PENGEMASAN BENIH KEDELAI DENGAN
MENGGUNAKAN PLASTIK UNTUK MENINGKATKAN
DAYA SIMPAN
IRNA DWI DESTIANA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa Tesis berjudul Pengemasan Benih Kedelai dengan Menggunakan Plastik untuk Meningkatkan Daya Simpan adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir Tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Irna Dwi Destiana
RINGKASAN
IRNA DWI DESTIANA. Pengemasan Benih Kedelai Menggunakan Plastik Untuk Meningkatkan Daya Simpan. Dibimbing oleh EMMY DARMAWATI dan LILIK PUJANTORO EKO NUGROHO.
Kerusakan pada benih dapat terjadi selama pengolahan benih, baik itu pada saat panen, perontokan maupun pengeringan. Kecepatan rpm pada saat perontokan polong dapat menyebabkan kerusakan biji yang dapat menurunkan kualitas. Biji yang telah rusak ataupun retak sangat rentan terhadap serangan hama maupun cendawan selama penyimpanan. Hingga saat ini para penangkar dan petani tradisional melakukan penyimpanan benih pada bahan kemasan plastik atau karung plastik, karena selain harganya murah, plastik juga mudah didapatkan. Jenis plastik yang digunakan akan berpengaruh terhadap daya simpan benih.
Tujuan penelitian ini adalah untuk 1) mengkaji pengaruh kecepatan rpm perontokan terhadap kualitas benih kedelai hasil perontokan, 2) mengkaji pengaruh jenis kemasan terhadap kualitas benih kedelai, 3) mengkaji ketahanan kemasan dalam melindungi kedelai terhadap seranga hama Callosobruchus macullatus selama penyimpanan, 4) menentukan jenis kemasan yang sesuai untuk penyimpanan benih kedelai.
Penelitian dilaksanakan pada bulan Oktober 2014 - April 2015 di laboratorium Siswadhi Soeparjo, laboratorium TPPHP, laboratorium Pengujian Mutu Benih dan laboratorium Kimia Pangan IPB. Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak kelompok satu faktor, dimana kecepatan putaran mesin (rpm) perontokan sebagai kelompok dan tiga jenis kemasan sebagai faktor. Kemasan yang digunakan adalah kemasan hermetik, kemasan vakum dan kemasan HDPE (High Density Poly Ethylene) yang ketiganya berbahan plastik.
Hasil penelitian menunjukan kecepatan putaran mesin (rpm) berpegaruh terhadap tingkat kerusakan fisik. Kerusakan tersebut menyebabkan daya kecambah kedelai yang dirontok dengan kecepatan 580-650 rpm sebesar 75.3%, sedangkan yang menggunakan kecepatan 515-570 rpm lebih tinggi yaitu 80% di awal penyimpanan. Meskipun penggunaan ketiga kemasan plastik tidak berpengaruh nyata terhadap persentase daya kecambah, FFA dan persentase butir rusak selama penyimpanan, namun kemasan dengan plastik hermetik memiliki kemampuan mempertahankan kadar air dan bobot benih paling baik serta mampu melindungi benih kedelai dari serangan hama Callosobruchus maculatus selama penyimpanan. Kemasan yang sesuai untuk penyimpanan benih kedelai adalah kemasan yang mampu mempertahankan kadar air benih tetap rendah, perubahan bobot rendah, daya berkecambah tinggi, persentase butir rusak rendah dan kadar FFA yang rendah serta melindungi dari serangan hama selama penyimpanan. Kemasan yang mendekati kemampuan tersebut adalah kemasan plastik hermetik. Kata kunci: benih kedelai, kemasan plastik, pengemasan vakum, penyimpanan
SUMMARY
IRNA DWI DESTIANA. Plastic Packaging for Increasing Storability of Soybean Seed. Under Supervision of EMMY DARMAWATI and LILIK PUJANTORO EKO NUGROHO
Soybean seeds var. Argomulyo has been processed and dried to <10 percent moisture content. Seeds were stored in 3 different kinds of plastic packaging ie. HDPE (High density poly ethylene), hermetic and vacuum for a period of 6 months at room temperature.
The objective of this research to investigate about quality of soybeen seed after threshing in different engine rotation speed (rpm), to examine change of
seed’s quality during the storage, to examine plastic packaging ability protect
from insect and then determine the best type of plastic packaging for soybean seed. The experimental design was arranged in RBD consisting of 2 block and 1 factor; different engine rotation speed (rpm) threshing and packaging material.
Sample was storage at Siswadhi Soeparjo laboratory in room temperature. Sample was carried out every month until 6 months of storage. The following analyses to know effect of plastic packaging used were carried out: moisture content, germination, damaged grains, change of weight and free fatty acid (FFA). The following analyses to know plactic packaging ability protect from Callosobruchus maculatus were carried out : O2 and CO2 concentration, percent
of mortality C. maculatus and percent of seed infested.
Result show that engine rotation speed (rpm) of threshing influence of quality soybean seed, higher engine rotation speed (rpm) increasing persent of seed damage and decreasing viability. From this experiment, soybean seeds were stored in hermetic plastic observed have the ability to maintain moisture content and hold up additional weight followed by vacuum plastic and HDPE. Soybean seed were stored in HDPE, hermetic plastic and vacuum plastic have percent of
germination ≥70% after 6 months stored and moisture content ˂ 10%. The kind of
plastic significantly effect to C.maculatus mortality. Total mortality of C.maculatus reached after four day in hermetic packaging and seven day in HDPE packaging. The conclusion of this research is the best type of plastic packaging for soybean seed storage was hermetic plastic.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada
Program Studi Teknologi Pascapanen
PENGEMASAN BENIH KEDELAI DENGAN
MENGGUNAKAN PLASTIK UNTUK MENINGKATKAN
DAYA SIMPAN
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2015
Judul Tesis : Pengemasan Benih Kedelai Menggunakan Plastik untuk Meningkatkan Daya Simpan
Nama : Irna Dwi Destiana NIM : F152130151
Disetujui oleh Komisi Pembimbing
Dr Ir Emmy Darmawati, MSi Ketua
Dr Ir Lilik Pujantoro, MAgr Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi Teknologi Pascapanen
Prof Dr Ir Sutrisno, MAgr
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga Tesis ini berhasil diselesaikan. Topik penelitian yang dilaksanakan dari bulan Oktober 2014 hingga April 2015 tentang pengemasan, dengan judul “Pengemasan Benih Kedelai dengan Menggunakan Plastik untuk Meningkatkan Daya Simpan”.
Terima kasih penulis ucapkan kepada yang tersayang ibunda tercinta, ayah, kakek, kakak dan adik-adik serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Kepada yang terhormat Ibu Dr. Ir. Emmy Darmawati, M.Si dan Bapak Dr. Ir. Lilik Pujantoro EN, M.Agr selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada para teknisi dan laboran Bapak Sulyaden dan Baskara EN dari laboratorium TPPHP TMB. Bapak Taufik dari Laboratorium Kimia PAU IPB, Mbak Eka dan Mbak Tika dari Lab Pengujian Mutu Benih AGH dan Ibu Dian dari Laboratoriun Nutrisi Pakan Fapet. Kepada Bapak Dr. Ir. Idham Harahap atas saran dan dukungannya, SEAMEO BIOTROP serta staf program studi TPP Ibu Rusmayanti dan Pak A. Mulyawatullah. Tak lupa rekan-rekan TPP 2013 yang membantu dalam persiapan dan pelaksanaan penelitian ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Direktorat Pendidikan Tinggi Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi yang telah memberikan kesempatan untuk mendapatkan beasiswa BPPDN Calon Dosen untuk tingkat strata 2 (S2).
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
D
AFTAR ISI
DAFTAR TABEL xvi
DAFTAR GAMBAR xvi
DAFTAR LAMPIRAN xvii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 3
Manfaat Penelitian 4
Hipotesis 4
METODE 5 Waktu dan Tempat 5 Bahan dan Alat 5 Tahapan Penelitian 5 Metode Pengukuran Parameter 12 HASIL DAN PEMBAHASAN 15 Kondisi Awal Benih 15 Pengaruh Perlakuan Kemasan Terhadap Penurunan Mutu Benih 16 a. Kadar Air 16
b. Perubahan Bobot 18
c. Analisis Kemurnian Benih 20
d Kerusakan Benih dalam Penyimpanan 20
e. Daya Kecambah dan Kadar Asam Lemak Bebas (FFA) 22 Ketahanan Kemasan Terhadap Serangan Serangga 27
SIMPULAN DAN SARAN 32
Simpulan 32
Saran 32
DAFTAR PUSTAKA 33
LAMPIRAN 37
DAFTAR TABEL
1 Deskripsi jenis kemasan dan cara pengemasan 6
2 Perbandingan spesifikasi mutu benih kedelai 15
3 Perbandingan spesifikasi mutu fisik kedelai 15
4 Perbandingan spesifikasi mutu benih kedelai setelah disimpan 26
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir penelitian 8
2 Pengemasan benih kedelai dengan berbagai macam jenis plastik (a) plastik hermetik; (b) plastik HDPE; (c) plastik vakum, dan (d) Kemasan siap disimpan yang telah dikombinasikan dengan karung 9
3 Diagram alir pengamatan serangga 11
4 Pengemasan Kedelai dengan plastik Hermetik dan HDPE 11 5 Perubahan kadar air pada tiap kemasan kelompok rpm 1 17 6 Perubahan kadar air pada tiap kemasan kelompok rpm 2 17 7 Pola penambahan bobot benih pada tiap kemasan kelompok rpm 1 18 8 Pola penambahan bobot benih pada tiap kemasan kelompok rpm 2 19 9 Persentase butir rusak dan kecambah abnormal tiap kemasan
kelompok rpm 1 20
10 Persentase butir rusak dan kecambah abnormal tiap kemasan
kelompok rpm 2 21
11 Perubahan kadar FFA dan hubungannya dengan daya kecambah
selama penyimpanan kelompok rpm 1 22
12 Perubahan kadar FFA dan hubungannya dengan daya kecambah
selama penyimpanan kelompok rpm 2 23
13 Perubahan persentase daya kecambah dari tiap kemasan kelompok
rpm 1 24
14 Perubahan persentase daya kecambah dari tiap kemasan kelompok
rpm 2 24
15 Benih busuk pada uji daya kecambah 25
16 Pola perubahan kadar oksigen dan karbon dioksida pada kemasan
plastik HDPE dan Hermetik 27
17 Persentase C.maculatus hidup dalam kemasan HDPE dan Hermetik
selama penyimpanan 29
DAFTAR LAMPIRAN
1 Pengembangbiakan serangga Callosobruchus maculatus 37
2 Uji daya kecambah dan deskripsi evaluasi 38
3 Analisis kemurnian benih 40
4 Analisis butir rusak 42
5 Rerata kadar air dan uji beda Duncan 43
6 Rerata persentase butir rusak dan uji beda Duncan 43
7 Korelasi antara kadar FFA dan daya kecambah 44
8 Karakteristik plastik yang digunakan dalam penelitian 44 9a Rata-rata dan simpangan baku kadar air benih selama penyimpanan 45 9b Rata-rata dan simpangan baku daya kecambah selama penyimpanan 45 9c Rata-rata dan simpangan baku penambahan bobot selama penyimpanan 46
9d Rata-rata butir rusak selama penyimpanan 46
9e Rata-rata dan simpangan baku kadar FFA selama penyimpanan 47
10 Analisis sidik ragam pengaruh jenis kemasan 48
11 Rata-rata dan simpangan baku kadar CO2 dan O2 pada Kemasan 49 12 Rata-rata dan simpangan baku C. maculatus yang hidup 49 13 Rata-rata dan simpangan baku biji yang terinfestasi telur serangga 49
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pengadaan benih sering dilakukan beberapa waktu sebelum musim tanam sehingga benih harus disimpan dengan baik agar mempunyai daya tumbuh yang tinggi saat ditanam kembali. Pengadaan benih kedelai tepat jumlah dan waktu sering terkendala oleh daya simpan benih yang rendah (Purwanti 2004). Upaya memperoleh benih yang baik tidak terlepas dari suatu rangkaian kegiatan teknologi benih yaitu mulai dari produksi benih, pengolahan benih, pengujian benih, sertifikasi benih sampai penyimpanan benih. Dalam pengolahan benih kedelai, perontokan merupakan salah satu tahapan yang akan dilalui.
Seiring dengan perkembangan inovasi dan teknologi penggunaan alat mesin pertanian, mesin perontok multi guna mulai diterapkan. Perontokan dengan menggunakan mesin perontok dapat menghasilkan efisiensi kerja yang jauh lebih tinggi yaitu antara 4,20 jam/ha/unit sampai 6,70 jam/ha/unit dibandingkan dengan perontokan cara digebot, yaitu rata-rata 130,16 jam/ha/orang untuk tanaman padi (Mudjisihono et al. 2000). Selain lebih efisien dalam waktu dan tenaga, penggunaan mesin perontok juga harus dapat mempertahankan mutu fisik benih. Kerusakan benih dapat terjadi akibat perontokan secara mekanis dengan menggunakan mesin perontok. Makin meningkatnya kecepatan putaran mesin perontok, maka kerusakan benih baik internal maupun eksternal akan meningkat.
Petani dan penangkar benih kedelai tradisional mulai menerapkan mesin perontok dalam pengolahan benih. Jenis mesin yang digunakan adalah mesin perontok multi guna yang juga dapat digunakan pada perontokan padi dan jagung. Di lapangan, para operator dan petani yang masih awam cenderung kurang memperhatikan kecepatan putaran mesin (rpm) yang seharusnya disesuaikan dengan tipe komoditas yang dirontokan. Kecepatan putaran mesin yang digunakan hanya berdasarkan pada kebiasaan yang mereka lakukan. Kecepatan putaran mesin (rpm) yang berlebihan akan meningkatkan kerusakan pada benih (Bern et al. 2008). Mutu benih hasil perontokan dengan dua kecepatan putaran mesin (rpm) yang dioperasikan petani akan dibandingkan dengan spesifikasi persyaratan mutu benih kedelai kelas benih pokok SNI 01-6234.3-2003 dan analisis mutu fisik SNI 01-3922-1995.
Kedelai merupakan komoditas yang membutuhkan waktu untuk dormansi sebelum dibudidayakan kembali. Benih kedelai hasil panen harus disimpan karena ketika benih yang baru saja dipanen dibudidayakan langsung, akan menghasilkan daya kecambah yang rendah. Pada saat penyimpanan, benih akan menstabilkan kondisi vigor dan daya tumbuh, sehingga lebih siap ketika saat ditanam.
2
Benih kedelai memiliki daya simpan yang rendah karena kemunduran kualitas benih kedelai selama penyimpanan lebih cepat berlangsung dibandingkan dengan benih tanaman lain. Setelah panen, kedelai akan mengalami kemunduran benih baik secara kualitatif maupun kuantitatif yang disebabkan karena beberapa faktor eksternal. Faktor tersebut bisa berupa fisik seperti suhu dan kelembaban, kimia seperti ketersediaan oksigen maupun biologi seperti bakteri, cendawan, serangga dan tikus (Brooker et al. 1992).
Kemunduran kualitas benih kedelai selama penyimpanan disebabkan oleh kandungan protein dan lemak dalam biji yang relatif tinggi, kadar air benih meningkat jika suhu dan kelembaban ruang simpan relatif tinggi. Kemunduran kualitas ini merupakan proses penurunan mutu yang berangsur-angsur dan kumulatif, serta tidak dapat balik akibat perubahan fisiologis dan biokimia (Tatipata et al. 2004; Purwanti 2004). Kemunduran fisiologis benih ditandai dengan adanya penurunan daya kecambah, faktor yang mempengaruhinya adalah faktor dari dalam (sifat genetik, daya berkecambah dan vigor), dan faktor dari luar (kemasan benih, komposisi gas, suhu dan kelembaban ruang penyimpanan) (Copeland et al. 1985). Oleh karena itu diperlukan kondisi penyimpanan yang dapat menghambat kemunduran kualitas benih kedelai.
Sampai saat ini para penangkar benih melakukan penyimpanan dengan menggunakan kemasan plastik atau karung plastik karena selain harganya murah, plastik juga mudah didapatkan. Kemasan plastik efektif untuk menghambat perubahan kadar air selama penyimpanan (Mudjisihono et al. 2001). Jenis plastik yang digunakan akan berpengaruh terhadap daya simpan benih. Untuk benih kedelai yang merupakan salah satu jenis benih ortodok, pemilihan materi kemasan sangat penting, agar kadar air benih tidak mengalami perubahan selama penyimpanan dan viabilitas benih dapat dipertahankan (Danapriatna 2006). Kemudahan bahan kemasan dan kemasan plastik dapat ditembus oleh beberapa jenis gas sangat dipengaruhi oleh tipe dan jumlah plastisier, kelembaban udara dan suhu, tipe dan kualitas bahan pelapis (coating material) dan tingkat kristalisasi bahan (Mareta et al. 2011). Kemasan plastik yang dibandingkan dalam penelitian ini adalah kemasan plastik HDPE (High Density Poly Ethylene), plastik hermetik dan plastik vakum untuk mengetahui kemampuannya dalam mempertahankan mutu benih sehingga dapat meningkatkan daya simpan.
Pengendalian hama gudang sebagai upaya menurunkan susut akibat serangan serangga selama penyimpanan merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi oleh kemasan. Serangga dan cendawan merupakan organisme utama yang menyebabkan kerusakan dalam ekosistem penyimpanan biji-bijian dan mereka secara alami bersifat aerobik. Oleh karena itu, kondisi rendah oksigen dalam ekosistem penyimpanan biji-bijian memiliki efek mematikan pada serangga dan cendawan dan meningkatkan umur simpannya (Jaya dan Jeyamkondan 2002). Guna mengendalikan hama gudang dan melindungi benih dari kemunduran kualitas, telah banyak dilakukan pengembangan teknologi pengemasan diantaranya penggunaan kemasan plastik HDPE, pengemasan hermetik dan pengemasan vakum .
HDPE juga mampu melindungi biji-bijian dari serangan hama gudang seperti
Callosobruchus maculatus. Penyimpanan kacang tunggak dalam dua lapis kantong plastik HDPE dengan ketebalan minimum 80 µm secara signifikan dapat menurunkan jumlah C.maculatus dan kerusakan biji (Sanon et al. 2011).
Pengemasan secara hermetik dengan menggunakan bahan kemasan plastik memanfaatkan kondisi atmosfir termodifikasi yang terbentuk secara alami sehingga mampu menghambat pertumbuhan organisme yang tidak diinginkan. Penyimpanan hermetik akan menyebabkan komposisi udara di dalam bahan berubah, dimana kadar oksigen akan turun sedangkan kadar karbondioksida terus meningkat. Jenis kemasan plastik hermetik laminat lebih melindungi beras dari serangan hama pascapanen (Kamsiati 2013). Penyimpanan jagung pipilan kering pada karung bagor dengan lapisan plastik hermetic system dapat mempertahankan mutu daya tumbuh jagung lebih baik dibandingkan tanpa plastik tersebut (Kendriyanto dan Sutanto 2005). Pengemasan hermetik dapat menghambat perkembangan dan kerusakan akibat serangga yang ada pada penyimpanan, serta mampu melindungi dari serangan hama dari luar (Njoroge et al. 2014). Bahan plastik yang pernah digunakan untuk kemasan hermetik diantaranya HDPE (Murdock 2003; Sanon et. al. 2011) dan plastik „hermetic system’ (Kamsiati 2013; Njoroge et al. 2014).
Teknologi pengemasan vakum mengambil seluruh gas yang ada di dalam kemasan sehingga kondisi di dalam kemasan hampa udara. Penerapan teknologi pengemasan vakum telah digunakan pada benih kedelai untuk meningkatkan daya simpan. Teknik penyimpanan secara vakum (kedap udara) menghasilkan rata-rata daya berkecambah benih kedelai yang lebih tinggi dan konstan dari pada tanpa vakum (Indartono 2011).
Serangga Callosobruchus maculatus merupakan hama yang bersifat aerobik, oleh karena itu penerapan pengemasan vakum diasumsikan dapat melindungi benih dari serangan serangga selama penyimpanan. Pada penelitian ini, untuk mengetahui ketahanan kemasan terhadap serangan serangga akan dibandingkan dua jenis kemasan plastik yaitu HPDE dan plastik hermetik selama penyimpanan di dalam gudang.
Penggunaan jenis plastik yang sesuai untuk penyimpanan bisa menjadi salah satu alternatif pemecahan masalah memperpanjang daya simpan dan penyediaan (stok) benih yang berkualitas. Berdasarkan latar belakang di atas, maka diperlukan kajian kemasan jenis plastik tersebut untuk meningkatkan daya simpan benih kedelai dan mampu melindungi dari serangan hama selama penyimpanan.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan :
1. Mengkaji pengaruh kecepatan putaran mesin (rpm) perontokan yang digunakan terhadap kualitas benih kedelai.
2. Mengkaji pengaruh jenis kemasan plastik terhadap kualitas benih kedelai selama disimpan.
4
4. Menentukan jenis kemasan yang sesuai untuk penyimpanan benih kedelai.
Manfaat Penelitian:
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah:
1. Hasil penelitian dapat memberikan sumbangan pada kemajuan ilmu pengetahuan dalam penerapan teknologi pascapanen untuk mempertahankan mutu dan umur simpan benih kedelai.
2. Hasil penelitian ini dapat menjadi rekomendasi penggunaan kemasan plastik yang sesuai untuk penyimpanan benih kedelai bagi para penangkar benih.
Hipotesis
Hipotesis pada penelitian ini adalah:
1. Diduga kecepatan putaran mesin (rpm) perontokkan yang digunakan berpengaruh terhadap kualitas benih kedelai.
2. Diduga jenis kemasan plastik yang digunakan berpengaruh terhadap penurunan kualitas benih kedelai selama disimpan.
3. Diduga jenis kemasan yang digunakan berpengaruh terhadap ketahanan dalam melindungi benih yang disimpan dari serangan hama
METODE
Waktu dan Tempat
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.
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
Deskripsi jenis 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
8
(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
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).
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).
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)
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 = 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).
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 =
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Awal Benih
Benih kedelai yang digunakan merupakan hasil perontokan dengan dua kecepatan putaran mesin (rpm) yaitu kecepatan 515-570 (rpm 1) dan 580-650 (rpm 2), kemudian dikeringkan hingga kadar air kurang dari 10%. Pengujian awal mutu benih hasil perontokkan kemudian dibandingkan dengan spesifikasi persyaratan mutu benih kedelai kelas benih pokok (SNI 01-6234.3-2003) yang tersedia pada Tabel 2.
Tabel 2 Perbandingan spesifikasi mutu benih kedelai
No. Jenis Analisa Satuan SNI rpm 1 rpm 2
Berdasarkan Tabel 2, benih kedelai hasil perontokan dengan kecepatan putaran mesin rpm 1 memenuhi syarat spesifikasi mutu benih pokok SNI 01-6234.3-2003, sedangkan untuk benih kedelai hasil perontokkan dengan rpm 2, jenis analisa daya kecambah tidak memenuhi syarat yang ditentukan oleh SNI 01-6234.3-2003. Analisa secara fisik dilakukan sesuai spesifikasi persyaratan mutu kedelai SNI 01-3922-1995 dibandingkan dengan benih yang dihasilkan dari dua cara perontokkan tersedia pada Tabel 3.
Tabel 3 Perbandingan spesifikasi mutu fisik kedelai No Jenis Uji
16
Kondisi awal benih yang cukup rusak ini dipengaruhi banyak faktor, diantaranya kecepatan putaran mesin yang kurang sesuai (rpm 2), serta serangan hama dan penyakit ketika di lahan. Adanya organisme pengganggu tanaman seperti ulat grayak dan serangga lainnya menjadi vektor dalam penyebaran patogen yang dapat muncul ketika penyimpanan dilakukan. Kondisi iklim yang mulai musim penghujan juga memperparah penyebaran penyakit yang sudah ada di lapangan. Sebelum benih diberi perlakuan pengemasan, terlebih dahulu dilakukan sortasi pada masing-masing kelompok rpm, hal ini bertujuan untuk mengurangi terjadinya bias akibat kerusakan benih yang sudah terjadi sejak awal.
Pengaruh Perlakuan Kemasan Terhadap Mutu Benih
Kemasan untuk benih tidak hanya harus melindungi benih dari kerusakan ketika disimpan akan tetapi juga harus mampu menjaga mutu benih tersebut agar dapat tetap tumbuh ketika hendak di tanam. Kedelai merupakan komoditas yang memiliki kandungan lemak dan protein yang tinggi, kulitnya yang tipis dan higroskopis mengharuskan penggunaan kemasan yang dapat melindungi dari perubahan kadar air maupun kandungan yang ada di dalamnya. Penelitian ini membandingkan tiga jenis kemasan berbahan plastik terhadap mutu benih kedelai selama disimpan. Hasil dari pengamatan masing-masing parameter mutu selama enam bulan akan dijelaskan lebih rinci berikut ini.
Kadar Air
Kedelai merupakan komoditas biji-bijian dan termasuk dalam jenis benih ortodok yang kadar airnya harus dipertahankan tetap rendah. Kadar air sangat dipengaruhi oleh suhu, kelembaban dan permeabilitas kemasan. Hasil dari analisis sidik ragam menunjukan bahwa perlakuan kemasan berpengaruh terhadap kadar air benih, kemudian dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test
(DMRT) dengan taraf nyata 5% tersedia padaLampiran 5.
Gambar 5 Perubahan kadar air pada tiap kemasan kelompok rpm 1
Gambar 6 Perubahan kadar air pada tiap kemasan kelompok rpm 2
Benih yang disimpan pada kemasan plastik HDPE cenderung mengalami kenaikan kadar air dari bulan ke bulan. Permeabilitas plastik HDPE terhadap uap air yang tinggi memungkinkan adanya pergerakan uap air dari luar ke dalam kemasan yang tinggi sehingga benih dengan kadar air rendah 7.56% akan menyerap uap air dan meningkatkan kadar air benih tersebut. Penyimpanan benih dengan menggunakan kemasan plastik poliethylen dengan kadar air awal M1 (8,8 %) selama 1 bulan penyimpanan belum mengalami perubahan, sedangkan pada penyimpanan bulan ke-2 sampai dengan bulan ke-8 terjadi peningkatan kadar air namun peningkatannya tidak berbeda nyata (Suryati 2010). Kenaikan kadar air pada kemasan HDPE meningkat dari sejak bulan pertama penyimpanan, kenaikan terus meningkat hingga bulan keenam penyimpanan. Kemasan yang tidak dapat melindungi benih dari penyerapan uap air selama penyimpanan akan meningkatkan proses kemunduran benih.
18
digunakan adalah plastik PVC yang masih memiliki permeabilitas untuk gas O2 dan laju transmisi uap air sehingga dapat mempengaruhi kadar air benih yang dikemas.
Standar mutu yang ditentukan oleh SNI, persentase kadar air maksimum adalah 11% sedangkan batas minimum dari persentase kadar air belum ditentukan, padahal sebagai komoditas yang memiliki kandungan lemak yang tinggi kadar air yang terlalu tinggi dan terlalu rendah akan mempengaruhi mutu benih tersebut. Kandungan air benih dibawah 5% mempercepat kemunduran benih yang disebabkan oleh autooksidasi lipid di dalam benih. Sedangkan kadar air diatas 14%, akan terdapat cendawan gudang yang merusak kapasitas perkecambahan benih. Kadar air yang aman untuk penyimpanan benih kedelai dalam suhu kamar selama 6-10 bulan adalah tidak lebih dari 11% (Indartono 2011). Kadar air penyimpanan yang dilakukan masih dalam taraf aman yaitu berkisar 7-9%, kadar air ini menyebabkan kondisi kedelai cukup kering sehingga dapat menekan kemunduran benih. Peningkatan kadar air benih juga diikuti oleh peningkatan bobot pada benih yang disimpan dalam kemasan.
Perubahan Bobot
Kedelai adalah komoditas biji-bijian yang higroskopis, kadar air dan bobot kedelai akan sangat dipengaruhi oleh suhu, kelembaban ruangan dan permeabilitas kemasan. Perubahan bobot kedelai menjadi salah satu tolok ukur kemampuan kemasan dalam melindungi kedelai dari penyerapan uap air dan oksigen dari lingkungan. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam jenis kemasan berpengaruh nyata terhadap penambahan bobot kedelai. Adapun perubahan bobot dari setiap bulannya pada kelompok rpm 1 dan rpm 2 dapat dilihat pada Gambar 7 dan 8.
Gambar 8 Pola penambahan bobot benih pada tiap kemasan kelompok rpm 2 Pada bulan pertama penyimpanan terjadi penurunan bobot pada semua kemasan plastik, penurunan terbanyak adalah pada kemasan HDPE. Sejalan dengan perubahan kadar air, penambahan bobot pada kemasan HDPE juga terus meningkat dari bulan kedua hingga pengamatan terakhir pada bulan ke enam penyimpanan kenaikan persentase bobot sebesar 1.09% pada rpm 1 dan 1.85% rpm 2. Benih yang mengandung protein yang tinggi lebih cepat menyerap air (Pranoto et al. 1990) dengan cepatnya benih kedelai menyerap air maka cepat pula terjadi kebocoran-kebocoran pada sel-sel dalam benih kedelai. Sedangkan pada kemasan hermetik penambahan bobot pada bulan terakhir pengamatan sebesar 0.3 % untuk rpm 1 dan 0.42 % pada rpm 2. Kemasan vakum mengalami penambahan persentase bobot kedelai sebesar 0.6% pada rpm 1 dan 0.3% rpm 2. Kemasan hermetik dan vakum memiliki kemampuan lebih baik dalam melindungi kedelai dari penyerapan uap air maupun oksigen sehingga penambahan bobot lebih kecil.
Berdasarkan hasil pengamatan dari ketiga kemasan yang digunakan, masing-masing memiliki kemampuan yang berbeda dalam melindungi benih dari kenaikan bobot dan kadar air. Perbedaan kemampuan ini dikarenakan ketiga kemasan memiliki permeabilitas plastik yang berbeda. Kemasan hermetik memiliki permeabilitas uap air sebesar 8 g.m-2. 24 jam dan 0.3 cm-3.m-2. 24 jam oksigen (Villers dan Gummert 2009). Penyimpanan vakum di dalam kemasan plastik akan menyebabkan produk di dalamnya terlindung dari pertukaran gas atau air dari luar (Renate 2009), tetapi jenis bahan yang digunakan untuk pengemasan vakum juga dapat mempengaruhi kemampuan pengemasan vakum tersebut dalam mempertahankan kadar air. Jenis plastik yang digunakan adalah PVC yang dikombinasikan dengan nylon, jenis plastik tersebut masih memiliki permeabilitas terhadap gas O2 150 cm-3.m-2. 24 jam, gas CO2 970 cm-3.m-2. 24 jam dan laju transmisi uap air sebesar 4 g m-2/24 jam (Suhelmi 2007).
20
sifat biji kedelai yang higroskopis mudah untuk menyerap atau mengeluarkan air dari atau ke udara sekitar. Laju penambahan bobot ini berbanding lurus dengan laju peningkatan kadar air benih selama penyimpanan dan memiliki korelasi positif.
Analisis Kemurnian Benih
Analisis kemurnian benih dilakukan untuk menentukan komposisi benih murni, benih lain dan kotoran dari contoh benih. Pada penelitian ini kemurnian benih yang digunakan sangat baik. Kemurnian benih pada contoh yang digunakan pada awal penelitian ˃99 %, sedangkan untuk benih tanaman lain tidak ditemukan ketika dilakukan analisis. Pada analisis kemurnian bulan ke enam, terjadi penurunan persentase kemurnian benih pada kelompok rpm 2. Penurunan persentase kemurnian benih ini disebabkan terjadi kenaikan persentase pada kriteria kotoran benih, adapun kriteria pengamatan tersedia pada Lampiran 3. Kerusakan Benih dalam Penyimpanan
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 Berdasarkan kriteria menurut SNI 01-3922-1995 analisis fisik dikelompokan menjadi butir belah, butir rusak, butir warna lain dan butir keriput pada penelitian ini butir rusak dikelompokan menjadi dua penyebab yaitu rusak fisik dan fisiologis. Butir belah masuk ke dalam kriteria rusak secara fisik, selain itu retak, memar, dan patah akibat perlakuan mekanis dan fisik juga masuk dalam kriteria rusak fisik. Butir rusak, berubah warna dan keriput masuk ke dalam kriteria rusak secara fisiologis dimana kerusakan diakibatkan serangan mikroorganisme patogen, kerusakan yang terjadi seperti bercendawan, berubah warna, busuk, berubah bentuk, dan terserang serangga. Warna dari kedelai digunakan sebagai indikator kualitas, perubahan warna mengindikasikan perubahan fisik dan kimia, adanya zat metabolit dan karakteristik lain yang tak diinginkan. Perubahan warna secara umum disebabkan oleh mikroorganisme, meskipun perubahan kondisi cuaca dapat berpengaruh pada warna biji tetapi tidak menjadi penyebab utama (Sinclair 1992). Benih yang telah rusak jika ditanam akan tumbuh tidak sempurna (abnormal) bahkan menjadi busuk. Gambar 9 dan Gambar 10 menunjukkan persentase butir rusak pada tiap kemasan kelompok rpm.
Gambar 10 Persentase butir rusak (fisik dan fisiologis) tiap kemasan kelompok rpm 2
Gambar 9 dan 10 menunjukan persentase butir rusak fisiologis lebih tinggi dibandingkan butir rusak fisik dari ketiga kemasan baik kelompok rpm 1 maupun rpm 2. Kerusakan secara fisiologis meningkat seiring lamanya penyimpanan pada ketiga perlakuan pada kelompok rpm 1 dan 2. Sedangkan untuk kerusakan fisik, tidak mengalami peningkatan yang berarti selama penyimpanan. Analisis uji
Duncan Multiple Range Test (DMRT) dengan taraf nyata 5% dan hasil perhitungan koefisien determinasi tersedia pada Lampiran 6.
Benih yang berasal dari hasil perontokan rpm 2 memiliki tingkat kerusakan yang lebih tinggi, yang disebabkan dari perbedaan kecepatan putaran mesin yang digunakan. Kecepatan mesin rpm 1 berada pada kisaran 515-570, dimana kisaran tersebut sesuai dengan kecepatan rpm untuk mesin perontok multiguna yang direkomendasikan oleh standar SNI 7866-2013 yaitu pada kisaran 525-570. Kecepatan putaran mesin perontok pada rpm 2 lebih tinggi yaitu pada kisaran 580-650 rpm, kecepatan yang melebihi standar ini memiliki waktu penyelesaian yang lebih singkat, akan tetapi butir pecah dan memar akibat benturan jauh lebih tinggi. Kecepatan putaran mesin yang berlebihan serta tidak benarnya cara memuat bahan akan meningkatkan kerusakan pada biji (Bern et al.
2008).
22
Daya Kecambah dan Kadar Asam Lemak Bebas (FFA)
Kedelai merupakan komoditas dengan kandungan lemak yang cukup tinggi. Kurang lebih ada 15-18% kandungan lemak yang terdapat dalam kedelai. Kadar asam lemak bebas pada kandungan minyak dari kedelai menjadi salah satu faktor penentu kualitas kedelai tersebut. Meskipun kandungan lemak ini tidak berwujud dalam rasa dan bau, mereka cenderung mengalami perubahan ketika disimpan dalam suhu ruang yang akan berubah menjadi aldehid, keton, alkohol, hidrokarbon, ester, lakton dan furan yang menjadi penyebab bau tak sedap pada minyak dan lemak (O‟Brien 2004; EYS et al. 2006). Sejak penyimpanan biji, kandungan lemak akan secara perlahan mengalami hidrolisis oleh air dalam keadaan suhu tinggi atau disebabkan enzym lipolytic secara alami atau yang diproduksi oleh bakteri maupun cendawan yang akan berkontribusi terhadap ketengikan produk (Araujo 2004).
Kadar asam lemak bebas (FFA) pada kandungan minyak dari kedelai menjadi salah satu faktor penentu kualitas kedelai tersebut. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan kemasan dan kecepatan putaran mesin tidak memberikan pengaruh nyata terhadap kadar FFA. Akan tetpai, lama penyimpanan berpengaruh terhadap kenaikan persentase kadar FFA pada kedelai. Kadar FFA akan meningkat seiring dengan lamanya penyimpanan, perubahan tersebut meningkat sesuai dengan peningkatan kadar air dan suhu penyimpanan, dan beberapa diakibatkan karena kerusakan pada kedelai (Bern et al.2008). Perubahan kadar FFA pada masing-masing kelompok dan pengemasan mengalami perubahan yang cukup fluktuatif karena ruang penyimpanan tidak dilengkapi dengan pengatur suhu dan kelembaban. Perubahan kadar FFA selama penyimpanan pada masing kemasan dan kelompok rpm tersedia pada Gambar 11 dan Gambar 12
Gambar 12 Perubahan kadar FFA dan hubungannya dengan daya kecambah selama penyimpanan kelompok rpm 2
Berdasarkan Gambar 11 dan 12 dapat dilihat persentase daya kecambah dan persentase kadar FFA pada kedua kelompok. Keduanya menunjukkan pola yang mirip dimana persentase daya kecambah menurun seiring dengan peningkatan kadar FFA selama penyimpanan. Beberapa lemak tidak jenuh yang dihasilkan akan menjadi peroksida degradasi. Akibatnya tidak hanya lemak yang hancur, tetapi juga reaksi kompleks yang menghasilkan suatu produk toksin yang potensial. Hal ini dapat mengakibatkan hilangnya daya kecambah sebelum persediaan sumber energi dalam benih habis (Damanhuri et al.1993). Merskipun perlakuan kemasan tidak berpengaruh nyata terhadap perubahan kadar FFA dan daya kecambah, berdasarkan uji statistik diketahui bahwa kadar FFA berkorelasi negatif terhadap peningkatan persentase daya kecambah. Semakin tinggi FFA maka daya kecambah benih akan semakin menurun, hasil perhitungan korelasi tersedia pada Lampiran 7.
Peningkatan kadar asam lemak bebas (FFA) juga ditandai dengan adanya bau tengik pada kedelai. Kemasan dengan kemampuan menahan gas seperti oksigen, akan mengurangi resiko terjadinya reaksi oksidasi penyebab ketengikan. Kondisi kedelai yang kering, dingin dan tidak rusak akan memiliki kandungan FFA yang kecil. Kemasan HDPE memiliki permeabilitas tertinggi dibandingkan kedua jenis kemasan lainnya, akan tetapi kadar air awal benih yang cukup rendah menyebabkan perubahan FFA tidak signifikan. Kedelai yang disimpan pada kadar air 9% tidak menunjukkan peningkatan kadar FFA setelah disimpan selama 18 bulan baik pada suhu 27oC maupun 10 oC (Derocher et al. 2005). Rendahnya kadar air benih yang disimpan menjadi faktor yang sangat menentukan dalam peningkatan kadar FFA kedelai.
24
masing-masing kelompok rpm pada ketiga kemasan dapat dilihat pada Gambar 13 dan Gambar 14.
Gambar 13 Perubahan persentase daya kecambah dari tiap kemasan kelompok rpm 1
Gambar 14 Perubahan persentase daya kecambah dari tiap kemasan kelompok rpm 2
Menurut Paulsen (2007) faktor yang mempengaruhi daya kecambah benih biasanya dimulai dari lahan, panen yang terlalu dini, penyakit dan invasi dari cendawan juga ikut berkontribusi dalam penurunan daya tumbuh. Perkecambahan benih kedelai akan menurun dari perkecambahan awal yaitu diatas 90% menjadi 0% tergantung varietas kedelai dan kadar air selama penyimpanan (Tatipata et al.
2004). Semakin tinggi kadar air yang terdapat pada benih dan semakin lama penyimpanan benih akan menurunkan daya berkecambah benih kedelai (Samuel
et al. 2012). Kemasan dengan kemampuan mempertahankan kadar air tetap rendah akan mampu mempertahankan daya kecambah benih tetap tinggi.
Kerusakan mekanis seperti benturan atau pentalan dari mesin pada saat proses perontokan juga dapat mempengaruhi daya tumbuh benih. Pada uji daya kecambah yang dilakukan sebelumnya dilakukan analisis kemurnian dan uji butir rusak, dimana benih yang ditanam merupakan hasil seleksi secara visual dari benih yang disimpan. Benih yang masuk ke dalam kategori baik kemudian diambil secara acak dan diuji daya kecambahnya.
Selain kecambah normal dan kecambah abnormal, benih yang tidak berkecambah seperti benih mati, benih segar tidak tumbuh maupun benih keras juga ikut diamati. Hasil pengujian daya kecambah banyak ditemukan benih mati seperti pada Gambar 15. Benih mati adalah benih yang sampai pada akhir masa pengujian tidak keras, tidak segar, dan tidak berkecambah (ISTA 2013). Benih mati dapat dilihat dari keadaan benih yang telah membusuk, warna benih terlihat agak kecoklatan. Hal ini disebabkan karena adanya penyakit primer yang menyerang benih, pada saat kultur teknis di lapangan tanaman yang menjadi induk telah terserang hama dan penyakit sehingga benih tersebut berpotensi membawa penyakit dari induknya.
Gambar 15 Benih mati pada uji daya kecambah
Peningkatan persentase kecambah yang abnormal dan persentase benih mati diduga karena adanya kebocoran sel yang berimbas pada hilangnya unsur-unsur dalam benih yang dirombak untuk menghasilkan energi. Energi tersebut digunakan untuk mensintesis protein yang mana hasil perombakan tersebut digunakan untuk menghasilkan sel-sel yang berguna pada saat berkecambah.
26
untuk pertukaran gas oksigen maupun uap air, kondisi ini akan melindungi benih dari peningkatan kadar air benih selama penyimpanan.
Meskipun pada penelitian ini ketiga jenis kemasan tidak berpengaruh nyata terhadap persentase daya kecambah, akan tetapi bahan kemasan dengan permeabilitas terendah menjadi rekomendasi untuk penyimpanan benih kedelai dalam jangka panjang. Hasil penelitian pengaruh kadar air benih terhadap daya kecambah selama penyimpanan diantaranya adalah (Alencar et al. 2008) yang menyatakan setelah penyimpanan 180 hari terjadi penurunan daya kecambah baik pada kadar air 11.2 maupun 12.8% pada suhu 20oC. Kadar air yang aman untuk penyimpanan benih kedelai dalam suhu kamar selama 6-10 bulan adalah tidak lebih dari 11% (Danapriatna 2006). Kadar air yang dimiliki benih kedelai yang disimpan adalah <9% hal ini yang menjadi penyebab daya kecambah benih masih baik hingga penyimpanan bulan keenam sehingga ketiga kemasan yang digunakan tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap persentase daya kecambah.
Setelah dilakukan penyimpanan selama 6 bulan dengan menggunakan tiga jenis plastik, mutu benih tersebut kemudian dibandingkan dengan persyaratan mutu SNI untuk kelas benih pokok. Adapun hasil perbandingannya tersedia pada Tabel 4.
Tabel 4 Perbandingan spesifikasi mutu benih kedelai setelah disimpan No Jenis Analisa SNI awal rpm 1 (6 bulan) rpm 2 (6 bulan)
Berdasarkan Tabel 4, terlihat perubahan mutu sebelum dan sesudah disimpan enam bulan. Pada kelompok rpm 1 dan kelompok rpm 2 ketiga pengemasan memenuhi standar analisa kadar air setelah penyimpanan selama enam bulan, dimana kadar air benih dari ketiga kemasan lebih rendah dari 11 %. Rendahnya persentase kadar air benih hingga akhir penyimpanan juga disebabkan oleh kadar air awal benih yang sangat rendah 7.56%. Kadar air awal dan bahan kemasan (pembungkus) sangat berpengaruh dalam mempertahankan kadar air benih selama penyimpanan (Samuel et al. 2012).
dan respirasi pada saat disimpan. Pada kondisi kekurangan oksigen, maka yang terjadi adalah respirasi anaerob. Respirasi anaerob ini akan berpengaruh terhadap kemampuan benih untuk berkecambah. Daya kecambah awal benih pada kelompok perontokan rpm 2 sebesar 75%, lebih rendah dari persyaratan mutu yang telah ditentukan. Setelah dilakukan penyimpanan selama enam bulan dapat dilihat bahwa terjadi penurunan daya kecambah pada kemasan HDPE menjadi 73.25%, sedangkan kemasan hermetik dan vakum mampu meningkatkan daya kecambah menjadi 78.5% dan 79.19%. Kecepatan putaran mesin (rpm) memberikan pengaruh terhadap persentase daya kecambah yang disimpan yang sangat berkaitan dengan jumlah butir rusak serta persentase kadar FFA pada benih.
Ketahanan Kemasan Terhadap Serangan Serangga
Kemasan yang baik senantiasa mampu melindungi komoditas yang disimpannya terlindungi dari serangan hama baik yang ikut terbawa dan menginfestasi dari dalam kemasan maupun yang menyerang dari luar kemasan. Hasil dari perbandingan antar penggunaan kemasan berbahan plastik HDPE dan plastik hermetik dalam melindungi komoditas dari serangan hama C. maculatus
akan dijelaskan dengan lebih rinci sebagai berikut. Konsentrasi gas CO2 dan O2
Komposisi udara dalam kemasan dipengaruhi oleh jenis kemasan serta bahan yang dikemas. Pada penelitian ini, sebelum dikemas kedelai diinfestasi dengan C. maculatus sebanyak 50 ekor pada masing-masing kemasan baik itu plastik HDPE maupun plastik hermetik. Pola perubahan kadar oksigen dan karbon dioksida pada kemasan plastik HDPE dan plastik hermetik untuk varietas Argomulyo dapat dilihat pada Gambar 16.
Gambar 16 Pola perubahan kadar oksigen dan karbon dioksida pada kemasan plastik HDPE dan Hermetik
28
kemasan. Dimana kadar oksigen dalam plastik hermetik lebih rendah dibandingkan dengan kemasan plastik HDPE.
Berbanding terbalik dengan kadar oksigen, kadar karbon dioksida terus meningkat seiring lamanya penyimpanan. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa jenis plastik memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap kadar karbon dioksida di dalam kemasan. Dimana kadar karbon dioksida dalam plastik hermetik lebih tinggi dibandingkan kemasan plastik HDPE.
Penurunan kadar oksigen yang drastis pada hari pertama penyimpanan terjadi karena C.maculatus yang diinfestasikan banyak mengkonsumsi oksigen dalam kemasan meskipun ada oksigen dari lingkungan yang masuk ke dalam kemasan. Penurunan kadar oksigen terus berlanjut seiring dengan peningkatan kadar karbon dioksida pada kemasan baik untuk kemasan plastik HDPE maupun plastik hermetik. Ketika produk dikemas dalam kantong hermetik tertutup, kadar oksigen menurun dengan cepat begitu juga jumlah serangga, cendawan dan respirasi benih, sedangkan kadar karbon dioksida meningkat (Njoroge et al.
2014). Kadar karbon dioksida yang terus meningkat merupakan akumulasi hasil respirasi C.maculatus dan biji kedelai itu sendiri. Peningkatan kadar karbon dioksida pada penyimpanan jagung secara hermetik yang sebelumnya diinfestasi dengan serangga terjadi karena aktivitas respirasi biji dan serangga (Morino dan Martinez (2000).
Perbedaan komposisi udara dalam kemasan plastik terjadi karena perbedaan permeabilitas dari kemasan. Kemasan dengan plastik hermetik memiliki permeabilitas yang lebih rendah dibandingkan dengan plastik HDPE. Plastik hermetik memiliki laju transmisi oksigen sebesar 0.3 cm-3.m-2. 24 jam oksigen (Villers dan Gummert 2009) sedangkan HDPE 1600-2000 cm-3 m-2/24 jam (Kirwan dan Strawbrigde 2003). Film kemasan dengan permeabilitas lebih rendah memiliki sifat barrier yang lebih tinggi sehingga gas tidak mudah keluar masuk kemasan. Terjadi turun naik kadar oksigen pada kemasan plastik HDPE juga dapat dikarenakan tingkat permeabilitasnya yang cukup tinggi. Permeabilitas yang tinggi ini akan memungkinkan terjadinya pertukaran gas dalam kemasan dengan gas yang ada di dalam ruangan.
Kematian Callosobruchus maculatus dalam Kemasan
Gambar 17 Persentase kematian C.maculatus dalam kemasan HDPE dan Hermetik selama penyimpanan
Terbatasnya kadar oksigen dan tingginya karbon dioksida menyebabkan kematian C.maculatus di dalam kemasan. Permeabilitas gas yang rendah yang dimiliki oleh plastik hermetik laminat menyebabkan komposisi udara (rendah oksigen, tinggi karbon dioksida) dalam kemasan relatif dapat dipertahankan selama penyimpanan (Kamsiati 2013). Sebagai organisme aerobik, C.maculatus
memerlukan oksigen untuk respirasi, keterbatasan oksigen akan menyebabkan kematian. Sedangkan karbon dioksida dapat bersifat racun sehingga menyebabkan kematian.
Penurunan kadar oksigen dan peningkatan kadar karbon dioksida melindungi komoditas yang disimpan dalam kemasan dari serangga, cendawan dan efek oksidasi yang terjadi melalui proses metabolisme alami dari respirasi serangga, dan pada beberapa kasus respirasi dari komoditi itu sendiri (Villers et al. 2008).
Kemampuan hidup serangga atau mikroorganisme lain sangat ditentukan oleh kadar air bahan, dan ketersediaan oksigen dari dalam ruang penyimpanan. Pada kemasan penyimpanan yang kedap udara (kondisi hermetik) dan tidak ada sirkulasi oksigen, kemampuan hidup serangga akan terbatas, sesuai dengan batas ambang oksigen di dalam ruangan tersebut. Pada tingkatan dimana terjadi kandungan oksigen yang tidak mencukupi, serangga akan mati, demikian pula mikroorganisme lainnya sangat ditentukan oleh level oksigen pada suatu kondisi (Moreno-Martinez et al. 2000) atau kekeringan (Murdock et al. 2012).
Persentase Biji yang Terinfestasi Telur
30
Gambar 18 Persentase biji yang terinfestasi telur
Berdasarkan Gambar 18 dapat dilihat biji yang terinfestasi pada kedua kemasan mengalami kenaikan. Infestasi telur ini akan menyebabkan biji berlubang. Callosobruchus maculatus adalah hama yang dapat terbawa dari sejak di lahan ketika polong dalam proses pematangan (Swella dan Mushobozy 2007). Ketika itu terjadi, populasi akan meningkat pada saat penyimpanan setelah perontokan (Wortmann 2006). Menurut Harahap (2006), populasi serangga hama gudang akan segera meningkat setelah infestasi, pada saat tersedia makanan dan faktor lingkungan yang mendukung. Pada saat penyimpanan C.maculatus betina akan meletakkan bijinya pada permukaan biji, larva akan masuk ke dalam biji untuk mendapatkan makan dan berkembang dengan cara melubangi biji sebelum keluar menjadi imago dewasa setelah 22-28 hari (Fox 1993). C .maculatus betina dewasa mampu menghasilkan telur sebanyak 100 telur, meskipun infestasi bisa sangat rendah pada saat panen, tapi perkembangbiakan meningkat tajam pada biji-biji rusak yang tidak terlindungi ketika penyimpanan. Kerusakan yang diakibatkan hama gudang ini akan meningkatkan kemunduran kualitas yang menurunkan harga pasar. Selain itu biji rusak akibat serangan hama ini akan menaikan susut bobot dan kehilangan daya tumbuh.
Tingginya persentase infestasi telur akan menjadi potensi tingginya kerusakan pada saat penyimpanan, semakin lama telur dapat hidup dan berkembang pada biji yang disimpan semakin tinggi pula kerusakan yang akan dihasilkannya. Hasil analisis sidik ragam menyatakan perlakuan penggunaan kemasan hermetik memberikan pengaruh nyata dalam persentase biji yang terinfestasi telur selama penyimpanan.
Semakin tinggi jumlah populasi telur dan serangga dalam kemasan, maka persentase daya kecambah akan semakin menurun. Populasi dan jumlah telur yang terinfestasi pada biji akan merusak biji dan memakan cadangan makanan sehingga menurunkan kemampuan benih untuk berkecambah. Meskipun tidak dilakukan uji daya kecambah pada percobaan ini akan tetapi hasil penelitian-penelitian lainnya yang serupa memberikan respon yang positif dalam kemampuan kemasan hermetik untuk mempertahankan daya kecambah benih. Penyimpanan secara hermetik dapat mengurangi turunnya daya kecambah karena sifat dasar deteriolasi benih itu sendiri (Mutungi et al. 2014). Penurunan O2 dan peningkatan CO2 pada kemasan hermetik tidak mengurangi daya kecambah dan vigor benih (Vales et al.
32
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kecepatan putaran mesin (rpm) perontokkan berpengaruh terhadap kualitas mutu benih kedelai hasil perontokkan. Kecepatan putaran mesin 580-650 (rpm 2) menghasilkan persentase butir rusak yang lebih tinggi yaitu 26.42% dan daya kecambah yang rendah 75.3%. Sedangkan kecepatan putaran mesin 515-570 (rpm 1) memiliki persentase butir rusak sebesar 17.17% dan daya kecambah 80%.
Hasil penelitian menunjukan penggunaan kemasan tidak memberikan pengaruh nyata terhadap daya kecambah dan kadar FFA, persentase butir rusak fisiologis lebih tinggi dibandingkan butir rusak fisik pada semua perlakuan kemasan selama penyimpanan, akan tetapi pengemasan dengan plastik hermetik memiliki kemampuan mempertahankan kadar air dan menghambat perubahan bobot benih paling baik selama penyimpanan.
Kemasan hermetik memiliki ketahanan terhadap serangga lebih baik dibandingkan kemasan HDPE. Kemasan hermetik memberikan pengaruh nyata terhadap parameter konsentrasi gas CO2 dan O2 yang menyebabkan kematian C.
maculatus mencapai 100% pada hari keempat penyimpanan. Persentase biji yang terinfestasi telur pada kemasan hermetik sebesar 5.4% lebih rendah dibandingkan kemasan HDPE yaitu 26.23%
Kemasan yang sesuai untuk penyimpanan benih kedelai adalah kemasan yang mampu mempertahankan kadar air benih tetap rendah, perubahan bobot rendah, daya berkecambah tinggi, persentase butir rusak rendah dan kadar FFA yang rendah serta melindungi dari serangan hama selama penyimpanan. Kemasan yang mendekati kemampuan tersebut adalah kemasan plastik hermetik.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
Alencar ER, Faroni LRD, Lacerda Filho AF, Garcia LF, Meneghitti M.R. 2008. Qualidade fisiológica dos grãos de soja em função das condições de armazenamento. Engenharia na Agricultura. 16 (3) : 155-166
Araújo JMA. 2004. Química de Alimentos: Teoria e Prática [Editorial] UFV. ISBN 978-85-7269-351-6.Viçosa. Brasil Brooker DB, BakkerArkema FW, Hall CW. 1992. Drying and storage of grains and oilseeds. Springer.New York (US). ISBN 0442205155
Baoua IB, Amadou L ,Margam V, Murdock LL .2012. Comparative evaluation of six storage methods for postharvest preservation of cowpea grain. J Stored Prod Res. 49:171-175.
Bern CJ, Hanna HM, Wilcke WF. 2008. Harvesting, storing and post harvest management of soybeans. Dalam Soybeans: chemistry, production, processing and utilization.Lawrence AJ, Pamela JW, Richard G, editor.(US): AOCS Press. hlm 67-92.
Brooker DB, Bakker-Arkema, F, Hall CW. 1992. Drying and storage of grains and oilseeds. Springer.New York(US) ISBN 0442205155
Brown H, William J. 2003. Packaged Product Quality and Shelf Life. Food Packaging Technology. Coles R, Mc.Dowell D, Kirwan MJ, editor.(US):Balckwell Publishing Ltd.hlm:77-81.
Copeland LO, Mc Donald MB. 1985. Principles of Seed Science and Technology. New York(US):Burgees Publishing Company. 369p.
Damanhuri TS, Sudikno P, Yudono. 1993. Penurunan kualitas fisiologis dan kimiawi benih kedelai dalam penyimpanan.[catatan peneltian]. BPPS – UGM 6 (3B): 297-307.
Danapriatna N. 2006. Pengaruh penyimpanan terhadap viabilitas benih kedelai. [Jurnal Online] [Diunduh 07 September 2014]; tersedia di soybeans quality. final report independent study project; Agricultural and Biosystems Engineering Department: IOA State University, Amcs, IA. Eys JE. Offner A, Bach A. 2006. Manual of quality analyses for soybean products
in the feed industry.[internet]. [diunduh 18 Juni 2015] tersedia di
http://www.asaimeurope.org/Backup/Library/library_e.htm
Fox CW. 1993. Multiple mating, lifetime fecundity and female mortality of the bruchid beetle, Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Bruchidae). Funct.
Ecol. 7:hlm. 203-208.
Indartono. 2011. Pengkajian suhu ruang penyimpanan dan teknik pengemasan terhadap kualitas benih kedelai. Gema Teknologi 16 (3) : 158-163
IRRI, 2013. Introduction to storage. Tersedia pada
