III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Waktu pelaksanaan penelitian selama 5 bulan terhitung mulai Maret 2011 hingga Juli 2011.
B. Alat dan Bahan 1. Alat Peralatan yang digunakan adalah meja simulator untuk simulasi transportasi dengan kompresor. Timbangan digital untuk mengukur susut bobot, rheometer untuk mengukur kekerasan buah, chromameter untuk mengetahui perubahan warna dan refraktometer untuk mengukur total padatan terlarut. 2. Bahan Bahan yang digunakan untuk penelitian adalah mentimun lokal yang berasal dari Cianjur dengan umur petik 36-40 hari (panen ke-2). Kemasan yang digunakan adalah plastik polietilen ukuran 50 cm x 85 cm kapasitas untuk mentimun 20-30 Kg dengan ketebalan 0.04 mm dan keranjang bambu dengan kapasitas angkut minimal untuk mentimun 20-30 Kg dengan tinggi 60 cm dan diameter 50 cm.
C. Metode Penelitian Metode Penelitian yang dilakukan adalah 1. Mentimun sebelum dikemas dibersihkan dengan cara dicuci dengan air (Gambar 4) dan dicari yang seragam baik bentuk dan ukurannya (panjang 15-20 cm, diameter 4-5 cm). Setelah itu mentimun kembali disortir ketika akan disimulasikan. Sebelum disimulasikan dilakukan pengamatan terhadap parameter mutu fisik mentimun.
Gambar 4. Pencucian mentimun
9
2. Mentimun yang telah dibersihkan dan disortasi kemudian dimasukan ke dalam plastik polietilen (kapasitas 25 kg) sebanyak 20 kg dan keranjang bambu (kapasitas 30 kg) sebanyak 20 kg. Penempatan mentimun didalam kemasan tersusun rapih searah horizontal dengan posisi kemasan terbaring untuk kemasan polietilen seperti pada Gambar 5. Untuk penyusunan buah mentimun dengan keranjang bambu (Gambar 6) sama seperti penyusunan buah mentimun di dalam polietilen. Pemilihan posisi ini dikarenakan posisi tersebut pada dasarnya akan mengurangi kerusakan mekanis selama transportasi jika dibandingkan pada kemasan yang sama. Untuk mengetahui kemasan yang mengakibatkan kerusakan mekanis minimal harus dilakukan percobaan dengan simulasi transportasi.
Gambar 5. Penyusunan mentimun dalam plastik polietilen
Gambar 6. Penyusunan mentimun dalam keranjang bambu
3. Kemasan tersebut kemudian disusun pada meja getar, untuk masing-masing kemasan sebanyak dua tumpukan. Pada layer pertama akan ditumpuk kemasan yang diisi dengan buah mentimun yang sebenarnya dan pada layer yang kedua akan diisi dengan bahan pemberat sebesar berat mentimun yang ada pada kemasan dibawahnya yaitu sebesar 20 kg (Gambar 7 dan Gambar 8). Bahan pemberatnya adalah pasir.
Gambar 7. Penyusunan tumpukan kemasan polietilen
Gambar 8. Penyusunan tumpukan keranjang bambu
10
4. Simulasi dilakukan selama 2 jam dan 3 jam dan dengan pengulangan sebanyak 3 kali, dengan menggunakan jalan luar kota. Pemilihan lama simulasi selama 2 jam setara dengan jarak yang ditempuh kendaraan pengangkut sejauh 86 km (jarak Cianjur ke Bogor) dengan menggunakan jalan luar kota. Sedangkan untuk lama simulsi selama 3 jam setara dengan jarak yang ditempuh kendaraan pengangkut sejauh 129 km (jarak Cianjur ke Jakarta) dengan menggunakan jalan luar kota. Nilai frekuensi dan amplitudo selama simulasi adalah 2.75 Hz dan 2.5 cm. Perlakuan dalam melakukan simulasi selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2 untuk lama simulasi 2 jam dan Tabel 3 untuk lama simulasi 3 jam. Tabel 2. Perlakuan selama simulasi transportasi pada meja getar (Cianjur-Bogor) Dicari
Nilai
Satuan
Frekuensi
2.75
Hz
Amplitudo Perioda (T)
2.5 0.363636364
cm detik/getaran
Kecepatan sudut (w)
17.27
getaran/detik
Luas satu siklus getaran vibrator
0.000868674
cm2/jam
Lama getaran Jumlah luas seluruh getaran selama 1 jam Jumlah luas seluruh getaran truk luar kota selama 0.5 jam
2 17.19974694
jam cm2/jam
2.999
cm2
Jumlah jarak yg ditempuh
86.02741052
km
Tabel 3. Perlakuan selama simulasi transportasi pada meja getar (Cianjur-Jakarta) Dicari
Nilai
Satuan
Frekuensi
2.75
Hz
Amplitudo Perioda (T)
2.5 0.363636364
cm detik/getaran
Kecepatan sudut (w)
17.27
getaran/detik
Luas satu siklus getaran vibrator Lama getaran
0.000868674 3
cm2/jam jam
Jumlah luas seluruh getaran selama 1 jam Jumlah luas seluruh getaran truk luar kota selama 0.5 jam
25.79962042
cm2/jam
2.999
cm2
Jumlah jarak yg ditempuh
129.0411158
km
5. Setelah simulasi transportasi dilakukan, buah mentimun dari setiap kemasan diambil secara acak untuk dijadikan sampel. Buah mentimun untuk sampel berjumlah 3 buah pada masing-masing kemasan, buah mentimun yang dijadikan sampel terletak pada bagian atas, tengah dan bawah dari kemasan. Kemudian dilakukan pengamatan terhadap kerusakan mekanis, susut bobot, kekerasan, total padatan terlarut, warna dan uji organoleptik. Pengamatan dilakukan pada buah mentimun sebelum dan sesudah transportasi. Tetapi penyajian data setelah transportasi dipilih pada hari yang ke-5 karena kerusakan mekanis yang sebelumnya tidak terlihat menjadi terlihat jelas. Setelah kerusakan mekanis terlihat secara jelas, maka dilakukan pengamatan kerusakan mekanis berupa luka gores, luka retak, luka memar dan luka pecah. Bagan alir dari metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 9.
11
Mentimun dipetik dari kebun dengan umur panen 36-40 hari
Mentimun dibersihkan dan disortir baik bentuk dan ukurannya (panjang 15-20 cm, diameter 4-5 cm).
Dilakukan pengamatan sebelum simulasi terhadap kerusakan mekanis, susut bobot, kekerasan, total padatan terlarut, warna dan uji organoleptik.
Mentimun disusun secara teratur di dalam kemasan polietilen dan keranjang bambu masing-masing sebanyak 20 kg
Kemasan yang telah terisi buah mentimun ditaruh pada layer terbawah dan pasir (20 kg) pada layer paling atas
Disimulasikan selama 2 jam
Disimulasikan selama 3 jam
Meja getar dioperasikan frekuensi dan amplitudo selama simulasi adalah 2.75 Hz dan 2.5 cm
Dilakukan pengamatan terhadap kerusakan mekanis, susut bobot, kekerasan, total padatan terlarut, warna dan uji organoleptik. Tetapi penyajian data setelah transportasi dipilih pada hari yang ke-5 karena kerusakan mekanis yang sebelumnya tidak terlihat menjadi terlihat jelas. Gambar 9. Bagan alir metode penelitian
12
D. Kesetaraan Simulasi Transportasi Kesetaraan simulasi transportasi yang dilakukan dengan meja getar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah ini dengan konversi angkutan truk berdasarkan data Lembaga Uji Kontruksi BPPT 1986 (Lampiran. 1). 1. Data Vibrator T = 1/f =2 /
LSV =
∫ sin
JLSVT = y x 60 x 60 x f x LSV 2. Data Truk A=∑( )/ LST = A ∫ sin
JLSTT = z x 60 x 60 x ft x LST Maka simulasi pengangkutan dengan truk selama x jam:
= Ket:
x setara panjang jalan
T = Perioda meja getar f = Frekuensi meja getar W = Kecepatan sudut LSV = Luas satu siklus getaran vibrator Y = Waktu getar JLSVT = Jumlah luas seluruh getaran vibrator selama y jam A = Amplitudo rata-rata getaran Truk N = Jumlah kejadian amplitudo Tt= Periode bak truk Ft=Frekuensi bak truk LST=Luas satu siklus getaran bak truk z = Waktu tempuh truk JLSTT=Jumlah seluruh getaran truk selama z jam A = Jumlah luas seluruh getaran vibrator selamam x jam B = Jumlah getaran bak truk
13
E. Pengamatan 1. Kerusakan Mekanis Pengamatan tingkat kerusakan mekanis mentimun dilakukan setelah pengangkutan dengan cara melihat kerusakan pecah, memar, gores, retak dari masing-masing produk dalam kemasan. Uji ini dilakukan secara visual. Persamaan yang digunakan untuk menghitung presentase kerusakan adalah: % Rusak =(Jumlah mentimun rusak/Jumlah total) x 100% Klasifikasi kerusakan pada mentimun adalah sebagai berikut: a. Luka memar Luka memar terjadi karena adanya benturan antar produk dengan dinding alat pengemasan atau tekanan sesama produk. Tanda luka memar dicirikan dengan buah terlihat lebam pada bagian yang mengalami luka sehingga kulit terlihat lebih gelap dari warna awal. b. Luka gores Luka gores terjadi akibat adanya gesekan antar produk dengan kemasan, dengan sesama produk atau dengan bahan pengisi. Tanda luka gores dicirikan dengan adanya luka yang cukup dalam, biasanya memanjang. c. Luka pecah Luka pecah terjadi karena adanya tekanan yang terjadi dari arah vertikal maupun arah horizontal produk. Selain itu dapat juga diakibatkan karena guncangan selama proses pengangkutan. Luka pecah dicirikan dengan buah mentimun hancur (kondisi luka paling parah) di bagian yang luka. d. Luka retak Luka retak terjadi karena adanya tekanan dari arah vertikal dan arah horizontal. Lukanya tidak separah luka pecah, bisa juga disebabkan karena goresan yang cukup dalam. Dicirikan dengan luka yang memanjang yang menyebabkan buah mentimun terlihat seperti terbelah.
2. Susut Bobot Penurunan susut bobot dilakukan berdasarkan persentase penurunan berat bahan sejak sebelum simulasi dilakukan dan setelah simulasi pada hari ke-5 (sampai mentimun terlihat jelas kerusakan mekanisnya). Alat yang digunakan untuk menghitung susut bobot ini adalah timbangan digital dengan merk Mettler PM-480 (Gambar 10). Pengambilan sampel dilakukan secara acak pada bagian bawah, tengah dan kemasan buah mentimun dengan masing-masing tiga sampel pada setiap kemasan. adalah
14
Gambar 10. Timbangan digital Persamaan yang digunakan untuk menghitung susut bobot adalah sebagai berikut:
dimana : W = bobot bahan awal penyimpanan (g (g) Wa = bobot ot bahan akhir penyimpanan (g) (g
3. Kekerasan Uji kekerasan diukur berdasarkan tingkat ketahanan buah terhadap jarum penusuk dari rheometer (Gambar 11).. Uji kekerasan dilakukan pada tiga titik yang berbeda dengan tiga kali pengulangan tiap sehari sekali hingga buah dalam keadaan tidak optimal lalu diambil rataannya rataannya. Alat di set pada kedalamann 10 mm dengan beban maksimum 10 kg. Diameter jarum penusuk adalah 5 mm dengan lama penekanan selama 10 detik. Penusukan yang dilaku dilakukan yaitu bagian pangkal, tengah dan ujung buah mentimun (Gambar 12).. Besar gaya yang dibutuhkan untuk melakukan penusukan tergantung pada seberapa keras buah yang akan ditusuk. Semakin mentimun mudah untuk ditusuk (mentimun menjadi lunak) maka mentimun semakin rusak, begitu sebaliknya.
Pangkal
Tengah
Ujung
Gambar 11. Rheometer
Gambar 12. Bagian-bagian bagian dari buah mentimun
15
4. Total Padatan Terlarut Total al padatan terlarut dihitung dengan menggunakan refractometer model N-1 N Atago (Gambar 13). Angka yang tertera dalam refractometer menunjukan kadar total padatan yang terlarut yang dinyatakan dalam 0 brix. Pengukuran dilakukan dengan cara meletakan cairan daging buah mentimun pada prisma refractometer. Daging yang diambil dalam satu buah mentimun adalah bagian pangkal, tengah dan ujung. ng. Sebelum dan sesudah pembacaan prisma refractometer dibersihkan dengan aquades dan di lap dengan menggunakan tissue.
Gambar 13. Refratometer
5. Warna Pengukuran warna mentimun setelah simulasi dapat dilihat dari tingkat kecerahan (nilai L), tingkat kehijauan (nilai a), dan tingkat kekuningan (nilai b).. Nilai L menyatakan tingkat kecerahan suatu bahan dimana cahaya pantul menghasilkan warna akromatik putih, abu abu--abu dan hitam. Parameter L mempunyai ai nilai dari 0 (hitam) sampai 100 (Putih). Nilai a menyatakan tingkat kehijauan dimana nilai positif (+) menyatakan warna merah dan negative ((-)) menyatakan warna hijau. Nilai b menyatakan tingkat kekuningan dimana nilai positif (+) menyatakan warna kuning dan negative (-) menyatakan warna biru. Pengukurann dilakukan dengan menggunakan chromameter dengan merk Minolta tipe CRCR 200 (Gambar 14),, pengamatan dalam satu buah mentimun terdiri dari tiga pengambilan warna, yaitu warna untuk bagian pangkal, tengah dan ujung buah mentimun.
Gambar 14. Chromameter
16
6. Organoleptik Uji organoleptik dilakukan untuk mengetahui sejauh mana responden (10 orang) dapat menerima buah mentimun setelah proses simulasi transportasi. Responden berprofesi sebagai mahasiswa dan umum, masing-masing berjumlah 5 orang. Pengujian dilakukan sebelum simulasi dan dan sesudah simulasi transportasi. Parameter pengamatan organoleptik meliputi warna, aroma, rasa, kekerasan dan penerimaan secara umum mentimun. Penilaian responden ditabulasikan ke dalam skor 1 sampai 5. Skor 5 untuk sangat suka, skor 4 untuk penilaian suka, skor 3 untuk biasa, skor 2 untuk tidak suka, dan skor 1 untuk penilaian sangat tidak suka. Batas penolakan konsumen adalah 3.5.
7. Pemilihan Kemasan Pemilihan kemasan yang paling baik dalam pengemasan buah mentimun dilakukan dengan menggunakan tabel digital logic untuk menentukan positif decision dan faktor pembobot. Setiap parameter akan dibandingkan terhadap parameter lainnya. Misalnya, parameter a dibandingkan dengan parameter b, jika parameter a lebih berpengaruh (nilai yang diinginkan rendah) terhadap penurunan mutu fisik maka diberi nilai 1, sedangkan b diberi nilai 0. Penentuan sifat berskala (β) dilakukan setelah didapatkan nilai faktor pembobot utnuk masing-masing parameter dengan rumus dibawah ini.
NS B
K Untuk nilai dari perubahan yang diharapkan rendah NS
Untuk nilai dari perubahan yang diharapkan tinggi
Keterangan : sifat berskala i: nilai sifat bersekala parameter i wi:nilai hasil perbandingan parameter pada masing-masing kemasan Ns: nilai numerik sifat B : nilai terbesar yang dipertimbangkan K : nilai terkecil yang dipertimbangkan Rumus yang digunakan adalah rumus untuk nilai dari perubahan yang diharapkan rendah, dikarenakan nilai parameter penurunan mutu fisik mentimun diharapkan rendah. Jika penurunan mutu fisik buah mentimun rendah berarti kualitas dari buah mentimun masih baik tidak jauh berbeda ketika sebelum disimulasikan. Indeks sifat berbobot (γ) diperlukan untuk pemilihan kemasan paling baik dengan memilih nilai terbesar dari hasil perhitungan. Perhitungan menentukan indeks sifat berbobot menggunakan rumus dibawah ini.
i wi
17
F. Rancangan Percobaan Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor dan tiga kali ulangan. Faktor-faktor tersebut antara lain: A. Jenis kemasan yang digunakan A1 = Kemasan plastik polietilen A2 = Kemasan keranjang bambu B. Lama simulasi diatas meja simulator B1 = Digetarkan selama 2 jam (setara dengan 86 km jarak Cianjur ke Bogor) B2 = Digetarkan selama 3 jam (setara dengan129 km jarak Cianjur ke Jakarta) Sehingga akan menghasilkan kombinasi seperti pada Tabel 4 dengan tabulasi data dalam penelitian seperti pada Tabel 5. Tabel 4. Kombinasi perlakuan Faktor 1,2 A1 A2
B1 A1B1 A2B1
B2 A1B2 A2B2
Tabel 5. Tabulasi data dalam penelitian Ulangan
B1
B2
1
Y111
Y121
2
Y112
Y122
3
Y113
Y123
Total (Y1j)
Y11
Y12
1
Y211
Y221
2
Y212
Y222
3
Y213
Y223
Total (Y2j)
Y21
Y22
Y1j
Y2j
A1
A2
Total (Yj)
Total (Yi) Y1i
Y2i
Yijk
Model umum rancangan percobaan ini adalah: Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + Cijk Dimana: Yijk = Pengamatan pada perlakuan A ke-i dan B ke-j µ = Nilai rata – rata harapan Ai = Perlakuan A ke-i Bj = Perlakuan B ke-i (AB)ij = Interaksi A ke-i dan B ke-j Cijk = Pengaruh galat percobaan dari perlakuan A ke-I, B ke-j pada ulangan ke-k Dengan nilai i = 1,2 dan j = 1,2 Kemudian pengujian akan dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test sebagai penentu beda nyata dari hasil analisis ragam dengan taraf nyata 5%. Pada setiap respon akan diamati pengaruh dari kombinasi faktor yang diberikan sehingga akan diketahui jenis kemasan yang terbaik selama transportasi. (Mattjik dan Sumertajaya, 2002).
18
