1. Penentuan formula terbaik
Penentuan formulasi serbuk tahu sutera terbaik dilakukan dengan menggunakan metode respon permukaan (RSM). Faktor yang diteliti pada tahap ini adalah konsentrasi GDL (X1), konsentrasi STPP (X2), konsentrasi Na2HPO4 dan NaH2PO4 (X3). Respon yang diamati untuk faktor-faktor tersebut adalah tekstur tahu yang dihasilkan. Tekstur tahu adalah parameter utama yang menentukan kualitas tahu yang dihasilkan. Menurut Matsumoto dan Matsumoto (1977), tekstur tahu adalah faktor utama yang menetukan rasa tahu yang dihasilkan. Kandungan gizi tahu adalah faktor kedua setelah tekstur yang berpengaruh terrhadap rasa tahu. Respon optimum diperoleh pada tahu sutera yang memiliki nilai kekerasan respon tekstur paling tinggi. Tahap penentuan titik-titik optimum dengan RSM dilakukan dengan 2 cara, yaitu dengan eksperimen kombinasi dari ketiga faktor dan dengan perhitungan menggunakan program RSM. Pada penelitian tahap I telah ditentukan batas atas dan batas bawah untuk masing-masing faktor dan diperoleh 17 kombinasi percobaan yang dihasilkan oleh RSM. Kemudian 17 kombinasi percobaan tersebut diujicobakan pada pembuatan tahu sutera dari serbuk tahu sutera instan. Produk tahu sutera yang dihasilkan selanjutnya diukur kekerasan teksturnya dengan texture analyzer. Tabel 10 menunjukkan kombinasi 17 percobaan yang dihasilkan RSM beserta hasil pengukuran kekerasan tekstur tahu sutera yang dihasilkan.
Berdasarkan pengolahan data yang dilakukan RSM, diprediksi respon optimum yang dapat diperoleh adalah sebesar 234.909 gf. Prediksi respon optimum ini dapat diperoleh melalui penggunaan konsentrasi GDL 1.5%, STPP 0.05%, Na2HPO4 & NaH2PO4 0.17%. Pemilihan formula terbaik didasarkan pada formula yang menggunakan bahan tambahan pangan terminimum yang dapat menghasilkan nilai kekerasan tekstur yang lebih tinggi dibandingkan tahu sutera komersial. Salah satu alasan mengapa konsumen lebih menyukai tahu biasa dibandingkan tahu sutera adalah karena tekstur tahu sutera yang sangat lembut. Oleh karena itu pada penentuan formula terpilih ini dipilih formula yang menghasilkan nilai kekerasan tekstur yang lebih tinggi dari tahu sutera komersial.. Berdasarkan hal tersebut maka formula terpilih adalah GDL 1 %, STPP 0.06%,
Na2HPO4 dan NaH2PO4 0.125% dengan prediksi respon tekstur sebesar 149.396 gf. Prediksi respon yang dihasilkan sudah lebih tinggi dibandingkan nilai kekerasan tekstur tahu sutera terukur yaitu sebesar 116.7 gf. Langkah selanjutnya adalah melakukan verifikasi respon tekstur antara hasil prediksi RSM dengan respon tekstur hasil pengukuran dengan menggunakan formula terpilih. Hasil verifikasi yang dilakukan memberikan respon tekstur terukur (147.4 gf) hampir sama dengan hasil prediksi RSM dengan formula terpilih yang sudah diperoleh (149.396 gf). Pada tahap ini juga diperoleh persamaan model matematika untuk memprediksi respon dari berbagai konsentrasi GDL, STPP, Na2HPO4 & NaH2PO4.. Persamaan yang diperoleh adalah :
Y = 202.271 + 24.3066X1 – 11.3248X2 - 0.354524X3 – 8.19369X12 – 1.23314X22 – 3.1201X32 – 0.208631X1X2 – 2.98775X1X3 – 7.52251 X2X3
Keterangan : X1 = konsentrasi GDL X2 = konsentrasi STPP
X3 = konsentrasi Na2HPO4 dan NaH2PO4
Pemeriksaan lanjutan terhadap model dilakukan melalui analisis signifikansi model, lack of fit dan R2. Tabel 8 menunjukkan Analysis of Variance (ANOVA) untuk signifikansi model.
Tabel 8. ANOVA untuk signifikansi model
Variation Sum of Squares Degrees of Freedom Mean Square F P Model 14104.5 9 1567.17 7.85154 0.006 Residual 1397.2 7 199.6 Total 15501.7 16 968.855
Pada taraf α = 0.05, diperoleh nilai model yang signifikan yang ditunjukkan oleh nilai P < 0.05 (P = 0.006). Analisis lack of fit dilakukan untuk menunjukkan bahwa model yang dihasilkan adalah benar telah mewakili respon permukaan
(Bradley, 2007). Tabel 9 menunjukkan Analysis of Variance (ANOVA) lack of fit.
Tabel 9. ANOVA untuk lack of fit
Variation Sum of Squares Degrees of Freedom Mean Square F P Residual 1397.2 7 199.6 Lack of fit 1287.38 5 257.477 4.68928 0.185 Pure error 109.815 2 54.9075
Berdasarkan hasil analisis anova, model ini bisa dikatakan mewakili respon karena nilai lack of fit yang tidak signifikan yaitu P > 0.05 (P = 0.185). Nilai R2 yang diperoleh adalah sebesar 91%, nilai ini juga memperkuat kesimpulan yang dapat diambil bahwa model yang dihasilkan adalah benar mewakili respon.
Untuk mengetahui hubungan antar faktor dalam model ini dapat dilihat melalui 4D contour plot pada Gambar 7.
X3=0.125 X3=0.15 X3=0.175
Gambar 7. Contour plot hubungan X1 dan X2 pada X3.
Melalui contour plot diatas dapat diketahui hubungan antara X1 dan X2 pada X3. Terlihat bahwa pada nilai X3 dan X1 yang tinggi diperoleh nilai kekerasan tekstur yang tinggi pula. Hal ini dikarenakan X3 bekerja membantu X1 dalam menyempurnakan koagulasi yang terjadi karena X3 berperan sebagai buffer untuk X1 yang membantu menjaga kondisi pH optimum koagulasi
Tabel 10. Hasil percobaan 17 kombinasi No X1 X2 X3 Tekstur 1 1 0.05 0.125 155.4 2 1.5 0.05 0.125 216.55 3 1 0.15 0.125 134.8 4 1.5 0.15 0.125 214 5 1 0.05 0.175 184.6 6 1.5 0.05 0.175 246.15 7 1 0.15 0.175 135.6 8 1.5 0.15 0.175 176.45 9 1 0.1 0.15 150.6 10 1.5 0.1 0.15 212.95 11 1.25 0.05 0.15 200 12 1.25 0.15 0.15 199.7 13 1.25 0.1 0.125 208.2 14 1.25 0.1 0.175 181.7 15 1.25 0.1 0.15 215.35 16 1.25 0.1 0.15 201.1 17 1.25 0.1 0.15 204.7
2. Penentuan waktu dan suhu koagulasi
Penentuan waktu dan suhu koagulasi pada penelitian ini juga dilakukan dengan menggunakan metode respon permukaan. Pada tahap ini, tahu dibuat dari formula terpilih kemudian dioptimasi waktu dan suhu koagulasinya untuk mendapatkan respon tekstur tahu yang paling optimum. Pemanasan larutan serbuk tahu sutra pada waktu dan suhu tertentu betujuan agar terjadi denaturasi protein. Menurut Fukushima (1980), pada kondisi alami, molekul protein kedelai berikatan membentuk struktur tiga dimensi. Dalam keadaan ini residu asam amino yang bersifat hidrofobik terdapat di bagian dalam dan yang bersifat hidrofilik terdapat pada permukaan molekul. Jika protein tersebut dipanaskan dalam suatu lingkungan yang ber-pH rendah, maka protein tersebut akan terdenaturasi sehingga struktur tiga dimensi dari protein yang alami akan rusak. Akibatnya,
residu asam amino hidrofobik, ikatan disulfida dan grup sulfihidril bebas akan terekspos ke dalam air, sehingga polimerisasi intermolekul terjadi melalui reaksi ikatan silang antara ikatan hidrofobik, ikatan disulfida dan sulfihidril.
Menurut Montgomery (2002), parameter waktu dan suhu merupakan parameter yang sering dioptimasi menggunakan RSM dan biasanya dipilih sebagai X1 dan X2 sedangkan parameter lainya dinyatakan sebagai X3. Oleh karena itu pada tahap ini pun waktu dinyatakan sebagai X1 dan suhu dinyatakan sebagai X2. Batas bawah dan batas atas untuk waktu dan suhu koagulasi telah ditentukan pada penelitian tahap I. Nilai interval tersebut kemudian dimasukkan kedalam program RSM dan diperoleh 11 kombinasi percobaan yang siap untuk diujicobakan. Kemudian tahu sutera dibuat dengan menggunakan formula terpilih dan dikoagulasikan menggunakan 11 kombinasi waktu dan suhu yang telah diperoleh. Produk tahu sutera yang dihasilkan selanjutnya diukur kekerasan teksturnya dengan texture analyzer. Tabel 11. menunjukkan 11 kombinasi percobaan dan hasil pengukuran tekstur tahu sutera yang dihasilkan.
Tabel 11. Hasil Percobaan 11 kombinasi No X1 X2 Tekstur 1 30 70 56.5 2 50 70 81.2 3 30 90 108.6 4 50 90 145.8 5 30 80 104.7 6 50 80 138.2 7 40 70 75.3 8 40 90 146.8 9 40 80 120.2 10 40 80 111.7 11 40 80 114.7
Berdasarkan pengolahan data yang dilakukan RSM diperoleh prediksi waktu dan suhu untuk mendapatkan tekstur yang paling optimum sebesar 151.403 force
yaitu pada waktu 49 menit dan suhu 89oC. Langkah selanjutnya adalah melakukan verifikasi respon tekstur antara hasil prediksi RSM dengan respon tekstur hasil pengukuran dengan menggunakan formula terpilih dan waktu serta suhu koagulasi yang telah dioptimasi. Hasil verifikasi yang dilakukan memberikan respon tekstur terukur (149.3 gf) hampir sama dengan hasil prediksi berdasarkan perhitungan dengan form (151.403 gf). Pada tahap ini juga diperoleh persamaan matematika untuk memprediksi respon dari berbagai kombinasi waktu dan suhu. Persamaan yang diperoleh adalah :
Y = 119.521+ 15.9X1 + 31.3667X2 – 4.05263X12 – 14.4526X22 + 3.12501X1X2
Keterangan : X1 = waktu koagulasi (menit) X2 = suhu koagulasi (oC)
Pemeriksaan lanjutan terhadap model dilakukan melalui analisis signifikansi model, lack of fit dan R2. Tabel 12. menunjukkan Analysis of Variance
(ANOVA) untuk signifikansi model.
Tabel 12. ANOVA untuk signifikansi model
Variation Sum of Squares Degrees of Freedom Mean Square F P Model 8158.8 5 1631.76 25.2144 0.001 Residual 323.577 5 64.7154 Total 8482.38 10 848.237
Pada taraf α = 0.05, diperoleh nilai model yang signifikan yang ditunjukkan oleh nilai P < 0.05 (P = 0.001). Analisis lack of fit dilakukan untuk menunjukkan bahwa model yang dihasilkan adalah benar telah mewakili respon permukaan (Bradley, 2007). Tabel 13 menunjukkan Analysis of Variance (ANOVA) lack of fit.
Tabel 13. ANOVA untuk lack of fit Variation Sum of Squares Degrees of Freedom Mean Square F P Residual 323.577 5 64.7154 Lack of fit 286.411 3 95.4702 5.13741 0.167 Pure error 37.1667 2 18.5833
Berdasarkan hasil analisis anova, model ini bisa dikatakan mewakili respon karena nilai lack of fit yang tidak signifikan yaitu P > 0.05 (P = 0.167). Nilai R2 yang diperoleh adalah sebesar 96%, nilai ini juga memperkuat kesimpulan yang dapat diambil bahwa model yang dihasilkan adalah benar mewakili respon.
Untuk mengetahui korelasi antar faktor dalam model ini dapat dilihat melalui
4D contour plot berikut :
Gambar 8. Contour plot hubungan X1 dan X2
Melalui contour plot diatas dapat diketahui bahwa faktor X1 dan X2 berpengaruh positif terhadap tekstur tahu yang dihasilkan. Titik optimum terlihat pada nilai X1 dan X2 yang tinggi.
3. Analisa proksimat serbuk tahu sutera terpilih
Analisa proksimat serbuk tahu sutera terpilih dilakukan untuk mengetahui profil dan kandugan gizi serbuk tahu sutera. Tabel 14 menunjukkan hasil analisa proksimat serbuk tahu sutera terpilih.
Tabel 14. Hasil analisa proksimat serbuk tahu sutera terpilih Komponen Jumlah (%bk) Air 2.65 Abu 4.08 Protein 20.96 Lemak 1.17 Karbohidrat 71.14
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan diketahui bahwa serbuk tahu sutera instan memiliki kadar air sebesar 2.65 %, abu 4.08%, protein 20.96%, lemak 1.2% dan karbohidrat sebesar 71.14%. Menurut Winarno (1995), dengan kadar air kurang dari 10% maka aw tepung adalah sekitar 0.5 dan pada tingkat ini tepung sudah cukup aman dari berbagai reaksi kimia dan biologis yang dapat merusak kestabilan tepung. Berdasarkan hal tersebut maka kadar air pada serbuk tahu sutera (2.65%) berada pada daerah yang aman untuk penyimpanan.
Analisa proksimat ini dilakukan dengan 3 kali ulangan dan masing-masing ulangan dilakukan duplo. Perbandingan nilai RSD analisis juga lebih kecil dari RSD hitung sehingga data analisis yang diperoleh dapat diterima. Pada tabel 14. terlihat bahwa serbuk tahu sutera memiliki kandungan protein yang cukup tinggi yaitu 20.96 %. Serbuk tahu sutera instan merupakan bahan mentah dari tahu sutera yang akan dihasilkan nanti. Kandungan gizi yang baik pada bahan mentah akan berdampak baik juga pada produk akhir. Gambar 9. menunjukkan penampakan serbuk tahu sutera instan dengan formula terpilih.
4. Analisa proksimat tahu sutera terpilih
Analisa proksimat tahu sutera dengan formula terpilih dan optimasi waktu dan suhu dilakukan untuk mengetahui profil dan kandungan gizi tahu sutera dan dibandingkan dengan tahu sutera standar USDA. Gambar 10 menunjukkan penampakan tahu sutera terpilih dari serbuk tahu sutera instan. Standar yang digunakan sebagai perbandingan adalah tahu sutera USDA. Tabel 15. menunjukkan hasil analisa dan perbandingannya dengan tahu sutera USDA.
Tabel 15. Hasil analisa tahu sutera terpilih dan perbandingannya dengan tahu sutera USDA
Komponen Tahu sutera terpilih Tahu sutera USDA
Air 65.79% (bb) 89% (bb)
Abu 1.52% (bb) 0.6% (bb)
Protein 6.54% (bb) 4.80% (bb)
Lemak 1.73% (bb) 2.70% (bb)
Karbohidrat 24.40% (bb) 2.90% (bb)
sumber : USDA National Nutrient Database for Standard Reference (2009)
Gambar 10. Tahu sutera dari serbuk tahu sutera instan
Perbedaan kandungan gizi yang cukup signifikan antara tahu sutera dari serbuk dengan tahu sutera USDA dikarenakan terdapat perbedaan pada bahan baku dan cara pembuatannya. Pada komponen tekstur, perbandingan yang diambil adalah tekstur tahu sutera komersial karena tahu sutera USDA tidak memiliki data tekstur. Tekstur tahu sutera terpilih dapat dilihat memiliki tekstur yang lebih
kokoh dan kuat dibandingkan tahu sutera komersial. Hal ini menunjukkan bahwa optimasi yang dilakukan memberikan hasil yang baik. Kandungan protein dan karbohidrat tahu sutera terpilih juga memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan tahu USDA. Hal ini menunjukkan tahu sutera terpilih dapat menjadi sumber protein dan energi yang baik.
Analisa proksimat ini dilakukan dengan 3 kali ulangan dan masing-masing ulangan dilakukan duplo. Perbandingan nilai RSD analisis juga lebih kecil dari RSD hitung sehingga data analisis yang diperoleh dapat diterima.
V. PENUTUP
A.KESIMPULAN
Penelitian dengan 2 tahap ini berhasil menemukan formulasi yang sesuai untuk serbuk tahu sutera instan dan waktu serta suhu koagulasinya untuk memperoleh tahu sutera dengan karakteristik tekstur yang baik. Berdasarkan penilaian secara dekriptif oleh panelis terbatas, pada penelitian tahap I diperoleh bahwa bahan baku utama yang sesuai untuk serbuk tahu sutera instan adalah susu kedelai bubuk yang dapat lebih mudah larut pada air dibandingkan dengan isolat protein kedelai. Perbandingan serbuk tahu sutera instan dengan air yang memberikan hasil terbaik adalah terbaik yang adalah 1:2 dengan rentang konsentrasi GDL yang akan ditambahkan adalah 1-1.5%, rentang konsentrasi STPP adalah 0.05 – 0.15 dan rentang konsentrasi untuk Na2HPO4 dan NaH2PO4 adalah 0.125 - 0.175%. Berdasarkan kajian literatur pada tahap I, diperoleh rentang interval suhu koagulasi adalah 70-90oC dan rentang interval waktu koagulasi adalah 30-50 menit.
Pada penelitian tahap II dilakukan penentuan formula, waktu dan suhu koagulasi terbaik menggunakan metode respon permukaan (RSM). Melalui metode ini ditemukan formula terpilih untuk serbuk tahu sutera instan adalah GDL 1 %, STPP 0.06%, Na2HPO4 dan NaH2PO4 0.125%. Metode ini juga digunakan untuk menentukan waktu dan suhu koagulasi terbaik yang diperoleh sebesar 89oC dan 49 menit. Respon tekstur terukur dari tahu sutera dari formula terpilih dan waktu serta suhu koagulasi terbaik adalah 149.3 gf yang lebih besar dari tahu komersial sebesar 116.7 gf. Hasil analisis proksimat untuk profil serbuk tahu sutera instan, yaitu kadar air sebesar 2.65% (bk); kadar abu 4.08% (bk); kadar protein 20.96% (bk); kadar lemak 1.17% (bk); kadar karbohidrat 71.14% (bk). Hasil analisis proksimat untuk profil tahu sutera yang dihasilkan, yaitu kadar air sebesar 65.79% (bb); kadar abu 1.52% (bb); kadar protein 6.54% (bb); kadar lemak 1.73% (bb); kadar karbohidrat 24.40% (bb).