III.
A.
METODOLOGI PENELITIAN
Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. Waktu pelaksanaan penelitian selama 3 bulan terhitung mulai Maret hingga Juni 2011.
B.
Bahan dan Alat
1.
Bahan Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu : a. Buah alpukat varietas mentega yang termasuk alpukat mutu I, dan memiliki karakteristik ras Meksiko antara lain bentuk buah seperti buah pear, dengan tangkai buah pendek, berkulit tipis, halus dan licin, memiliki ukuran buah yang kecil dengan berat 100-225 g, diperoleh dari kebun Alpukat di daerah Sukabumi, Jawa Barat. Sampel alpukat yang dibawa dari Sukabumi diangkut menggunakan motor dan dikemas menggunakan karton. Alpukat yang digunakan dalam penelitian diusahakan seragam yaitu dalam hal dimensi, bentuk, warna, ukuran, dan tingkat kekerasan serta keadaan segar dan tidak cacat. b. Kemasan berupa karton gelombang tipe flute AB, dengan dimensi 370 x 230 x 210 mm. Kemasan karton gelombang yang digunakan tipe kemasan RSC dengan sekat karton. Kemasan yang diuji adalah tanpa ventilasi, ventilasi tipe circle (lingkaran), ventilasi tipe oblong (oval), dan ventilasi searah sekat, dengan masing-masing luasan ventilasi sebesar 2% dari luas kemasan.
2.
Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah meja simulator dengan kompresor, Termokopel tipe Cover Constanta (CC) untuk mengukur suhu di dalam kemasan dan suhu lingkungan, Chino Recorder Yokogawa tipe 3058 untuk membaca hasil pengukuran suhu yang diperoleh dari Termokopel, Rheometer tipe CR-3000 DX untuk mengukur kekerasan buah, Refractometer digital Atago tipe PR-201 untuk mengukur total padatan terlarut (TPT), Refrigerator untuk penyimpanan suhu dingin, serta alat-alat lainnya yang menunjang terlaksananya penelitian ini. Gambar dari peralatan yang digunakan terdapat pada Lampiran 4.
C.
Model Kemasan
Kemasan karton gelombang dengan dimensi 370 x 230 x 210 mm. Kemasan karton gelombang yang digunakan tipe kemasan RSC dengan sekat karton. Perlakuan kemasan yang diuji adalah kemasan tanpa ventilasi, ventilasi tipe circle (lingkaran), ventilasi tipe oblong (oval), dan ventilasi searah sekat, seperti ditunjukkan pada Gambar 8. Sedangkan detail gambar dengan ukuran dalam satuan mm terdapat pada Lampiran. Presentase luasan ventilasi sebesar 2% dari luas kemasan.
16
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 8. Model kemasan dalam penelitian, (a) tanpa ventilasi, (b) ventilasi circle, (c) ventilasi oblong, (d) ventilasi searah sekat
D.
Prosedur Penelitian Prosedur penelitian yang dilakukan sebagai berikut : a.
b.
c.
d.
Perancangan Kemasan Perkiraan kapasitas dan dimensi kemasan, kapasitas ditentukan berdasarkan kemasan yang digunakan untuk pasar ekspor . Dimensi kemasan ditentukan berdasarkan ukuran buah, jumlah layer, tipe kemasan, dan tebal bahan yang digunakan. Alpukat yang telah diperoleh dari kebun, dibersihkan, kemudian disortasi. Alpukat yang dipilih tidak memiliki kerusakan atau cacat pada kulit buahnya serta memiliki ukuran yang seragam. Alpukat kemudian dimasukkan ke dalam 8 buah kemasan karton dengan kapasitas masing-masing 5 kg alpukat, yaitu 2 kemasan tanpa ventilasi (tipe 1), 2 kemasan ventilasi tipe circle (tipe 2), 2 kemasan ventilasi tipe oblong (tipe 3) dan 2 kemasan ventilasi searah sekat (tipe 3). Buah alpukat disusun secara teratur atau dikenal dengan pattern pack dengan arah vertikal, dan dibentuk dalam dua layer (tumpukan).
17
e. f.
Buah dalam kemasan karton tersebut disusun pada meja stimulator untuk simulasi transportasi. Penggetaran pada simulasi tersebut dilakukan selama 2 jam pada arah vertikal berdasarkan jarak tempuh pendistribusian buah alpukat dari Sukabumi menuju Jakarta, amplitudo yang digunakan sebesar 5.34 cm dan frekuensi 3.44 Hz. Ilustrasi gerakan pada jalan sebenarnya dan pada simulasi meja getar ditunjukkan pada Gambar 9.
Permukaan jalan
Gambar 9. ilustrasi gerakan pada (a) Angkutan truk (b) Meja simulasi getar (Hayati, 2009) g.
h.
Setelah perlakuan simulasi transportasi, kemudian dilakukan pengamatan kerusakan mekanis untuk mengetahui jumlah dan persentase alpukat yang mengalami kerusakan akibat guncangan selama simulasi transportasi Tahap selanjutnya pasca simulasi transportasi, kemasan buah alpukat disimpan pada suhu ruang 28 oC dan suhu dingin 8 oC ( berdasarkan kebutuhan kondisi penyimpanan alpukat menurut Winarno (2002) ). Kemudian dilakukan pengukuran suhu dalam kemasan dan suhu lingkungan. Penyimpanan pada suhu ruang 28 oC dilakukan selama 6 hari, sedangkan pada suhu 8 oC selama 12 hari untuk selanjutnya dilakukan pengamatan setiap 3 hari sekali. Waktu penyimpanan pada masing-masing suhu penyimpanan berdasarkan penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya. Adapun data-data yang diambil selama pengamatan adalah pengukuran dan pengamatan terhadap kerusakan mekanis, kekerasan, total padatan terlarut, dan susut bobot. Penyimpanan pada suhu 8 oC ini bertujuan agar masa simpan buah alpukat dapat bertahan lebih dari seminggu. Diagram alir prosedur penelitian ditunjukkan pada Gambar 10.
18
Perancangan 4 tipe kemasan
Alpukat dibersihkan dan di sortasi ( ukuran seragam, tidak terdapat luka atau goresan)
Pengemasan Tipe 1
Pengemasan Tipe 2
Pengemasan Tipe 3
Pengemasan Tipe 4
Simulasi Transportasi t = 2 jam A = 5.34 cm f = 3.44 Hz ∑kardus = 8 buah
Pengamatan kerusakan mekanis
Penyimpanan pada suhu 28 oC
Penyimpanan pada suhu 8 oC
Pengukuran sebaran suhu dalam kemasan dan lingkungan
Pengamatan : Kerusakan Selama Penyimpanan Memar kulit, Pecah/retak kulit, busuk
Pengukuran Fisiologis Susut bobot, Kekerasan, Uji total padatan terlarut
Pengolahan data
Kemasan yang direkomendasikan
Gambar 10. Diagram alir prosedur penelitian
19
E.
Perhitungan, Pengamatan, dan Pengukuran
1.
Dimensi dan Berat Buah Dimensi buah alpukat diukur menggunakan penggaris dan jangka sorong, pengukuran dilakukan untuk mengetahui diameter minor, diameter mayor buah dan untuk mengetahui tinggi buah dari bawah sampai ujung buah . Berat buah diukur menggunakan timbangan metler PM-4800. 2.
Penentuan Dimensi Kemasan Dimensi kemasan dihitung berdasarkan nilai dimensi buah dan ketebalan kemasan. Lebar dan panjang kemasan diperoleh dari penjumlahan seluruh diameter mayor buah alpukat dengan tebal dinding vertikal kemasan yang terdapat pada sisi panjang dan lebar, baik dinding outer maupun inner. Sedangkan tinggi kemasan diperoleh dari penjumlahan tinggi alpukat yang dikalikan jumlah tumpukan layer dengan tebal dinding horisontal kemasan, baik dinding outer maupun dinding inner kemasan pada sisi panjang. Sedangkan persentase luasan ventilasi dihitung berdasarkan luasan dinding vertikal kemasan. Formula untuk menghitungan dimensi outer kemasan: P = TDMBP + TDOV + TDVIP + TB ........................................................................(1) Dimana : P = Panjang kemasan TDMBP = Total diameter mayor buah pada sisi panjang TDVO = Total tebal dinding vertikal outer TDVIP = Total tebal dinding vertikal kemasan inner pada sisi panjang TK = Tebal tekukan L = TDMBL + TDOV + TDIVL + TB .......................................................................(2) Dimana : L = Lebar kemasan TDMBL = Total diameter mayor buah pada sisi lebar TDOV = Total tebal dinding vertikal outer TDVIP = Total tebal dinding vertikal kemasan inner pada sisi lebar TK = Tebal tekukan T = TTB + TTAIP .............................................................................................................(3) Dimana: T = Tinggi kemasan TTBT = Total tinggi buah pada sisi tinggi TTAIP = Total tebal alas inner pada sisi tinggi Formula menghitungan dimensi inner kemasan: P = TDMBP + TDVIP .......................................................................................................(4) Dimana: P = Panjang kemasan TDMBP = Total diameter mayor buah pada sisi panjang TDVIP = Total tebal dinding vertikal kemasan inner pada sisi panjang L= TDMBL + TDOV + TDIVL ........................................................................................(5) Dimana: P = Lebar kemasan TDMBP = Total diameter mayor buah pada sisi lebar TDOV = Total tebal dinding vertikal inner Tinggi kemasan = tinggi buah ...........................................................................................(6)
20
3.
Sebaran Suhu Dalam Kemasan Pengukuran sebaran suhu dalam kemasan selama penyimpanan menggunakan thermocouple dan Hybrid Recorder. Jumlah titik pengukuran suhu yang dilakukan yaitu sebanyak 5 titik pada masing-masing kemasan diletakkan pada sepanjang diagonal kemasan, dan1 titik pengukuran suhu lingkungan. Pengukuran suhu dititik tersebut untuk melihat sebaran suhu dalam masing-masing tipe kemasan. Posisi titik pengukuran suhu dalam kemasan berada di bagian layer bawah, seperti ditunjukkan pada Gambar 11.
(a)
(b)
Gambar 11. Bagian dalam kemasan (a) dan posisi titik pengukuran suhu (b). Pengujian sebaran suhu dilakukan pada dua perlakuan suhu ruang penyimpanan yaitu suhu ruang tropis 28 C dan suhu ruang penyimpanan 8 C. Fokus utama dari pengujian ini adalah menentukan waktu yang dibutuhkan kemasan agar dapat mencapai suhu ruang penyimpanan, dan bagaimana sebaran suhu pada titik-titik sampel koordinat yang dipilih setelah suhu dalam kemasan stabil. 0
o
4.
Susut Bobot Susut bobot merupakan perbedaan berat komoditas sebelum dan setelah aktivitas pemanenan. Pengukuran susut bobot dilakukan dengan menggunakan timbangan digital. Penurunan susut bobot berdasarkan persentase penurunan berat bahan sejak awal penyimpanan sampai akhir penyimpanan. Persamaan yang digunakan untuk menghitung susut bobot adalah sebagai berikut: ( ) dimana :
..............................(7)
W = bobot bahan awal penyimpanan (gram) Wa = bobot bahan akhir penyimpanan (gram)
5.
Kekerasan Pengukuran kekerasan adalah salah satu metode yang digunakan dalam menilai kualitas tekstural produk buah segar. Uji kekerasan diukur berdasarkan tingkat ketahanan buah terhadap jarum penusuk dari rheometer dengan mode 20, beban maksimum 10 kg, kedalaman penekanan 10 mm, kecepatan penurunan beban 60mm/menit, dengan diameter jarum 5 mm. Uji kekerasan dilakukan pada tiga titik yang berbeda yaitu bagian tengah, bagian bawah, dan bagian atas. Pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali ulangan dan kemudian dirata-ratakan nilainya. Pengukuran kekerasan ini dilakukan
21
tiap tiga hari sekali hingga buah dalam keadaan tidak layak konsumsi lagi. Nilai pengukuran dapat dilihat pada alat yang dinyatakan dalam kg-force. 6.
Total Padatan Terlarut Pengukuran total padatan terlarut dilakukan dengan menggunakan refraktometer. Cairan dari daging buah yang telah dihancurkan, diletakkan pada prisma refraktormeter, kemudian dilakukan pembacaan. Sebelum dan sesudah pembacaan, prisma refraktormeter dibersihkan dengan aquades. Angka yang tertera pada refraktormeter menunjukan kadar total padatan terlarut (°Brix) yang mewakili rasa manis. Pengukuran total padatan terlarut setiap 3 hari sekali dengan perlakuan tiga kali ulangan terhadap masing-masing sampel. 7.
Kerusakan Mekanis Pengamatan terhadap tingkat kerusakan mekanis alpukat bertujuan untuk melihat cacat yang dialami oleh alpukat setelah kegiatan simulasi transportasi. Pengamatan dilakukan secara visual berdasarkan adanya luka gores, memar, dan pecah pada buah. Persamaan yang digunakan untuk menghitung kerusakan mekanis yang terjadi adalah sebagai berikut: KM = (JAR/TBA) x 100% .....................................(8) Dimana : KM = Kerusakan mekanis (%) JAR = Jumlah alpukat rusak (buah) TBA = Total buah alpukat (buah) Klasifikasi kerusakan pada alpukat adalah luka memar yang terjadi akibat adanya benturan antar produk dengan dinding alat pengemasan atau tekanan sesama produk, luka gores terjadi akibat adanya gesekan antar produk dengan kemasan atau dengan sesama produk, dan luka pecah terjadi akibat adanya tekanan yang terjadi dari arah vertikal maupun dari arah horizontal produk, atau dapat juga karena guncangan selama proses pengangkutan. 8.
Kerusakan selama penyimpanan Pengamatan terhadap tingkat kerusakan alpukat selama penyimpanan bertujuan untuk melihat kerusakan fisik dan biologis yang dialami oleh alpukat selama penyimpanan didalam kemasan. Pengamatan dilakukan secara visual berdasarkan adanya luka memar, pecah, perubahan warna, dan kebusukan. Persamaan yang digunakan untuk menghitung kerusakan selama penyimpanan yang terjadi adalah sebagai berikut: K = (JMRs/TBMs) x 100% ....................................(9) Dimana : K = Kerusakan selama penyimpanan (%) JARs = Jumlah alpukat rusak selama penyimpanan (buah) TBAs = Total buah alpukat yang disimpan (buah)
F.
Kesetaraan Simulasi Transportasi
Kesetaraan simulasi transportasi yang dilakukan dengan menggunakan meja getar dapat dihitung dengan menggunakan persaman di bawah ini: Input fm = frekuensi meja getar (Hz) Am = amplitudo meja getar (cm)
22
Ft = frekuensi truk (Hz) Amplitudo rata-rata getaran bak truk (At) At = ∑ (Ni x Ai)/ ∑ (Ni) ……………….…..…….…….(10) Dimana : Ni = jumlah kejadian amplitude ke-i Ai = amplitudo getaran vertical truk di jalan luar kota pada saat i (cm) Luas satu siklus bak truk jalan kota ( Lt ) Lt = ∫
Sin WT Tt dTt …………………..….…(11)
Dimana : Tt = 1/ft Wt = 2π/Tt
Tt = periode truk (detik/getaran) Wt = kecepatan sudut truk (getaran/detik)
Jumlah luas seluruh getaran bak truk jalan luar kota selama 0.5 jam (Lt (0.5)) Lt(0.5) = t x f x Lt…………………..………….….....(12) Dimana : t = lama penggetaran (0.5 jam) Luas satu siklus getaran vibrator (Lm) Lm = A ∫T o P Sin WT dT ………………….….…...(13) Dimana : Tm = 1/fm Tm = Periode meja getar (detik/getaran) W = 2π/Tm Wm = Kecepatan sudut meja getar (getaran/detik) Jumlah seluruh getaran vibrator selama 1 jam (Gm) Gm = t x fm …………………..……………....…....(14) Dimana : T = lama penggetaran (1jam) Jumlah luas seluruh getaran vibrator selama 1 jam (Lm(1)) Lm(1) = Gm x Lm ………..…………………………(15) Kesetaraan panjang jalan selama 30 menit dengan 30 km =
G.
( ) (
)
x 30 km ……………………………...……(16)
Rancangan Percobaan
Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap dan factorial dengan dua kali ulangan perlakuan. Factor perlakuan yang digunakan adalah K (tipe kemasan), yaitu K1 (kemasan tanpa ventilasi), K2 (kemasan ventilasi tipe circle), K3 (kemsasan ventilasi tipe oblong) dan K4 (kemasan ventilasi searah sekat). Sedangkan faktor perlakuan suhu (T), yaitu T1 (suhu ruang), T2 (suhu 8 oC). Kombinasi perlakuan dua factor tersebut adalah K1T1, K1T2, K2T1, K2T2, K3T1, K3T2,K4T1,K4T2.
23
Model umum dari rancangan percobaan tersebut adalah : Yijk = µ + Ki + Tj (KT)ij + Cijk ……….………………(17) Dimana : Yijk = Pengamatan perlakuan K ke i dan T ke j pada ulangan ke k µ = Nilai rata-rata harapan Ki = Perlakuan K ke i Tj = Perlakuan T ke j (KT)ij = Interaksi K ke i dan T ke j Cijk = Pengaruh galat percobaan dari perlakuan K ke i dan T ke j pada ulangan ke k i = 1,2,3,4 (jenis kemasan) j = 1,2 (suhu) k = 1,2 (ulangan) Analisis data didasarkan pada analisis sidik ragam untuk mengetahui pengaruh dan interaksi perlakuan, serta dilakukan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf f = 0.05
24
