III.
A.
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Penelitian ini akan dilakukan pada bulan februari sampai april 2010 di laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
B.
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah jambu biji crystal yang berbentuk sempurna, sehat, tidak cacat atau luka, dan ukuran relatif seragam dengan kematangan 90%. Dalam satu kilogram dapat diperoleh jambu biji sebanyak 4 buah dengan bobot ±250 g. Buah jambu yang digunakan diperoleh dari perkebunan Misi Teknik Taiwan di desa Cikarawang, Bogor yang dibawa menggunakan sepeda motor dalam karung plastik hitam yang masing-masing buah dilapisi kertas pembungkus untuk menghindari lecetnya kulit. Bahan lain yang digunakan selain jambu biji adalah lapisan edibel dengan bahan glukomanan dari pabrik Rhado Gel, asam sitrat, asam lilin (malam) selang plastik ¼ inchi. Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah continous gas analyzer merk Shimadzu tipe IRA-170 untuk mengukur konsentrasi CO2, continous gas analyzer merk Shimadzu tipe portable oksigen tester untuk mengukur konsentrasi O2, rheometer merk Sun model CP-300 untuk mengukur kekerasan bahan, chromameter Minolta tipe CR-200 untuk uji warna, refractometer untuk mengukur total padatan terlarut, timbangan digital untuk mengukur berat, stoples, lemari pendingin, sendok, timbangan analitik, wadah plastik, talenan, pisau untuk mengiris bahan, sarung tangan dan masker.
C.
Prosedur Penelitian
Pada penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap yang setiap pelaksanaannya diawali dengan penyiapan buah jambu biji terolah minimal dan larutan lapisan edibel. Setelah melakukan tahapan persiapan tersebut, nantinya dilakukan proses pelapisan edibel, pengemasan dengan teknik atmosfer termodifikasi serta penyimpanan pada suhu rendah. Hasil dari setiap tahapan penelitian akan dijadikan sebagai patokan untuk melakukan tahapan-tahapan selanjutnya.
1. Tahapan Persiapan a. Persiapan Buah Jambu Biji Terolah Minimal Buah jambu dipetik pada umur petik yang sama pada satu pohon agar didapatkan buah dengan kematangan yang sama, buah jambu biji siap kupas merupakan buah jambu biji yang telah berwarna hijau muda. Buah jambu biji tersebut dilakukan minimally processing meliputi kegiatan pencucian, sortasi, pemotongan, dan pengirisan. Pemotongan buah jambu dilakukan dengan cara membelahnya menjadi dua bagian. Setelah terbagi menjadi dua maka buah dibersihkan dari bijinya, kemudian setiap belahan dibelah menjadi dua bagian sehingga keseluruhan bagian yang dipotong menjadi empat bagian buah jambu biji dengan tebal sekitar 5 cm.
15
Standar Operational Procedure (SOP) yang telah direkomendasikan oleh (Zulfebriadi, 1998) pada jambu biji terolah minimal terdiri dari beberapa tahapan, yaitu: 1) Ruangan kerja dikondisikan pada suhu 18o-20oC dan RH 65-70%. 2) Meja kerja dan semua peralatan yang dipakai disterilkan menggunkan larutan alkohol 90%. 3) Jas laboratorium, masker, dan sarung tangan dipakai selama melakukan minimally processing. 4) Jambu biji dengan umur panen 3.5 bulan setelah masa bunga dan berat rata-rata 0.25 kg / buah disortasi, dipilih yang seragam, kulit yang bersih, tidak mengalami memar atu busuk selama transportasi serta tidak cacat fisik. 5) Proses penyiapan jambu biji terolah minimal yaitu dengan mengiris daging buah menjadi empat bagian dengan ketebalan 5 cm. 6) Jambu biji diletakan di dalam tray plastik.
b. Pembuatan Lapisan Edibel Larutan yang harus dipersiapkan dalam penelitian ini, meliputi larutan antioksidan, CaCl2 (kalsium klorida), dan glukomanan. Untuk pembuatan larutan antioksidan, bahan yang digunakan adalah asam sitrat dan asam askorbat sebanyak 0.15 g dari masing-masing bahan dilarutkan ke dalam aquades tersebut sambil terus diaduk hingga merata. Antioksidan berguna untuk mencegah terjadinya reaksi pencokelatan (browning) pada permukaan daging buah yang telah terolah minimal akibat bereaksinya oksigen dengan subtrat fenolik dan enzim PPO (Fennema OR, 1996). Dalam pembuatan larutan CaCl2 konsentrasi yang digunakan adalah 0.75% sehingga aquades sebanyak 1000 ml dituangkan ke dalam gelas ukur kemudian dimasukan juga CaCl 2 sebanyak 7.5 g sambil terus diaduk hingga merata. Pelapis edibel yang digunakan dalam penelitian ini adalah glukomanan dengan konsentrasi 0.5%, 0.55%, 0.6% dan 1%. Dalam pembuatan larutan glukomanan tersebut, diperlukan aquades sebanyak 1000 ml yang dituangkan ke dalam gelas ukur kemudian 5 g, 5.5 g, 6 g dan 10 g glukomanan dilarutkan ke dalamnya sambil terus diaduk, sehingga akan didapatkan pelapis edibel.
c. Pelapisan Buah Jambu Biji Terolah Minimal dengan Lapisan Edibel Buah jambu biji yang telah dilakukan pengolahan minimal kemudian akan dicelupkan dengan lapis edibel. Bagan alir Standard operational procedure (SOP) pelapisan buah jambu biji terolah minimal yang telah direkomendasikan oleh (Zulfebriadi, 1998) ditunjukan pada Gambar 3. Buah jambu biji utuh ↓ Pembersihan awal dan sortasi ↓ Pengupasan dan pemotongan dengan tebal 5 cm ↓ Pencelupan ke dalam larutan antioksidan yaitu campuran asam sitrat dan asam askorbat 150 ppm selama 30 detik ↓ Penirisan selama 10 detik
16
↓ Pencelupan potongan jambu biji ke dalam larutan glukomanan selama 15 detik ↓ Penirisan selama 5 detik ↓ Pencelupan potongan jambi biji ke dalam laruatan CaCl2 selama 15 detik ↓ Penirisan selama 5 detik ↓ Pencelupan potongan jambu biji ke dalam larutan glukomanan selama 15 detik ↓ Penirisan selama 5 detik ↓ Pencelupan potongan jambu biji ke dalam larutan CaCl2 selama 15 detik, dilakukan dua kali pencelupan untuk memastikan bahwa semua permukaan buah terlapisi dengan baik ↓ Penirisan selama 5 detik ↓ Buah jambu biji dikeringkan pada tray berlubang Gambar 3. Bagan alir SOP (Standard Operation Procedure) pelapisan buah jambu biji terolah minimal (modifikasi metode Zulfebriadi, 1998)
2. Tahapan Penelitian a. Pengukuran Laju Respirasi Glukomanan yang Berbeda
pada
Persentase
Konsentrasi
Penentuan laju respirasi dengan konsentrasi glukomanan dilakukan untuk menentukan presentase konsentrasi yang tepat dalam menentukan laju respirsai. Perlakuan yang digunakan adalah konsentrasi glukomanan dengan taraf perlakuan konsentrasi glukomanan adalah 0.5%, 0.55%, 0.6%, 1% dan tanpa konsentrasi lapisan edibel. Taraf konsentrasi tersebut akan dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan. Buah jambu biji yang sudah terolah minimal akan dilakukan pelapisan edibel dengan masing-masing konsentrasi tersebut. Setelah itu, buah tersebut dimasukkan ke dalam stopless dengan berat buah sekitar ±250 g. pada tahap pertama ini akan dilakukan penyimpanan pada suhu 5 oC. pengukuran gas CO2 dan O2 dilakukan setiap 6 jam pada hari pertama, setiap 12 jam pada hari kedua, setiap 24 jam pada hari ketiga dan hari selanjutnya sampai irisan jambu biji segar tersebut mengalami kerusakan/busuk. Berikut disajikan bagan alir mengenai proses pengukuran laju respirasi pada Gambar 4. Pembelian dan sortasi jambu biji dari petani ↓ Standard operation procedure (SOP) penyiapan jambu biji terolah minimal ↓ Jambu biji dipotong dengan tebal irisan 5 cm ↓ Standard operation procedure (SOP) penyiapan lapisan edibel pada jambu biji ↓
17
Penimbangan ± 250 g daging buah / stopless ↓ Penyimpanan dalam stopless kaca dan cold srorage 5oC (suhu 5oC adalah referensi untuk pengukuran laju respirasi pada produk buah dan sayur) ↓ Pengukuran komposisi gas CO2 dan O2 setiap 6 jam sekali (hari pertama), setiap 12 jam sekali (hari kedua), setiap 24 jam sekali (hari ketiga) dan (hari selanjutnya) hingga buah jambu biji terolah minimal berlapis edibel mengalami kebusukan / kerusakan. Gambar 4. Bagan alir pengukuran laju respirasi jambu biji terolah minimal dengan lapisan edibel (modifikasi metode Zulfebriadi, 1998) Pengukuran laju respirasi dilakukan secara open sistem yaitu dengan cara membuka lipatan selang plastik pada sisi stopless kemudian selang plastik dihubungkan dengan continous gas analyzer untuk mengukur komposisi CO2 dan portable oxygen tester untuk mengukur komposisi gas O2. Setelah pengukuran dilakukan, penutup stopless di buka dan dihembuskan udara menggunakan kipas angin untuk mempercepat komposisi udara dalam stopless kembali normal. Selanjutnya, stopless ditutup kembali dengan rapat dan ulir stopless dilapisi dengan malam serta selang plastik dilipat dan dijepit kembali untuk mencegah keluar masuknya udara dari luar. Laju respirasi buah jambu biji terolah minimal dengan lapisan edibel dihitung berdasarkan persamaan (1) yang dikembangkan oleh Mannapperuma et al. (1989):
Dimana: R = laju respirasi (ml CO2/kg.jam atau ml O2/kg.jam) V = volume bebas wadah (ml) W = berat bahan (kg) Dx/dt = laju perubahan komposisi CO2 dan O2 (%/jam)
b. Pengukuran Laju Respirasi dengan Suhu Pada tahap ini dilakukan pengukuran laju respirasi dengan 3 taraf perlakuan suhu yaitu 5 oC, 10oC dan 25oC (suhu ruang). Penentuan laju respirasi dengan suhu dilakukan untuk menentukan suhu yang tepat untuk penyimpanan buah jambu biji terolah minimal berlapis edibel. Buah jambu biji terolah minimal dengan berat sekitar ±250 g kemudian di celupkan ke dalam larutan antioksidan, dilapisi dengan larutan glukomanan, kemudian dicelupkan ke dalam larutan CaCl2. Buah jambu biji terolah minimal berlapis edibel tersebut dimasukan ke dalam stopless kaca kemudian ditutup dengan penutupnya yang dilengkapi dengan dua buah lubang untuk pengukuran komposisi CO2 dan O2. Lubang tersebut disambungkan dengan selang plastik yang kemudian dijepit dengan klip. Stopless tersebut dimasukan kedalam lemari pendingin dengan suhu 5oC, 10oC dan 25oC (suhu ruang). Pada hari pertama, pengambilan data laju produksi CO2 dan konsumsi O2 dilakukan setiap 6 jam sekali kemudian pada hari kedua pengukuran dilakukan setiap 12 jam sekali, pada hari ketiga dan seterusnya dilakukan pengukuran setiap 24 jam sekali. Pengukuran tersebut dihentikan jika buah jambu biji terolah minimal berlapis edibel yang disimpan telah mengalami kerusakan fisik berupa timbulnya mikroba, terjadi perubahan warna dan terdapat bau yang tidak diinginkan.
18
c. Penentuan Komposisi O2 dan CO2 dalam Kemasan Atmosfer Termodifikasi Untuk percobaan selanjutnya adalah penentuan komposisi O2 dan CO2 ditentukan berdasarkan hasil pengukuran komposisi kedua gas tersebut di akhir masa penyimpanan suhu 10oC yang mencapai 18% O2 dan 3% CO2. Oleh karena itu dalam menentukan komposisi O2 dan CO2 pada kemasan atmosfer termodifikasi dilakukan 3 taraf perlakuan sekitar komposisi tersebut, yaitu: 1) Taraf I 2) Taraf II 3) Taraf III
: 16-18% O2 dan 3-5% CO2, : 14-16% O2 dan 3-5% CO2, : 16-18% O2 dan 5-7% CO2,
Buah jambu biji terolah minimal seberat ±250 g dilapisi film edibel dengan bahan glukomanan dan CaCl2 yang sebelumnya telah dicelupkan ke dalam larutan antioksidan. Buah jambu biji terolah minimal berlapis edibel dimasukan ke dalam stoples kaca dengan tutup plastik yang dilengkapi dengan dua buah lubang untuk pengukuran O 2 dan CO2. Lubang disambung dengan selang plastik yang dapat ditutup denga rapat. Pengaturan komposisi atmosfer sesuai perlakuan dilakukan dengan mixer, yaitu dengan mencampur gas O2, CO2, N2 menjadi satu, kemudian gas tersebut disemprotkan ke dalam wadah stopless yang telah terisi buah jambu biji terolah minimal berlapis edibel. Pembacaaan komposisi atmosfer yang diinginkan dilakukan menggunakan continous gas analyzer dan portable oxygen tester. Setelah komposisi O 2 mendekati batas maksimum dan konsentrasi CO2 mendekati batas minimum, maka penyemprotan gas dihentikan. Kemudian bagian ujung selang ditutup rapat dengan malam dan selang dilipat serta dijepit untuk mencegah masuknya gas O2 dan CO2 dari luar. Setiap perlakuan dan suhu dilakukan pengulangan sebanyak dua kali sebagai kelompok. Pengaturan komposisi O2 dan CO2 dilakukan setiap 24 jam sekali untuk mencegah adanya kelebihan dan kekurangan gas O2 dan CO2. Pengamatan dilakukan terhadap perubahan mutu fisik meliputi warna dan kekerasan, perubahan mutu kimia meliputi total padatan terlarut, dan susut bobot. Pengamatan dilakukan pada keadaan awal, 2, 4, 6, 8 hari selama penyimpanan. Berikut disajikan bagan air penentuan komposisi O2 dan CO2 pada suhu terpilih pada Gambar 5. Pengolahan data statistik dilakukan dengan program SPSS. Data input berupa data dari setiap parameter kualitas produk. Untuk mengetahui bagaimana pengaruh perlakuan yang satu dengan yang lainnya, maka dilakukan uji ANOVA. Berdasarkan hasil uji dapat disimpulkan apakah perlakuan tersebut berpengaruh nyata atau tidak berpengaruh nyata terhadap mutu produk dalam setiap periode pengamatan dan pengukuran. Uji statistik lanjut yang digunakan adalah analisis Duncan yang digunakan untuk menentukan nilai parameter dan mutu periode pengamatan dan pengukuran keberapa yang mempunyai perbedaan rata-rata yang tidak berbeda secara signifikan. Pengujian statistik yang dilakukan berdasarkan jumlah parameter menggunakan Anova-Duncan. Standard operation procedure (SOP) jambu biji terolah minimal dengan pelapis edibel terpilih 1% ↓ Jambu biji dipotong dengan ketebalan sekitar 5 cm ↓ Penimbangan ±250 g daging buah jambu biji / stopless ↓ Komposisi gas: 1) 16-18% O2 dan 3-5% CO2
19
2) 14-16% O2 dan 3-5% CO2 3) 16-18% O2 dan 5-7% CO2 ↓ Pengamatan komposisi gas setiap 4 jam pada suhu ruang dan setiap 24 jam pada suhu penyimpanan terpilih 10oC ↓ Penyimpanan dalam respiration chamber (suhu terpilih 10oC dan suhu ruang) ↓ Pengukuran laju susut bobot, laju kekerasan, laju total padatan terlarut, dan perubahan warna ↓ Komposisi atmosfer terpilih Gambar 5. Bagan alir penentuan komposisi O2 dan CO2 pada suhu terpilih (modifikasi metode Zulfebriadi, 1998)
d. Penentuan Jenis Film Kemasan Jenis film kemasan ditentukan setelah percobaan kadar kombinasi O 2 dan CO2 yang optimum diketahui. Nilai permeabilitas bahan yang diperlukan dihitung berdasarkan kombinasi O 2 dan CO2 optimum yang diperoleh dari penelitian sebelumnya. Di samping menggunakan jenis plastik film terpilih, plastik jenis lain dengan permeabilitas berbeda digunakan sebagai pembanding. Rancangan berupa berat produk optimal yang akan dikemas dapat diperoleh berdasarkan persamaan (1) sebagai berikut (Mannapperuma dan Singh, 1989):
............................(2)
dimana: W : berat bahan yang dikemas (kg) Py : permeabilitas terhadap O2 (ml.mil/m2.jam.atm) Pz : permeabilitas terhadap CO2 (ml. mil/m2.jam.atm) ya : konsentrasi O2 udara normal (%) y : konsentrasi O2 dalam kemasan (%) A : luas permukaan kemasan (m2) za : konsentrasi CO2 udara normal (%) z : konsentrasi CO2 dalam kemasan (%) Ry : laju konsumsi O2 (ml.mil/m2.jam.atm) Rz : laju konsumsi CO2 (ml.mil/m2.jam.atm) b : tebal kemasan (mil) Untuk pengamatan kadar O2 dan CO2 dalam kemasan, dibuat dua buah lubang pada salah satu sisi kemasan yang dihubungkan dengan selang. Kemasan yang telah terisi produk ditutup rapat menggunakan mesin sealer serta kedua selang dihubungkan menggunakan konektor berbentuk huruf “L”. Pengukuran terhadap konsentrasi O2 dan CO2 dilakukan setiap hari, sedangkan pengamatan penyusutan bobot, kekerasan, perubahan warna, total padatan terlarut, dan uji organoleptik tiap dua
20
hari sekali hingga buah dalam keadaan tidak optimal. Setiap perlakuan dilakukan dalam 3 kali ulangan.
D.
Pengamatan Mutu 1. Susut Bobot
Laju penurunan susut bobot dilakukan berdasarkan presentase penurunan berat bahan awal penyimpanan hingga akhir masa penyimpanan. Berikut untuk menghitung susut bobot digunakan persamaan dibawah ini: ( Dimana:
)
W1: bobot sampel pada awal penyimpanan (g) W2: bobot sampel pada akhir penyimpanan (g)
2. Uji warna Dalam pengukuran perubahan warna dilakukan dengan menggunakan alat chromameter (Minolta CR200). Data warna yang dihasilkan dinyatakan dengan nilai L untuk kecerahan, nilai a untuk warna kromatik campuran merah-hijau, dan nilai b untuk warna kromatik biru-kuning. Nilai L menyatakan kecerahan yaitu cahaya pantul yang menghasilkan warna akromatik putih, abu-abu, dan hitam, bernilai 0 untuk warna hitam dan bernilai 100 untuk warna putih. Bila L yang semakin besar menunjukan irisan buah jambu biji semakin rusak karena warnanya semakin pucat. Nilai a menyatakan warna kromatik merah-hijau, bernilai +a dari 0-100 untuk warna merah dan bernilai -1 dari 0-(-80) untuk hijau. Nilai semakin besar menunjukan irisan buah jambu biji mendekati kerusakan/kebusukan. Pengujian yang dilakukan dengan menempelkan sensor alat tersebut pada buah jambu biji terolah minimal berlapis edibel dan menembakkan sinar pada tiga bagian yang berbeda.
3. Uji total Padatan Terlarut Dalam pengukuran perubahan warna dilakukan dengan menggunakan alat refractometer. Buah jambu biji terolah minimal berlapis edibel yang diuji dihancurkan sehingga didapatkan sarinya yang kemudian dilakukan pengukuran kadar gula. Pengamatan mutu ini dilakukan dengan tiga kali ulangan terhadap masing-masing sampel. Besarnya padatan terlarut dinyatakan dalam satuan oBrix.
4. Uji Kekerasan Dalam pengukuran perubahan kekerasan dilakukan dengan menggunakan rheometer, diukur tingkat ketahanan buah terhadap jarum penusuk. Pengujian kekerasan terhadap sampel dilakukan pada tiga titik yang berbeda, yaitu bagian ujung, bagian tengah dan bagian pangkal dengan dua kali pengulangan. Data yang diperoleh kemudian dirata-ratakan.
21
5. Uji Organoleptik Uji subjektif berupa uji organoleptik (hedonik) dimaksudkan untuk menentukan perlakuan penyimpanan produk yang optimal, yaitu perlakuan dengan kondisi yang menghasilkan masa simpan terpanjang yakni mutunya masih diterima konsumen. Penilaian dilakukan berdasarkan tingkat kesukaan terhadap warna, aroma, kekerasan, rasa, dan secara keseluruhan produk (total). Skor yang diberikan terdiri atas lima tingkat kesukaan, yaitu: 1 (sangat tidak suka), 2 (tidak suka), 3 (netral), 4 (suka) dan 5 (sangat suka). Batas penolakan adalah 3.5 karena dibawah 3.5 nilai kesukaan konsumen sudah termasuk netral. Penilaian menggunakan panelis sebanyak 10 orang. Uji perubahan tingkat kesukaan pada keadaan awal, 2, 4, 6, 8 hari setelah penyimpanan.
22
