Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan pada saat musim panen buah duku yaitu Januari sampai dengan Mei 2006. Tempat penelitian di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan yang dipakai dalam penentuan laju respirasi serta komposisi atmosfer penyimpanan terbaik adalah buah duku jenis Rasuan yang dipanen dari Desa Pulau Negara, Kecamatan BP Peliung, Kabupaten Ogan Komering Ulu Timur, Sumatera Selatan. Penelitian validasi hasil ditentukan menggunakan buah duku jenis Singosari yang dipanen dari Kelurahan Candi Renggo, Kecamatan Singosari, Kabupaten Malang, Jawa Timur karena sulitnya pengadaan bahan baku berasal dari satu lokasi yang disebabkan tidak terjadinya panen raya. Kedua jenis duku tersebut merupakan varietas unggul nasional.
Buah duku dipanen setelah terjadi perubahan warna kulit buah hijau menjadi kuning cerah. Buah duku terlebih dahulu disortasi sesuai kriteria layak panen yaitu kulit buah berwarna kuning cerah, mulus dan tidak berpenyakit atau memar. Kemudian buah duku dibawa ke laboratorium TPPHP dalam pengemas kotak plastik beralaskan koran selama transportasi menggunakan moda angkutan darat dan udara. Buah duku disortasi lebih lanjut setelah sampai di laboratorium TPPHP berdasarkan buah yang telah mengalami pencoklatan kulit, memar atau busuk yang disebabkan oleh transportasi serta terhadap buah duku berukuran abnormal. Bahan lainnya adalah kemasan plastik terpilih, alkohol, lilin (malam), mangkok styrofoam serta gas O2, CO2 dan N2.
Alat yang digunakan selama berlangsungnya penelitian adalah pencampur gas untuk mengatur kombinasi komposisi atmosfer, continous gas analyzer merk Shimadzu tipe IRA-107 untuk mengukur konsentrasi gas CO2 dan Shimadzu tipe POT-101 untuk mengukur konsentrasi gas O2, refraktometer Atago PR-201 untuk mengukur total padatan terlarut, pengukur suhu dan kelembaban merk
Hygrotherm, timbangan digital merk Mettler tipe PM4800 serta rheometer merk Sun model CR-300 untuk mengukur tingkat kekerasan. Selain itu alat-alat pendukung yang digunakan adalah stoples kaca, gelas ukur dan lemari pendingin.
Rangkaian peralatan analisis citra digital digunakan untuk menentukan warna kulit dan daging buah duku. Kamera yang digunakan untuk merekam citra adalah jenis VED digital Charge Coupled Device (CCD). Jarak kamera dengan latar objek adalah 13.8 cm dengan latar objek menggunakan kain berwarna putih. Penerangan menggunakan lampu jenis TL Philips 5 watt sebanyak 4 buah.
Penyiapan Buah Duku Terolah Minimal
Standard operational procedure (SOP) proses pengolahan buah duku segar terolah minimal terdiri dari beberapa tahapan, yaitu:
1 Suhu dan kelembaban ruangan kerja dikondisikan pada suhu 18-20 0C dan RH 65-70%.
2 Meja kerja dan semua peralatan yang dipakai disterilkan menggunakan larutan alkohol 96%.
3 Jas laboratorium, masker dan sarung tangan dipakai selama melakukan pengolahan.
4 Buah disortasi berdasarkan buah yang memiliki kulit kuning bersih, tidak mengalami memar atau busuk serta tidak ada cacat fisik.
5 Buah diletakkan di dalam tray plastik kemudian dicuci menggunakan larutan antiseptik. Setelah itu buah ditiriskan dan dikeringanginkan.
6 Buah siap diolah sesuai dengan taraf bentuk buah duku terolah minimal yang diinginkan menggunakan pisau yang disterilkan menggunakan alkohol 96%.
Tahapan Penelitian Pengukuran Laju Respirasi
Rancangan Percobaan
Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap yang terdiri dari 2 faktor dengan 2 ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan pengolahan minimal dengan taraf faktor: 1) buah utuh, 2) setengah kupas melintang, 3) setengah kupas membujur dan 4) kupas penuh (Gambar 2). Faktor kedua adalah suhu
penyimpanan dengan taraf faktor: 1) suhu 15 0C, 2) suhu 20 0C dan 3) suhu ruang.
Gambar 2 Buah utuh (A), setengah kupas membujur (B), setengah kupas melintang (C) dan kupas penuh (D).
Prosedur Penelitian
Pengukuran laju respirasi dilakukan dalam wadah stoples kaca. Perlakuan buah utuh, setengah kupas melintang, setengah kupas membujur dan kupas penuh dimasukkan ke dalam stoples, masing-masing stoples berisi kira-kira 0.3 kg buah. Stoples ditutup rapat dengan tutup plastik, pada celah antara tutup dan ulir stoples dilapisi dengan lilin untuk mencegah keluar masuknya gas CO2 dan O2.
Stoples tersebut kemudian disimpan pada suhu yang berbeda yaitu 15 0C, 20 0C dan suhu ruang. Untuk pengukuran konsentrasi gas CO2 dan O2 dalam stoples, dibuat dua lubang pada kedua sisi tutup stoples yang kemudian dihubungkan dengan selang plastik. Pengukuran gas CO2 dan O2 dilakukan setiap hari sampai buah mengalami kerusakan. Pada hari pertama dilakukan pengukuran setiap 3 jam, hari kedua dan ketiga dilakukan pengukuran setiap 12 jam, hari selanjutnya pengukuran dilakukan setiap 24 jam.
Pengukuran laju respirasi dilakukan secara open system. Pengukuran dilakukan dengan cara membuka lipatan selang plastik pada sisi stoples kemudian selang plastik dihubungkan dengan gas analyzer untuk pembacaan hasil. Setelah pengukuran dilakukan, tutup stoples dibuka dan dihembuskan udara
menggunakan kipas angin untuk mempercepat komposisi udara dalam stoples kembali normal. Selanjutnya stoples ditutup rapat dan ulir stoples dilapisi dengan lilin serta selang plastik dilipat dan dijepit kembali untuk mencegah keluar masuknya udara dari luar.
Laju respirasi buah duku dihitung berdasarkan persamaan (7): t x W x V x Q R 2 10− = ... (7) keterangan:
R = laju respirasi (ml CO2/kg jam atau ml O2/kg jam)
V = volume bebas chamber (ml)
Q = perbedaan konsentrasi CO2 dan O2 (%)
W = berat buah duku (kg)
t = selang waktu pengamatan (jam)
Penentuan Komposisi Atmosfer Penyimpanan Rancangan Percobaan
Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap yang terdiri dari 2 faktor dengan 2 ulangan. Faktor pertama adalah perlakuan pengolahan minimal dengan taraf faktor: 1) kulit buah dikupas separuh secara melintang dan 2) tanpa kulit buah. Sedangkan faktor kedua adalah komposisi gas yaitu: 1) gas O2 9-11% dan CO2 9-11%, 2) gas O2 9-11% dan CO2 4-6%, 3) gas O2 4-6% dan CO2 4-6%, 4) gas O2 4-6% dan CO2 9-11% dan 5) gas O2 21% dan CO2 0.03% sebagai kontrol. Suhu penyimpanan yang digunakan adalah suhu penyimpanan yang mempunyai laju respirasi terendah serta umur simpan produk terlama dari penelitian laju respirasi yaitu suhu 15 0C.
Prosedur Penelitian
Setiap stoples diisi kira-kira sebanyak 0.2 kg buah duku sesuai dengan perlakuan kemudian dilakukan pengaturan komposisi udara. Gas CO2 dan O2 diisikan ke dalam stoples yang ditutup rapat dan diberi lapisan lilin, sesuai perlakuan komposisi gas yang diberikan dari tabung gas. Kran penutup tabung gas dibuka untuk mengalirkan gas CO2, O2 dan N2 dengan selang melalui flow meter. Ketiga selang gas tersebut dimasukkan dalam alat pencampur sehingga ketiga gas tersebut bercampur, selanjutnya keluar dari alat pencampur gas dalam satu selang.
Perlakuan buah duku tersebut kemudian disimpan dalam suhu terpilih dari penelitian sebelumnya.
Pengendalian konsentrasi gas CO2 dan O2 di dalam stoples dilakukan setiap hari sesuai perlakuan yang ditentukan. Perubahan mutu diamati setiap hari sampai buah mengalami kerusakan. Parameter mutu objektif yang diuji adalah kecerahan kulit dan daging buah, kekerasan daging buah serta total padatan terlarut.
Penentuan Jenis Film Kemasan
Penentuan jenis kemasan film yang tepat untuk buah duku dilakukan berdasarkan penelitian komposisi atmosfer penyimpanan. Hasil komposisi atmosfer terbaik yang dipilih kemudian diplotkan ke dalam grafik hubungan konsentrasi gas O2 dengan gas CO2 pada Gambar 1. Setiap daerah atmosfer termodifikasi bahan segar yang dilalui oleh garis kemasan menunjukkan bahwa film kemasan tersebut sesuai untuk dipilih sebagai pengemas (Gunadnya, 1993). Jenis film kemasan yang dapat dipilih adalah polietilen densitas rendah, polipropilen, stretch film dan white stretch film.
Perancangan Kemasan Atmosfer Termodifikasi Duku Terolah Minimal Perancangan kemasan atmosfer termodifikasi buah duku terolah minimal ditentukan berdasarkan data laju respirasi rata-rata pada masing-masing bentuk buah, komposisi gas atmosfer termodifikasi penyimpanan terbaik dan jenis film kemasan yang sesuai. Luas kemasan ditentukan berukuran 11 cm x 18 cm (0.0198 m2). Berat buah yang dapat dikemas dihitung secara teoritis berdasarkan persamaan 8 dan 9 yang disusun Mannaperuma et al. (1989):
... (8) ... (9) b x c A P WR1 1 ( 1 1) − = b c x A P WR2 = 2 ( 2− 2)
keterangan:
W = berat buah (kg)
R = laju respirasi (ml/kg.jam)
P = permeabilitas film kemasan (mil.ml/ m2.jam.atm)
A = luas kemasan (m2)
b = ketebalan kemasan (mil), 1 mil ≈ 25.4 μm c = komposisi udara normal
x = komposisi udara dalam kemasan Subskrip 1 = konsentrasi O2
Subskrip 2 = konsentrasi CO2
Penentuan Umur Simpan
Perhitungan hasil perancangan bentuk kemasan atmosfer termodifikasi kemudian divalidasi. Validasi hasil perancangan ditentukan dengan penyimpanan buah duku terolah minimal dalam perancangan kemasan dan suhu penyimpanan yang ditentukan dari percobaan sebelumnya. Rancangan percobaan untuk penyimpanan buah duku terolah minimal dalam kemasan atmosfer termodifikasi adalah Rancangan Acak Lengkap dengan 1 faktor pada suhu 15 0C. Perubahan mutu diamati setiap hari sampai hari ke-4. Parameter mutu objektif yang diuji adalah kecerahan kulit dan daging buah, kekerasan, total padatan terlarut dan total asam daging buah. Pengujian organoleptik meliputi kesukaan terhadap warna kulit dan daging buah, kekerasan, rasa, aroma dan penerimaan secara keseluruhan. Kondisi penyimpanan yang terpilih adalah perlakuan yang menghasilkan masa simpan terpanjang dimana mutu produk masih diterima oleh panelis.
Pengamatan
Pengamatan dilakukan terhadap perubahan parameter mutu buah duku yang meliputi: 1) pengujian objektif terdiri dari kecerahan kulit dan daging buah, total padatan terlarut, total asam, kekerasan daging buah, 2) pengujian organoleptik terdiri dari kesukaan terhadap warna kulit dan daging buah, kekerasan daging buah, rasa, aroma dan penerimaan secara keseluruhan.
Pengujian Objektif Kecerahan
Tingkat kecerahan kulit dan daging buah duku ditentukan menggunakan sistem pengolahan citra digital. Buah duku diletakkan dalam boks pengambilan citra, kemudian perekaman citra dilakukan menggunakan kamera CCD dengan
kondisi pencahayaan lampu TL dan latar belakang objek menggunakan kain berwarna putih. Kamera CCD tersebut terhubung dengan program pengolah citra menggunakan bahasa C rancangan Ahmad (2005), kemudian hasil citra ditampilkan pada layar monitor komputer. Pengambilan citra dilakukan dengan posisi buah tampak samping.
Citra buah duku tersebut kemudian disimpan dalam bentuk file extention TIF yang selanjutnya dikonversi menjadi file BMP menggunakan perangkat lunak pengolah gambar. Pengolahan warna dilakukan dengan cara menggunakan program aplikasi yang dibangun dalam bahasa Basic berdasarkan algoritma yang dikembangkan oleh Ahmad (2005) dan Basuki et al. (2005). Program aplikasi dibuat menggunakan kompiler berbahasa Basic yang disajikan pada Lampiran 1.
Citra yang diolah merupakan citra berwarna. Pengambilan data warna pada citra dilakukan melalui 2 tahap. Tahap pertama, bagian buah yang akan diambil data warnanya diset dalam bentuk kotak. Kemudian pada tahap kedua didapat data RGB untuk kemudian dikonversi menjadi model warna HSI.
Total Padatan Terlarut
Total padatan terlarut diukur menggunakan refraktometer. Daging buah duku diperas untuk didapatkan filtratnya. Filtrat daging buah tersebut diletakkan di atas lensa refraktometer untuk dilakukan pembacaan hasil. Lensa dibersihkan menggunakan air aquades dan dikalibrasi setiap kali dilakukan pembacaan hasil. Total padatan terlarut dinyatakan dalam satuan %Brix.
Total Asam
Penentuan total asam dilakukan oleh laboran pada Balai Besar (BB) Pascapanen Cimanggu, Bogor. Total asam ditentukan dengan metode titrasi berdasarkan standar AOAC (1984). Buah ditimbang sebanyak 25 g serta ditambah aquades secukupnya untuk selanjutnya dihancurkan menggunakan blender dan dimasukkan ke dalam labu ukur 250 ml. Setelah itu filtrat disaring menggunakan saringan glasswol. Filtrat buah sebanyak 25 ml dititrasi dengan NaOH 0.1 N menggunakan indikator phenolphtalein (pp) sampai terbentuk warna merah muda yang konstan. Volume penggunaan NaOH 0.1 N dicatat kemudian dihitung nilai
total asam yang dinyatakan dalam persentasi asam sitrat berdasarkan persamaan (10):
... (10)
keterangan:
P = jumlah pengencer BE = berat ekuivalen asam malat B = berat sampel (mg)
N = normalitas NaOH
Kekerasan
Pengukuran kekerasan dilakukan menggunakan rheometer. Alat dipasang pada strain 5 mm dengan beban maksimum 2 kg dan menggunakan probe no 4. Bahan ditusuk pada bagian daging suku buah duku dan diulang pada bagian daging suku yang lainnya sebanyak 3 kali. Kekerasan daging buah langsung dapat dibaca pada alat dalam satuan kgf.
Pengujian Organoleptik
Pengujian organoleptik terhadap warna kulit dan daging buah, kekerasan daging buah, rasa, aroma dan penerimaan secara keseluruhan buah duku terolah minimal yang disimpan dalam kemasan atmosfer termodifikasi dilakukan setiap hari berdasarkan uji hedonik dengan skala 1-5 terhadap 10 orang panelis. Skor yang diberikan terdiri dari: 5 (sangat suka), 4 (suka), 3 (netral), 2 (tidak suka) serta 1 (sangat tidak suka). Batas penolakan oleh panelis adalah skor 3. Pengujian organoleptik ini menggunakan panel tidak terlatih. Menurut Soekarto (1981), kelompok mahasiswa dan atau staf peneliti termasuk dalam kategori panel agak terlatih. Panelis dalam kategori ini mengetahui sifat-sifat sensorik dari contoh yang dinilai karena mendapat penjelasan atau sekedar latihan tetapi tidak cukup intensif dan teratur. Format uji organoleptik buah duku terolah minimal ditampilkan pada Lampiran 2.
100 x B BE x P x NaOH N x NaOH ml asam Total =
