III.
METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Waktu pelaksanaan penelitian selama 3 bulan terhitung mulai Maret 2010 hingga Juni 2010.
B. Bahan dan Alat Buah naga berdaging merah dipanen pada umur 50 hari setelah bunga mekar dengan berat rata-rata 0.40 kg/buah dan diperoleh dari kebun Taman Buah Mekarsari di Jl. Cileungsi-Jonggol, Kabupaten Bogor. Buah dibawa ke laboratorium dengan dikemas dalam karton pada suhu ruang dan terlindung dari sinar matahari. Bahan tambahan lainnya meliputi stretch film, polypropylen, wadah LDP no.4, alkohol 96%, lilin (malam), selang plastik ¼ inchi, gas O2, CO2, N2, asam sitrat, asam askorbat, CaCl2, serta glukomanan dari pabrik Rhado Gel. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah continuous gas analyzer merk Shimadzu tipe IRA-170 untuk mengukur konsentrasi CO2, continuous gas analyzer merk Shimadzu tipe Portable Oxygen Tester untuk pengukuran komposisi 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, lemari pendingin, toples, timbangan analitik, sendok, wadah plastik, talenan, pisau untuk mengiris bahan, masker, dan sarung tangan.
C. Prosedur Penelitian Pada penelitian ini dilakukan percobaan
pelapisan edibel (edible
coating) pada buah naga terolah minimal. Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap yang setiap pelaksanaannya diawali dengan penyiapan lapisan
22
edibel (larutan) dan buah naga terolah minimal, yang kemudian dilakukan pelapisan, pengemasan (teknik atmosfer termodifikasi), dan penyimpanan pada suhu rendah. Hasil yang didapat dari tahap sebelumnya dijadikan masukan untuk perlakuan tahap berikutnya. Prosedur tahap pelaksanaan penelitian ditunjukkan pada Gambar 3.
1.
Tahapan Persiapan a.
Pembuatan Lapisan Edibel Untuk pembuatan larutan glukomanan dengan konsentrasi 0.55%, sebanyak 1000 ml aquades dituangkan ke dalam gelas ukur. Setelah itu, sebanyak 5.5 gram tepung glukomanan dilarutkan ke dalam air tersebut sambil terus diaduk, sehingga akan didapatkan pelapis edibel yakni larutan glukomanan 0.55%. Selain itu larutan CaCl2 (kalsium klorida) dengan konsentrasi 0.75%, sebanyak 1000 ml aquades dituangkan ke dalam gelas ukur. Setelah itu, sebanyak 7.5 gram CaCl2 (kalsium klorida) dilarutkan ke dalam air tersebut sambil terus diaduk, sehingga akan didapatkan larutan CaCl2 0.75%. Untuk antioksidan digunakan asam askorbat dan asam sitrat masing-masing sebanyak 150 ppm. Sebanyak 1000 ml aquades dituangkan ke dalam gelas ukur. Setelah itu, sebanyak 0.15 gram asam askorbat dan 0.15 asam sitrat dilarutkan ke dalam air tersebut sambil terus diaduk, sehingga akan didapatkan larutan antioksidan.
23
Pembuatan Lapisan Edibel
Pengolahan Minimum Buah Naga
Pelapisan Olahan Minimum
Penyimpanan
Edibel 0.5%, 0.55%, 0.6%, tanpa edibel Toples kaca 5°C, 10°C, suhu Ruang
Pengukuran [O2] dan [CO2] Kesetimbangan Setiap Produk Perhitungan Laju Respirasi Setiap Berat Produk Laju Respirasi Maksimum
Komposisi Gas Wadah Toples Kaca
Pengkajian Parameter Respirasi 0.5%, 5°C,
Penyimpanan Pengukuran Konsentrasi Gas
3 komposisi
Penentuan Konsentrasi Lapisan Edibel dan Suhu Optimum Komposisi Gas Optimum Wadah Styrofoam Pengemasan Penyimpanan Berat Produk Pengukuran Pengamatan
Stretch Film dan Polypropilen 5°C, 2 ulangan
Pengukuran Konsentrasi Gas Pengkajian Perancangan Atmosfer Termodifikasi
Pengkajian Perubahan Gas Dalam Kemasan
Pengkajian Perubahan Mutu Selama Penyimpanan Uji objektif Uji Subjektif
Gambar 3 Bagan alir Prosedur Tahapan Pelaksanaan Penelitian
24
b.
Pengolahan Minimal Buah Proses penyiapan buah naga terolah minimal, yaitu membelah buah naga menjadi 2 bagian kemudian pengirisan daging buah menjadi 4-5 potong per sisi muka. Hasil pengolahan minimum buah naga tersebut disajikan pada Gambar 4.
Kulit
Bagian yang digunakan
Gambar 4. Hasil proses buah naga terolah minimal.
c.
Pelapisan Buah Naga Terolah Minimal dengan Film Edibel Persiapan pelapisan buah naga terolah minimal sesuai dengan standard operation procedure (SOP), yaitu sebagai berikut: 1.
Mengkondisikan ruang kerja: suhu 18-20 °C dan RH 65-70%
2.
Membersihkan meja kerja dan mensterilkan peralatan olah dengan alkohol 96%
3.
Pada saat kerja menggunakan jas lab, topi, masker, dan sarung tangan.
4.
Mensortir buah naga berdasarkan berat: 400±50 g, warna merah cerah, sehat, tidak cacat atau luka. Kemudian dicuci dengan air biasa dan meniriskannya. Selanjutnya dipotong dan disisihkan bagian yang tidak digunakan (kulit). Buah naga terolah minimal segera dilapisi dengan lapisan
edibel. Proses pelapisannya dapat dilihat pada Gambar 5. Buah naga terolah minimal direndam dalam larutan antioksidan selama 30 detik
25
diikuti dengan penirisan selama 10 detik. Kemudian dicelupkan untuk pertama kalinya ke dalam larutan glukomanan 0.55% sebagai pelapis edibel, selama 15 detik diikuti dengan penirisan 5 detik. Lalu dicelupkan ke dalam CaCl2 (0.75%) selama 15 detik diikuti dengan penirisan selama 5 detik. Selanjutnya dicelupkan untuk kedua kalinya ke dalam larutan glukomanan selama 15 detik disertai penirisan 5 detik dan untuk kedua kalinya juga dicelupkan ke dalam larutan CaCl2 selama 15 detik disertai penirisan selama 5 detik. Terakhir dilakukan penirisan (diangin-anginkan) selama 10-15 menit dan kemudian dimasukkan ke dalam toples kaca untuk digunakan sesuai dengan perlakuan pada setiap tahap penelitian.
(a)
(b)
(d)
Gambar 5.
(e)
(c)
(f)
Proses pelapisan buah naga terolah minimal dengan film edibel: (a) buah naga terolah minimal; (b) pencelupan pada larutan antioksidan; (c) pencelupan pada larutan glukomanan; (d) pencelupan pada larutan CaCl2; (e) penirisan pada jaring pengering; (f) buah naga terolah minimal berlapis edibel.
26
Buah Naga Utuh Sortasi dan Pembersihan Pemotongan dengan tebal 2 cm dan pengupasan
Penambahan antioksidan, yakni asam sitrat 150 ppm + asam askorbat 150 ppm (dicelupkan selama 30 detik)
Tiriskan selama 10 detik Celupkan potongan buah naga ke dalam glukomanan, selama 15 detik Tiriskan selama 5 detik Celupkan potongan buah naga ke dalam CaCl2, selama 15 detik Tiriskan selama 5 detik Celupkan potongan buah naga ke dalam Glukomanan, selama 15 detik Tiriskan selama 5 detik Celupkan potongan buah naga ke dalam CaCl2, selama 15 detik Tiriskan selama 5 detik Buah dikeringkan pada tray berlobang
Gambar 6.
Diagram standard operation procedure (SOP) pelapisan buah naga terolah minimal (Paramawati 1998).
27
Berikut adalah neraca massa buah naga dari keadaan utuh, terolah minimal, berlapis edibel, sampai pada pengemasan.
Buah Naga Utuh ( 400 gram)
Pemotongan menjadi 2 bagian Pemotongan masing-masing bagian dengan tebal 2 cm dan pengupasan
Berat kulit (170 gram) Berat daging (230 gram)
Pelapisan Edibel Pengemasan Pengemasan dengan stretch film (229 gram) Pengemasan dengan polypropylen (90 gram) Gambar 7.
Neraca massa buah naga terolah minimal berlapis edibel glukomanan 0.55%.
28
2.
Tahapan Penelitian a.
Penentuan
Laju
Respirasi
pada
Persentase
Konsentrasi
Glukomanan yang Berbeda Buah naga yang telah matang diolah minimal kemudian dicelupkan ke larutan antioksidan, glukomanan, dan CaCl2. Perlakuan yang dilakukan adalah penentuan laju respirasi dengan konsentrasi glukomanan yang berbeda-beda. Taraf perlakuan untuk persentase glukomanan adalah 0.50 %, 0.55%, 0.60%, dan tanpa pelapis edibel. Masing-masing konsentrasi nantinya akan dipilih salah satu sehingga dapat diaplikasikan ke buah naga. Mula-mula buah naga yang telah terolah minimal dipotong menjadi 4-5 irisan dengan berat sekitar 140-180 gram kemudian dicelupkan ke dalam laruran antioksidan, dilapisi edibel (larutan glukomanan), dan dicelupkan ke dalam larutan CaCl2. Irisan buah naga yang telah terlapis edibel dimasukkan ke dalam toples kaca dengan tutup yang dilengkapi dua buah lubang untuk pengukuran komposisi O2 dan CO2. Lubang disambung dengan selang plastik yang dapat ditutup dengan menggunakan klip. Pengambilan data laju konsumsi O2 dan produksi CO2 dilakukan setiap 4 jam sekali pada hari ke-1, setelah itu pengukuran dilakukan setiap 6 jam sekali pada hari ke-2, 12 jam sekali pada hari ke-3, serta 24 jam sekali pada hari ke-4, dan seterusnya. Pengukuran dihentikan jika buah naga yang disimpan pada suhu yang dinginkan telah mengalami kerusakan berupa perubahan warna, timbulnya mikroba, serta buah naga telah mengalami bau yang tidak diinginkan. Untuk penentuan laju respirasi pada penelitian kali ini tidak dilakukan uji organoleptik. Data yang diperoleh pada pengukuran ini berupa perubahan konsentrasi gas O2 dan CO2 yang diukur pada 3 konsentrasi pelapis edibel yang berbeda yakni larutan glukomanan 0.50 %, 0.55%, 0.60%, serta tanpa pelapis edibel pada suhu 5°C. Laju respirasi
29
diukur berdasarkan persamaan yang dikembangkan Mannapperuma dan Singh (1989): 𝑉
𝑅 =𝑊 𝑥
𝑑𝑥 𝑑𝑡
...................................................................................(11)
di mana: R = laju respirasi (ml/kg.jam) V = volume bebas (ml) W = berat sampel (kg) 𝑑𝑥 𝑑𝑡
= perubahan konsentrasi gas O2 dan CO2 terhadap waktu (%/jam)
b. Penentuan Laju Respirasi dengan Suhu Pada tahap ini dilakukan penentuan laju respirasi dengan perlakuan suhu yang berbeda-beda, yaitu suhu 5oC, 10oC, dan suhu ruang. Penentuan laju respirasi dengan indikator berupa suhu bertujuan agar dapat ditentukan suhu yang tepat untuk penyimpanan buah naga yang telah terolah minimal dan berlapis edibel. Mula-mula buah naga yang telah terolah minimal dipotong menjadi 4-5 irisan dengan berat sekitar 140-180 gram kemudian dicelupkan ke dalam laruran antioksidan, dilapisi edibel (larutan glukomanan), dan dicelupkan ke dalam larutan CaCl2. Irisan buah naga yang telah berlapis edibel dimasukkan ke dalam toples kaca dengan tutup yang dilengkapi dua buah lubang untuk pengukuran komposisi O2 dan CO2. Lubang disambung dengan selang plastik yang dapat ditutup dengan menggunakan klip. Pengambilan data laju konsumsi O2 dan produksi CO2 dilakukan setiap 4 jam sekali pada hari ke-1, setelah itu pengukuran dilakukan setiap 6 jam sekali pada hari ke-2, 12 jam sekali pada hari ke-3, serta 24 jam sekali pada hari ke-4, dan seterusnya. Pengukuran dihentikan jika buah naga yang disimpan pada suhu yang dinginkan telah mengalami kerusakan berupa perubahan warna, timbulnya mikroba, serta buah naga telah
30
mengalami bau yang tidak diinginkan. Untuk penentuan laju respirasi pada penelitian kali ini tidak dilakukan uji organoleptik. Data yang diperoleh pada pengukuran ini berupa perubahan konsentrasi gas O2 dan CO2 yang diukur pada 3 suhu berbeda, yaitu 5°C, 10°C, dan pada suhu ruang. Laju respirasi diukur berdasarkan persamaan (11) yang dikembangkan Mannapperuma dan Singh (1989). c.
Penentuan Komposisi O2 dan CO2 dalam Kemasan Atmosfer Termodifikasi Tahap ini dilakukan untuk menentukan komposisi atmosfer, yaitu O2 dan CO2 optimum yang mampu memberikan mutu penyimpanan yang baik untuk buah naga. Penentuan kombinasi kadar O2 dan CO2 optimum dilakukan berdasarkan pada hasil penelitian tahap pertama dan kedua. Perlakuan komposisi gas yang diujikan: a.
Komposisi 1 (2-4% O2 dan 7-9% CO2)
b.
Komposisi 2 (3-5% O2 dan 5-7% CO2)
c.
Komposisi 3 (5-6% O2 dan 8-10% CO2) Pengendalian konsentrasi gas O2 dan CO2 pada setiap taraf
konsentrasi dilakukan setiap hari selama masa pengamatan. Penelitian komposisi O2 dan CO2 optimum, yakni irisan buah naga segar sebanyak 2 muka dipotong menjadi 4-5 irisan per muka seberat 140-180 gram dibersihkan kulitnya untuk masing-masing muka dilapisi edibel sesuai SOP. Kemudian dimasukkan ke dalam toples plastik dengan tutup yang dilengkapi 2 buah lubang yang disambung dengan selang plastik. Tutup toples dilapisi lilin malam guna menghindari kebocoran gas. Konsentrasi dalam toples diatur sehingga berada pada konsentrasi yang dikehendaki. Toples
31
disimpan pada lemari pendingin pada suhu terpilih hasil percobaan pada tahap kedua. Pengaturan komposisi atmosfer sesuai perlakuan dilakukan dengan mengatur debit gas O2, N2, dan CO2 menggunakan flowmeter. Debit flowmeter dipertahankan setelah mendapat komposisi yang diinginkan kemudian disemprotkan ke dalam wadah toples yang telah terisi irisan buah naga segar berlapis edibel. Pembacaan
komposisi
atmosfer
yang
diinginkan
dilakukan
menggunakan Continuous Gas Analyzer dan Portable Oxygen Tester. Setelah komposisi O2 mendekati batas maksimum dan konsentrasi CO2 mendekati batas minimum, maka penyemprotan gas dihentikan. Kemudian bagian ujung selang ditutup rapat dan selang dilipat serta dijepit untuk mencegah masuknya gas CO2 dan O2 dari luar. Penentuan pengaruh komposisi atmosfer terhadap pengamatan yang dilakukan diuji menggunakan analisis statistik. Rancangan percobaan yang digunakan menggunakan Rancangan Acak Lengkap. Setiap perlakuan diulang sebanyak 2 kali. Jumlah satuan percobaan 3 x 2 x 1 = 6 unit. Perlakuan yang diujikan adalah komposisi atmosfer penyimpanan, yaitu (1) 2-4% O2 dan 7-9% CO2, (2) 3-5% O2 dan 5-7% CO2, serta (3) 5-6% O2 dan 8-10% CO2. Data masukan berupa data tiap parameter kualitas produk. Uji ANOVA digunakan
untuk
mengetahui bagaimana pengaruh
perlakuan satu dan pengaruh perlakuan dua terhadap produk. Dari hasil uji ANOVA dapat disimpulkan apakah berpengaruh nyata atau tidak berpengaruh nyata. Uji ini juga digunakan untuk menentukan apakah setiap perlakuan menunjukkan pengaruh yang 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
32
pengamatan dan pengukuran ke-berapa yang mempunyai perbedaan rata-rata yang tidak berbeda secara signifikan. Pengolahan data statistik dilakukan dengan program SPSS. d. Pemilihan Jenis Film dan Validasi Kemasan Termodifikasi Jenis film kemasan ditentukan setelah dari percobaan tahap ketiga didapatkan komposisi O2 dan CO2 yang optimum. Hasil tersebut diplotkan dalam grafik jenis-jenis film kemasan (Gunadnya 1993). Dilakukan penyesuaian terhadap bobot bahan yang dikemas dan luas permukaan kemasan menggunakan persamaan yang dikembangkan oleh Deily dan Rizvi (1981), persamaan (8) dan (9). Jenis
kemasan
terpilih
adalah
kemasan
yang
mempunyai
permeabilitas mendekati permeabilitas hasil perhitungan. Selain itu, dilakukan
pembandingan
terhadap
kemungkinan
adanya
pengembunan uap air pada permukaan film terpilih (Rusmono 1989). 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 (10). Pada tahap ini, jenis film kemasan yang telah didapatkan diuji validitasnya. Pengujian dilakukan menggunakan dua jenis plastik lain dengan nilai permeabilitas yang berbeda sebagai pembanding. Untuk pengamatan kadar O2 dan CO2 dalam kemasan, dibuat 2 buah lubang pada salah satu sisi kemasan kemudian dipasang selang pada kedua lubang tersebut. Kedua selang tersebut dijepit dengan menggunakan klip. Pengukuran terhadap konsentrasi O2 dan CO2 dilakukan setiap hari sedangkan pengamatan terhadap susut bobot, uji kekerasan, warna dan uji organoleptik yang dilakukan pada hari ke-0, 2, 4, 5, 6, dan 7. Data masukan berupa data tiap parameter kualitas produk. Uji ANOVA digunakan
untuk
mengetahui bagaimana pengaruh
perlakuan satu dan pengaruh perlakuan dua terhadap produk. Dari
33
hasil uji ANOVA disimpulkan apakah berpengaruh nyata atau tidak berpengaruh nyata. Uji ini juga digunakan untuk menentukan apakah setiap perlakuan menunjukkan pengaruh yang 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 ke-berapa yang mempunyai perbedaan rata-rata yang tidak berbeda secara signifikan. Pengolahan data statistik dilakukan dengan program SPSS. e. Penyimpanan Kemasan Atmosfer Termodifikasi dengan Film Terpilih Berdasarkan komposisi yang didapat dari tahap sebelumnya dan berdasarkan perhitungan, maka diperoleh berat buah naga segar berlapis edibel yang dapat diaplikasikan ke dalam wadah LDP no.4 dan ditutup dengan film terpilih pada suhu yang paling tepat untuk penyimpanan buah naga terolah minimal berlapis edibel. Data masukan berupa data tiap parameter kualitas produk. Uji ANOVA digunakan
untuk
mengetahui bagaimana pengaruh
perlakuan satu dan pengaruh perlakuan dua terhadap produk. Dari hasil uji ANOVA disimpulkan apakah berpengaruh nyata atau tidak berpengaruh nyata. Uji ini juga digunakan untuk menentukan apakah setiap perlakuan menunjukkan pengaruh yang 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 ke-berapa yang mempunyai perbedaan rata-rata yang tidak berbeda secara signifikan. Pengolahan data statistik dilakukan dengan program SPSS.
34
D. Pengamatan Mutu 1.
Susut Bobot Penurunan
susut
bobot
dilakukan
berdasarkan
persentase
penurunan berat bahan sejak awal penyimpanan sampai akhir penyimpanan. persamaan yang digunakan untuk menghitung susut bobot adalah sebagai berikut : Susut bobot (g/100g) =
𝑊−𝑊𝑎 𝑊
𝑥 100%
...........................................(12)
di mana :
2.
W
= bobot bahan awal penyimpanan (g)
Wa
= bobot bahan akhir penyimpanan (g)
Uji Kekerasan Uji kekerasan diukur berdasarkan tingkat ketahanan buah terhadap jarum penusuk dari rheometer. Uji kekerasan dilakukan pada tiga titik yang berbeda, yaitu bagian ujung, tengah, dan pangkal dengan dua kali pengulangan tiap dua hari sekali hingga buah dalam keadaan tidak optimal lalu data yang diperoleh dirata-ratakan.
3.
Uji Warna Pengukuran perubahan warna dilakukan dengan menggunakan alat chromameter. Data warna dinyatakan dengan nilai L (kecerahan), nilai a (warna kromatik campuran merah-hijau), dan nilai b (warna kromatik biru-kuning). Nilai L menyatakan kecerahan (cahaya pantul yang menghasilkan warna akromatik putih, abu-abu, dan hitam), bernilai 0 untuk warna hitam dan bernilai 100 untuk warna putih. Nilai L yang semakin besar menunjukkan irisan buah naga semakin rusak karena warnanya semakin pucat. Nilai a menyatakan warna akromatik merahhijau, bernilai +a dari 0-100 untuk warna merah dan bernilai –a dari 0-(80) untuk warna hijau. Nilai a yang semakin besar menunjukkan irisan buah naga semakin mendekati kebusukan. Pengujian dilakukan dengan
35
menempelkan sensor pada buah naga dan menembakkan sinar pada tiga bagian yang berbeda.
4.
Total Padatan Terlarut Pengukuran total padatan terlarut dilakukan dengan menggunakan refraktometer. Buah naga dihancurkan kemudian dilakukan pengukuran kadar gula. Perlakuan dilakukan tiga kali ulangan terhadap masingmasing sampel. Besarnya nilai total padatan terlarut dinyatakan dalam satuan °Brix.
5.
Uji Organoleptik Uji organoleptik dilakukan oleh panelis tidak terlatih sebanyak 10 orang untuk menerima perubahan sifat fisik dan kimia buah naga selama penyimpanan. Parameter pengamatan organoleptik meliputi warna buah, aroma buah, kekerasan, rasa, serta penilaian secara keseluruhan. Penilaian panelis ditabulasikan ke dalam skor 1 sampai 5. Di mana kriteria penilaiannya adalah (1) sangat tidak suka; (2) tidak suka; (3) biasa; (4) suka; (5) sangat suka. Batas penolakan konsumen adalah 3.0 untuk penentuan komposisi (tahap 3) sedangkan pada validasi film kemasan (tahap 5) batas penolakan konsumen lebih tinggi yakni 3.5. Hal ini dikarenakan pada tahap ini sudah dilakukan pengaplikasian menggunakan wadah kemasan dan film kemasan sehingga tingkat penilaian konsumen pun menjadi semakin selektif terhadap penerimaan tampilan buah yang disajikan.
36
