1
STABILITAS KANDUNGAN GIZI DAN PENDUGAAN UMUR SIMPAN FLAKES BERBAHAN BAKU TEPUNG SINGKONG (Manihot Esculenta Crantz) FORTIFIKASI TEPUNG KACANG MERAH
(Phaseolus vulgaris L.)
Nurul Maulida Hafsah 1), Eka Herlina 1), Farida Nuraeni 1)
1) Program Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Universitas Pakuan. Bogor
ABSTRAK
Pengolahan pangan pada industri komersial umumnya bertujuan memperpanjang masa simpan, mengubah atau meningkatkan karakteristik produk (warna, cita rasa, tekstur), mempermudah penanganan dan distribusi, meningkatkan nilai ekonomis, serta mempertahankan atau meningkatkan mutu, terutama mutu gizi, daya cerna, dan ketersediaan gizi. Tujuan penelitian ini adalah menentukan masa simpan produk flakes berbahan baku tepung singkong yang difortifikasi dengan tepung kacang merah serta mengetahui ada tidaknya pengurangan kandungan gizi pada produk selama masa penyimpanan.
Metode untuk penentuan umur simpan dilakukan dengan metode ASLT (Accelerated Self Life Testing) dengan metode kadar air kritis, sedangkan untuk kandungan gizi proksimat menggunakan metode gravimetri untuk kadar abu dan kadar air, metode Kjehdahl untuk kadar protein, metode sokhlet untuk kadar lemak dan by difference untuk kadar karbohidrat.
Hasil yang diperoleh untuk kandungan gizi selama masa penyimpanan yaitu kandungan gizi dalam flakes mengalami penurunan selama masa penyimpanan 10 minggu. Hasil pendugaan umur simpan dengan metode kadar air kritis didapatkan nilai 307.5 hari masa penyimpanan flakes.
Kata Kunci : Flakes, Kandungan Gizi, Umur Simpan, Metode Uji Proksimat, Metode Kadar Air Kritis.
2 PENDAHULUAN
Flakes merupakan makanan yang biasa disantap saat sarapan pagi dengan dicampurkan susu. Flakes yang umumnya berbahan dasar sereal atau jagung kini memiliki alternatif lain yaitu flakes berbahan dasar tepung singkong. Untuk menambah kandungan protein dan serat pada flakes, dilakukan fortifikasi dengan penambahan tepung kacang merah.
Pengolahan pangan tersebut umumnya bertujuan untuk memperpanjan umur simpan, meningkatkan nilai ekonomis serta meningkatkan atau mempertahankan mutu (Andarwulan dan Hariyadi, 2004).
Sebelum produk pangan sampai di konsumen, maka akan melalui proses penyimpanan terlebih dahulu yang dapat menyebabkan penurunan kualitas. Oleh karena itu diperlukan perlakuan-perlakuan tertentu terhadap produk pangan tersebut untuk memperpanjang umur simpan, salah satu faktornya yaitu pengemasan (Farid dkk., 2009). Bahan pangan mempunyai sifat yan berbeda-beda dalam kepekaannya terhadap penyerapan atau pengeluaran gas (udara dan uap air). Bahan kering harus dilindungi dari penyerapan air dan oksigan dengan cara menggunakan bahan pengemas yang mempunyai daya tembus rendah terhadap gas tersebut (Purnomo, 1995)
Metode pendugaan umur simpan dapat dilakukan dengan metode Accelerated Self Life Testing (ASLT) yaitu dengan cara menyimpan produk pangan pada lingkungan yang menyebabkannya cepat rusak, baik pada kondisi suhu atau kelembaban ruang penyimpanan yang lebih tinggi. Metode akselerasi dapat dilakukan dengan waktu yang lebih singkat dengan akurasi yang baik. Metode ASLT yang sering digunakan adalah model Arhennius dan model kadar air kritis (Gordon, 2010).
TATA KERJA Peralatan dan Bahan
Alat yang digunakan yaitu tanur, oven, labu lemak, labu Kjehdahl, cawan porselin, cawan petri, buret dan klem, mortar dan alu, desikator, gelas kimia ( 50 mL, 200 mL, 250 mL, 500 mL), neraca analitik dan alat gelas lainnya yang diperlukan dalam penelitian.
Flakes, selenium, H2SO4 pekat, akuades, NaOH, H3BO3, indikator (ciran methyl red dan brom creosol green), HCl 0.1 N, pelarut heksana, NaCl (RH 76), K2Cr2O7 (RH 98), KI (RH 69), KCl (RH 84), NaOH (RH 7).
METODE PENELITIAN
1. Uji Kandungan Gizi Selama Masa Penyimpanan.
3 Kandungan gizi di analisis secara
berkala dalam suhu ruang untuk waktu minggu ke-0, minggu ke-2, minggu ke-4, minggu ke-6, minggu ke-8, dan minggu ke-10
1.1 Uji Kadar Abu
Menggunakan metode gravimetri dengan sampel diabukan didalam tanur listrik selama 4-6 jam dengan suhu 400 °C – 600 °C. Didinginkan dalam desikator lalu ditimbang hingga bobot konstan (AOAC, 1995)
1.2. Uji Kadar Air
Cawan petri dikosongkan dan dioven, lalu didinginkan dan ditimbang bobot kosongnya. Sejumlah flakes ditimbang (3-5 gram) dimasukkan ke dalam cawan petri. Kemudian dimasukkan ke dalam oven bersuhu 105 °C. Sampel ditimbang secara berkala hingga diperoleh bobot yang tetap (AOAC, 1995)
keterangan :
a = berat cawan dan sampel awal b = berat cawan dan sampel akhir c = berat sampel awal
1.3 Uji Kadar Protein
a) Tahap destruksi : flakes ditimbang sebanyak 0.5 – 1 gram lalu dimasukkan ke dalam labu
Kjehdahl. 0.25 gram selenium dan 25 ml H2SO4 ditambahkan ke dalam labu. Labu tersebut kemudian dimasukkan ke dalam alat pemanas. Proses destruksi silakukan hingga larutan berwarna hijau bening.
b) Tahap destilasi : Sampel yang telah didestruksi dituangkan ke dalam labu destilasi lalu ditambahkan akuades 50 ml. Air bilasan juga dimasukkan ke dalam alat destilasi dan ditambahkan NaOH 40 % sebanyak 20 mL. Cairan dalam ujung tabung kondensor ditampung dalam Erlenmeyer yang berisi larutan H3BO3 dan 2 tetes indikator (methyl red dan brom creosol green). Dilakukan hingga diperoleh destilat berwarna hijau kebiruan.
c) Tahap titrasi : Titrasi dilakukan dengan menggunakan HCl 0.1 N sampai warna larutan berubah menjadi merah muda. Volume titran dibaca dan dicatat (AOAC, 1995)
Kadar protein = % Nitrogen x 6.25 1.4 Uji Kadar Lemak
Labu lemak yang digunakan dikeringkan dan dioven dengan suhu
4 105 °C, lalu didinginkan dalam
desikator. Setelah dingin, ditimbang bobot kosong. Flakes ditimbang sebanyak 3 gram, dibungkus dengan kertas saring dan dimasukkan ke dalam alat ekstraksi (sokhlet) yang telah berisi pelarut heksana. Proses sokletasi dilakukan hingga larutan jernih dan pelarut yang ada di dalam labu lemak terdestilasi. Selanjutnya labu lemak berisi hasil ektraksi dipanaskan dalam oven bersuhu 105
°C hingga beratnya konstan, didinginkan dalam desikator dan ditimbang (AOAC,1995).
1.5 Penentuan Kadar Karbohidrat
(AOAC,1995)
Dengan menggunakan metode by difference, kadar karbohidrat daoat ditentukan denga rumus;
keterangan :
P = Kadar protein KA = Kadar air A = Kadar abu L = Kadar lemak
2. Pendugaan Umur Simpan Pangan Metode ASLT dengan Metode Air Kritis
2.1 Penentian Kadar Air Awal (Mo)
Kadar air awal dianalisis dengan metode oven (AOAC, 1995). Kadar air awal dinyatakan dalam bobot kering (%bk). Hasil analisis kadar air awal akan digunakan sebagai faktor koreksi dalam penentuan berat padatan (Ws) sampel yang diperlukan dalam perhitungan umur simpan dengan persamaan Labuza.
2.2 Penentuan Kadar Air Kritis
Penentuan kadar air kritis dilakukan dengan menyimpan produk di dalam wadah yang memiliki kelembaban tinggi (Labuza et al., 1985) dan melakukan pengujian organoleptik secara periodik. Produk disimpan dalam wadah atau chamber dengan larutan garam jenuh yaitu NaCl yang memiliki nilai RH 76.
Pengamatan sampel dilakukan secara periodik setiap 24 jam. Setelah ditetapkan batas penolakan produk, maka dilakukan analisis kadar air kritis. Analisis kadar air kritis ini dilakukan dengan menggunakan metode oven (AOAC, 1995) dan dinyatakan dalam bobot kering (% bk).
2.3 Penentuan Kurva Sorpsi Isotermis.
Dilakukan preparasi sampel larutan garam jenuh. Lalu ditimbang sejumlah garam dan dimasukkan ke dalam wadah atau chamber. Garam tersebut kemudian diaduk dan ditambahkan
5 sejumlah air untuk menjaga kejenuhan
larutan sehingga kelembaban relatif yang dihasilkan tetap dan tidak mengganggu proses sorpsi. Chambers kemudian ditutup dan dibiarkan selama 24 jam dalam suhu yang tetap.
Tabel 1. Jumlah Garam dan Air untuk Preparasi Larutan Garam Jenuh
Jenis Garam RH (%)
Kuantitas Garam
(g) Air (mL)
NaOH 7 150 85
KI 69 200 50
KCl 84 200 80
K2Cr2O7 98 100 100 Sumber : Agus (2004)
Flakes diambil 5 gram kemudian dimasukkan ke dalam tempat atau gelas ukuran kecil. Kemudian dimasukkan ke dalam chambers yang telah berisi beberapa larutan garam jenuh. Sampel ditimbang secara periodik hingga diperoleh bobot yang tetap. Lalu hitung kadar airnya.
2.4 Perhitungan Umur Simpan
Perhitungan umur simpan ditentukan persamaan Labuza yang dimodifikasi sebagai berikut (Labuza, 1982);
( ) ( ) Keterangan :
θ = waktu untuk mencapai kadar air kritis atau umur simpan (hari)
Mo = Kadar air produk diawal penyimpanan (%bk)
Mc = kadar air kritis pada suhu tertentu (%bk)
Me = Kadar air kesetimbangan (%bk)
k/x = permeabilitas kemasan (g/m2.hari.mmhHg)
A = Luas kemasan yang dihitung berdasarkan dimensi kemasan yang digunakan (m2)
Ws = berat padatan produk awal (g)
Po = Tekanan uap jenuh (mmHg) b = slope kurva isotermis
HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Stabilitas Kandungan Gizi
Pada uji stabilitas kandungan gizi yaitu uji lemak, karbohidrat, kadar air, kadar abu, dan uji protein didapatkan hasil serta kurva stabilitasnya selama 10 minggu.
Tabel 2. Data Kandungan Gizi selama 10 minggu penyimpanan
Uji minggu (kadar dalam %)
0 2 4 6 8 10
air 3.31 5.3 7.2 7.6 7.7 7.94 abu 3.23 3.15 3.12 3.12 3.1 3.1 lemak 4.85 4.8 4.75 4.73 4.71 4.7 protein 9.94 9.93 9.87 9.84 9.8 9.75 karbohidrat 78.9 77 75.1 74.7 74.54 74.34
Aktivitas air ternyata berpengaruh terhadap stabilitas dan keawetan pangan.
Kenaikan kadar air diakibatkan oleh keadaan lingkungan yang berbeda,
6 misalnya penyimpanan dan juga suhu
(Kusnandar, 2010). Kadar air selama masa penyimpanan ditunjukkan semakin naik setiap minggunya. Aktivitas air ini menyebabkan penurunan pada unsur yang lainnya. Kadar protein, kadar lemak, dan kadar karbohidrat minggu keminggunya semakin menurun seiring dengan kenaikan jumlah kadar air.
2. Pendugaan Umur Simpan Flakes Umur simpan ditentukan dengan menggunakan metode akselerasi dengan pendekatan kadar air kritis. Umur simpan dihitung melalui persamaan Labuza (1982) adalah umur simpan pada penyimpanan RH 76%. Berdasarkan persamaan ini didapatkan beberapa faktor dan parameter yaitu kadar air awal (Mo), kadar air kritis (Mc), kadar air kesetimbangan (Me), konstanta permeabilitas uap air kemasan (k/x), rasio luas kemasan dengan berat kering produk (A/Ws), tekanan uap air jenuh pada kondisi penyimpanan (Po), dan kemiringan kurva sorpsi isotermis (b).
Kadar air awal yang diperoleh yaitu 0.0330 g H2O/g padatan. Kadar air kritis yang diperoleh yaitu 0.1040 g H2O./g padatan. Kadar air kesetimbangan yaitu 0.2163 g H2O/g padatan. Ini didapatkan dengan kurva sorpsi isotermis.
Tabel 3. Kadar Air Kesetimbangan Flakes dan Waktu Tercapainya Pada Beberapa RH Penyimpanan.
Garam RH (%)
Aw (RH/100)
KA Kesetimbangan (g H2O/g padatan
Wak tu (hari
)
NaOH 7 0.07 0.1325 18
KI 69 0.69 0.1830 25
KCl 84 0.84 0.2220 14
K2Cr2O7 98 0.98 0.2704 4
Kurva sorpsi membentuk sigmoid menyerupai huruf S walau tidak sempurna.
Berdasarkan pada grafik diatas, nilai slope pada kurva sorpsi isotermis produk flakes yaitu 0.136.
Dari uji coba pendugaan umur simpan flakes berdasarkan metode ASLT menurut Labuza dengan pendekatan kadar air kritis, diperoleh beberapa faktor dan parameter pendukung;
Tabel 4. Nilai Parameter Perhitungan Umur Simpan Flakes
Parameter Nilai
RH 76
Aw 0.76
KA awal (Mi) ( g
H2O/g padatan) 0.0330
KA Kritis (Mc) (g
H2O/g padatan) 0.1040
Slope Kurva sorpsi
isotermis (b) 0.136
KA Kesetimbangan (Me) (g H2O/g padatan)
0.21636 y = 0.136x + 0.113
R² = 0.876
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
0 0,5 1
Kadar Air ( H2O /g padatan)
Aktivitas Air
7 Permeabilitas
Kemasan (k/x) ( g/m2.hari.mmHg)
0.0136 Luas Kemasan (A)
(m2) 0.02535
Berat Padatan per
kemasan (Ws) (g) 50
Tekanan uap jenuh suhu 30 °C (Po) (mmHg)
31.824
Sumber : Data Primer Hasil Penelitian (2015) dan Labuza (1982)
Nilai yang diperoleh kemudian dimasukkan ke dalam rumus persamaan Labuza (1982),
θ =
( )
θ =
(
)
θ =
θ =
θ = 307.5 hari KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian lanjutan produk flakes berbahan baku tepung singkong fortifikasi tepung kacang merah dapat disimpulkan bahwa:
1. Kandungan gizi flakes selama masa penyimpanan mengalami perubahan.
Perubahan ini diakibatkan oleh peningkatan kadar air selama masa penyimpanan. Kadar air yang tinggi menyebabkan perubahan kandungan yang semakin menurun dan daya tahan yang berkurang.
2. Berdasarkan metode Labuza (1982) dengan pendekatan kadar air kritis untuk menduga umur simpan suatu produk, dihasilkan nilai umur simpan produk flakes hingga 307 hari.
DAFTAR PUSTAKA
Andarwulan, N dan Hariyadi, P.
2004.Perubahan Mutu (Fisik, Kimia, Mikrobiologi) Produk Pangan Selama Pengolahan dan penyimpanan Produk Pangan.
Pelatihan Pendugaan Waktu Kadaluwarsa (Self Life). Bogor, 1-2 Desember 2004
AOAC. 1995. Official Methode of Analysis of The Association of Analytical Chemists. Washingtong D.C.
Farid, Rakhmat A, Hadi Suprapto, Eka Khaeruni Asih. 2009. Sifat Fisiko Kimia Pada Pengemasan dan Penyimpanan Cassava Flakes Fortifikasi.Jurnal Teknologi Pertanian 4(2):48-55, Maret 2009 Gordon, L. Robertson. 2010. Food
Packaging and Shelf Life. Australia:
CRC Press
Kusnandar, F., D.R. Adawiyah, dan M.
Fitria. 2010. Pendugaan Umur Simpan Produk Biskuit dengan Metode Akselerasi berdasarkan Pendekatan Kadar Air Kritis. Jurnal
8 Teknologi dan Industri Pangan, XXI
(2): 117-122
Labuza, T.P. 1982. Shelf Life Dating of Foods. Westport, Connecticut: Food and Nutrition Press, Inc.
Labuza, T.P. Schimdl, M.K. 1985.
Accelerated Shelf Life Testing of Foods. Food Technology, 39(9): 57- 62, 64,134.
Purnomo, Hari. 1995. Aktivitas Air dan Peranannya dalam Pengawetan Pangan. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia
Supriadi, Agus. 2004. Optimasi Teknologi Pengolahan Kajian Sorpsi Isothernmik Beras Jagung Instan.
Tesis. Sekolah Pascasarjana IPB.
Bogor.
