Berdasarkan hasil percobaan pada tahap 1, maka kisaran nilai ingredien-ingredien yang akan ditindaklanjuti untuk memperoleh formula palm oil gel yang memiliki kekuatan gel maksimum dapat dilihat pada Tabel 16.
Tabel 16. Ingredien dan kode ingredien untuk menetapkan formula palm oil gel
yang memiliki kekuatan gel maksimum
Kode ingredien Ingredien
-1,682 -1 0 1 1,682
Jumlah konjak glukomanan (gram) 0,375 0,425 0,5 0,65 0,75
Jumlah minyak (gram) 10 12 15 18 20
Jumlah maltodekstrin (gram) 2,5 3,5 5 6,5 7,5
Pada tahap 2, dengan mengikuti rancangan central composite design (CCD),
dibuat 20 seri formula palm oil gel berdasarkan tabel rancangan dengan sistem pengkodean untuk 3 ingredien yaitu jumlah konjak glukomanan, jumlah minyak, dan jumlah maltodekstrin. Komposisi 20 seri formula palm oil gel dapat dilihat pada Tabel 17. Seluruh produk yang telah dibuat diukur respon kekuatan gelnya. Nilai respon rata-rata kekuatan gel dari tiap produk dapat dilihat pada Tabel 18 dan Lampiran 9.
Nilai kekuatan gel yang telah diperoleh dari 20 formula palm oil gel
selanjutnya dianalisis dengan RSM (Response Surface Methodology) untuk memperoleh formula palm oil gel yang memiliki kekuatan gel maksimum. Dari hasil analisis RSM, diperoleh persamaan regresi sebagai berikut.
Y = 81,8230 + 2539,10389X1 + 104,8455X2 – 68,4967X3 – 2673,3372X12 + 27,9475X1X2 – 5,3596X22 + 74,6430X1X3 + 5,3264X2X3 -11,5385X32; dimana Y= kekuatan gel (gram force), X1 = jumlah konjak glukomanan (gram), X2 = jumlah minyak (gram), dan X3 = jumlah maltodekstrin (gram).
Tabel 17. Komposisi 20 seri formula palmoil gel
Ingredien pembentuk gel Ingredien lain Fase terdispersi Kode Agar (gram) Kappa Karagenan (gram) Konjak glukomanan (gram) Fase pendispersi/ Air (gram) Minyak (gram) Tween 80 (gram) Malto dekstrin (gram) F1 1,5 1,075 0,425 97 12 1 3,5 F2 1,5 0,85 0,65 97 12 1 3,5 F3 1,5 1,075 0,425 97 18 1 3,5 F4 1,5 0,85 0,65 97 18 1 3,5 F5 1,5 1,075 0,425 97 12 1 6,5 F6 1,5 0,85 0,65 97 12 1 6,5 F7 1,5 1,075 0,425 97 18 1 6,5 F8 1,5 0,85 0,65 97 18 1 6,5 F9 1,5 1,125 0,375 97 15 1 5 F10 1,5 0,75 0,75 97 15 1 5 F11 1,5 1 0,5 97 10 1 5 F12 1,5 1 0,5 97 20 1 5 F13 1,5 1 0,5 97 15 1 2,5 F14 1,5 1 0,5 97 15 1 7,5 F15 1,5 1 0,5 97 15 1 5 F16 1,5 1 0,5 97 15 1 5 F17 1,5 1 0,5 97 15 1 5 F18 1,5 1 0,5 97 15 1 5 F19 1,5 1 0,5 97 15 1 5 F20 1,5 1 0,5 97 15 1 5
Tabel 18.Nilai rata-rata respon kekuatan gel dari 20 formula palmoil gel
Hasil running program SAS untuk respon kekuatan gel produk dapat dilihat pada lampiran 10. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa model permukaan tanggap memiliki nilai R2 = 0,7278, artinya persamaan regresi dapat menjelaskan sekitar 72% total variabel bebas (jumlah konjak glukomanan, jumlah minyak, dan jumlah maltodekstrin) terhadap variabel tak bebas (kekuatan gel). Hasil analisis kanonik menunjukkan bahwa kekuatan gel pada titik stasioner adalah maksimum (1369,56 g force). Kekuatan gel maksimum diperoleh dengan jumlah konjak glukomanan 0,56 gram; jumlah minyak 12,05 gram; dan jumlah maltodekstrin 1,63 gram.
Hasil analisis RSM divisualisasikan dalam bentuk gambar permukaan tiga dimensi dan kontur dua dimensi kekuatan gel pada salah satu nilai ingredien yang konstan seperti nampak pada Gambar 16 hingga Gambar 21. Gambar-gambar tersebut dapat menunjukkan besarnya nilai maksimum kekuatan gel, nilai dari tiap ingredien yang menghasilkan kekuatan gel maksimum, dan besarnya pengaruh tiap ingredien dalam menghasilkan produk dengan kekuatan gel maksimum.
Gambar 16 memperlihatkan pengaruh jumlah minyak dan jumlah maltodekstrin terhadap kekuatan gel produk pada jumlah konjak glukomanan yang konstan (0,56 gram). Dari gambar nampak bahwa kurva pada sumbu Y (jumlah maltodekstrin) lebih cembung dibanding dengan kurva pada sumbu X
Kode Kekuatan Gel (g force) Kode Kekuatan Gel (g force) F1 1238,80 F11 1205,15 F2 1167,30 F12 1092,1 F3 1070,35 F13 1369,5 F4 1049,05 F14 1051,5 F5 971,40 F15 1223,2 F6 961,90 F16 1238 F7 872,45 F17 1224,05 F8 965,90 F18 1253,7 F9 834,60 F19 1257,85 F10 1000,00 F20 1267,2
(jumlah minyak). Hal ini berarti bahwa pengaruh jumlah maltodekstrin lebih besar dibanding dengan pengaruh jumlah minyak dalam meningkatkan kekuatan gel produk. Pada sumbu Y nampak bahwa kekuatan gel akan maksimum pada penambahan maltodekstrin hingga 1,63 gram, namun kekuatan gel akan semakin menurun seiring dengan semakin meningkatnya jumlah maltodekstrin yang lebih dari 1,63 gram. Pada sumbu X nampak bahwa kekuatan gel akan maksimum pada penambahan minyak hingga 12,05 gram, namun kekuatan gel akan semakin menurun seiring dengan semakin meningkatnya jumlah minyak yang lebih dari 12,05 gram.
Gambar 16. Permukaan tiga dimensi kekuatan gel pada jumlah konjak glukomanan yang konstan
Gambar 17 adalah kontur dua dimensi kekuatan gel pada jumlah konjak glukomanan yang konstan. Dari gambar nampak bahwa titik belok kurva pada sumbu Y (jumlah maltodekstrin) lebih tajam dibanding titik belok kurva pada sumbu X (jumlah minyak). Hal ini berarti bahwa pengaruh jumlah maltodekstrin lebih besar dalam meningkatkan kekuatan gel produk dibanding dengan pengaruh jumlah minyak. Hasil analisis kanonik (Lampiran 10) yang disertai gambar kontur dua dimensi kekuatan gel tersebut memperlihatkan bahwa kekuatan gel pada titik stasioner menunjukkan nilai maksimum yaitu sebesar 1369,56 gram force.
Gambar 17. Kontur dua dimensi kekuatan gel pada jumlah konjak glukomanan yang konstan
Gambar 18. Permukaan tiga dimensi kekuatan gel pada jumlah minyak yang konstan
Gambar 18 menunjukkan pengaruh jumlah konjak glukomanan dan jumlah maltodekstrin terhadap kekuatan gel produk pada jumlah minyak yang konstan (12,05 gram). Dari gambar nampak bahwa kurva pada sumbu X (jumlah konjak glukomanan) lebih cembung dibanding dengan kurva pada sumbu Y (jumlah
maltodekstrin). Hal ini berarti bahwa pengaruh jumlah konjak glukomanan lebih besar dibanding dengan pengaruh jumlah maltodekstrin dalam meningkatkan kekuatan gel produk. Pada sumbu X nampak bahwa kekuatan gel akan mencapai maksimum pada penggunaan konjak glukomanan hingga 0,56 gram, namun kekuatan gel akan semakin menurun seiring dengan semakin meningkatnya jumlah konjak glukomanan yang lebih dari 0,56 gram. Pada sumbu Y nampak bahwa kekuatan gel akan mencapai maksimum pada penambahan maltodekstrin hingga 1,63 gram; namun kekuatan gel akan semakin menurun seiring dengan semakin meningkatnya jumlah maltodekstrin yang lebih dari 1,63 gram.
Gambar 19. Kontur dua dimensi kekuatan gel pada jumlah minyak yang konstan
Gambar 19 adalah kontur dua dimensi kekuatan gel pada jumlah minyak yang konstan. Dari gambar nampak bahwa titik belok kuva pada sumbu X (jumlah konjak glukomanan) lebih tajam dibanding titik belok kurva pada sumbu Y (jumlah maltodekstrin). Hal ini berarti bahwa pengaruh jumlah konjak glukomanan lebih besar dalam meningkatkan kekuatan gel produk dibanding dengan pengaruh jumlah maltodekstrin. Hasil analisis kanonik (Lampiran 10) yang disertai gambar kontur dua dimensi kekuatan gel tersebut memperlihatkan bahwa kekuatan gel pada titik stasioner menunjukkan nilai maksimum yaitu sebesar 1369,56 gram force.
Gambar 20. Permukaan tiga dimensi kekuatan gel pada jumlah maltodekstrin yang konstan
Gambar 20 menunjukkan pengaruh jumlah konjak glukomanan dan jumlah minyak terhadap kekuatan gel produk pada jumlah maltodekstrin yang konstan (1,63 gram). Dari gambar nampak bahwa kurva pada sumbu X (jumlah konjak glukomanan) lebih cembung dibanding dengan kurva pada sumbu Y (jumlah minyak). Hal ini berarti bahwa pengaruh jumlah konjak glukomanan lebih besar dibanding dengan pengaruh jumlah minyak dalam meningkatkan kekuatan gel produk. Pada sumbu X nampak bahwa kekuatan gel akan mencapai maksimum pada penggunaan konjak glukomanan hingga 0,56 gram, namun kekuatan gel akan semakin menurun seiring dengan semakin meningkatnya jumlah konjak glukomanan yang lebih dari 0,56 gam. Pada sumbu Y nampak bahwa pengaruh jumlah minyak terhadap kekuatan gel relatif kecil.
Gambar 21 adalah kontur dua dimensi kekuatan gel pada jumlah maltodekstrin yang konstan. Dari gambar nampak bahwa titik belok kuva pada sumbu X (jumlah konjak glukomanan) lebih tajam dibanding titik belok kurva pada sumbu Y (jumlah minyak). Hal ini berarti bahwa pengaruh jumlah konjak glukomanan lebih besar dalam meningkatkan kekuatan gel produk dibanding dengan pengaruh jumlah minyak. Hasil analisis kanonik (Lampiran 10) yang disertai gambar kontur dua dimensi kekuatan gel tersebut memperlihatkan bahwa
kekuatan gel pada titik stasioner menunjukkan nilai maksimum yaitu sebesar 1369,56 gram force.
Gambar 21. Kontur dua dimensi kekutan gel pada jumlah maltodekstrin yang konstan
Berdasarkan serangkaian hasil analisis diatas nampak bahwa jumlah konjak glukomanan merupakan variabel yang paling berpengaruh dalam menghasilkan
palm oil gel dengan kekuatan gel maksimum. Pada jumlah optimumnya (0,56 gram), penggunaan konjak glukomanan mampu meningkatkan kekuatan gel karena konjak glukomanan mampu teradsorpsi pada permukaan junction zone
agar atau kappa karagenan yang teragregasi sehingga dapat menurunkan kekakuan atau rigiditas dari gel agar atau kappa karagenan dan meningkatkan elastisitasnya sehingga secara keseluruhan kekuatan gel meningkat (Tako dan Nakamura 1988; Goycoolea et al. 1995; dan Akesowan 2002). Selanjutnya, Goycoolea et al.
(1995) dan Imeson (2000) menyatakan bahwa gel dari kombinasi konjak glukomanan dengan kappa karagenan menghasilkan gel yang sangat elastis (strong elastic gel) dengan nilai kekuatan gel (rupture strength) empat kali lebih besar dibanding gel dari kappa karagenan saja. Verawaty (2008) menambahkan bahwa gel dari campuran kappa karagenan : glukomanan pada rasio 20% : 80%
menghasilkan kekuatan gel sebesar 250,22 g force; dan pada rasio 60% : 40% kekuatan gel produk meningkat signifikan yaitu sebesar 1875,26 g force.
Diatas nilai optimumnya, penambahan konjak glukomanan akan menyebabkan kekuatan gel menurun kembali. Hal ini disebabkan karena gugus asetil pada struktur konjak glukomanan akan mencegah rantai glukomanan untuk saling bertemu satu sama lain atau berikatan dengan kappa karagenan (Penroj et al. 2005). Hasil ini dikuatkan oleh pernyataan Takigami (2000) bahwa pada gel yang terbentuk dari 1% campuran kappa karagenan dan konjak glukomanan pada rasio 60% : 40%, maka kekuatan gelnya lebih besar (185,3 gram force) dibanding gel yang hanya dibuat dari kappa karagenan saja (24,1 gram force); dan penambahan lebih lanjut konjak glukomanan (diatas 40%) akan menyebabkan kekuatan gel menurun kembali.
Jumlah maltodekstrin tidak berpengaruh nyata dalam menghasilkan palm oil gel dengan kekuatan gel maksimum. Pada jumlah optimumnya (1,63 gram), pengaruh maltodekstrin terhadap kekuatan gel diduga disebabkan karena maltodekstrin mampu teradsorpsi di permukaan junction zone agar atau kappa karagenan yang teragregasi (Takigami 2000); sedangkan diatas jumlah optimumnya, penambahan maltodekstrin menyebabkan kekuatan gel menurun kembali. Hal ini diduga karena sifat absorpsi maltodekstrin yang tinggi terhadap air (Wagner dan Warthesen 1995) sehingga menyebabkan terjadinya kompetisi dalam mengikat air antara hidrokoloid pembentuk gel dengan maltodekstrin sehingga secara keseluruhan menyebabkan kekuatan gel menurun.
Jumlah minyak juga tidak berpengaruh nyata dalam menghasilkan palm oil gel dengan kekuatan gel maksimum. Pengaruh minyak terhadap kekuatan gel nampaknya dapat diasosiasikan dengan hasil penelitian dari Imeson (2000) yaitu bahwa minyak dapat membentuk ikatan hidrofobik dalam formula yang mengandung campuran kappa karagenan dan maltodekstrin. Ceng, Karim, dan Seow (2008) menambahkan bahwa minyak dapat teradsorpsi di permukaan konjak glukomanan dengan keberadaan emulsifier seperti CMC sehingga dapat meningkatkan elastisitas dan plastisitas film emulsi. Peningkatan elastisitas dan plastisitas dapat diasosiasikan dengan peningkatan kekuatan gel. Di atas nilai optimumnya, penambahan minyak menyebabkan kekuatan gel menurun kembali
karena diduga minyak dalam jumlah yang tinggi akan membentuk struktur yang
porous dalam gel (Ceng, Karim, dan Seow 2008).