III.
METODOLOGI PENELITIAN
A. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2012 sampai dengan Oktober 2012. Adapun laboratorium yang digunakan selama penelitian antara lain Pilot Plant South East Asia Food Agricultural Science and Technology (Seafast) Center IPB, L1 Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta-IPB, Laboratorium Rekayasa Proses Pangan, Laboratorium Biokimia Pangan Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta-IPB, serta Laboratorium Mikrobiologi South East Asia Food Agricultural Science and Technology (Seafast) Center IPB.
B. BAHAN DAN ALAT Bahan utama yang digunakan, yaitu pati sagu yang diperoleh dari industri kecil pengolahan pati, Bogor, Jawa Barat dan pati aren yang diperoleh dari Sukabumi, Jawa Barat. Selain itu bahan lain yang digunakan adalah akuades. Alat-alat yang digunakan untuk modifikasi pati dengan HMT adalah loyang, botol semprot, gelas ukur, neraca analitik, plastik HDPE ukuran 35x20, retort, oven pengering, blender kering, ayakan 60 mesh. Alat yang digunakan untuk persiapan gel antara lain neraca analitik, sudip, gelas piala ukuran 250 ml, gelas pengaduk, botol semprot, gelas ukur ukuran 100 ml dan 10 ml, waterbath, karet gelang, plastik PP, aluminium voil, silinder plastik dengan diameter dalam 2,8 cm dan tinggi 2 cm, dan refrigerator. Alat yang digunakan untuk keperluan analisis pati alami dan pati modifikasi HMT adalah texture analyzer (TA-XT, Stable Mycro System, UK), Rapid Visco Analyzer (RVA) (RVA Tecmaster 2061904 TMA), aw meter, kertas tissue, kertas saring, neraca analitik, oven pengering, cawan petri, sudip, desikator, tabung centrifuge, centrifuge (low speed centrifuge TDZ5-WS), cawan, dan pipet tetes.
C. METODE PENELITIAN 1. Heat Moisture Treatment (HMT) Heat Moisture Treatment dilakukan berdasarkan parameter optimum yang diperoleh Adawiyah (2012) yaitu menggunakan metode autoclaving yang dimodifikasi. Kadar air awal pati sagu dan pati aren diukur terlebih dahulu. Kemudian untuk menjadikan kadar air pati menjadi 20% dilakukan penghitungan dengan menggunakan neraca massa sehingga diperoleh banyaknya pati yang ditimbang dan banyaknya air yang harus ditambahkan. Kadar air pati dijadikan 20% (b/v berat basah) dengan mencampurkan sejumlah air terukur ke dalam 500 gram pati, baik pati sagu atau pati aren, selama 15 menit. Setelah itu pati lembab ditempatkan ke dalam plastik HDPE ukuran 35x20 dan dibiarkan selama 1 jam sebelum autoclaving pada suhu 120oC selama 60 menit untuk pati sagu dan 90 menit untuk pati aren. Setelah itu plastik HDPE yang berisi pati didinginkan di suhu ruang. Pati dikeluarkan dari dalam plastik HDPE dan ditempatkan di atas loyang untuk dikeringkan pada suhu 45oC selama satu malam (17 jam) di oven pengering. Setelah dilakukan pengeringan, pati kering didinginkan di suhu ruang selama 15 menit kemudian diblender untuk menghaluskan gumpalan pati kering. Pati yang telah diblender kemudian disaring dengan menggunakan ayakan 60 mesh dan kemudian dimasukkan ke dalam plastik PP untuk disimpan. Adapun diagram alir proses modifikasi heat moisture treatment (HMT) dapat dilihat pada Gambar 2.
9
kadar air awal pati aren dan pati sagu diukur, metode oven
Sejumlah air + pati (baik pati aren maupun pati sagu) hingga kadar air pati 20%, diaduk 15 menit
Pati lembab ditempatkan dalam plastik HDPE, didiamkan selama 1 jam
Autoclaving, 120oC, 60 menit untuk pati sagu dan 90 menit untuk pati aren
Pendinginan, suhu ruang, 30 menit
Pengeringan, 45oC, satu malam (17 jam)
Pendinginan, suhu ruang, 15 menit
Penghalusan gumpalan pati, blender
Pengayakan, 60 mesh
Pati modifikasi HMT
Gambar 2. Diagram alir proses modifikasi pati Heat Moisture Treatment
2. Analisis profil gelatinisasi dengan metode Rapid Visco Analyzer Metode yang dilakukan untuk mengetahui pasting properties dari pati sagu dan pati aren adalah dengan menggunakan alat Rapid Visco Analyzer (RVA) (RVA Tecmaster 2061904 TMA). Sampel ditimbang sebanyak ±3 g kemudian dilarutkan dalam ±25 g akuades (tergantung dari kadar air bahan). Selanjutnya dilakukan siklus pemanasan dan pendinginan dengan pengadukan konstan. Sampel dipanaskan hingga suhu 50 oC dan dipertahankan selama 1 menit. Sampel dipanaskan 10
hingga suhu 50 oC hingga 95 oC, lalu suhu 95 oC dipertahankan selama 5 menit. Sampel didinginkan hingga suhu 50 oC dengan kecepatan 6 oC/menit, lalu suhu 50oC dipertahankan selama 3 menit. Hasil pengukuran dengan alat ini diantaranya adalah suhu awal gelatinisasi, viskositas maksimum (peak viscosity), viskositas pada suhu 95 oC, viskositas setelah 95 oC dipertahankan, viskositas pada suhu 50 oC, dan viskositas setelah suhu 50 oC dipertahankan. Data yang diperoleh dari analisis ini adalah suhu gelatinisasi, peak viscosity (PV) atau viskositas maksimum, breakdown viscosity (BDV), setback viscosity (SV), dan final viscosity (FV) atau viskositas akhir sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3. Peak viscosity
Pasting temperature
Breakdown viscosity
Final viscosity Setback viscosity
Minimum viscosity
Gambar 3. Hasil pengukuran pasting properties dengan menggunakan RVA
3. Persiapan Sampel Gel Sebelum proses persiapan sampel gel dilakukan, kadar air awal pati sagu dan pati aren (baik pati alami maupun pati modifikasi) diukur terlebih dahulu. Kemudian untuk membuat gel pati 10% (berat kering) dilakukan penghitungan dengan menggunakan neraca massa sehingga diperoleh banyaknya pati yang ditimbang dan banyaknya air yang harus ditambahkan. Adapun contoh penghitungan dengan menggunakan neraca massa adalah sebagai berikut: air air solid
pencampuran
Pati sagu (ka 7,67%)
A
air solid Suspensi pati sagu (10% berat kering); 50 gram
B
Kesetimbangan komponen padatan (solid): (100%-7,67%)A = 10%C 92,33%A = 10% x 50 92,33A = 500 A = 5,42
C Banyaknya air dalam suspensi: 50 gram – 5,42 gram = 44,58 gram = 44,58 ml
11
Jadi, pati sagu yang harus ditambahkan adalah sebanyak 5,42 gram ke dalam 44,58 ml aquades. Sampel pati yang tersedia ditambahkan dengan sejumlah air destilata sehingga dihasilkan 10% (berat kering) (b pati padat/v air) suspensi pati (massa suspensi 50 gram). Campuran pati dan air tersebut diaduk pada suhu ruang selama 5 menit dilanjutkan dengan pemanasan berkesinambungan pada suhu 80oC (pada waterbath) selama 30 menit. Proses pemanasan tersebut didahului dengan proses pengadukan dalam waterbath selama 2 menit untuk pati alami dan 5 menit untuk pati modifikasi Heat Moisture Treatment sampai pati mencapai suhu awal gelatinisasi kemudian didiamkan hingga total waktu 30 menit. Setelah proses pemanasan, sampel tersebut dituangkan ke dalam silinder plastik dengan diameter dalam 2,8 cm dan tinggi 2 cm kemudian didinginkan pada suhu ruang (±29oC) dan silinder ditutup dengan aluminium foil. Sampel gel pati kemudian disimpan dalam refrigerator pada suhu 7oC selama 0-7 hari. Pengukuran parameter retrogradasi (tekstur, aktivitas air, kadar air, dan tingkat sineresis) dilakukan setiap hari selama tujuh hari penyimpanan. Diagram alir persiapan gel untuk untuk analisis tekstur, kadar air, dan a w dapat dilihat pada Gambar 4. Pembuatan gel yang digunakan untuk mengukur tingkat sineresis dilakukan dengan membuat gel dalam gelas piala. Sampel pati 10% (b pati padat/v air) yang tersedia ditambahkan dengan sejumlah air destilata dipanaskan pada suhu 80oC (pada waterbath) dan diaduk selama 2 menit untuk pati alami dan 5 menit untuk pati modifikasi Heat Moisture Treatment. Kemudian suspensi pati dituangkan ke dalam tabung centrifuge berukuran 15 ml sebanyak 9 ml dan dipanaskan dalam waterbath selama 30 menit. Tabung centrifuge tersebut diangkat dan didinginkan pada suhu ruang. Sampel gel pati kemudian disimpan dalam refrigerator pada suhu 7oC selama 0-7 hari. Diagram alir proses persiapan gel untuk analisis tingkat sineresis dapat dilihat pada Gambar 5.
12
kadar air awal pati aren dan pati sagu (pati alami dan pati modifikasi HMT) diukur, metode oven
Sampel pati + air destilata hingga terbentuk suspensi pati 10%, diaduk 5 menit, suhu ruang
Pemanasan, pengadukan awal(2 menit untuk pati alami dan 5 menit untuk pati modifikasi Heat Moisture Treatment), 80oC, 30 menit
Pencetakan, silinder plastik (d= 2,8 cm, t= 2 cm)
Penyimpanan, 7oC, 0-7 hari
Gel pati (analisis tekstur, kadar air, dan aw)
Gambar 4. Diagram alir proses persiapan gel untuk analisis tekstur, kadar air, dan aw
13
kadar air awal pati aren dan pati sagu (pati alami dan pati modifikasi HMT) diukur, metode oven
Sampel pati + air hingga diperoleh suspensi pati 10%, diaduk 5 menit, suhu ruang
Pemanasan, pengadukan awal (2 menit untuk pati alami dan 5 menit untuk pati modifikasi Heat Moisture Treatment), 80oC
Penuangan ke dalam tabung centrifuge 15 ml, 9 ml
Pemanasan, 80oC, 30 menit
Penyimpanan, 7oC, 0-7 hari
Gel pati (analisis tingkat sineresis)
Gambar 5. Diagram alir proses persiapan gel untuk analisis tingkat sineresis
4. Gel Sineresis (Charoenrein et al.,2008) Pengukuran tingkat sineresis pati akan dilakukan menggunakan metode centrifuge (Charoenrein et al., 2008) dengan sedikit modifikasi. Gel pati dalam tabung centrifuge 15 ml didiamkan pada suhu ruang selama 15 menit setelah diambil dari refrigerator. Tabung berisi pati tersebut kemudian dimasukkan ke dalam centrifuge (low speed centrifuge TDZ5-WS) dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit pada suhu 25oC. Setelah dilakukan centrifuge, liquid yang terpisah dari gel diambil dengan menggunakan pipet tetes kemudian ditimbang. Prosentase sineresis dapat dihitung sebagai berikut: Bobot liquid yang terpisah dengan gel % Sineresis =
x 100 Total bobot gel sebelum disentrifus
14
5. Analisis Tekstur (Adawiyah, 2012) Sebelum pengukuran, sampel gel pati disimpan pada suhu ruang selama 15-30 menit. Analisis tekstur dilakukan dengan tes kompresi sederhana (uniaxial compression) menggunakan texture analyzer (TA-XT, Stable Mycro System, UK) dilengkapi dengan loadsel 25 kg dan piringan dengan diameter 75mm. Dalam tes kompresi, gel pati ditekan dengan kecepatan konstan yaitu 1mm/s hingga 90% dari saat ketegangan itu dicapai, dimana ketegangan (strain) didefinisikan sebagai rasio dari deformasi tinggi awal sampel (%). Kecepatan pre-test dan post-test adalah 2 mm/s dan trigger force sebesar 0,05 N. Stress dihitung sebagai daya dibagi dengan penampang sampel awal. Breaking point ditentukan oleh penurunan pertama beban dan local minimum point ditetapkan sebagai peningkatan beban pertama setelah breaking point dalam kurva load-time. Adhesive force ditentukan oleh negative force maksimum setelah piringan ditarik dari sampel (Gambar 6).
Maximum force
Breaking point
Adhesive force
Gambar 6. Kurva Kompresi dari gel pati aren dan pati sagu modifikasi HMT
6. Pengukuran Aktivitas Air (aw meter) Pengukuran aktivitas air dilakukan dengan menggunakan a w meter. Sebelum dilakukan pengukuran, permukaan gel dikeringkan dengan kertas tissue kemudian sampel dipotong-potong diatas kertas saring dan ditempatkan ke dalam cawan petri. Sejumlah sampel dimasukkan ke dalam wadah sampel kemudian wadah sampel ditutup dan ditunggu beberapa saat. Nilai aktivitas air akan terbaca pada layar.
7. Pengukuran Kadar Air Metode Oven (AOAC, 1995) Sampel sebanyak ± 1-2 g ditimbang lalu dimasukkan dalam cawan yang telah diketahui beratnya. Cawan beserta isi dikeringkan dalam oven 105 oC selama 3 jam atau sampai diperoleh bobot konstan, lalu dimasukkan dalam desikator selama 15 menit lalu didinginkan dan ditimbang. Cawan beserta isinya dikeringkan kembali sampai diperoleh berat konstan. Kadar air dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini:
15
dimana: a = berat cawan dan sampel awal (g) b = berat cawan dan sampel akhir (g) c = berat sampel awal (g)
16
