BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 WAKTU DAN TEMPAT
Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari 2011 hingga Mei 2011. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Pilot Plant Pusat Antar Universitas (PAU) untuk pembuatan margarin, Laboratorium Minyak Seafast Center IPB untuk analisis konsistensi, Laboratorium Evaluasi Sensori PAU untuk pengujian organoleptik, Laboratorium Pengohan Pangan untuk analisis fisik penetrasi, dan Laboratorium Kimia-Biokimia untuk analisis kimia produk margarin.
3.2 BAHAN DAN ALAT
Bahan yang digunakan dalam pengembangan margarin beraroma adalah fraksi stearin danfraksi olein dari Refined bleached deodorized palm oil (RBDPO) atau minyak sawit yang dimurnikan dari PT Intiboga Sejahtera Jakarta dan diperoleh dari lini produksi yang sama, gliserol monostearat (GMS) sebagai emulsifier, karboksi metil selulosa (CMC) sebagai stabilizer, air, es batu, garam, antioksidan
Butylated hydroxyanisole (BHA) dan Tertiary Butylhydroquinone (TBHQ), pewarna bewarna kuning telur merk ”Cross” dari PT Diva Jakarta, dan flavor panili dari PT Diva Jakarta. Bahan yang digunakan untuk analisis adalah air destilata, pereaksi Hanus (dibuat dari I2 yang dilarutkan dalam
asam asetat glasial), heksana, etanol netral 95%, indikator phenolftalein (PP), NaOH 0.1N, kloroform, asam asetat glasial, akuades, natrium tiosulfat (Na2S2O3) 0.1 N, indikator pati 1 %, KOH-alkohol, HCl
0.5 N, KI jenuh, dan KI 15%. Margarin komersial merk ”Forvita” sebagai margarin pembanding. Flavor panili disimpan di refrigerator untuk menjaga kualitasnya. Bahan pengemas margarin adalah cup plastik berbahan polipropilen (PP).
Alat yang digunakan di dalam penelitian ini adalah peralatan gelas (pipet Mohr, gelas piala, gelas ukur, erlenmeyer, dan lain-lain), sudip, pipet mikro 0-100µl, termometer, water bath, hot plate, biuret, refrigerator bersuhu 7-10 oC, homogenizer Armfield tipe rotor-stator, sentrifuse 5810R Eppendorf, timbangan analitik Precisa XT220A, Chromameter Minolta CR 300, Rotovisco RV 20 Haake Fisons sensor SV 2, penetrometer probe corong Precision Scientific Petroleum Instruments, dan probe corong dengan bobot 35.0095 gram.
3.3 METODE PENELITIAN
Penelitian pengembangan produk margarin beraroma panili ini dilakukan dalam tiga tahap. Gambar 6 menunjukkan diagram alir tahapan dari penelitian ini. Tahap pertama adalah penelitian pendahuluan, yang meliputi karakterisasi bahan baku yang digunakan, penentuan ambang batas (threshold) flavor panili yang digunakan, dan penentuan rentang perbandingan stearin olein yang digunakan. Tahap kedua adalah produksi margarin untuk menentukan formula terbaik dari perlakuan perbandingan stearin olein serta konsentrasi flavor panili. Formula yang digunakan dalam pembuatan margarin ini didasarkan pada hasil penelitian pendahuluan yang telah dilakukan sebelumnya. Tahap ketiga adalah analisis stabilitas, fisik, kimia, dan organoleptik dari setiap formula margarin. Formula margarin terbaik dan terpilih didasarkan dari hasil terbaik dari keempat analisis yang dilakukan terhadap produk margarin.
16 Tahap I
Tahap II
Tahap III
Gambar 6. Diagram alir tahap penelitian
3.3.1 PENELITIAN PENDAHULUAN
3.2.1.1 Karakterisasi Bahan BakuAnalisis bahan baku utama margarin, fraksi stearin dan fraksi olein dari Refined bleached deodorized palm oil (RBDPO) atau minyak sawit yang telah dimurnikan. Analisis yang dilakukan adalah bilangan iod awal untuk mengetahui tingkat kejenuhan bahan baku yang digunakan, bilangan asam awal untuk mengetahui tingkat hidrolisis bahan baku yang digunakan, dan bilangan peroksida awal untuk mengetahui tingkat oksidadi bahan baku yang digunakan. Setiap analisis dilakukan dua kali ulangan dan masing-masing secara duplo.
3.2.1.2 Penentuan Ambang Batas Flavor Panili
Ambang batas bau panili ditentukan berdasarkan ambang deteksi dan ambang pengenalan. Ambang deteksi adalah stimulus terendah yang mampu menghasilkan kesan tertentu, sedangkan ambang pengenalan adalah level dari suatu stimulus spesifik yang dapat dikenali dan diindentifikasi. Ambang deteksi ditentukan ketika 50% dari populasi sudah dapat merasakan stimulus yang diberikan dalam hal ini bau dari flavor panili, sedangkan ambang pengenalan ditentukan melalui metode Best Estimate Threshold (BET). Terdapat 10 konsentrasi flavor panili. Seri konsentrasi yang digunakan untuk pengujian ambang stimulus flavor panili yaitu 0%, 0.003%, 0.006%, 0.009%, 0.03%, 0.06%, 0.09%, 0.3%, 0.6%, dan 0.9%. Panelis diminta membau kesepuluh seri konsentrasi flavor panili berdasarkan urutan yang telah ditentukan. Panelis yang digunakan sebanyak 30 orang. Kemudian dipilih tiga konsentrasi flavor panili untuk penelitian lanjutan.
3.2.1.3 Penetuan Rentang Perlakuan Stearin dan Olein
Penentuan rentang perlakuan stearin dan olein ditentukan dengan mengamati kemampuan daya oles berbagai perbandingan stearin dan olein setelah disimpan selama 90 dan 150 menit di dalam lemari es atau refrigerator bersuhu 7-10 oC. Terdapat 11 perbandingan stearin dan olein yang
Penelitian Pendahuluan (karakterisasi bahan baku, penentuan threshold flavor panili, dan penentuan rentang perbandingan stearin olein)
Produksi margarin berdasarkan perlakuan perbandingan stearin olein dan perlakuan
konsentrasi flavor panili
Satu formula terbaik
Analisis stabilitas emulsi , fisik (warna, daya oles, karakterisasi fluida), kimia (bilangan asam,
bilangan iod, bilangan peroksida), organoleptik (uji rating dan uji rating hedonik)
17 diujikan. Perbandingan stearin dan olein yang digunakan adalah 100%:0%, 95%:5%, 90%:10%, 85%:15%, 80%:20%, 75%:25%, 70%: 30%, 65%:35%, 60%:40%, 55%:45%, dan 50%:50%. Setiap perbandingan stearin olein dibuat dua kali ulangan. Pengamatan daya oles dilakukan secara objektif dengan menggunakan alat penetrometer probe corong untuk menusuk campuran stearin dan olein selama 10 detik pada kedalaman tertentu. Rentang perbandingan yang dipilih adalah yang memberikan daya penetrasi terbaik. Kemudian dipilih tiga perbandingan stearin dan olein untuk penelitian lanjutan.
3.3.2 PEMBUATAN MARGARIN
Margarin diproduksi dari fraksi stearin dan fraksi olein Refined bleached deodorized palm oil
(RBDPO) atau minyak sawit yang telah dimurnikan. Margarin diproduksi sesuai dengan hasil dari penelitian pendahuluan, yaitu terdapat tiga perbandingan stearin olein dan tiga pemberian konsentrasi flavor panili. Total terdapat 9 formula yang dibuat. Semua pembuatannya dilakukan dua kali ulangan. Metode pembuatan margarin beraroma panili, 9 formula, diurutkan berdasarkan sistem lotre atau pengocokan baik untuk ulangan pertama maupun ulangan kedua. Formula terbaik ditentukan berdasarkan analisis stabilitas, fisik, dan kimia serta hasil dari pengujian secara organoleptik. Gambar 7 menunjukkan diagram alir proses pembuatan margarin.
Gambar 7. Diagram alir metode pembuatan margarin
3.3.3 ANALISIS STABILITAS, FISIK, KIMIA, DAN ORGANOLEPTIK
3.3.3.1 Analisis Stabilitas Emulsi Metode Yasumatsu et al. 1972
Analisis stabilitas dilakukan untuk mengetahui kestabilan emulsi yang terbentuk antara minyak dan air. Contoh margarin yang telah dipanaskan dalam penangas air bersuhu 80 oC selama 30 menit diambil 10 ml, kemudian disentrifugasi (dengan tabung berskala 10 ml) dengan kecepatan 2700 rpm selama 10 menit. Volume campuran yang masih membentuk emulsi diukur dan stabilitas emulsi dihitung dengan rumus:
Fase Minyak (82%) + emulsifier GMS 0.1% (b/v) + stabilizer CMC 0.025% (b/v) + antioksidan (50 ppm BHA dan 50 ppm TBHQ) diaduk sampai homogen (30 detik)
Fase Air (18%) + garam 3% (b/v) + pewarna makanan kuning (0.3%) + flavor panili dengan berbagai konsentrasi diaduk sampai homogen (30 detik)
Pencampuran
Tempering (didiamkan) pada suhu 5-7 oC selama 2x24 jam Pengemasan dengan cup polipropilen (PP)
Pengadukan dengan homogenizer (8000 rpm), wadah gelas diselimuti air dingin (17-22 oC) selama 15 menit
18 Stabilitas emulsi (%) = (ml) campuran total Volume 100 x (ml) teremulsi yang campuran Volume 3.3.3.2 Analisis Fisik
3.3.3.2.1 Warna dengan Alat Chromameter
Warna permukaan margarin diukur dengan menggunakan Chromameter Minolta CR 300. Alat ini menganalisis warna secara tristimulus untuk mengukur warna yang dipantulkan oleh suatu permukaan. Nilai yang ditunjukkan oleh alat ini adalah nilai L, a, dan b. L menunjukkan kecerahan, a menujukkan kemerahan atau kehijauan, dan b menunjukkan kekuningan atau kebiruan. Semua sampel dilakukan secara duplo dengan tiga kali pengukuran. Tabel 10 menunjukkan hubungan antara
oHue dengan warna yang nampak. Dari nilai a dan b kemudian dihitung nilai Chroma dan oHue
berdasarkan persamaan: Chroma = √(a2 + b2)
oHue = tan-1 (b/a)
oHue menunjukkan warna margarin, sedangkan nilai Chroma menunjukkan intensitas warna margarin.
Tabel 10. Hubungan oHue dengan warna yang nampak
oHue Warna Sampel
18o - 54o red (R)
54o - 90o yellow red (YR)
90o - 126o yellow (Y) 126o - 162o yellow green (YG) 162o - 198o green (G) 198o - 234o blue green (BG) 234o - 270o blue (B) 270o - 306o blue purple (BP) 306o - 342o purple (P) 342o - 18o red purple (RP)
3.2.3.2.1 Daya Oles dengan alat Penetrometer
Pengukuran daya oles dilakukan dengan menggunakan penetrometer probe corong dan tanpa digunakan beban. Hasil pengukuran kedalaman probe menusuk contoh margarin selama 10 detik berkorelasi langsung dengan kemudahan margarin untuk dioles. Semakin dalam probe corong menusuk contoh, maka margarin tersebut akan semakin mudah dioles. Setiap sampel diukur dua kali pengukuran.
3.2.3.2.3 Karakterisasi Sifat Aliran Fluida dan Viskositas Metode Haake
Karakterisasi sifat aliran fluida dan viskositas margarin diukur dengan alat Haake Rotovisco RV20, perangkat lunak ROT versi 2.4, pada suhu laboratorium (25oC). Sensor yang digunakan adalah SV 2 dengan shear rate 0-10 (1/s) dan waktu pengukuran selama 10 menit. Terdapat 30 titik yang diukur selama pengukuran. Prinsip pengukuran viskositas dilakukan dengan memberikan shear rate
pada margarin selama waktu tertentu, sehingga diketahui nilai kekentalannya (apparent viscosity) selama pengukuran. Dengan analisis hubungan antara shear rate dan shear stress yang terukur, dapat diketahui karakteristik fluidanya yaitu nilai indeks aliran (n) dan indeks kekentalan (K). Perhitungan nilai indeks aliran (n) menggunakan model persamaan Power Law. Berdasarkan data yang diperoleh
19 dapat diketahui sifat aliran fluida dan viskositas margarin. Model Power Law yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
τ = K(γ)n
atau log(τ) = log K + nlog(γ)
dengan:
τ = gaya geser (shear stress) γ = laju geser (shear rate) K = indeks kekentalan
n = indeks aliran atau indeks tingkah laku
3.2.3.3 Analisis Kimia
3.2.3.3.1 Bilangan Asam (SNI 01-3555-1998)
Contoh margarin yang diuji ditimbang sebanyak 2 gram di dalam erlenmeyer 250 ml. Kemudian ditambah 50 ml alkohol netral 95% dan dipanaskan selama 10 menit di atas hot plate sambil diaduk. Larutan ini kemudian dititrasi dengan larutan standar NaOH 0,1 N dan menggunakana indikator phenolpthalein 1% sampai tepat berwarna merah muda. Selanjutnya, dihitung jumlah miligram NaOH yang digunakan untuk menetralkan asam lemak dalam gram minyak. Bilangan asam dinyatakan sebagai mg NaOH/gram dihitung sampai dua desimal dengan menggunakan rumus:
Bilangan asam (mg NaOH/g minyak) = W 40 x N x V dengan: V = Volume NaOH (ml)
N = Normalitas NaOH hasil standarisasi W = Berat contoh (g)
3.2.3.3.2 Bilangan Peroksida (AOAC, 1995)
Contoh margarin yang diuji ditimbang sebanyak 5 gram ke dalam erlenmeyer 250 ml, kemudian dilarutkan dalam 30 ml campuran larutan asam asetat glasial dan klorofom (3 : 2), campuran dikocok sampai larut. Setelah larut ditambahkan 0,5 ml larutan KI jenuh, ditambahkan 30 ml akuades, dikocok 1 menit dan didiamkan dalam ruang gelap selama 15 menit. Selanjutnya dititrasi dengan natrium tiosulfat 0,1 N sampai warna kuning hilang, kemudian ditambahkan 0,5 ml indikator pati 1 % dan dititrasi hingga warna biru hilang. Penetapan blanko dengan cara yang sama hanya tidak menggunakan sampel. Perhitungan bilangan peroksida menggunakan rumus:
Bilangan Peroksida (meq/kg contoh) = 1000 W N x Vb) -(Vs dengan:
Vs = Volume natrium tiosulfat untuk titrasi contoh (ml) Vb = Volume natrium tiosulfat untuk titrasi blanko (ml) N = Normalitas natrium tiosulfat (N)
20
3.2.3.3.3 Bilangan Iod (AOAC, 1999)
Contoh margarin yang diuji ditimbang sebanyak 0.5 gram ke dalam erlenmeyer 250 ml bertutup, kemudian ditambahkan 10 ml kloroform dan 25 ml pereaksi Hanus dan dibiarkan selama 30 menit di dalam ruang gelap, dikocok sekali-kali. Setelah reaksi sempurna ditambahkan 10 ml larutan KI 15%, ditambahkan 100 ml akuades, dikocok 1 menit dan didiamkan dalam ruang gelap selama 15 menit. Selanjutnya dititrasi dengan natrium tiosulfat 0,1 N sampai warna kuning hilang, kemudian ditambahkan 0,5 ml indikator pati 1 % dan dititrasi hingga warna biru hilang. Penetapan blanko dengan cara yang sama hanya tidak menggunakan sampel. Perhitungan bilangan iod menggunakan rumus: Bilangan Iod = W 12.69 x N x Vs) -(Vb dengan:
Bilangan Iod = jumlah gram iod yang mengadisi 100 gram lipid 12.69 = berat molekul I2
Vs = Volume natrium tiosulfat untuk titrasi contoh (ml) Vb = Volume natrium tiosulfat untuk titrasi blanko (ml) N = Normalitas natrium tiosulfat (N)
W = Berat contoh (g)
3.2.3.4 Analisis Organoleptik
Penelitian ini menggunakan dua uji organoleptik yaitu uji rating hedonik dan uji rating. Masing-masing menggunakan 35 orang panelis. Panelis diminta tanggapannya terhadap sembilan formula margarin dan satu margarin komersial. Sampel margarin disajikan satu per satu dengan urutan yang telah ditentukan dan diberi kode berdasarkan angka acak. Pengujian menggunakan pembawa (carrier) berupa roti tawar merk ”Jawara”. Roti tawar yang digunakan merupakan setengah bagian roti tawar utuh dengan ukuran 5.5 cm x 4.5 cm atau dengan bobot ± 16 gram. Panelis diminta mengoles ± 10 gram margarin di atas roti tawar, kemudian diminta responnya. Penyajian dilakukan pada margarin sesaat setelah dikeluarkan dari refrigerator dengan rentang waktu penyajian maksimal 20 menit.
Uji penerimaan dilakukan dengan uji rating hedonik terhadap beberapa kriteria mutu, yaitu warna, aroma, rasa, daya oles, dan penerimaan umum dari margarin. Panelis diminta menyatakan tanggapan pribadi tentang kesukaan atau ketidaksukaan terhadap produk margarin. Penerimaan panelis terhadap produk margarin dinyatakan dalam checklist respon dalam skala katagori terhadap tujuh kriteria penerimaan. Adapun ketujuh kriteria penerimaan tersebut disajikan dalam Tabel 11. Selain itu, untuk menilai intensitas dari mutu margarin yang meliputi daya oles, aroma, dan kehalusan dari margarin dilakukan dengan uji rating. Penilaian panelis terhadap kriteria mutu produk margarin dinyatakan dalam checklist respon dalam skala katagori terhadap tujuh kriteria mutu. Adapun ketujuh kriteria mutu tersebut berbeda untuk setiap kriteria mutu yang diujikan. Tabel 11 menunjukkan kriteria untuk untuk setiap atribut yang diujikan yang meliputi daya oles, aroma, dan kehalusan.
21 Tabel 11. Skala katagori untuk uji rating hedonik dan uji rating
Skala Uji Rating Hedonik
Uji Rating
Daya Oles Aroma Kehalusan 1 Sangat tidak suka Sangat sulit dioles Sangat lemah Sangat kasar 2 Tidak suka Sulit dioles Lemah Kasar 3 Agak tidak suka Agak sulit dioles Agak Lemah Agak kasar 4 Netral Netral Netral Netral 5 Agak Suka Agak mudah dioles Agak kuat Agak halus 6 Suka Mudah dioles Kuat Halus 7 Sangat Suka Sangat mudah dioles Sangat kuat Sangat halus
3.4 RANCANGAN PERCOBAAN
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak lengkap (RAL) faktorial dengan dua perlakuan yaitu perbandingan stearin dan olein (kode: S) serta perlakuan konsentrasi flavor panili yang digunakan (kode: P). Masing-masing perlakuan dilakukan 2 kali ulangan. Perlakuan perbandingan stearin dan olein serta perlakuan konsentrasi flavor panili ditentukan berdasarkan penelitian pendahuluan yang dilakukan. Terdapat tiga taraf untuk perbandingan stearin dan olein, serta tiga taraf untuk konsentrasi flavor panili. Perlakuan perbandingan stearin dan olein diberi kode: S1, S2, dan S3, sedangkan perlakuan konsentrasi flavor
panili diberi kode: P1, P2, dan P3. Tabel 12 menunjukkan matriks pengujian yang dilakukan selama
penelitian. Berdasarkan tabel tersebut terlihat bahwa terdapat sembilan kombinasi formulasi yang dilakukan selama penelitian. Sembilan kombinasi ini merupakan jumlah formulasi yang harus dibuat. Pembuatan kesembilan formulasi ini dilakukan secara acak dan diurutkan berdasarkan sistem lotre atau pengocokan baik untuk ulangan pertama maupun untuk ulangan kedua. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan kondisi yang sama selama pengujian, sehingga hasil yang berbeda hanya didapat dari perlakuan yang diujikan.
Model umum rancangan percobaan adalah sebagai berikut:
Yijk = μ + Si + Pj + SPij + εijk
Keterangan
Yij = nilai pengamatan pada perlakuan perbandingan stearin dan olein taraf ke-i dan konsentrasi
flavor panili taraf ke-j pada ulangan ke-k µ = nilai rataan umum
Si = pengaruh perlakuan perbandingan stearin dan olein taraf ke-i
Pj = pengaruh perlakuan konsentrasi flavor panili taraf ke-j
SPij = interaksi pengaruh perbandingan stearin dan olein taraf ke-i dan perlakuan konsentrasi
flavor panili taraf ke-j εijk = galat percobaan
i = perbandingan stearin dan olein j = konsentrasi flavor panili k = ulangan 1 dan ulangan 2
22 Tabel 12. Matriks pengujian penelitian
Konsentrasi flavor panili
P1 P2 P3
Perbandingan stearin dan olein S1
S1P1 S1P2 S1P3
S2
S2P1 S2P2 S2P3
S3 S3P1 S3P2 S3P3
3.5 PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA
Hasil dari uji organoleptik rating hedonik terhadap warna, aroma, rasa, daya oles, dan penerimaan umum dari margarin dianalisis menggunakan sidik ragam (ANOVA) untuk melihat respon panelis terhadap perlakuan perbandingan stearin olein dan perlakuan konsentrasi flavor panili. Jika terdapat perbedaan yang nyata pada hasil analisis maka dilanjutkan dengan uji lanjut Tukey’s HSD Multiple Comparison Test. Hasil dari uji organoleptik rating terhadap daya oles, aroma, dan kehalusan dari margarin dianalisis menggunakan sidik ragam (ANOVA) untuk melihat respon panelis terhadap perlakuan perbandingan stearin olein dan perlakuan konsentrasi flavor panili. Jika terdapat perbedaan yang nyata pada hasil analisis maka dilanjutkan dengan uji lanjut LSD Multiple Comparison Test
(Meilgard et al, 1999). Hasil analisis sifat fisik, sifat kimia, dan stabilitas dari produk margarin diuji dengan menggunakan sidik ragam (ANOVA) untuk melihat pengaruh perlakuan yang diberikan terhadap kandungan produk margarin beraroma yang dihasilkan. Jika terdapat perbedaan yang nyata pada hasil analisis maka dilanjutkan dengan uji lanjut Beda Nyata Jujur (BNJ). Taraf signifikasi yang digunakan sebesar 5%, sehingga tingkat kepercayaannya sebesar 95%.
