PENDUGAAN UMUR SIMPAN SUSU UHT COKELAT
DENGAN METODE AKSELERASI MODEL PERSAMAAN
ARRHENIUS DI PT DANONE INDONESIA
FAISAL HAIRU BALYAK
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pendugaan Umur Simpan Susu UHT Cokelat dengan Metode Akselerasi Model Persamaan Arrhenius di PT Danone Indonesia 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
FAISAL HAIRU BALYAK. Pendugaan Umur Simpan Susu UHT Cokelat dengan Metode Akselerasi Model Persamaan Arrhenius di PT Danone Indonesia. Dibimbing oleh HARSI DEWANTARI KUSUMANINGRUM dan MARCEL PRIYANDI SEGARA.
Pencantuman informasi umur simpan menjadi sangat penting bagi produsen, konsumen, dan distributor karena terkait dengan keamanan produk pangan dan untuk memberikan jaminan mutu pada saat produk sampai ke tangan konsumen. Penelitian ini dilakukan untuk menduga umur simpan produk minuman susu UHT cokelat yang dilakukan dengan dua tahap, yaitu penentuan parameter kritis dan penentuan umur simpan dengan metode Accelerated Shelf Life Testing (ASLT) dengan pendekatan Arrhenius. Parameter uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah pH, sedimentasi, warna, nilai asam tiobarbiturat (TBA), dan sensori. Pengujian dilakukan dengan menggunakan tiga suhu penyimpanan yaitu 350C, 400C, dan 450C selama sembilan minggu. Berdasarkan hasil penentuan parameter pengujian, parameter yang paling sesuai untuk menduga umur simpan produk adalah parameter pH, sedangkan parameter sedimentasi dan parameter warna kurang sesuai karena nilai parameternya cenderung konstan dan tidak dipengaruhi oleh perubahan suhu.
Kata kunci: Accelerated Shelf Life Testing (ASLT), Arrhenius, susu UHT cokelat, umur simpan.
ABSTRACT
FAISAL HAIRU BALYAK. Shelf Life Estimation of UHT Chocholate Milk with Acceleration Methode Arrhenius Model in PT Danone Indonesia. Supervised by HARSI DEWANTARI KUSUMANINGRUM and MARCEL PRIYANDI SEGARA.
Information and labeling about shelf life becomes very important for industry, consumers, and distributors related on food safety and to provide quality assurance until the product delivered to the consumer. This research was conducted to estimate shelf life of UHT chocolate milk beverage with two steps which consisted of critical quality attribute screening and shelf life determination using Accelerated Shelf Life Testing (ASLT) method with Arrhenius approach. Test parameters used in this study were pH, sedimentation, color, thiobarbituric acid (TBA) values, and sensory . There were three conditions to store samples, i.e 350C, 400C, and 450C for nine weeks. Based on the results of determination of parameters test, the most appropriate parameter to estimate the shelf life of the product is pH, while the sedimentation and color parameter are less appropriate because the parameter value is relatively constant and it is not affected by temperature changes.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
PENDUGAAN UMUR SIMPAN SUSU UHT COKELAT
DENGAN METODE AKSELERASI MODEL PERSAMAAN
ARRHENIUS DI PT DANONE INDONESIA
FAISAL HAIRU BALYAK
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Pendugaan Umur Simpan Susu UHT Cokelat dengan Metode Akselerasi Model Persamaan Arrhenius di PT Danone Indonesia Nama : Faisal Hairu Balyak
NIM : F24090023
Disetujui oleh
Dr.Ir. Harsi D. Kusumaningrum Pembimbing I
Marcel Priyandi Segara, STP Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Feri Kusnandar, MSc Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2013 ini ialah umur simpan, dengan judul “Pendugaan Umur Simpan Susu UHT Cokelat dengan Metode Akselerasi Model Persamaan Arrhenius di PT Danone Indonesia”.
Banyak pihak yang turut membantu kelancaran dalam menyelesaikan tugas akhir, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih kepada :
1. Dr. Ir. Harsi D. Kusumaningrum selaku dosen pembimbing atas bimbingan, dorongan, masukan, serta saran-saran yang diberikan selama penulis menjadi mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan.
2. Marcel Priyandi Segara, STP selaku pembimbing lapang atas bimbingan selama penulis melakukan kegiatan magang di PT Danone Dairy Indonesia 3. Dr. Tjahja Muhandri, STP, MT selaku dosen penguji atas saran dan
masukannya
4. Ayahanda dan ibunda tercinta (Alm) Zakaria, (Almh) Khairani, dan Zakiyah Asma Yunita, serta keluarga besar tercinta atas doa, dukungan, serta kasih sayangnya selama ini.
5. Annisa Defriana, Adela Theda S.S, Annisa Rohmatin, M. Taufan Akbar, Defri Herianka, Brata Abdalla, Rufnia Ayu Afifah, Farah Huliandini, Sarida Wardani, ka Fitria Ryzkika, Gema Noor Muhammad, dan Ajie Pambudi, yang telah menjadi keluargaku di ITP, terima kasih atas bantuan dan kebersamaan yang kalian berikan selama ini.
6. Yuli Kurniawati, Zona Eza Ardika, dan M. Taufan Akbar atas segala bantuannya selama kita menjalani kegiatan magang di PT Danone Dairy Indonesia.
7. M. Asraf dan Adithia Sapto Utomo sahabat dari masa TPB atas segala bantuannya selama ini.
8. Mba Ayi Maghfurah atas bantuannya selama penulis menjalani kegiatan magang.
9. Seluruh teman-teman ITP 46 atas bantuannya selama penulis menjadi mahasiswa ITP.
10.Seluruh pihak yang turut membantu kelancaran pengerjaan tugas akhir ini. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vii
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 2
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
Ruang Lingkup Penelitian 2
METODE 2
Bahan 2
Alat 2
Prosedur Analisis Data 3
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Hasil 5
Pembahasan 5
SIMPULAN DAN SARAN 13
Simpulan 13
Saran 13
DAFTAR PUSTAKA 14
LAMPIRAN 16
DAFTAR TABEL
1 Persentase sedimen susu UHT cokelat setelah sentrifugasi pada 3000 RPM selama 10 menit dengan berbagai suhu perlakuan 6 2 Nilai TBA susu UHT cokelat setelah analisis pada berbagai suhu
perlakuan 8
3 Nilai koefisien korelasi (R2) tiap parameter 10
4 Persamaan regresi linear parameter pH 11
5 Parameter arrhenius perubahan nilai pH 11
6 Persamaan linear plot arrhenius dan nilai energi aktivasi pH dan TBA 12 7 Hasil perhitungan umur simpan susu UHT cokelat di berbagai suhu
dengan parameter kritis nilai pH 13
DAFTAR GAMBAR
1 Reaksi antara TBA dan MDA 3
2 Nilai warna L susu UHT cokelat setelah pengamatan selama 9 minggu 7 3 Nilai pH susu UHT cokelat setelah pengamatan selama 9 minggu 9 4 Kurva hubungan perubahan nilai pH (ln k) terhadap suhu penyimpanan
(1/T) 12
DAFTAR LAMPIRAN
1 Hasil uji ANOVA untuk parameter aroma suhu 450C 16 2 Hasil uji ANOVA untuk parameter warna suhu 450C 16 3 Hasil uji ANOVA dan uji lanjut Dunnets untuk parameter rasa 16 4 Hasil uji ANOVA untuk parameter kekentalan suhu 450C 17
5 Kuesioner uji beda dari kontrol 17
6 Data pengukuran pH 18
7 Data pengukuran persen sedimen 19
8 Data pengukuran bilangan TBA 20
9 Data pengukuran warna chromameter a 21
10 Data pengukuran warna chromameter b 22
11 Data pengukuran warna chromameter L 23
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanggal kadaluarsa yang dicantumkan pada kemasan pangan menjadi informasi yang penting bagi konsumen. Tanggal kadaluarsa adalah batas akhir suatu pangan dijamin mutunya sepanjang penyimpanannya mengikuti petunjuk yang diberikan produsen. Masa kadaluarsa adalah waktu dimana produk pangan masih memberikan daya guna seperti yang diharapkan jika produk tersebut disimpan pada kondisi penyimpanan yang sesuai. Undang-undang pangan nomor 7 tahun 1996 dan Peraturan Pemerintah No. 69 tahun 1999 tentang label dan iklan pangan menyatakan setiap industri pangan wajib mencantumkan waktu dan tanggal kadaluarsa pada setiap kemasan produk. Studi umur simpan merupakan hal yang penting dalam produksi produk makanan sebagai usaha untuk menyediakan informasi umur simpan terlama yang dapat diterapkan pada produk terkait. Produsen atau industri pangan secara rutin melakukan analisis umur simpan untuk memberikan jaminan keamanan dan kualitas produk terkait yang dapat diterima oleh konsumen (Eskin dan Robinson 2001: Robertson 1993). Pencantuman informasi tanggal kadaluarsa merupakan jaminan produsen pangan kepada konsumen bahwa produk memiliki mutu yang baik saja yang dipasarkan dan produk tersebut aman dikonsumsi sebelum tercapai waktu kadaluawarsa yang ditetapkan oleh produsen (Haryadi 2004).
Menurut Herawati (2008), penentuan umur simpan secara umum dapat dilakukan dengan dua metode yaitu metode konvensional dan metode akselerasi. Umur simpan produk pangan dapat diduga, kemudian ditetapkan waktu kadaluarsanya dengan menggunakan dua konsep studi penyimpanan produk pangan, yaitu Extended Storage Studies (ESS) dan Accelerated Shelf Life Testing (ASLT). ESS adalah penentuan tanggal kadaluarsa dengan cara menyimpan suatu seri produk pada kondisi normal sehari-hari sambil dilakukan pengamatan terhadap penurunan mutunya hingga mencapai mutu kadaluarsa. Metode ini sangat akurat dan tepat, namun pelaksanaannya memerlukan waktu yang panjang dan analisis karakteristik mutu yang dilakukan relatif banyak. Adapun pendugaan umur simpan dengan metode ASLT selain memiliki akurasi yang cukup tinggi juga bersifat lebih efisien karena melakukan percepatan reaksi penurunan mutu produk (Ellis 1994).
2
Perumusan Masalah
1. Bagaimana perubahan mutu produk susu UHT cokelat selama masa penyimpanan?
2. Parameter pengujian apakah yang sesuai untuk menduga umur simpan produk susu UHT cokelat?
3. Bagaimanakah perubahan mutu sensori produk selama masa penyimpanan?
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui perubahan mutu produk susu UHT cokelat selama masa penyimpanan.
2. Mengetahui parameter-parameter pengujian yang sesuai untuk menduga umur simpan produk susu UHT cokelat.
3. Menduga umur simpan produk susu UHT cokelat dengan menggunakan metode ASLT model persamaan arrhenius berdasarkan parameter kritis dan titik kritis mutu susu UHT cokelat.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat membantu memberikan rekomendasi untuk menetapkan masa kadaluarsa produk susu UHT cokelat kepada PT Danone Indonesia. Selain itu, kegiatan penelitian ini memberikan manfaat pada penulis berupa kesempatan untuk mengaplikasikan ilmu pangan di dalam industri pangan yaitu PT Danone Indonesia.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini berfokus pada pendugaan umur simpan produk susu UHT cokelat berdasarkan parameter kritis dan titik kritisnya yang diproduksi oleh PT Danone Indonesia.
METODE
Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah produk minuman susu UHT cokelat yang diproduksi oleh PT Danone Dairy Indonesia. Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: asam asetat glasial 90%, asam klorida 4N, reagen TBA (Thiobarbituric acid), dan akuades.
Alat
3
Prosedur Analisis Data Analisis pH
Pengukuran pH dilakukan dengan alat pH meter. Sebelum digunakan untuk mengukur pH sampel, terlebih dahulu pH meter harus dikalibrasi dengan menggunakan buffer fosfat pH 7. Setiap sampel susu dituangkan dalam gelas piala sebanyak 30 ml, selanjutnya alat pH meter dicelupkan dalam sampel hingga pH terukur dan terbaca pada layar.
Analisis Ketengikan dengan Thiobarbituric Acid (Tarladgis 1960)
Reaksi TBA (Thiobarbituric Acid) digunakan untuk menyelidiki adanya flavor oksidasi dari suatu produk yang mengandung lemak. TBA digunakan untuk mengetahui adanya reaksi oksidasi sekunder atau hasil penguraian dari peroksida yang menghasilkan senyawa-senyawa aldehida yang berbau tengik. Prinsip analisis TBA adalah terbentuknya kompleks yang berwarna antara TBA dengan aldehida dan dapat diukur absorbansinya secara spektrofotometri.
Gambar 1. Reaksi antara TBA (Thiobarbituric Acid) dan Malonaldehid Prosedur analisis dimulai dengan menimbang 10 gram sampel susu ke dalam erlenmeyer 250 ml. Erlenmeyer berisi sampel ditambahkan 2.5 ml larutan HCl 4N, selanjutnya ditambahkan 97.5 ml akuades. Setelah itu dilakukan proses destilasi untuk mendapatkan destilat sebanyak 50 ml. Filtrat yang dihasilkan, diambil sebanyak 5 ml dan ditambahkan dengan 5 ml larutan TBA (dibuat dengan melarutkan 0,2883g 2-thiobarbituric acid dalam 90% asam asetat glasial hingga mencapai volume 100 ml). Tabung reaksi ditutup, divortex, dan diletakkan dalam gelas piala berisi air yang dipanaskan pada suhu 100oC selama 35 menit. Selanjutnya sampel didinginkan dan diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 528 nm dan sebagai blanko adalah akuades yang mendapatkan perlakuan sama dengan sampel.
Bilangan TBA dihitung dan dinyatakan dalam satuan mg per kg sampel (ppm). Bilangan TBA dihitung dengan persamaan :
Analisis Sensori
Analisis sensori yang dilakukan adalah uji beda dari kontrol (different from control test). Uji pembedaan ini dilakukan dua arah yaitu antara beberapa sampel uji dengan kontrol. Dalam penelitian ini kontrol yang digunakan adalah produk susu UHT cokelat yang disimpan dalam lemari pendingin dengan asumsi tidak terjadi perubahan yang signifikan terhadap karakteristik sensori produk. Panelis yang digunakan adalah panelis terlatih dengan jumlah 10 orang. Pengujian
2-thiobarbituric acid
4
dilakukan pada perbedaan sampel dengan parameter warna, aroma, rasa, kekentalan, dan overall dengan angka penilaian dari 1 sampai 7 dengan ketentuan 1 = sama, 2 = sedikit berbeda, 3 = agak berbeda, 4 = moderat, 5 = cukup besar, 6 = besar dan 7 = sangat besar.
Data hasil uji selanjutnya diolah dengan ANOVA (Analysis of Variance)
dan bila terbukti ada perbedaan akan dilanjutkan dengan uji Dunnet’s (Dunnet’s Multiple Comparison Test) untuk membandingkan selisih nilai rata-rata antar sampel dengan sampel ujinya sehingga dapat dikatakan perbedaan yang terdeteksi signifikan atau tidak pada taraf pengujian yang diberikan.
Pengukuran Sedimentasi (SNI 01-2782-1998)
Minuman susu UHT cokelat ditimbang sebanyak 10 gram dalam tabung sentrifuge. Sedimentasi diukur dengan metode sentrifugasi yang dilakukan pada suhu ruang dengan kecepatan 3000 rpm selama 10 menit. Setelah proses sentrifugasi, larutan/filtrat dibuang dari tabung sentrifuge dan sedimen ditimbang dan dihitung % sedimentasinya dengan persamaan berikut :
% sedimentasi =
Analisis Warna
Pengukuran untuk warna produk dilakukan dengan menggunakan alat kromameter. Setiap sampel susu dituangkan dalam cawan petri sampai kedalaman sekitar 2 cm untuk mencegah adanya gangguan warna dari meja atau penyangga yang digunakan. Kemudian dish yang telah berisi sampel ditembak dengan menggunakan kilatan lampu dari kromameter. Hasil pengukuran akan terbaca pada layar. Parameter yang terukur adalah nilai L, a, dan b. Dimana :
L = nilai yang menunjukkan kecerahan, berkisar antara 1-100 a = a positif (+) menunjukkan warna merah
a negatif (-) menunjukkan warna hijau b = b positif (+) menunjukkan warna kuning b negatif (-) menunjukkan warna biru
Analisis Kinetika Reaksi
5
Penentuan Parameter Pengujian dalam Pendugaan Umur Simpan Produk
Parameter pengujian ditentukan dengan melakukan simulasi perhitungan umur simpan produk dengan model Arrhenius. Perhitungan umur simpan dengan model Arrhenius ini dilakukan dengan mencari nilai ln k dari nilai k atau nilai konstanta penurunan mutu yang diperoleh dari kemiringan persamaan regresi grafik ordo yang sesuai untuk masing-masing suhu penyimpanan (Nurkhoeriyati 2007). Selanjutnya dibuat plot arrhenius, dengan sumbu x menyatakan nilai 1/T (K-1) dan sumbu y menyatakan nilai ln k pada masing-masing suhu penyimpanan yang digunakan. Dari regresi linier yang diperoleh pada kurva arrhenius ini dapat diprediksi umur simpan produk dengan menggunakan rumus :
k koe p Ea
Keterangan (Nurkhoeriyati 2007): k = konstanta penurunan mutu
ko = konstanta (tidak tergantung pada suhu) Ea = energi aktivasi
T = suhu mutlak (K)
R = konstanta gas (1.986 kal/mol K) Dengan mengubah persamaan di atas menjadi :
ln k ln ko ( Ea
ko merupakan konstanta penurunan mutu produk yang tidak tergantung pada suhu, sedangkan k merupakan konstanta penurunan mutu dari salah satu kondisi suhu yang digunakan dan Ea/R merupakan gradien yang diperoleh dari plot Arrhenius. Dengan perhitungan menggunakan rumus ini, akan diperoleh nilai ko. Umur simpan diperoleh dengan rumus :
t o- t
t ln o ln t
Keterangan :
t = prediksi umur simpan (hari) Ao = nilai mutu awal
At = nilai mutu produk yang tersisa setelah waktu t
k = konstanta reaksi pada suhu penyimpanan yang diinginkan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran Umum Produk
Komposisi produk minuman susu UHT cokelat yang digunakan adalah air, susu segar, gula pasir, susu bubuk full cream, susu skim bubuk, laktosa bubuk, tepung terigu, cokelat bubuk, protein gandum, krimer nabati, pati termodifikasi,
6
trikalsium fosfat, minyak nabati, dinatrium fosfat, pemantap nabati, perisa identik alami chocolicious, perisa identik alami vanilla dream, perisa identik alami susu, garam, perisa artificial, dan premiks vitamin. Susu ini diolah dengan menggunakan teknologi UHT dan dikemas dalam kemasan berukuran 70 ml. Produk berwarna cokelat kemerahan karena penambahan bubuk cokelat dalam jumlah tertentu. Kondisi susu yang diolah dengan menggunakan teknologi UHT menyebabkan produk lebih aman dari kerusakan mikrobiologi dibandingkan kerusakan mutu fisik dan kimia.
Pengukuran Perubahan Produk Susu UHT Cokelat 1. Parameter Sedimentasi
Pengukuran sedimen dilakukan selama 9 minggu pada sampel yang telah disimpan pada suhu 350C, 400C, dan 450C. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan seperti terlihat pada Tabel 1, nilai persentase sedimen terhadap sampel yang disimpan pada suhu 350C mengalami peningkatan yang konstan, sedangkan untuk suhu 400C dan suhu 450C sampel cenderung mengalami fluktuatif. Kenaikan sedimentasi ini diduga disebabkan oleh kerusakan protein dan bahan penstabil dalam produk sehingga masing-masing komponen cenderung terpisah atau tidak homogen lagi. Namun, perubahan persen sedimen yang tidak begitu besar berkaitan dengan penambahan pati termodifikasi sebagai stabilizer yang digunakan pada produk susu UHT cokelat.
Tabel 1. Persentase sedimen susu UHT cokelat setelah sentrifugasi pada 3000 RPM selama 10 menit dengan berbagai suhu perlakuan Minggu % sedimen susu setelah disimpan pada suhu
350C 400C 450C
Pati termodifikasi dalam produk susu berfungsi sebagai stabilizer dan agen pengental yang memiliki sifat toleran terhadap panas, dingin, dan asam. Penggunaan pati termodifikasi pada susu UHT, karena memiliki sifat yang tahan panas dan tekanan tinggi. Selain itu juga pati termodifikasi memiliki sifat tahan pembekuan dan suhu rendah selama proses distribusi dan penyimpanan (Anonim 2009).
7
panas (dinding inkubator) ke cairan dalam kemasan sampel. Sampel yang dekat dengan dinding inkubator akan menerima panas lebih cepat daripada sampel yang berada di pusat/tengah inkubator sehingga sampel yang dekat ke dinding menghasilkan endapan lebih cepat dan banyak daripada sampel yang berada di tengah pada waktu simpan yang sama
2. Parameter Warna
Warna merupakan parameter pertama yang terlihat oleh konsumen.sehingga parameter ini dapat menjadi acuan pertama yang digunakan konsumen dalam menilai mutu suatu produk pangan. Pada beberapa jenis produk, perubahan warna dapat menunjukkan perubahan nilai gizi, sehingga perubahan warna dapat dijadikan sebagai indikator untuk menunjukkan tingkat nilai gizi maksimum yang dapat diterima (Arpah, 2001).Oleh karena itu, perubahan warna yang signifikan dapat digunakan untuk memperkirakan lama penyimpanan dan keadaan mutu produk.
Pada minuman susu UHT cokelat ini, sampel memiliki nilai awal untuk L (kecerahan) sebesar 34,84, nilai a sebesar 9,33, dan nilai b sebesar 7,95. Parameter warna yang digunakan adalah warna L, karena merupakan warna yang dapat terlihat perubahannya secara kasat mata dibandingkan dengan warna a dan b.
Gambar 2. Nilai warna L (Lightness) susu UHT cokelat setelah penyimpanan selama 9 minggu
Dari Gambar di atas dapat dilihat bahwa nilai L (lightness) sampel pada semua suhu pengujian mengalami kenaikan dari nilai 34,85. Kenaikan nilai L terbesar terjadi pada sampel yang disimpan pada suhu 400C menjadi 36,12. Sedangkan sampel yang disimpan pada suhu 350C dan 450C memiliki nilai secara berturut-turut 35,35 dan 35,36. Terjadinya kenaikan dan perubahan warna diduga disebabkan oleh penyimpanan pada suhu tinggi, sehingga kelarutannya berkurang dan dapat menyebabkan pengendapan pada waktu yang lama.
8
American Dairy Product Institute (1994), susu skim dapat mengandung laktosa sekitar 51%. Laktosa merupakan gula pereduksi dikarenakan laktosa mempunyai gugus OH bebas yang reaktif pada atom nomor 1 pada gugus glukosanya. Winarno (2002) menyebutkan bahwa reaksi maillard adalah reaksi antara gula pereduksi dan gugus amina primer. Menurut Schwedt (2005) reaksi maillard dapat menghasilkan perubahan warna dan aroma serta merupakan indikator untuk suatu proses pemanasan bahan pangan. Namun, dalam susu UHT cokelat yang diujikan, tidak terjadi penurunan nilai L yang mengindikasikan bahwa tidak terjadinya reaksi Maillard di dalam produk.
3. Parameter TBA (Thiobarbituric Acid)
Uji ketengikan untuk pendugaan umur simpan dilakukan dengan mengukur nilai TBA. Pengamatan terhadap parameter ketengikan dilakukan selama 9 minggu pada 3 suhu berbeda yaitu 350C, 400C, dan 450C. Penyimpanan pada suhu tinggi ini diharapkan akan mempercepat kerusakan pada produk. Hasil pengamatan terhadap parameter ketengikan dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini.
Tabel 2. Nilai TBA susu UHT cokelat setelah analisis pada berbagai suhu perlakuan
Minggu Nilai TBA susu setelah disimpan pada suhu 350C 400C 450C
Dari Tabel di atas dapat dilihat bahwa nilai TBA selama 9 minggu penyimpanan pada suhu 350C, 400C, dan 450C seluruhnya mengalami kenaikan. Kenaikan terbesar terjadi pada sampel yang disimpan pada suhu 450C. Menurut Stapelfeldt et al. (1997), oksidasi lemak meningkat seiring dengan meningkatnya suhu penyimpanan yang ditandai peningkatan radikal bebas yaitu singlet oksigen dan bilangan TBA. Oksidasi lemak akan terjadi ketika singlet oksigen yang reaktif menyerang ikatan rangkap pada rantai asam lemak tidak jenuh. Singlet oksigen akan memicu oksidasi lemak yang dapat membentuk hidroperoksida dan dapat terdegradasi menjadi malonaldehid sebagai produk akhir oksidasi lemak yang terukur dengan bilangan TBA.
9 semakin kuat dengan semakin lamanya penyimpanan. Begitu pula dengan suhu penyimpanan, maka semakin tinggi suhu penyimpanan off flavor terdeteksi semakin kuat. Terjadinya off flavor dapat dikarenakan reaksi oksidasi pada produk yang dapat menyebabkan ketengikan. Reaksi oksidasi dapat dipercepat dengan adanya panas (Ketaren 2008), sehingga semakin tinggi suhu, off flavor terdeteksi semakin kuat (sangat berbeda dengan kontrol) yang ditunjukkan dengan skor aroma yang semakin tinggi. Produk oksidasi lemak dan hasil degradasinya dalam sistem emulsi akan terdistribusi dalam fase minyak, fase air, dan headspace. Hal ini secara langsung berpengaruh terhadap persepsi flavor dari produk makanan yang berupa emulsi (McClements, 1999). Menurut Raharjo (2006) intensitas aroma pada sistem emulsi dipengaruhi oleh jenis dan konsentrasi molekul senyawa volatil di dalam headspace. Senyawa hasil degradasi peroksida lemak cenderung lebih larut dalam fase minyak daripada dalam fase air. Selain itu perbedaan ukuran diameter globula minyak juga berpengaruh pada stabilitas oksidatif dalam emulsi (Gohtani et al, 1999). Oksidasi lemak dalam emulsi dipicu oleh reaksi oksidasi yang terjadi di permukaan globula atau lapisan antar muka (McClements 1999).
Menurut Raharjo (2006) struktur kimia dari lipida itu sendiri yang menjadi salah satu faktor utama yang menentukan terjadinya oksidasi lemak pada sistem emulsi. Salah satu cara untuk mencegah terjadinya oksidasi dalam sistem emulsi yaitu memilih lemak dengan ikatan rangkap sedikit atau tidak ada ikatan rangkapnya. Selain memilih lemak tepat, konsentrasi oksigen juga perlu diperhatikan. Oksidasi lemak melibatkan reaksi antara oksigen dan asam lemak tidak jenuh. Kelarutan oksigen tiga kali lebih tinggi pada sistem minyak daripada dalam air (Ke dan Ackman, 1973 dalam Raharjo 2006).
4. Parameter pH
Pengukuran pH yang dilakukan selama 9 minggu terhadap 3 suhu perlakuan menunjukkan bahwa nilai pH mengalami penurunan secara konstan.Penurunan nilai pH dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah ini.
Gambar 3. Nilai pHsusu UHT cokelat setelah pengamatan selama 9 minggu
Gambar di atas menunjukkan bahwa perubahan nilai pH terbesar terjadi pada sampel yang disimpan pada suhu 450C yaitu dari 6,84 menjadi
10
6,53. sedangkan pada suhu 350C dari 6,84 menjadi 6,61 dan sampel pada suhu 400C dari 6,84 menjadi 6,56. Apabila dibandingkan dengan spesifikasi produk yang dimiliki oleh PT. Danone Indonesia ketiga sampel sudah berada di luar batas yang diterima. Dimana batas nilai pH yang diterima adalah dari 6,76 sampai 6,96.
Perubahan nilai pH yang terjadi diduga karena adanya oksidasi lemak yang terjadi pada sampel. Oksidasi lemak meningkat seiring dengan meningkatnya suhu penyimpanan yang ditandai peningkatan radikal bebas yaitu singlet oksigen dan bilangan TBA (Stapelfeldt et al. 1997).Salah satu hasil dari oksidasi lemak adalah aldehida. Oksidasi aldehida menghasilkan asam dengan jumlah atom karbon yang sama (Hart 2003). Oleh karena itu pH sampel mengalami penurunan selama masa penyimpanan.
5. Uji Sensori
Uji sensori susu UHT cokelat menggunakan uji beda dari kontrol. Uji sensori dilakukan terhadap beberapa parameter, antara lain parameter rasa, warna, aroma, kekentalan, dan overall. Setelah dilakukan uji ANOVA menggunakan program SPSS maka parameter rasa susu UHT cokelat mulai dinyatakan berbeda dari kontrol di minggu ke-4 untuk produk yang disimpan pada suhu 450C, dan di minggu ke-6 untuk produk yang disimpan pada suhu 350C dan 400C. Parameter aroma dan warna mulai dinyatakan berbeda di minggu ke-5 pada suhu 450C, sedangkan pada dua suhu lainnya tidak dinyatakan berbeda hingga minggu ke-9. Parameter kekentalan mulai dinyatakan berbeda di minggu ke-7 pada produk yang disimpan pada suhu 450C.
Penentuan Parameter Kritis Penduga Umur Simpan
Menurut Kusnandar (2011), kriteria-kriteria dalam pemilihan parameter mutu untuk menentukan umur simpan suatu produk, yaitu: 1). Parameter mutu yang paling cepat mengalami penurunan selama penyimpanan yang ditunjukkan dengan nilai koefisien k mutlak atau nilai koefisien korelasi (R2) paling besar; 2). Parameter mutu yang paling sensitif terhadap perubahan suhu yang dilihat dari energi aktivasi (Ea) yang paling rendah; 3). Bila terdapat lebih dari satu parameter mutu yang memenuhi kriteria, maka dipilih parameter mutu yang memiliki umur simpan lebih pendek. Berdasarkan ketentuan tersebut, tingkat sensitifitas beberapa parameter tersebut dapat dilihat pada Tabel 3 di bawah ini.
11
Penentuan parameter kritis dilakukan dengan cara memilih parameter yang sensitif terhadap suhu penyimpanan dan memiliki linearitas yang baik. Berdasarkan data nilai linearitas yang terdapat dalam Tabel 3, menunjukkan bahwa parameter yang memiliki nilai R2 yang tinggi adalah parameter nilai pH. Oleh karena itu, parameter yang dapat digunakan untuk menduga umur simpan susu UHT cokelat adalah parameter pH.
Perhitungan umur simpan susu UHT cokelat terlebih dahulu dilakukan dengan mencari nilai persamaan regresi linear antara waktu penyimpanan dengan suhu penyimpanan dari parameter yang diuji. Adapun persamaan regresi linear dari parameter pH dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4.Persamaan regresi linear parameter pH.
Parameter Suhu (0C) Persamaan regresi linear
pH 35 y= -0.0037x + 1.9200
40 y= -0.0043x + 1.9173 45 y= -0.0051x + 1.9160
Penentuan umur simpan susu UHT cokelat dihitung menggunakan persamaan regresi linear dari parameter yang memiliki energi aktivasi yang paling rendah. Dari masing-masing persamaan tersebut dapat diperoleh nilai k yang dapat digunakan untuk menghitung umur simpan susu UHT cokelat. Nilai k diperoleh dari ln k = ln k0– (Ea/R)(1/T), dimana ln ko= intersep, Ea/R = slope. Nilai k yang diperoleh kemudian dimasukkan ke dalam persamaan kinetika reaksi berdasarkan orde reaksinya. Parameter nilai pH, warna, dan nilai TBA mengikuti reaksi orde satu, sehingga persamaan umur simpannya yaitu Ln At= Ln A0 + k.t. Parameter Arrhenius perubahan nilai pH dapat dilihat pada Tabel 5. Sedangkan kurva hubungan perubahan nilai parameter terhadap suhu penyimpanan dapat dilihat pada Gambar 4.
Tabel 5. Parameter Arrhenius perubahan nilai pH.
Parameter T (K) 1/T (1/K) K ln k
pH 308 0.0032 0.0037 -5.5994
313 0.0032 0.0043 -5.4491
12
Gambar 4. Kurva hubungan perubahan nilai pH (ln k) terhadap suhu penyimpanan (1/T)
Dari kurva di atas, maka didapatkan persamaan linear yang dapat digunakan untuk menghitung nilai k yang dapat digunakan untuk menentukan umur simpan produk. Selain itu, nilak k juga dapat digunakan untuk menentukan nilai energi aktivasi agar dapat memilih parameter kritis untuk menduga umur simpan produk susu UHT cokelat. Persamaan linear dan nilai energi aktivasi kedua parameter di atas dapat dilihat pada Tabel di bawah ini.
Tabel 6. Persamaan linear plot arrhenius dan nilai energi aktivasi pH dan TBA. Parameter Suhu
Nilai energi aktivasi diperoleh dengan cara mengalikan nilai Ln ko dengan tetapan R sebesar 1,986. Berdasarkan data di atas, dapat dilihat bahwa energi aktivasi parameter pH memiliki nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan nilai energi aktivasi TBA. Penentuan parameter kritis dari susu UHT cokelat dilakukan dengan menentukan nilai energi aktivasi yang lebih rendah, sehingga yang menjadi parameter kritis untuk menduga umur simpan minuman susu UHT cokelat ini adalah parameter pH.
Penentuan Umur Simpan
Parameter pH merupakan parameter kritis yang akan digunakan dalam menghitung umur simpan produk susu UHT cokelat. Penetapan parameter pH sebagai parameter kritis karena memiliki nilai R2 yang paling besar dan memiliki nilai energi aktivasi yang rendah, sehingga sesuai untuk digunakan dalam menduga umur simpan produk. Perhitungan umur simpan dapat mengikuti
y = -3,141.77x + 4.60
0.0031 0.0032 0.0032 0.0033 0.0033
Ln
k
1/T
ln k
13 persamaan kinetika reaksi Ln At= Ln A0 + k.t untuk produk yang memiliki orde reaksi satu. Hasil perhitungan umur simpan susu UHT cokelat pada berbagai suhu penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 7. Semakin tinggi suhu penyimpanan, maka umur simpan susu UHT cokelat akan semakin pendek.
Tabel 7. Hasil perhitungan umur simpan susu UHT cokelat di berbagai suhu dengan parameter kritis nilai pH
Parameter 0 Suhu Nilai k Umur Simpan
C K Hari Minggu
pH
25 298 0.0026 126 18
30 303 0.0031 105 15
35 308 0.0037 91 13
40 313 0.0043 77 11
45 318 0.0051 63 9
Berdasarkan hasil perhitungan, umur simpan produk susu UHT cokelat yang dipakai adalah pada suhu 300C yang mewakili suhu ruang pada umumnya yaitu selama 15 minggu.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu penyimpanan maka laju kerusakan susu UHT cokelat akan semakin cepat sehingga akan mempersingkat umur simpannya. Pada suhu 450C laju kerusakan susu UHT cokelat terjadi paling cepat sedangkan pada suhu 350C laju kerusakannya paling lambat. Nilai energi aktivasi untuk parameter nilai pH adalah 6.239,56(kal/mol), dan energi aktivasi parameter nilai TBA adalah 9.124,34 (kal/mol). Nilai energi aktivasi yang sesuai dan dapat untuk menghitung umur simpan terdapat pada parameter pH. Hasil perhitungan umur simpan susu UHT cokelat berdasarkan parameter nilai pH memiliki umur simpan selama 15 minggu pada suhu 300C.
Saran
14
DAFTAR PUSTAKA
American Dairy Products Institue. 1994. Standard for Grades of Dry Milks Including Methods of Analysis, Bulletin 916, American Dairy Products Institue, Chicago, IL.
Anonim. 2009. Aplikasi Pati [Internet]. [diacu 2013 November 28]. Tersedia dari: http://www.ftpitp09.blogdetik.com/.../4-aplikasi-pati...
Arpah M. 2001. Penentuan Kedaluwarsa Produk Pangan. Program Studi Ilmu Pangan, Institut Pertanian Bogor.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1988. SNI 01-3950-1998 tentang susu UHT (Ultra High Temperature). Jakarta (ID): Badan Standardisasi Nasional.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1998. SNI 1-2782-1998. Metode Pengujian Susu Segar. Jakarta (ID): Badan Standardisasi Nasional.
Ellis MJ. 1994. The Methodology of Shelf Life Determination. In: Man CMD, Jones AA (ed). Shelf Life Evaluation of Foods. London: Blackie Academic and Professional. Pp 27-39.
Eskin NAM, Robinson DS. 2001. Shelf Life Stability: Chemical, Biochemical and Microbiological Changes. CRC Press LLC inc., Florida, USA.
Gohtani S, Sirendi M, Yamamoto N, Kajikawa K, Yamano Y. 1999. Effect of Droplet Size on Oxidation of Docosahexaenoic Acid in Emulsion System. J Disp Sci. Tech 20: 1319-1325
Hart H. 2003. Kimia Organik, Suatu Kuliah Singkat. Jakarta: Erlangga
Haryadi P. 2004. Pendugaan Waktu Kadaluarsa (Shelf Life) Bahan dan Produk Pangan.Pusat Studi Pangan dan Gizi, IPB. Bogor.
Herawati H. 2008. Penentuan Umur Simpan Produk Pangan. Jurnal Litbang Pertanian, 27(4):124-130.
Ke and Ackman. 1973. Dalam: Kerusakan Oksidatif Pada Makanan: Raharjo, S. Jakarta: PT Gramedia Widiasarana Indonesia
Ketaren S. 2008. Minyak dan Lemak Pangan. Jakarta: UI Press Universitas Indonesia
Kusnandar F. 2011. Pendugaan Umur Simpan Produk Pangan dengan Metode Accelerated Shelf Life Testing.
McClements DJ. 1999. Food Emulsion Principles, Practices, and Techniques. New York : CRC Press
Nurkhoeriyati T. 2007. Perubahan Sifat Fisikokimia dan Pendugaan Umur Simpan Minuman Fungsional Susu Skim yang Disuplementasi Tepung Kedelai Kaya Isoflavon serta Difortifikasi Vitamin C dan E [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
15 Robertson GL. 1993. Food Packaging: Principles and Practices. Marcel Dekker
Inc., New York.
Schwedt G. 2005. Taschenatlas der Lebensmittelchemie. WILEY-VECH Verlag, Weinheim.
Stapelfeldt H, Nielsen BR, and Skibsted, L. H. 1997. Early Prediction of The Shelf-Life of Medium-Heat Whole Milk Powders Using Stepwise Multiple Regression and Principal Component Analysai. International Dairy Jurnal, 7 (3), 341-348.
16
Lampiran 1.Hasil uji ANOVA untuk parameter aroma suhu 450C
ANOVA
Skor
Sum of Squares df Mean Square F Sig.
Between Groups 8.450 1 8.450 8.403 .010
Within Groups 18.100 18 1.006
Total 26.550 19
Lampiran 2.Hasil uji ANOVA untuk parameter warna suhu 450C
ANOVA
Skor
Sum of Squares df Mean Square F Sig.
Between Groups 2.450 1 2.450 4.742 .043
Within Groups 9.300 18 .517
Total 11.750 19
Lampiran 3.Hasil uji ANOVA dan uji lanjut Dunnets untuk parameter rasa
ANOVA
Skor
Sum of Squares df Mean Square F Sig.
Between Groups 17.475 3 5.825 9.320 .000
Within Groups 22.500 36 .625
Total 39.975 39
Post Hoc Tests
Multiple Comparisons
Skor
Dunnett t (2-sided)
(I)
Sampel (J)
Sampel
Mean Difference
(I-J) Std. Error Sig.
95% Confidence Interval
Lower Bound Upper Bound
35 0 .900* .354 .040 .03 1.77
40 0 1.500* .354 .000 .63 2.37
45 0 1.700* .354 .000 .83 2.57
17 Lampiran 4. Hasil uji ANOVA untuk parameter kekentalan suhu 450C
ANOVA
Skor
Sum of Squares df Mean Square F Sig.
Between Groups 2.450 1 2.450 6.785 .018
Within Groups 6.500 18 .361
Total 8.950 19
Lampiran 5. Kuisioner uji sensori beda dari kontrol
UJI BEDA DARI KONTROL
Nama : Tanggal :
Sampel : Susu UHT Cokelat
Tujuan: Mengetahui tingkat perbedaan antara control dengan sampel yang diuji Instruksi :
Dihadapan anda terdapat 5 sampel susu UHT Cokelat, satu sampel sebagai kontrol dan 4 sampel lainnya sebagai sampel uji (berkode). Anda diminta menguji secara berpasangan untuk mengetahui adakah perbedaan diantaranya dan seberapa besar bedanya. Caranya: ambil sampel kontrol lalu lakukan pengamatan pada parameter warna, aroma, rasa, dan kekentalan. Kemudian netralkan mulut dengan air putih dan amati satu sampel yang terdapat dekat dengan anda pada parameter yang sama. Berikan penilaian pada kolom yang disediakan dengan ketentuan : 1 (tidak beda/sama), 2 (sedikit berbeda), 3 (agak berbeda), 4 (moderat), 5 (cukup besar), 6 (besar), dan 7 (sangat besar). Selesai sampel 1, lakukan hal yang sama pada sampel berikutnya. Tuliskan komentar anda terutama pada perbedaan yang terdeteksi.
Parameter yang diamati
Kode sampel
Warna Aroma Rasa Kekentalan Overall
18
Lampiran 6. Data Pengukuran pH
Minggu
Pengamatan Suhu Ulangan pH Rata-rata
19 Lampiran7. Data pengukuran persen sedimen
Minggu
Pengamatan Suhu Ulangan %sedimen Rata-rata
20
Lampiran 8. Data pengukuran bilangan TBA
Minggu
Pengamatan Suhu Ulangan
21 Lampiran 9. Data pengukuran warna chromameter a
Minggu
Pengamatan Suhu Ulangan Chroma a Rata-rata
22
Lampiran 10. Data pengukuran warna chromameter b
Minggu
23 Lampiran 11. Data pengukuran warna chromameter L
Minggu
Pengamatan Suhu Ulangan Chroma L Rata-rata
24
Lampiran 12. Data Hasil evaluasi sensori beda dari kontrol minggu 0-9 MINGGU 0
Panelis Warna Aroma Rasa Kekentalan
K 35 40 45 K 35 40 45 K 35 40 45 K 35 40 45
Panelis Warna Aroma Rasa Kekentalan
25 MINGGU 3
Panelis Warna Aroma Rasa Kekentalan
26
MINGGU 6
Panelis Warna Aroma Rasa Kekentalan
27 MINGGU 9
Panelis Warna Aroma Rasa Kekentalan
28
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi, 9 Mei 1992 dan merupakan anak tunggal dari pasangan Zakaria (alm.) dan Khairani (almh.). Pendidikan formal di tempuh penulis di SDN Pakujajar Cipta Bina Mandiri, SMP Negeri 1 Kota Sukabumi, SMA Negeri 1 Kota Sukabumi, dan terdaftar sebagai mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian melalui jalur USMI (Ujian Seleksi Masuk IPB) pada tahun 2009.
Selama masa kuliah penulis aktif dalam kegiatan kepanitian yang diselenggarakan oleh HIMITEPA (Himpunan Mahasiswa Teknologi Pangan). Penulis pernah menjadi panitia dalam acara: ACCESS (Stadium general untuk mahasiswa dan alumni Ilmu dan Teknologi Pangan) divisi konsumsi (2010), Pelatihan Sistem Manajemen Pangan Halal (PLASMA) divisi logistik dan transportasi (2011), Lomba Cepat Tepat Ilmu Pangan (LCTIP) divisi faspro (2011), BAUR (2011) divisi Logstran, Orde dan Malam Keramat (2012) divisi dana usaha, dan IFOODEX (Indonesian Food Expo) divisi logstran (2012). Penulis pun aktif sebagai asisten praktikum Teknologi Pengolahan Pangan. Selama masa kuliah penulis meraih beasiswa Penunjang Prestasi Akademik (PPA) (2010-2011) dan Bantuan Belajar Mahasiswa(BBM) IPB (2011-2013).
Penulis mengakhiri masa studi di IPB dengan menyelesaikan skripsi yang
berjudul “Pendugaan Umur Simpan Susu UH Cokelat dengan Metode
