AGRITECH, Vol. 37, No. 1, Februari 2017
AGRITECH, Vol. 37, No. 1, Februari 2017, Hal. 15-21 DOI: http://dx.doi.org/10.22146/agritech.15308 ISSN 0216-0455 (Print), ISSN 2527-3825 (Online) Tersedia online di https://jurnal.ugm.ac.id/agritech/
Pengaruh Kadar Air terhadap Beberapa Sifat Fisik Biji Lada Putih Effect of Moisture Content on Some Physical Properties of White Pepper Seeds Andi Muhammad Akram Mukhlis, Edy Hartulistiyoso, Yohanes Aris Purwanto Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Jl. Raya Darmaga Kampus IPB Darmaga Bogor, Jawa Barat 16680, Indonesia Email:
[email protected] Submisi: 13 Januari 2016; Penerimaan: 22 April 2016 ABSTRAK Sifat fisik biji-bijian diperlukan dalam merancang suatu peralatan untuk penanganan, pemisahan, pengeringan, penyimpanan dan pengolahannya. Sifat fisik biji lada putih ditentukan sebagai fungsi kadar air pada rentang 15,40 64,80 % basis kering (b.k.). Tinggi, panjang dan lebar rata-rata pada kondisi kadar air 15,40 % (b.k.) adalah 4,11 ± 0,27 mm; 4,35 ± 0,34 mm dan 4,35 ± 0,35 mm berturut-turut. Pada rentang kadar air 15,40 - 64,80 % b.k., hasil penelitian ini menunjukkan peningkatan secara linear pada ketiga dimensi aksial, diameter rata-rata, kebulatan dari 0,969 hingga 0,977, volume dari 39,50 hingga 67,34 mm3, luas permukaan dari 55,87 hingga 79,92 mm2 dan massa seribu biji dari 52,47 hingga 75,63 g. Bulk density dan true density memiliki hubungan polinomial dengan perubahan kadar air biji. Porositas menurun dari 45,01 % hingga 44,88 % dengan peningkatan kadar air pada rentang 15,40 - 64,80 % (b.k.). Kata kunci: Kadar air; sifat fisik; biji-bjian; lada putih ABSTRACT The physical properties of seed are required in designing an apparatus for handling, separation, drying, storage, and processing. The physical properties of white pepper seeds were determined as a function of moisture content in the range of 15,40 - 64,80 % dry basis (d.b.). The average height, length and width at a moisture content condition of 15,40 % (d.b.) were 4,11 ± 0,27 mm; 4,35 ± 0,34 mm and 4,35 ± 0,35 mm, respectively. In the range of moisture content 15,40 - 64,80 % (d.b.), the results of this study showed an increase linearly of the third axial dimension, the average diameter, the roundness from 0,969 to 0,977, the volume from 39,50 to 67,34 mm3, the surface area from 55,87 to 79,92 mm2 and the thousand seed mass from 52,47 to 75,63 g. Bulk density and true density has a polynomial correlation with changes in moisture content.The porosity decreased from 45,01 % to 44,88 % with an increase in the moisture content range of 15,40 - 64,80 % (d.b.). Keywords: Moisture content; physical properties; seed; white pepper
PENDAHULUAN Lada merupakan salah satu komoditi yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Nilai ekspor lada yang tinggi Indonesia menunjukkan bahwa sektor ini mempunyai prospek untuk dikembangkan sebagai penghasil devisa negara dari sektor nonmigas. Komoditi lada hitam dan lada putih menempati posisi tertinggi nilai ekspor Indonesia untuk sektor rempah-
rempah yang diikuti oleh pala dan kapulaga, dan kayumanis. Pada tahun 2014, total ekspor dari Januari sampai November terhadap komoditi lada putih mencapai 13.082 ton dan di tahun 2015 meningkat menjadi 18.500 ton (BPS 2015). Lada putih merupakan produk penting yang secara umum digunakan pada produk pangan yang tidak menginginkan partikel yang gelap, seperti sup, mayones, saus berwarna
15
AGRITECH, Vol. 37, No. 1, Februari 2017
cerah, dan sebagainya. Lada putih didapatkan dari buah yang matang dengan menghilangkan kulit buahnya sebelum proses pengeringan. Lada putih diproduksi secara konvensional dari buah matang dengan teknik perendaman di dalam air. Selama proses perendaman, kulit terluar (pericarp) mengalami pelapukan dan mudah dihilangkan dengan menggosoknya kemudian dicuci dalam air bersih dan dikeringkan (Ravindran dan Kallupurackal, 2001). Bagi Indonesia, lada merupakan komoditi ekspor dan hanya sebagian kecil saja yang dikonsumsi dalam negeri. Berdasarkan data International Pepper Community, IPC (2014) Indonesia merupakan negara penghasil lada terbesar kedua setelah Vietnam yang mampu memasok sekitar 40% dari total ekspor lada putih dunia. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengembangkan peralatan untuk penanganan komoditi tersebut. Proses perancangan suatu peralatan untuk penanganan, pemisahan, pengeringan, penyimpanan dan pengolahan bahan pertanian, termasuk juga biji-bijian seperti lada, memerlukan karakteristik fisik bahan. Informasi mengenai panjang, ukuran, bentuk, dan diameter penting dalam proses desain saringan pembersih ataupun penggiling (Meghwal dan Goswami, 2011). Bulk density, true density, dan porositas berkaitan dalam proses pengangkutan dan analisis ruang kerjanya, yang berguna dalam pertimbangan dalam menghitung beban struktur (Altuntaş dkk., 2005). Oleh karena ini, karakteristik fisik penting diketahui untuk mengoptimalkan perancangan peralatan untuk penanganan komoditi tersebut. Beberapa penelitian juga telah dilakukan terhadap karakteristik fisik biji dan rempah seperti lada hitam (Meghwal dan Goswani, 2011), lada merah (Üçer dkk., 2010), ketumbar (Coşkuner dan Karababa, 2007), dan biji kelabat (Altuntaş dkk., 2005). Penelitian ini bertujuan untuk menentukan beberapa karakteristik fisik biji lada putih yang diambil dari kebun pertanian rakyat di Kabupaten Enrekang, Provinsi Sulawesi Selatan. Karakteristik fisik bahan yang akan ditentukan adalah dimensi lada, kebulatan, massa seribu biji lada, bulk density, true density, dan porositas. Karakteristik fisik bahan merupakan fungsi dari kadar air (Coşkuner dan Karababa, 2007) sehingga semua karakteristik tersebut ditentukan pada empat kondisi kadar air bahan. METODE PENELITIAN Biji lada putih kering varietas lokal (Kab. Enrekang) digunakan untuk semua percobaan dalam penelitian ini. Biji dibersihkan secara manual untuk menghilangkan semua benda asing seperti debu, kotoran, batu, serta biji rusak. Kadar air awal biji ditentukan dengan pengeringan oven pada suhu 105 ± 1 °C selama 8 jam (AOAC, 1995). Kadar air awal biji adalah 15,40% basis kering (b.k.).
Untuk menghasilkan variasi sampel dengan kadar air yang diinginkan (Mf) dari kadar air awal sampel (Mi), dilakukan penambahan sejumlah massa air destilasi (Wadd) pada massa awal sampel (Wi) dengan mengikuti perhitungan dari persamaan 1 (Sacilik dkk.,2003; Coşkun dkk., 2006; Yalçin dkk., 2007).
Wadd =
Wi (M f − M i ) (100 − M f )
(1)
Kemudian sampel dimasukkan ke dalam plastik polietilen dan ditutup rapat. Sampel dalam plastik tersebut disimpan pada suhu 5 °C dalam refrigerator selama satu hingga dua minggu untuk memastikan kadar air bahan terdistribusi secara merata. Ketika akan melakukan pengujian, sampel yang diperlukan dikeluarkan dari refrigerator dan didiamkan sekitar 2 jam pada suhu ruang (Coşkun dkk., 2006). Semua sifat fisik biji dinilai pada tingkat kadar air 15,40 %, 34,49 %, 53,94 % dan 64,80 % (b.k.) dengan tiga kali pengulangan pada masing-masing tingkatan. Rata-rata kadar air biji lada kering adalah 9,5 - 16,3 % (b.k.) (Ravindran dan Kallupurackal, 2001). Untuk menentukan dimensi rata-rata biji lada, secara acak 100 biji lada diambil, kemudian ketiga dimensi aksial yaitu tinggi, panjang, dan lebar diukur menggunakan mikrometer dengan ketelitian 0,01 mm. Ketiga dimensi aksial tersebut kemudian ditentukan a = sumbu terpanjang, b = sumbu terpanjang yang tegak lurus terhadap a dan c = sumbu terpanjang yang tegak lurus a dan b. Diameter ratarata biji dihitung dengan menggunakan rata-rata aritmatik dan geometrik dari dimensi ketiga sumbunya. Diameter rata-rata aritmatik (Da) dan diameter rata-rata geometrik (Dg) dihitung dengan menggunakan persamaan 2 dan 3 (Sacilik dkk., 2003; W Mf M i Wadd dkk.,i 2007). Dursun
100 M f
Da =
(a + b + c )
a 3b c Da 13 D g = (abc )3
Dg abc
13
(2) (3)
Volume (Vt) dan luas permukaan (S) biji lada putih dapat dihitung menggunakan persamaan 4 dan 5 (Jain dan Bal, 1997; Baryeh, 2002; Varnamkhasti dkk.,2008).
B 2 a 2 Vt 62a B
Ba 2 S 2a B 0, 5 dimana B bc
16 13 abc
a
(4)
(5)
a
62a B
Ba 2 S 2a B 0, 5 dimana B bc
1 b 100 t
Kebulatan biji ϕ dihitung menggunakan persamaan 6 Wi M f M i (Coşkun 2006; Varnamkhasti dkk., 2008). Wadd dkk., 100 Mf 13 abc (6)
Da
(5) AGRITECH, Vol. 37, No. 1, Februari 2017 (7)
100
aa b c
(6)
(4)
Frekuensi
Vt
80
(1)
60
(6)
Frekuensi
3 (2) 40 Massa seribu biji ditentukan dengan menimbang 1000 13 biji lada menggunakan timbangan digital dengan ketelitian abc Dg (3) 20 0,01 g. b bulk density rata-rata dilakukan dengan 100 Penentuan 1 0 t mengisi sampel bahan ke dalam wadah 500 mL dari ketinggian (7) 3.75 3.25 4.25 4.75 5.25 150 mm dengan laju yang konstan, kemudian isi wadah 2 2 Dimensi biji (mm) B aBulk density dihitung dari massa biji sampel dan Vditimbang. 100 t volume 62wadah a B (Coşkun dkk., 2006; Zielinska dkk., 2012). Gambar 1. Kurva (4)distribusi frekuensi dimensi biji pada kadar air 15,40 % True 2density didefinisikan sebagai rasio antara bobot biji b.k. : (□) tinggi; (○) panjang dan (Δ) lebar. 80 Ba dan S volume biji yang sebenarnya, ditentukan menggunakan (5) metode toluena. Toluena digunakan karena 2a perpindahan B akan meregang. Semakin banyak air yang diserap, akan 0,5biji terjadi pada tingkat yang lebih penyerapan oleh60 dimana B bc menyebabkan peregangan semakin besar yang pada akhirnya rendah. Berat toluena yang dipindahkan didapatkan dengan 40 akan meningkatkan dimensi biji (Coşkuner dan Karababa, mencelupkan sejumlah bahan yang telah ditimbang ke dalam 2007). Sumbu tinggi berada pada rentang dari 4,11 sampai toluena. Dengan demikian, volume toluene yang dipindahkan 4,97, panjang berada pada 4,35 sampai 5,14, dan lebar berada atau volume bahan20dapat diketahui melalui rasio berat toluene 13 pada 4,35 sampai 5,17 mm dengan peningkatan kadar air dari abc yang dipindahkan dengan densitas toluena (Cetin, 2007; 15,40 % hingga 64,80 % (b.k.) (Tabel 1). Yalçin, 2007). 0 a (6) Diameter Porositas dari 3.25 biji-biji lada dihitung 3.75 dari bulk 4.25density 4.75 5.25 rata-rata biji lada putih mengalami peningkatan dengan meningkatnya kadar air biji. Diameter dan true density menggunakan persamaan 7 (Yalçin, Dimensi biji 2007; (mm) rata-rata aritmatik meningkat dari 4,27 sampai 5,13 mm dan Varnamkhasti dkk., 2008). diameter rata-rata geometrik meningkat dari 4,27 sampai sampai 5,14, dan lebar berada pada 4,35 sampai 5,17 mm dengan peningkat b mm (Tabel 1). Peningkatan diameter biji karena adanya (7) 15,40 5,09 100 1 % hingga 64,80 % (b.k.) (Tabel 1). t peningkatan kadar biji rami (Sacilik dkk., Diameter rata-rata bijijuga ladaterjadi putih pada mengalami peningkatan dengan men (7) air 2003), dan biji gula bit (Dursun dkk., 2007). Peningkatan air biji. Diameter rata-rata aritmatik meningkat dari 4,27 sampai 5,13 mm da dimana ε adalah porositas dalam %, ρb adalah bulk density rata geometrik diameter meningkat ini dipengaruhi oleh sampai adanya 5,09 peningkatan dimensi dari 4,27 mm (Tabel 1). Peningkat 100 dalam kg m-3 dan ρt adalah true density dalam kg m-3 karenaaksial adanyabiji peningkatan kadar air juga terjadi pada biji rami (Sacilik dkk karena diameter dihitung berdasarkan dimensi gula bit (Dursun dkk., 2007). Peningkatan diameter ini dipengaruhi oleh ada aksial tersebut . dimensi aksial biji karena diameter dihitung berdasarkan dimensi aksial terseb 80 Hubungan antara dimensi aksial dan kadar air biji (M ) HASIL DAN PEMBAHASAN Hubungan antara dimensi aksial dan kadar air biji (Mc)c dapat di dapat dinyatakan dalam persamaan 8 sampai 12. persamaan berikut: 60 Dimensi dan Sebaran Biji 2 (8)
Frekuensi
T 3,8591 0,0164M c
R 0,9737
Dimensi rata-rata dari 100 biji lada putih pada kadar air (9) P 4,1615 0,015M c R 2 0,9655 40 tinggi 4,11 ± 0,27 mm, panjang 4,35 ± 15,40 % (b.k.) adalah: (10) L 4,1496 0,0156M c R 2 0,9687 ( 0,34 mm, dan lebar 4,35 ± 0,35 mm. Kurva distribusi frekuensi 20 2 untuk nilai dimensi rata-rata menunjukkan kecenderungan (11) Da 4,041 0,0164M c R 0,9827 ( distribusi normal seperti yang terlihat pada Gambar 1. Sekitar 2 (12) D g 4,053 0,0157M c R 0,9734 ( 92 % biji lada putih0 memiliki tinggi pada rentang dari 3,5 mm sampai 4,5 mm, sekitar 3.2585 %, panjang 3.75 pada rentang 4.25dari 4,0 4.75Kebulatan 5.25 Tabel 1. Dimensi aksial dan diameter biji lada putih pada berbagai kondisi ka mm sampai 5,0 mm, sekitar 86 %, lebar pada rentang dari 3,5 Dimensi biji (mm) Secara rata-rata, kebulatan biji lada putih meningkat mm sampai 5,0 mm pada kadar air 15,40 % (b.k.) Dimensi aksialmeningkatnya (mm) Diameter r Kadar air, % dari 0,969 hingga 0,977 dengan kadar air Ketiga dimensi aksial meningkat secara linear dengan (b.k.) (T)64,80 Panjang (P) Peningkatan Lebar (L) kebulatan Aritmatik (Da) dari 15,40 %Tinggi hingga % (b.k.). adanya peningkatan kadar air biji. Hal ini menunjukkan 15,40 4,11 ± 0,27 4,35 ± 0,34 4,35 ± 0,35 biji lada putih berkaitan erat dengan adanya perbedaan4,27 bahwa penyerapan air akan memperbesar panjang, tinggi, 34,49 ± 0,27 ± 0,31 4,77 ± 0,32 peningkatan4,46 dimensi aksial4,76 karena penyerapan air ke dalam4,67 dan lebar biji. Air yang masuk ke dalam biji akan menempati 53,94 4,66 ± 0,26 4,92 ± 0,32 4,94 ± 0,32 4,88 sel biji (Gambar 2). Peningkatan dimensi tinggi biji lada putih sel-sel di dalam biji tersebut, sehingga sel tersebut 64,80 4,97 ± 0,24 5,14 ± 0,26 5,17 ± 0,27 5,13 Kebulatan
17 Secara rata-rata, kebulatan biji lada putih meningkat dari 0,969 hingg meningkatnya kadar air dari 15,40 % hingga 64,80 % (b.k.). Peningkatan ke putih berkaitan erat dengan adanya perbedaan peningkatan dimensi aksial ka
0.995 Kebulatan
0.980
AGRITECH, Vol. 37, No. 1, Februari 2017
0.965 0.950
Tabel 1. Dimensi aksial dan diameter biji lada putih pada berbagai kondisi kadar air Kadar air, % (b.k.)
15,40 34,49 53,94 9657 0,0001M 64,80
4,11 ± 0,27 4,46 ± 0,27 4,66 ± 0,26 4,97 R 2±0,24 0,7146
c
4,35 ± 0,34 4,76 ± 0,31 4,92 ± 0,32 5,14 ± 0,26
0.935
0.920 Lebar (L)
100
0.980
80
0.965 0.950 0.935 30 50 Kadar air, % (b.k.)
30 50 4,27 air, % (b.k.) 4,27 Kadar 4,67 4,88 5,13 2
70
Gambar 2. Pengaruh kadar air terhadap kebulatan biji
R 0,9724
70
4,66 4,84 5,09
(14)
60 40 20 0
10
10
(13) 0,5273M V 31,649 c
0.995
0.920
Diameter rata-rata (mm) Aritmatik (Da) Geometrik (Dg)
4,35 ± 0,35 4,77 ± 0,32 4,94 ± 0,32 5,17 ± 0,27
Volume, (mm3)
Kebulatan
Tinggi (T)
Dimensi aksial (mm) Panjang (P)
10
30 50 Kadar air, % (b.k.)
70
Gambar 3. Pengaruh kadar air terhadap volume biji.
yang lebih besar dibandingkan kedua dimensi lainnya (Tabel Pola yang sama juga telah dilaporkan pada penelitian R 2biji 0,semakin 9724 baik. Hubungan (14) sebelumnya oleh Baryeh (2002) pada biji jawawut dan Altuntaş kebulatan antara kebulatan dan kadar air bahan pada 15,40 % hingga dkk. (2005) pada biji kelabat. Kesamaan pola tersebut dapat 64,80 100% (b.k.) dapat diwakili oleh persamaan 13. mengindikasikan bahwa karakteristik peningkatan volume biji tersebut relatif sama. (13) 080 ,9657 0,0001M c R 2 0,7146 (13) Luas Permukaan 60Pola yang sama juga dihasilkan oleh Coşkun dkk. Luas permukaan biji lada putih dihitung menggunakan 0.995 (2006) untuk biji jagung manis, Cetin (2007) untuk kacang persamaan 5 dengan menggunakan data ketiga dimensi aksial 40 barbunia, Yalçin0.980 (2007) untuk kacang tunggak, dan Sacilik dari biji tersebut. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada 0,9657 untuk 0,0001 Mrami. R 2ini 0menunjukkan ,7146 (13) dkk.,(2003) biji Pola yang sama c 0.965 Luas permukaan lada luas putihpermukaan dihitung biji menggunakan 20 Gambar 4. Terlihatbijibahwa, lada putih persamaan bahwa karakteristik peningkatan dimensi aksial pada beberapa menggunakan data ketiga dimensi aksial dari biji 2 tersebut. Hasil yang meningkat secara linear dari 55,87 mm menjadi 79,92 mm2 diperoleh 0.950 pada Gambar 4. Terlihat bahwa, luas permukaan biji lada putih meningkat secar komoditi tersebut relatif sama. 0 0.995 dengan adanya perubahan kadar air dari 15,40 % hingga 64,80 55,87 mm2 menjadi 79,92 mm2 dengan adanya perubahan kadar air dari 15,40 % h 0.935 10 30 50 70 % (b.k.). Hubungan antara luas permukaan (S) dan air putih dapa % (b.k.). Hubungan antara luas permukaan (S) dan kadar airkadar biji lada Volume Biji 0.980 Kadar air, % (b.k.) 0.920 lada putih dapat dinyatakan dalam persamaan 15. dalam biji persamaan berikut: 10 meningkat 30 secara linear 50 dari 39,50 70 Volume biji lada 0.965putih Kadar air, % (b.k.) 3 3 mm hingga 67,34 mm dengan adanya peningkatan kadar air S 49 (15) ,302 0,4563M c R 2 0,9741 (15) 0.950 biji dari 15,40 % hingga 64,80 % (b.k.) seperti yang terlihat pada Gambar 3. 0.935 Peningkatan volume biji ini disebabkan Hubungan dilaporkan Hubungan dengandengan pola pola yang yang samasama jugajuga dilaporkan oleholeh Baryeh (200 Vadanya 31,649 0,5273M c dimensi biji lada R 2 putih 0,9724 (14) Baryeh peningkatan secara linear yang jewawut, Sacilik dkk. (2003) padajewawut, biji rami,Sacilik dan Altuntaş dkk. (2005) (2002) pada biji dkk. (2003) padapada biji ke 0.920 disebabkan peningkatan10kadar air biji Hubungan 70 biji rami, dan Altuntaş dkk. (2005) pada biji kelabat. 30 tersebut. 50 100 volume biji lada Kadar (b.k.) fungsi antara perubahan putih air, (V)%sebagai 100 Massa Seribu Biji dari kadar air biji dapat dinyatakan dalam persamaan 14. 80 80 Massa seribu biji lada putih M1000 meningkat secara linear 60 60 75,63 g dengan meningkatnya kadar air V 31 (14) ,649 0,5273M c R 2 0,9724 (14) dari 52,47 g hingga 40 dari 15,40 % hingga 40 64,80 % (b.k.). Dengan demikian, terjadi Kebulatan
Luas permukaan, mm2
18
olume, (mm3)
Volume, (mm3)
Kebulatan
Volume, (mm3)
,649 0,1), 5273 Mc menyebabkan
100 20
080 10 60
40
30 50 Kadar air, % (b.k.)
70
20 0
10
30 50 70 Kadar air, % b.k. Gambar 4. Pengaruh kadar air terhadap luas permukaan biji.
Massa
50 40
100 80 80 60 60 40 40 20 20 0 0 10 10
30 Vol. 37, No. 50 1, Februari70 AGRITECH, 2017 Kadar air, % b.k.
1500 1350 Density (kg.m-3)
2 2 Luas permukaan, Luas permukaan, mmmm
100
10
30 50 30Kadar air, % b.k. 50 Kadar air, % b.k.
1200 1050 900 750
70 70
600
Gambar 4. Pengaruh kadar air terhadap luas permukaan biji.
80 80
10
20
30 40 50 Kadar air (% b.k.)
60
70
Gambar 6. Pengaruh kadar air terhadap bulk density (Δ) dan true density
Density (kg.m (kg.m-3-3)) Density
Massa biji, g g Massaseribu seribu biji,
(○) pada biji lada putih. biji tersebut. Hubungan tersebut dapat din porositas ini bergantung densitas dalam persamaan berikut: 70 70 Pada rentang kadar air biji 15,40 % hingga 43,97 % (b.k.), bulk density mengalami penurunan dari 720,53 kg 60 60 m-3 menjadi 664,28 kg m-3. Mulai pada titik tersebut, bulk density mengalami peningkatan dengan meningkatnya kadar 50 50 air biji. Peningkatan bulk density yang terjadi pada kondisi kadar air 43,97 % hingga 64,80 % (b.k.) menunjukkan bahwa 40 40 10 30 50 70 peningkatan berat biji sampel lebih besar dibandingkan 10 30Kadar air, % b.k. 50 70 peningkatan volume tumpukan sampelnya. Fenomena Kadar air, % b.k. ini disebabkan oleh struktur sel pada biji sampel, dan Gambar 5. Pengaruh kadar air terhadap massa seribu biji karakteristik peningkatan volume dan massa biji dengan 1500 1500 adanya peningkatan kadar air (Baryeh, 2002). peningkatan massa seribu biji sebesar 44,14 % pada rentang Hubungan polinomial antara bulk density dan 1350 1350air tersebut. Penambahan kadar air pada biji berarti kadar peningkatan kadar air bahan juga ditemukan oleh Baryeh menambahkan sejumlah massa air ke dalam biji tersebut, 1200 1200 (2002) pada jawawut dan Baümler dkk. (2006) pada biji sehingga dalam jumlah biji yang sama (1000 biji), total massa bunga kesumba. airnya 1050 akan lebih besar (Gambar 5). Oleh karena itu, terjadi M 1000 45,047 0,4501M c R 2 0,9821 (16) peningkatan massa seribu biji lada putih tersebut. Persamaan True Density 900 linier untuk massa seribu biji dapat diformulasikan menjadi Pola tidak linear juga ditunjukkan oleh perubahan true persamaan 16. 750 density biji lada putih terhadap adanya peningkatan kadar air 2 M 1000 (16) 45,047 0,4501M c R 2 0,9821 (16) biji 796 ,52 6,0149 M c % hingga R 2 64,80 0,9958% (b.k.) (17) lada putih padaMrentang 15,40 600 b c 0,0684 10 20 30 40 5050 6060 7070 (Gambar 6). True density biji lada putih sebagai fungsi dari 20 30 40 Peningkatan secaraKadar linierair pada massa (% Kadar air (%b.k.) b.k.) seribu biji lada kadar air dapat dinyatakan dalam persamaan polinomial 18. putih dengan adanya peningkatan kadar air biji, sama halnya 2 dengan yang telah oleh dkk. untuk (17) 2 6,0149dituliskan M c 0,biji 0684 M c Coşkun R 2 (2006) 0,9958 t 1449 ,7 11,015M c 0,1246M c R 2 0,9065 (18) (18) orositas ini ini bergantung bergantung Hubungan tersebut dapat dinyatakan b 796,52 pada orositas pada densitas densitas bijitersebut. tersebut. Hubungan tersebut dapat dinyatakan biji jagung manis, Cetin (2007) untuk kacang barbunia dan persamaan berikut: berikut: persamaan Yalçin (2007) untuk kacang tunggak. True density biji lada putih mengalami penurunan dari 1.305,54 kg m-3 pada kadar air 15,40 % b.k. hingga Bulk Density 2 2 2 -3 45,0511.206,26 0,0026M 44,20 0,9949% b.k. Mulai (19) kg.m pada kadarRair t 1449,7 11,015M c 0,1246M c R 0,9065 (18) mencapai c Data eksperimental menunjukkan pola perubahan bulk dari titik tersebut, peningkatan kadar air biji akan diikuti density yang tidak linear pada biji lada putih dengan adanya dengan meningkatnya true density bahan. Fenomena tersebut perubahan kadar air biji lada pada rentang 15,40 % hingga 2 memiliki pola yang sama dengan perubahan bulk density biji M 1000 45,047 0,4501M c R 0,9821 (16) 64,80 % (b.k) (Gambar 6). Hubungan antara bulk density dan 2 45,051 0,0026M R 0,9949 (19) sebagai fungsi dari kadar air. Pola yang sama ini menunjukkan kadar air biji lada putihc dapat diekspresikan dalam persamaan bahwa terdapat kesamaan karakteristik penambahan massa polinomial 17. dan volumenya. Pada kondisi kadar air 15,40 - 44,20 % 2 2 (17) (17) (b.k.), peningkatan volume biji lebih besar dibandingkan b 796,52 6,0149M c 0,0684M c R 0,9958
t 1449,7 11,015M c 0,1246M c
2
19 2
R 0,9065
(18)
AGRITECH, Vol. 37, No. 1, Februari 2017
peningkatan massa bijinya, sehingga terjadi pola menurun pada true density dan kondisi sebaliknya terjadi mulai dari kadar air 44,20 % hingga 64,80 % (b.k.) Kondisi tersebut juga telah dilaporkan oleh Coşkuner dan Karababa (2007) yang menemukan pola yang sama pada perubahan true density biji ketumbar. Hubungan polinomial antara true density dan kadar air juga ditemukan oleh Baümler dkk., (2006) pada biji bunga kesumba. Porositas Porositas dihitung berdasarkan nilai bulk density dan true density lada Untuk mendapatkan yang relevan (16) M 1000 biji 45,047 0putih. ,4501M R 2 hasil 0,9821 c dengan persamaan empiris dari bulk density dan true density, nilai densitas yang digunakan berdasarkan persamaan empiris yang telah diperoleh. Berdasarkan perhitungan, porositas biji 2 lada penurunan b putih 796,52mengalami 6,0149M c 0,0684M c secara linear R 2 0dari ,995845,01 % (17) hingga 44,88 % dengan adanya peningkatan kadar air biji dari 15,40 % hingga 64,80 % b.k. (Gambar 7). Terdapat dua faktor yang mempengaruhi porositas tersebut yaitu bulk 2 density true sehingga penurunan porositas ini (18) t 1449dan ,7 11 ,015density, M c 0,1246 Mc R 2 0,9065 bergantung pada densitas biji tersebut. Hubungan tersebut dapat dinyatakan dalam persamaan 19.
45 (19) ,051 0,0026M c R 2 0,9949 (19) 45,051 0,0026M c R 2 0,9949 (19) Gambar 7. Pengaruh kadar air terhadap porositas biji
Porositas (%)
45.05
Altuntaş, E., Özgöz, E. dan Taşer, Ö.F. (2005). Some physical properties of fenugreek (Trigonella foenum-graceumL.) seeds. Journal of Food Engineering 71: 37-43. AOAC (Association of Official Analytical Chemist) (1995). Official Method of Analysis of Association of Official Analytical Chemist. Ed ke-14. AOAC Inc, Airlington. Baryeh, E.A. (2002). Physical properties of millet. Journal of Food Engineering 51: 39-46. Baümler, E., Cuniberti, A., Nolasco, S.M. dan Riccobene, I.C. (2006). Moisture dependent physical and compression propertiesof safflower seed. Journal of Food Engineering 72: 134-140.
Cetin, M. (2007). Physical properties of barbunia bean (Phaseolus vulgaris L. cv. ‘Barbunia’) seed. Journal of Food Engineering 80: 353-358.
44.95 44.90 10
30 50 Kadar air (% b.k.)
70
Penurunan porositas secara linear dengan adanya peningkatan kadar air biji juga ditemukan oleh Özarslan (2002) pada biji kapas, Sacilik dkk. (2003) pada biji rami, dan Dursun dkk. (2007) pada benih gula bit. KESIMPULAN Kesimpulan berikut diambil berdasarkan hasil penelitian ini dengan sifat fisik biji lada putih untuk rentang kadar air 15,40 - 64,80 % (b.k.). Sifat fisik biji lada putih yang dipelajari dalam penelitian ini semuanya memiliki korelasi yang tinggi terhadap peningkatan kadar air biji. Ketiga dimensi aksial,
20
DAFTAR PUSTAKA
BPS (Badan Pusat Statistik). (2015). Buletin Statistik Perdagangan Luar Negeri. Badan Pusat Statistik.
45.00
44.85
diameter rata-rata, kebulatan, volume, luas permukaan dan massa seribu biji lada putih mengalami peningkatan secara linear dengan meningkatnya kadar air biji dari 15,40 % hingga 64,80 % (b.k.). Bulk density dan true density memiliki hubungan polinomial dengan perubahan kadar air biji. Nilai minimum bulk density dan true densityyang diprediksi sebesar 664,28 kgm-3 dan 1206,26 kgm-3 secara berturut-turut. Porositas biji lada putih mengalami penurunan secara linear dari 45,01 % hingga 44,88 % dengan peningkatan kadar air biji.
Coşkun, M.B., Yalçin, I. dan Özarslan, C. (2006). Physical properties of sweet corn seed (Zea mays saccharata Sturt.). Journal of Food Engineering 74:523-528. Coşkuner, Y. dan Karababa, E. (2007). Physical properties of coriander seeds (Coriandrum sativumL.). Journal of Food Engineering 80: 408-416. Dursun, İ., Tuğrul, K.M. dan Dursun, E. (2007). Some physical properties of sugarbeet seed. Journal of Stored Products Research 43: 149-155. IPC (Internasional Pepper Community). (2014). Pepper Statistical Yearbook 2014. Jain, R.K. dan Bal, S. (1997). Properties of pearl millet. Journal of Agricultural Engineering Research 66: 8591. Meghwal, M. dan Goswami, T.K. (2011). Thermal Properties
AGRITECH, Vol. 37, No. 1, Februari 2017
of Black Peppers and Its Volatile Oil. Journal of Agricultural Engineering 48: 8-14 Özarslan, C. (2002). Physical properties of cotton seed. Biosystems Engineering 83: 169-174. Ravindran, P.N. dan Kallupurackal, J.A. (2001). Black pepper. Dalam: Peter, K.V. (ed.). Handbook of Herbs and Spices, hal 62-110. Woodhead Publishing Limited, Cambridge. Sacilik, K., Öztürk, R. dan Keskin, R. (2003). Some physical properties of hemp seed. Biosystems Engineering 86: 191-198. Üçer, N., Kılıçkan, A. dan Yalçın, I. (2010). Effects of moisture content on some physical properties of red pepper (Capsicum annuum L.) seed. African Journal of
Biotechnology 9: 3555-3562 Varnamkhasti, M.G., Mobli, H., Jafari, A., Keyhani, A.R., Soltanabadi, M.H., Rafiee, S. dan Kheiralipour, K. (2008). Some physical properties of rough rice (OryzaSativaL.) grain. Journal of Cereal Science 47: 496-501. Yalçin, İ. (2007). Physical properties of cowpea (Vigna sinensisL.) seed. Journal of Food Engineering 79: 5762. Yalçin, İ., Özarslan, C., Akbaş,T. (2007). Physical properties of pea (Pisum sativum) seed. Journal of Food Engineering 79: 731-735 Zielinska, M., Zapotoczny, P., Białobrzewski, I., ZukGolaszewska, K. dan Markowski, M. (2012). Engineering properties of red clover (Trifolium pratense L.) seeds. Industrial Crops and Products 37: 69-75
21
