III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Bahan dan Alat
Bahan baku yang digunakan adalah sorgum varietas B100 yang didapatkan dari BATAN. Selain itu bahan baku utama lainnya adalah MOCAF yang didapatkan dari koperasi Gemah Ripah Loh Jinawi, Trenggalek, CMC, dan GMS, serta bahan-bahan untuk analisis kimia.
Alat-alat yang digunakan dalam pembuatan antara lain: ekstruder ulir ganda (Berto Industry BEX-DS-2256), alat sosoh, pin disc mill (type Y2112M-2 merk Bartex Electric Motor), alat bantu (baskom, mixer, sendok pengaduk), serta alat-alat yang digunakan untuk analisis fisik dan kimia. Alat-alat tersebut antara lain penggaris, mangkuk, oven, tanur, cawan alumunium, cawan porselen, desikator, neraca analitik, mortar, penyaring vakum, pendingin balik, sudip, gegep, penangas, sentrifuse, Whiteness Meter model C-100 dan texture analizer (Stabel Micro Systems LTD ).
3.2 Tahapan Penelitian
Penelitian ini dimulai dengan tahapan formulasi bahan baku utama yaitu tepung sorgum, MOCAF dan ubi. Kemudian pada nasi dari formulasi yang telah dibuat, dilakukan uji rating hedonik dengan kriteria atribut secara keseluruhan, formula dengan penilaian tertinggi dari panelis akan dijadikan sebagai formula bahan baku pada tahapan selanjutnya. Tahapan selanjutnya adalah memformulasikan air, GMS dan CMC. Pada tahap ini akan dibuat 16 formulasi dengan metode mixture experiment, kemudian dilakukan uji rating dan pembedaan dari kontrol terhadap nasi dari beras tiruan untuk menentukan formulasi terbaik. Formulasi terbaik akan dikarakterisasi lebih lanjut dengan analisis proksimat, analisis tekstur dan analisis derajat putih.
3.2.1 Pembuatan Beras Tiruan
Pembuatan beras tiruan ini menggunakan teknologi hot extrussion dimana semua bahan baku akan di proses dengan mesin ekstrusi pada suhu diatas 70
oC. Sorgum yang digunakan berupa tepung sorgum dengan ukuran 60 mesh. Oleh karena itu sebelum pembuatan beras tiruan dilakukan persiapan pada sorgum yaitu penyosohan sorghum, dan penggilingan sorgum dengan menggunakan pin discmill dengan ukuran ayakan 60 mesh.
Pembuatan beras tiruan mengacu pada formulasi pemilihan bahan baku dan formulasi air, CMC dan GMS. Semua bahan ditimbang sesuai formula. kemudian semua bahan baku di mixer selama 10 menit. Setelah itu bahan baku yang sudah tercampur, dimasukan kedalam ekstruder. Ekstruder yang digunakan adalah double screw ekstruder dengan spesifikasi sebagai berikut:
Nama Alat : Ekstruder Ulir ganda Berto BEX-DS-2256
Tipe : Twin screw co-rotating intermeshing
Die : tampak depan berbentuk lonjong dengan lancip di kedua ujung seperti bentuk
beras.
GMS Tepung
Sorghum Tepung
Lain Air CMC
Timbang Sesuai Formulasi
Campurkan dengan
menggunakan Mixer Campurkan air, CMC dan
GMS dengan menggunakan blender
Timbang Sesuai Formulasi
Campuran air, CMC dan GMS Campuran tepung
Pencampuran campuran tepung dan campuran CMC, GMS dan air
menggunakan mixer
Pemasukan adonan ke dalam extruder
Pengeringan hasil ekstrusi 60
oC, 4 Jam
Beras tiruan
Motor utama :
Daya : 36 KW
Voltase : 380 VAC
Frekuensi : 50-60 Hz
Parameter proses yang digunakan untuk setiap formula adalah sama karena proses pada penelitian ini dijadikan sebagai variabel tetap. Parameter-parameter pada ekstruder diset sebagai berikut :
Suhu laras bagian I (feed) : 80oC
Suhu laras bagian II (compression) : 80oC
Suhu laras bagian III (metering) : 80oC
Kecepatan putar ulir : 15,5 Hz
Kecepatan putar auger (feeding screw) : 18 Hz
Kecepatan putar pisau : 59,8 Hz
Hasil dari ekstruder dikeringkan dengan menggunakan oven dryer dengan suhu 60
oC selama 4 jam sampai kering. Gambar 3 menunjukan alur pembuatan beras tiruan
Gambar 3. Alur pembuatan beras tiruan
(Budijanto et al . 2011)3.2.2 Formulasi Bahan Baku Utama
Pada tahapan awal formulasi akan dilakukan pemilihan bahan baku utama pembuat beras tiruan yaitu sorgum, tepung MOCAF, dan tepung ubi. Tepung-tepungan selain sorghum ini dibatasi jumlahnya sebanyak 20%. Total tepung yang digunakan berjumlah 100%.
Sedangkan air yang digunakan adalah sama untuk semua formulasi yaitu 45% dari berat total tepung yang digunakan. Beras tiruan hasil formulasi akan dipilih satu yang terbaik berdasarkan parameter atribut secara keseluruhan dinilai dengan menggunakan Uji Rating Hedonik oleh 75 Panelis. Hasil terbaik dari formulasi pemilihan bahan baku akan digunakan sebagai bahan baku dari tahapan selanjutnya yaitu formulasi Air, CMC dan GMS. Formulasi yang ditetapkan ditunjukan pada Tabel 5.
Tabel 5. Formulasi pemilihan bahan baku beras tiruan
Bahan Jumlah %
A B C D
Sorghum 100% 80% 80% 80%
Tepung MOCAF 20% 10%
Tepung Ubi 10% 20%
Air 45%
*45%
*45%
*45%
** dari berat bahan baku utama
3.2.3 Formulasi Air, CMC dan GMS pada Bahan Baku Terpilih
Tahapan ini bertujuan untuk memformulasikan komposisi Air, CMC, GMS pada bahan baku terpilih. Parameter yang akan dinilai yaitu warna, aroma, rasa, tekstur, dan keseluruhan atribut yang diukur dengan menggunakan uji rating hedonik.
Tahap ini diawali dengan penetapan komponen bahan baku yang digunakan sebagai variabel tetap dan variabel berubah. Variabel tetap tidak dimasukan ke dalam pengaturan rancangan formula. Hal ini dikarenakan variabel tetap nilai nya tidak berubah pada setiap formula. Dalam hal ini yang dijadikan variabel tetap adalah formula bahan baku terpilih yang ditentukan pada tahapan pertama dan juga variabel proses. Variabel berubah adalah bahan baku yang akan berubah-berubah dan dicari responnya dari berbagai kombinasi. Variabel berubah akan dimasukan ke dalam pengaturan rancangan formula karena nilainya yang berubah-ubah pada setiap formula. Variabel berubah adalah komponen yang akan diasumsikan memberikan pengaruh terhadap respon yang dihasilkan pada masing-maising formula beras tiruan. Dalam penelitian ini variabel berubah adalah air, CMC, dan GMS.
Penentuan variabel berubah kemudian diikuti dengan penentuan kisaran minimum dan
maksimum dari penggunaan setiap bahan baku. Penentuan kisaran maksimum dan minimum
ini dilakukan berdasarkan riset pra penelitian dan penelitian terdahulu. Nilai minimum
maksimum air yang digunakan adalah 30-50% dari bahan baku tepung. Nilai ini diambil
karena jika air yang digunakan dalam bahan baku kurang dari 30% akan menyebabkan puffing
ketika di proses dalam ekstruder. Sedangkan jika lebih dari 50% bahan akan terlalu lembek dan
tidak membentuk adonan yang solid ketika keluar dari ekstruder. GMS (Gliseril Monostearat)
yang digunakan adalah 0-2% dari bahan baku tepung. Batas minimum penggunaan CMC yang
ditetapkan adalah 0%-0,2%. Setelah dilakukan penentuan komponen formula, dilakukan
penetuan variabel respon yang dinginkan. Respon yang akan digunakan adalah respon sensori kesukaan panelis terhadap beragam formula yang dibuat. Atribut yang dinilai adalah warna, aroma, rasa, tekstur dan atribut secara keseluruhan dari setiap formulasi.
3.3 Prosedur Analisis
3.3.1 Uji Sensori Pemilihan Bahan Baku dengan Rating Hedonik (Meilgard et al. 2007).
Pengujian sensori dalam pemilihan bahan baku ini dilakukan dengan uji rating hedonik pada atribut keseluruhan, dengan skala angka1-5: sangat suka(1), suka (2), moderat (3), tidak suka (4) dan sangat tidak suka (5) Atribut sensori yang diuji adalah atribut secara keseluruhan.
Uji ini menggunakan panelis sebanyak 75 orang yang terdiri dari mahasiswa dan pegawai Institut Pertanian Bogor. Kuisioner pada uji ini ditampilkan pada Lampiran 2. Beras tiruan yang dihasilkan dari pemilihan bahan baku, di tanak dengan rice cooker dengan perbandingan beras dan air sebanyak 2:1. Uji sensori ini dilakukan di laboratorium evaluasi sensori PAU, Seafast IPB.
3.3.2 Uji Rating Hedonik Metode Balance Incomplete Block
Pengujian sensori menggunakan uji rating hedonik dengan skala kategori (Meilgard et al. 2007). Teknik penyajian sampel akan menggunakan teknik BIB (Balance Incomplete Block) (Cochran 1950) . Setiap panelis menerima 6 sampel dari 16 sampel formula yang akan diuji. Urutan dari ke-enam sampel diacak sedemikian rupa sehingga pada satu blok lengkap dari pengujian, setiap sampel akan diuji dengan jumlah yang sama yaitu 9 kali (Lampiran 6).
Kombinasi sampel antara panelis yang satu dengan panelis lainnya berbeda pada satu blok lengkap yang sama. Kombinasi akan mengalami pengulangan pada blok selanjutnya hingga didapat minimal 24 panelis.
Atribut sensori yang akan diujikan ke panelis adalah rasa, aroma, tekstur, warna dan keseluruhan (over all), kusioner pengujian ditunjukan pada Lampiran 5. Keenam belas formula beras tiruan ditanak secara bersamaan dengan perbandingan 2:1 beras dengan air, menggunakan rice cooker. Kemudian sampel disajikan kepada panelis dengan porsi kecil.
Panelis yang digunakan adalah civitas akademi Institut Pertanian Bogor.
3.3.3 Analisis Regresi Linear Berganda
Analisis regresi adalah persamaan matematik yang digunakan untuk mengetahui hubungan antara variabel-variebel. Hubungan fungsional antara satu variabel prediktor dengan satu variabel kriterium disebut analisis regresi tunggal, sedangkan jika lebih dari satu variabel disebut analisis regresi berganda (Usman 2003). Manfaat analisis regresi linear berganda adalah:
1. Dapat untuk mengetahui besarnya pengaruh setiap variabel bebas (yang tercakup dalam persamaan) terhadap variabel tak bebas
2. Dapat untuk meramalkan nilai variabel tak bebas Y, jika seluruh variabel bebasnya sudah diketahui nilai nya dan semua koefisien regresi parsial nya sudah dihitung.
Model regresi linear berganda adalah,
(1.1) Keterangan:
Df= degree of freedom = n-(K+1) = banyaknya sampel observasi (elemen sampel) dikurangi banyaknya variabel dalam persamaan
Bj = koefisien regresi parsial untuk mengukur besarnya perubahan nilai Y kalau Xj naik satu unit dan nilai X lainnya tetap (bj juga disebut besarnya pengaruh Xj terhadap Y kalau Xj naik 1 unit.
3.3.4 Uji Beda dari Kontrol (Meilgard et. al, 2007)
Uji ini dilakukan untuk melihat adakah perbedaan antar sampel dengan kontrol dan juga untuk mengukur seberapa besar perbedaan itu antara sampel dan kontrol. Pada uji ini, panelis disuguhkan 4 sampel beras tiruan yang telah ditanak, dengan kode acak yang berbeda- beda. Ke empat sampel ini terdiri dari tiga formulasi terpilih dan satu blind control yaitu nasi Rojo Lele. Kemudian ke empat sampel itu harus dibandingkan dengan kontrol yang ada dengan skala kategori. Hasil dari uji ini kemudian diolah dengan uji ANOVA dan Dunnet’s Multiple Comparison. Uji ini menggunakan 35 orang sebagai panelis yang berasal dari civitas IPB. Kuisioner yang digunakan pada uji ini ditunjukan pada Lampiran 17.
3.3.5 Analisis Kimia
a. Analisis Kadar Air Metode Oven (AOAC 930.15)
Analisis kadar air bahan baku tepung sorgum dan beras tiruan sorgum dilakukan dengan metode oven metode. Prinsip metode ini yaitu pengeringan dalam oven pada suhu 130
oC selama satu jam.
Penetapan kadar air dengan metode oven diawali dengan pengeringan cawan alumunium pada suhu 130
oC selama 15 menit, kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang.
Sekitar 1-2 gram sampel dimasukkan ke dalam cawan dan dikeringkan dalam oven pada suhu 130
oC selama kurang lebih satu jam. Kemudian cawan berisi sampel yang telah dikeringkan tersebut didinginkan dalam desikator, lalu ditimbang. Cawan tersebut dikeringkan kembali dalam oven sehingga diperoleh berat sampel kering yang relatif konstan. Kadar air dihitung dengan persamaan (2.1) untuk basis kering dan (2.2) untuk basis basah .
(2.1)
(2.2) Keterangan:
W : Bobot sampel (gram)
W1: Bobot cawan+ sampel kering (gram) W2: Bobot cawan (gram)
b. Analisis Kadar Abu
Analisis kadar abu dilakukan dengan metode pengabuan kering. Cawan porselin yang
akan digunakan dikeringkan terlebih dahulu di dalam oven bersuhu 105
oC selama 15 menit lalu
didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Sebanyak 2-3 gram sampel ditimbang di dalam
cawan porselen tersebut. Selanjutnya cawan porselen berisi sampel dibakar sampai tidak
berasap dan diabukan dalam tanur listrik pada suhu maksimum 550
oC sampai pengabuan
sempurna (berat konstan). Setelah pengabuan selesai, cawan berisi contoh didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga bobot tetap. Kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Kadar abu dihitung dengan persamaan ( 3.1).
% W 100
W2 - (%bb) W1
Abu
Kadar
x
(3.1) Keterangan:
W : Bobot sampel (gram) W1: Bobot cawan+ abu (gram) W2: Bobot cawan (gram)
c. Analis Kadar Protein Metode Kjeldahl (AOAC 960.52)
Sebanyak 0,1-0.25 gram contoh ditimbang di dalam labu Kjeldahl, lalu ditambahkan 1.0 + 0.1 gram K
2SO
4, 40 + 10 ml HgO, dan 2.0 + 0.1 ml H
2SO
4, selanjutnya contoh didihkan sampai cairan jernih kemudian didinginkan. Larutan jernih ini dipindahkan ke dalam alat destilasi secara kuantitatif. Labu Kjeldahl dibilas dengan 1-2 ml air destilata, kemudian air cuciannya dimasukan ke dalam alat destilasi, pembilasan dilakukan sebanyak 5-6 kali.
Tambahkan 8-10 ml larutan 60% NaOH – 5% Na
2S
2O
3.5H
2O ke dalam alat destilasi.
Di bawah kondensor diletakkan erlenmeyer yang berisi 5 ml larutan H
3BO
3jenuh dan 2-4 tetes indikator (campuran 2 bagian 0.2% metilen red dan 1 bagian 0.2% metilen blue dalam etanol 95%). Ujung tabung kondensor harus terendam dalam larutan H
3BO
3, kemudian dilakukan destilasi sehingga diperoleh sekitar 15 ml destilat. Destilat yang diperoleh kemudian dititrasi dengan HCl 0.02 N sampai terjadi perubahan warna dari hijau menjadi abu-abu. Kadar protein kasar dapat dihitung dengan persamaan (4.1) dilanjutkan dengan persamaan (4.2).
(4.1) (4.2)
d. Analisis Kadar Lemak Metode Soxhlet (SNI 01-2891-1992)
Metode yang umum digunakan dalam analisis lemak adalah metode ekstraksi soxhlet.
Untuk produk beras kering sampel perlu dilakukan hidrolisis terlebih dahulu karena matriks bahan yang cukup komplek. Labu lemak yang akan digunakan dikeringkan dalam oven, kemudian didinginkan dalam desikator lalu ditimbang. Sebanyak 1-2 gram contoh ditambahkan dengan 20 ml air dan 30 ml HCl 25%. Kemudian dididihkan selama 15 menit dalam gelas piala yang ditutup gelas arloji. Kemudian larutan tersebut disaring dengan kertas saring, selanjutnya dicuci dengan air panas hingga pH netral bila diuji dengan kertas lakmus.
Kertas saring tersebut dikeringkan dalam oven bersuhu 105°C hingga kering.
Kertas saring yang telah dikeringkan dimasukkan ke dalam selongsong dengan sumbat kapas. Selongsong tersebut kemudian dimasukan ke dalam alat ekstraksi soxhlet dan dihubungkan dengan kondensor dan labu lemak. Alat kondensor diletakkan di atasnya dan labu lemak diletakkan di bawahnya. Pelarut hexana dimasukan ke dalam labu lemak secukupnya.
Selanjutnya dilakukan ekstraksi selama 6 jam. Pelarut yang ada dalam labu lemak didestilasi
dan ditampung kembali. Kemudian labu lemak yang berisi lemak hasil ekstraksi dikeringkan
dalam oven pada suhu 105
oC, didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Pengeringan
diulangi hingga mencapai berat tetap. Kadar lemak dapat dihitung dengan persamaan (5.1).
% W 100
W2 - (%bb) W1
Lemak
Kadar x
(5.1) Keterangan:
W : Bobot sampel (gram) W1: Bobot labu+ lemak (gram) W2: Bobot labu (gram)
e. Analisis Karbohidrat by difference
Perhitungan kadar karbohidrat dilakukan dengan cara by difference dengan persamaan (6.1).
Kadar karbohidrat = 100% - (% air + %abu + %protein + % lemak) (6.1)
3.3.6 Analisis Fisik
a. Analisis Tekstur Nasi (Stabel Micro Systems LTD 1995)
Analisis tekstur pada beras tiruan dilakukan pada beras tiruan yang telah ditanak menjadi nasi. Analisisi ini dilakukan dengan menggunakan alat TA-TXT2 Texture Analyzer , setting yang digunakan pada alat texture analyzer adalah sebagai berikut:
Mode : measure force compression
Option :return to start
Pre-Test Speed :0,5 mm/s
Test Speed :0,5 mm/s
Post-Test Speed :10,0 mm/s
Strain :90%
Trigger Type :auto- 3g
Data Acquisittion Rate :400 pps
Probe :35 mm cylinder probe (p/35) using 5 kg
load cell b. Pengukuran Derajat Putih
Pengukuran derajat putih dilakukan dengan Whiteness Meter Model C-100. Standar yang digunakan dalam pengukuran derajat putih adalah MgO. Sampel dimasukan kedalam cawan contoh sampai merata, kemudian di tutup dan dimasukan ke dalam tempat pengukuran kemudian alat dinyalakan dengan menekan tombol ON. Hasil yang muncul pada alat belum merupakan angka derajat putih namun harus di konversi dengan menggunakan persamaan (7.1).
