7.51
Validasi dilakukan untuk mengetahui kesesuaian model yang didapat dari progam Mixture Design dengan kenyataan pembuatan beras analog di lapangan.Berdasarkan hasil validasi pembuatan beras analog didapatkan respon untuk kecerahan 48.90 dan untuk kapasitas antioksidan adalah 7.51 µg CEQ/mg sampel. Hasil validasi menunjukkan hasil masih berada dalam interval prediksi kepercayaan 95% dari progam Mixture Design. Hasil yang berada dalam rentang prediksi menunjukkan bahwa persamaan model yang diperoleh dapat menggambarkan kapasitas antioksidan dan kecerahan dari beras analog yang dihasilkan.