2. MATERI & METODE
2.1. Pelaksanaan Penelitian Penelitian ini berlangsung pada Agustus 2013 hingga Januari 2014 di Laboratorium Rekayasa Pengolahan Pangan, Laboratorium Ilmu Pangan, dan Laboratorium Uji Sensori Program Studi Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Penelitian yang dilakukan mencakup analisa kimia, analisa fisik, dan analisa sensori (ranking hedonic test).
2.2. Materi 2.2.1. Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah oven listrik (Sharp EO-18L(W)), pisau, panci kukus, food processor (Phillips HR-2061 plastic), hand mixer (HR 1500/A1), mortar, jangka sorong, texture analyzer (Lloyd Instruments seri TA Plus), load cell 50 N, probe silinder diameter 6 mm, tanur (Thermolyne), soxhlet (Memmert), oven (Memmert), kromameter (Minolta CR-400), spektrofotometer (UV-Vis mini 1240 Shimadzu), timbangan digital Ohaus, distilator (Velp UDK 142), destruksi (Heating Digestor UDK20), labu destruksi, labu destilasi, erlenmeyer, cawan porselin, kertas saring, mikropipet, labu takar 100 ml, blue tip, pipet volume, pompa pilleus, pipet tetes, tabung reaksi, dan desikator.
2.2.2. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tempe segar yang didapat dari Ungaran, Semarang, dan ekstrak Stevia rebaudiana Bertoni yang didapat CV. Inti Boga Utama, Jakarta dengan nama dagang Macrosweet 95 (tingkat kemanisan 150 kali dari sukrosa). Bahan baku lainnya yaitu tepung terigu protein rendah (Kunci Biru®), baking powder, baking soda, gula halus, margarin, air, tepung maizena, K2SO4, HgO, H2SO4 pekat, Na2S2O3, NaOH, HCl 0,1 N, H3BO3, alkohol 80%, CaCO3, fenol 5%, indikator methyl red blue, aquadestilata, dan heksan.
7
8
2.3. Metode 2.3.1. Penelitian Pendahuluan Penelitian pendahuluan yang dilakukan di dalam penelitin ini dimulai dari pembuatan pasta tempe. Pasta tempe yang telah didapat selanjutnya dianalisa proksimat (kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar protein, dan kadar karbohidrat secara by difference) dengan pengulangan sebanyak 3 kali. Tahap selanjutnya adalah penentuan formulasi cookies tempe yang disukai dengan analisa sensori dengan ranking hedonic test dan penentuan kadar air cookies tempe. Kadar air cookies tempe selanjutnya disesuaikan dengan Standar Industri Indonesia (SII) Nomor 0177-78 mengenai cookies. Penentuan kadar air pada cookies tempe mendapat pengulangan sebanyak 3 kali.
2.3.1.1. Pembuatan Pasta Tempe Proses pembuatan pasta tempe meliputi proses pemotongan tempe dengan ukuran 1 cm x 4 cm x 7 cm. Setelah dipotong, tempe dikukus pada suhu 100oC selama 15 menit (Aspiyanto & Susilowati, 2005). Tempe yang telah dikukus selanjutnya dihaluskan dengan food processor (Phillips HR-2061) hingga diperoleh pasta tempe. Untuk lebih jelasnya, diagram alir pembuatan pasta tempe dapat dilihat pada Gambar 1. Pasta tempe yang telah diperoleh selanjutnya masuk dalam tahap pengujian proksimat.
Gambar 1. Diagram Alir Pembuatan Pasta Tempe (Aspiyanto & Susilowati, 2005, dimodifikasi)
9
Gambar 2 dibawah ini merupakan tempe yang akan diolah menjadi pasta tempe untuk proses pembuatan cookies.
Gambar 2. Proses Pengolahan Tempe menjadi Pasta Tempe: (A) Tempe; (B) Pasta Tempe (Sumber: Dokumentasi Pribadi) 2.3.1.2. Pembuatan Cookies Tempe Proses pembuatan cookies tempe dimulai dari proses penambahan bahan kering (baking soda, baking powder, tepung maizena, gula halus), air, margarin, dan pasta tempe. Proses selanjutnya yaitu penambahan tepung terigu kemudian diaduk dengan hand mixer (HR 1500/A1) selama 30 detik. Adonan yang telah tercampur merata selanjutnya dicetak dengan cetakan cookies dengan diameter 3 cm dan tebal 0,5 cm. Adonan yang telah dicetak lalu dipanggang dengan oven listrik (Sharp EO-18L(W)) pada suhu 186oC selama 11 menit. Untuk lebih jelasnya, proses pembuatan cookies dapat dilihat pada Gambar 3.
Tepung terigu
Gula halus, baking
powder, baking soda, tepung maizena
Air, margarin, pasta tempe Pengadukan 30 detik Adonan Keterangan:
Pencetakan (Diameter 3 cm; Tebal 0,5 cm)
Pemanggangan suhu 186oC (5,5 menit (upper) dan 5,5 menit (lower))
`
Cookies Tempe Gambar 3. Diagram Alir Pembuatan Cookies Tempe (Pareyt et al., 2008, dimodifikasi)
10
2.3.1.3. Penentuan Formulasi Cookies Tempe Secara Sensori Analisa sensori dilakukan pada cookies tanpa penambahan pasta tempe, cookies dengan penambahan pasta tempe 10%, 20%, dan 30% seperti terlihat pada Tabel 1. Parameter organoleptik yang digunakan dalam analisa sensori meliputi warna, aroma, rasa, kerenyahan, dan overall. Metode yang digunakan dalam analisa sensori yaitu ranking hedonic test terhadap 30 panelis tidak terlatih (Mahasiswa Fakultas Teknologi Pangan UNIKA Soegijapranata). Metode ranking hedonic test dilakukan dengan cara memberi skor dari nilai 1 hingga 4 dan tidak boleh ada nilai yang sama. Nilai 1 merupakan nilai terendah (paling tidak disukai) dan nilai 4 merupakan nilai tertinggi (paling disukai) (Meilgaard et al., 1999; Watts et al., 1989).
Tabel 1. Formulasi Cookies Tempe pada Analisa Sensori No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Bahan Tepung terigu (g) Gula halus (g) Pasta tempe (g) Margarin (g) Air (g) Baking soda (g) Baking powder (g) Tepung maizena (g)
a 100 35 0 45 12 1 1 1,5
Formulasi b c 90 80 35 35 10 20 45 45 12 12 1 1 1 1 1,5 1,5
d 70 35 30 45 12 1 1 1,5
Keterangan: • a= Cookies dengan 100% tepung terigu • b= Cookies dengan 90% tepung terigu: 10% pasta tempe • c= Cookies dengan 80% tepung terigu: 20% pasta tempe • d= Cookies dengan 70% tepung terigu: 30% pasta tempe
2.3.1.4. Pengujian Kadar Air Cookies Tempe Pengujian kadar air dilakukan pada cookies tanpa penambahan pasta tempe, cookies dengan penambahan pasta tempe 10%, 20%, dan 30%. Keempat sampel selanjutnya dianalisa kadar air untuk dibandingkan dengan kadar air maksimal yang tercantum dalam SII-0177-78 tentang cookies.
2.3.2. Penelitian Utama Dari hasil analisa kadar air cookies tempe pada Tabel 7, penambahan pasta tempe 10% diambil sebagai perlakuan untuk penelitian utama. Pada penelitian utama, penambahan pasta tempe 10% selanjutnya dikombinasi dengan pemanis alami Stevia rebaudiana
11
Bertoni (seperti yang tampak pada Gambar 4) dengan cara mengganti gula halus sebanyak 10% dan 20%. Perhitungan Stevia rebaudiana Bertoni sebanyak 10% dan 20% telah mempertimbangkan ketentuan Acceptable Daily Intake (ADI), tingkat kemanisan, dan maksimal penggunaan Stevia rebaudiana Bertoni yang telah dikeluarkan oleh EFSA (2011) pada kategori breakfast cereals. Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 2. Hasil perhitungan Stevia rebaudiana Bertoni selanjutnya dirumuskan dalam formulasi cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni yang dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Formulasi Cookies Tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Bahan Tepung terigu (g) Gula halus (g) Stevia rebaudiana Bertoni (g) Pasta tempe (g) Margarin (g) Air (g) Baking soda (g) Baking powder (g) Tepung maizena (g)
A (Kontrol) 100 35 0 0 45 12 1 1 1,5
B 90 35 0 10 45 12 1 1 1,5
Formulasi C 90 31,5 0,023 10 45 12 1 1 1,5
D 90 28 0,046 10 45 12 1 1 1,5
Keterangan: • A (Kontrol) = Cookies dengan 100% tepung terigu • B= Cookies dengan 90% tepung terigu: 10% pasta tempe: 0% Stevia rebaudiana Bertoni • C= Cookies dengan 90% tepung terigu: 10% pasta tempe: 10% Stevia rebaudiana Bertoni • D= Cookies dengan 90% tepung terigu: 10% pasta tempe: 20% Stevia rebaudiana Bertoni.
Formulasi cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni selanjutnya dianalisa karakteristik kimia meliputi proksimat, total gula, dan total kalori. Analisa karakteristik fisik meliputi hardness, warna, dan spread factor. Analisa karakteristik fisik dan kimia dilakukan sebanyak 2 batches, tiap batch mendapat pengulangan 3 kali. Analisa selanjutnya adalah analisa sensori dengan ranking hedonic test untuk mengetahui tingkat kesukaan panelis terhadap formulasi cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni. Diagram alir penelitian utama dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 4. Stevia rebaudiana Bertoni (Sumber: Dokumentasi Pribadi)
12
Formulasi A
Formulasi B
Formulasi C
Formulasi D
Analisa Fisik: Hardness Warna Spread factor
Analisa Kimia: Proksimat Total kalori Total gula
Analisa Sensori: Ranking hedonic test
Gambar 5. Diagram Alir Penelitian Utama
2.3.2.1. Analisa Karakteristik Kimia 2.3.2.1.1. Analisa Kadar Air Pengujian kadar air yang terkandung dalam cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni dilakukan dengan metode thermogravimetri berdasar Apriyantono et al. (1989). Sampel dihaluskan dengan mortar sebanyak 5 gram dan dimasukkan dalam cawan porselen yang telah diketahui berat (g) konstannya. Proses selanjutnya yaitu sampel dalam cawan porselen dikeringkan di dalam oven pada suhu 100-105°C selama 24 jam kemudian didinginkan dan dipindah ke dalam desikator selama 15 menit. Langkah terakhir sampel kering yang berada di cawan porselen ditimbang hingga diperoleh berat (g) yang konstan. Penentuan kadar air pada sampel yang ditentukan dengan rumus: Berat air = berat cawan porselen berisi sampel kering – berat cawan porselen kosong Kadar air = Berat air (g) x 100% Berat sampel awal (g)
13
2.3.2.1.2. Analisa Kadar Abu Pengujian kadar abu pada cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni dilakukan dengan pengabuan kering berdasarkan metode Sudarmadji et al. (1989). Cawan porselen dibakar di dalam tanur dengan suhu 550°C selama 1 jam, dikeringkan di dalam oven dengan suhu 100-105°C selama 1 jam, dan didinginkan di dalam desikator selama 15 menit, dan ditimbang hingga beratnya (berat cawan kosong dalam g) konstan. Proses selanjutnya yaitu sebanyak 5 gram sampel dimasukkan ke dalam cawan porselen dan diabukan di dalam tanur pada suhu 550°C selama 4 jam. Sampel yang telah diabukan dimasukkan ke dalam oven bersuhu 100-105°C selama 1 jam lalu dimasukkan ke dalam desikator selama 15 menit. Selanjutnya, cawan porselen berisi abu ditimbang sampai diperoleh berat (g) yang konstan. Perhitungan untuk menentukan kadar abu dalam sampel ditentukan dengan rumus: Berat abu (g)= berat cawan porselen berisi abu – berat cawan porselen kosong Kadar abu=
x 100% Berat abu (g) Berat sampel awal (g)
2.3.2.1.3. Analisa Kadar Protein Penentuan kadar protein pada cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni dilakukan berdasar metode Sudarmadji et al. (1989). Sampel dihaluskan sebanyak 0,5 gram, dimasukkan ke dalam labu destruksi dan dimasukkan berbagai macam bahan antara lain 7 gram K2SO4; 0,35 gram HgO; 15 ml H2SO4 pekat; dan batu didih. Selanjutnya, sampel didestruksi menggunakan block digestor pada suhu 420°C hingga jernih dan didinginkan. Pada tangki basa dari automatic distiller diisi dengan larutan NaOH-Na2S2O3, sedangkan larutan H3BO3 4% diisikan pada tangki asam. Labu destruksi yang berisi larutan jernih kemudian dipasangkan pada automatic distiller. Erlenmeyer kosong berukuran 250 ml sebagai penampung destilat juga disiapkan terpasang pada automatic distiller. Setelah semua bagian terpasang dengan benar pada automatic distiller, proses destilasi dapat dijalankan selama 3 menit. Destilat yang tertampung di dalam erlenmeyer kemudian dititrasi dengan larutan HCl 0,1 N. Saat akan dimulainya titrasi, destilat ditambah 3 tetes indikator methyl blue (MB). Titik akhir titrasi ditandai dengan berubahnya warna larutan di dalam erlenmeyer menjadi ungu. Banyaknya HCl 0,1 N yang diperoleh dari titik akhir titrasi kemudian dicatat. Untuk pengujian blanko digunakan 1 ml aquades sebagai
14
pengganti dari sampel uji awal. Perhitungan kadar protein dalam sampel ditentukan dengan rumus: % N= ml titrasi HCl (sampel-blanko) x N HCl (0,1) x 14,007 x 100% Berat sampel (g) Kadar protein = % N x faktor konversi (6,25)
2.3.2.1.4. Analisa Kadar Lemak Pengukuran kadar lemak pada cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni menggunakan ekstraksi dengan soxhlet berdasar metode dari Sudarmadji et al. (1989). Sampel sebanyak 1 gram yang telah dihaluskan dan dihilangkan airnya dibungkus dengan kertas saring. Kertas saring berisi sampel tersebut dibungkus kembali dengan satu lembar kertas saring kemudian dimasukkan ke dalam tabung ekstraksi sedangkan pelarut heksan dimasukkan ke dalam labu didih sampai sepertiga bagian labu. Setelah semua bagian peralatan soxhlet (yaitu labu didih, tabung ekstraksi, dan tabung kondensasi) terpasang dengan benar, proses ekstraksi lemak dijalankan selama 4 jam. Selanjutnya, lemak yang terdapat pada labu didih tersebut dituang dalam cawan porselen kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 80°C selama 12 jam. Proses selanjutnya yaitu cawan porselen berisi lemak sampel dimasukkan ke dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang hingga beratnya konstan. Kadar lemak dalam sampel ditentukan dengan mengikuti perhitungan: Berat lemak = berat labu berisi lemak sampel dari desikator – berat labu kosong Kadar lemak=
x 100% Berat lemak (g) Berat sampel awal (g)
2.3.2.1.5. Analisa Kadar Karbohidrat Penentuan kadar karbohidrat menggunakan metode karbohidrat total secara by difference. Kadar karbohidrat= 100% – (kadar air + kadar abu + kadar protein + kadar lemak) (Sudarmadji et al., 1989).
2.3.2.1.6. Penentuan Total Gula - Metode Phenol-Sulfuric Acid Test 2.3.2.1.6.1. Pembuatan Kurva Standar Sebanyak 2 ml larutan glukosa standar yang mengandung 1,875, 3,75, 7,5, 15, 30 dan 60 μ glukosa masing-masing dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan larutan fenol 5% sebanyak 1 ml serta 5 ml larutan asam sulfat pekat. Larutan ini kemudian
15
didiamkan selama 10 menit. Proses selanjutnya yaitu larutan dikocok-kocok dan ditempatkan dalam penangas air selama 15 menit. Masing-masing larutan dalam tabung reaksi diukur absorbansinya pada panjang gelombang 490 nm (Apriyantono et al., 1989). Hasil penentuan kurva standar total gula dapat dilihat pada Lampiran 1.
2.3.2.1.6.2. Persiapan Sampel Padat untuk Penetapan Total Gula Sebanyak 1 gram sampel ditimbang dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer, lalu ditambahkan alkohol 80% sebanyak 5 ml. Lalu sampel disaring menggunakan kapas dan hasil saringan ditempatkan dalam erlenmeyer lain. Sisa padatan yang terdapat pada kapas dicuci kembali dengan menggunakan alkohol 80% sebanyak 5 ml dan aquades sebanyak 10 ml sampai seluruh gula terlarut dalam hasil saringan. Tahap selanjutnya adalah pengukuran pH. Jika pH asam, hasil saringan ditambahkan dengan CaCO3 sampai basa. Proses selanjutnya yaitu larutan sampel dipanaskan pada penangas air 100oC selama 30 menit dan disaring kembali menggunakan kertas saring Whatman No. 2. Alkohol yang terkandung dalam larutan sampel dihilangkan dengan cara dipanaskan pada penangas air dengan suhu yang dijaga ± 85oC. Apabila larutan sampel mulai habis, ditambahkan dengan aquades secukupnya. Larutan sampel yang dihasilkan selanjutnya digunakan untuk penetapan total gula (Apriyantono et al., 1989).
2.3.2.1.6.3. Penetapan Total Gula Larutan sampel yang telah disiapkan pada tahap persiapan sampel masing-masing diencerkan sampai 100 ml menggunakan aquades. Lalu sebanyak 2 ml larutan sampel yang telah diencerkan masing-masing dimasukkan ke dalam tabung reaksi kemudian ditambahkan larutan fenol 5% sebanyak 1 ml serta 5 ml larutan H2SO4 pekat. Larutan selanjutnya didiamkan selama 10 menit untuk proses pendinginan. Larutan yang telah didiamkan selama 10 menit selanjutnya dikocok-kocok dan ditempatkan dalam penangas air selama 15 menit. Masing-masing larutan dalam tabung reaksi diukur absorbansinya dengan spektrofotometer (Shimadzu UV Visible Spectrophotometer UVmini-1240) pada panjang gelombang 490 nm (Apriyantono et al., 1989).
16
2.3.2.2. Analisa Karakteristik Fisik 2.3.2.2.1. Analisa Hardness Analisa hardness pada cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni dilakukan dengan texture analyzer (Lloyd Instruments seri TA Plus). Analisa Hardness dilakukan dengan menggunakan probe berbentuk silinder (diameter= 6 mm) sebagai alat uji tekan pada sampel dan load cell 50 N (Zamri and Wei, 2012). Gambar 6 menunjukkan probe berbentuk silinder dan Load Cell 50 N yang digunakan untuk analisa hardness. Analisa hardness dilakukan dengan pada kecepatan sebesar 5 mm/s, kekuatan sebesar 10 gf, dan kedalaman sebesar 10 mm. Gambar 7 menunjukkan pengujian hardness pada cookies tempe.
Gambar 6. Load cell 50 N (A) dan Probe Berbentuk Silinder (B) (Sumber: Dokumentasi Pribadi)
Gambar 7. Hardness test pada Cookies tempe (Sumber: Dokumentasi Pribadi) 2.3.2.2.2. Analisa Spread factor Analisa spread factor pada cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni dilakukan berdasar Noor Aziah et al. (2012) dengan menentukan diameter dan ketebalan sampel kemudian dihitung dengan rumus. Diamater sampel diukur dengan meletakkan 3 buah sampel secara sejajar dan diukur total diameter (cm) seperti yang tampak pada Gambar 8. Untuk perulangan sampel, 3 buah sampel diputar searah jarum jam sebesar 90o lalu diukur kembali total diameter (cm). Pengukuran selanjutnya yaitu 3 buah sampel ditumpuk
17
kemudian diukur total ketebalan (cm). Untuk perulangan sampel, 3 buah sampel ditumpuk kembali secara acak kemudian diukur total ketebalan (cm). Spread factor dapat dihitung dengan rumus: SF= D x CF x 1 T
Gambar 8. Pengukuran Diameter Sampel pada Analisa Spread factor (Sumber: Dokumentasi Pribadi) 2.3.2.2.3. Analisa Warna Warna cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni diukur dengan kromameter (Minolta CR-400). Pengukuran sampel dimulai dengan standarisasi kromameter dengan Calibration Plate. Kromameter yang telah distandarisasi selanjutnya diarahkan ke sampel seperti yang terlihat pada Gambar 9. Hasil pengukuran warna sampel dinyatakan dengan L* (Lightness), a* (redness), dan b* (yellowness). L* menyatakan warna hitam-putih (0100), a* bernilai positif menyatakan warna merah sedangkan a* bernilai negatif menyatakan warna hijau, b* bernilai positif menyatakan warna kuning sedangkan b* bernilai negatif menyatakan warna biru (Toma et al., 2009). Hasil pengukuran a* dan b* selanjutnya diolah menjadi color saturation dan hue. Color saturation dihitung dengan penentuan C* (chroma) yang dihitung dengan menambah nilai a* dan b*. Nilai C* yang telah didapat selanjutnya dibagi dengan L* (Popov-Raljić et al., 2013). Rumus perhitungan hue dan color saturation selengkapnya dapat dilihat di bawah ini. Hue= tan-1 b* a* Color saturation: C* L*
18
Gambar 9. Pengukuran Warna Sampel (Sumber: Dokumentasi Pribadi) 2.3.2.3. Analisa Sensori dengan Metode Ranking Hedonic Test Analisa sensori dilakukan oleh 30 orang panelis tidak terlatih dengan mengisi lembar kuesioner. Parameter yang diuji adalah kekerasan, rasa, aroma, warna, dan overall (Meilgaard et al., 1999; Watts et al., 1989).
2.3.2.4.Analisa Total Kalori Pengujian total kalori cookies tempe dengan Stevia rebaudiana Bertoni sebagai pemanis alami dilakukan berdasar Handa et al. (2012). Nilai kalori (Kal/100 g) diperoleh dari perhitungan kadar protein (g/100 g), lemak (g/100 g), dan karbohidrat (g/100 g). Perhitungan selengkapnya dapat dilihat di bawah ini. Nilai Kalori= (4 x protein) + (9 x lemak) + (4 x karbohidrat)
2.3.2.5. Analisa Data Data hasil pengujian fisik dan kimia diolah secara statistik parametrik dengan One Way ANOVA pada tingkat kepercayaan 95% setelah data diuji normalitasnya. Adanya perbedaan antar formulasi ditentukan berdasarkan uji Duncan (Hussain et al. 2006). Pada data pengujian sensori, data tersebut dianalisa secara statistik nonparametrik dengan metode Friedman Test kemudian dilanjutkan metode Least Significant Difference (memakai perhitungan manual) untuk menentukan adanya perbedaan antar formulasi (Sahan et al. 2013). Perhitungan statistik untuk menganalisa data (kecuali metode LSD) menggunakan perangkat lunak SPSS for Windows versi 13. Penyajian data ke dalam bentuk tabel dan grafik memakai perangkat lunak Microsoft Office Excel 2007.
