SKRIP PSI
OP PTIMASI FORMULA F A DAN EV VALUASI MUTU M MIN NUMAN BERPR ROTEIN TIINGGI BER RBASISKA AN ISOLA AT PROTEIN KEDEL LAI DA AN SWEET T WHEY
Oleh: M ARIEF FADLI M. F F241040 085
2009 9 FA AKULTAS TEKNOLOGI PERT TANIAN INSTITU UT PERTA ANIAN BOG GOR BOGO OR
OPTIMASI FORMULA DAN EVALUASI MUTU MINUMAN BERPROTEIN TINGGI BERBASISKAN ISOLAT PROTEIN KEDELAI DAN SWEET WHEY
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh: MUHAMMAD ARIEF FADLI F24104085
2009 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN OPTIMASI FORMULA DAN EVALUASI MUTU MINUMAN BERPROTEIN TINGGI BERBASISKAN ISOLAT PROTEIN KEDELAI DAN SWEET WHEY SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh: M. ARIEF FADLI F 24104085 Dilahirkan pada tanggal 19 Oktober 1986 Di Bukittinggi, Sumatera Barat Tanggal Lulus: Februari 2009 Menyetujui Dosen Pembimbing,
Dr.Ir. Nurheni Sri Palupi, MSi
Mengetahui, Bogor, Februari 2009
Dr. Ir. Dahrul Syah Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
Muhammad Arief Fadli. F24104085. 2009. Optimasi formula dan evaluasi mutu minuman berprotein tinggi berbasiskan isolat protein kedelai dan sweet whey. Di bawah bimbingan Nurheni Sri Palupi. Ringkasan Kedelai merupakan sumber protein nabati yang mempunyai mutu atau nilai biologi tertinggi. Hal ini dapat dijadikan sebagai salah satu pertimbangan untuk menggunakan kedelai sebagai sumber protein. Pemanfaatan isolat protein kedelai yang merupakan pengolahan lebih lanjut dari kedelai dalam industri pangan kebanyakan hanya terbatas sebagai pengganti protein hewani, seperti dalam industri sosis dan nugget. Padahal penggunaan isolat protein kedelai dalam formulasi minuman cukup berpotensi. Hal ini dapat dilihat dari kelarutan dan dari segi rasa serta komponen yang terdapat dalam isolat protein kedelai dapat dimanfaatkan dalam pembuatan sumber protein dalam bentuk cair. Protein kedelai dikenal paling baik diantara sumber protein nabati lainnya, selain itu asam amino lysine yang biasanya asam amino pembatas dalam pola konsumsi manusia memiliki kadar yang cukup tinggi. Namun protein kedelai ini memiliki kekurangan dalam asam amino yang mengandung sulfur seperti cystein dan methionin. Bahan yang paling sesuai digunakan sebagai komplementer untuk protein kedelai adalah sweet whey protein. Kesesuaian ini dapat dilihat dalam proporsi asam amino dari whey yang dapat saling melengkapi protein kedelai. Selain itu sweet whey juga memiliki aroma khas susu yang dapat menutupi aroma kedelai yang kurang disukai dalam produk turunan kedelai dan sweet whey juga memiliki komponen fungsional yakni immunoglobulin yang bermanfaat bagi tubuh sebagai faktor imun. Pembuatan formulasi minuman berprotein tinggi ini menggunakan persamaan model formula (mixture design) d-optimal scheffe (Cornell, 1984). Model ini menentukan komposisi yang tepat dari 2 atau lebih campuran yang menghasilkan formulasi yang sesuai kehendak tanpa memperhatikan interaksi komponen lain yang dianggap tetap. Untuk mempermudah operasi aritmatikanya, penulis menggunakan software Design Expert 7.1 yang dapat menentukan titik pengujian, analisis dan persamaan formula yang sesuai dengan kehendak. Titik dilakukannya pengujian didapatkan dengan perbandingan Isolat protein kedelai dengan sweet whey adalah 75:25 ;83.33:16.67 ; 87.5:12.5 ; 91.67:8.33 dan 100:0. Setelah diujikan secara organoleptik, bahan baku terbaik adalah Soypro 900ES. Kemudian, bahan baku ini digunakan dalam formulasi, dan didapatkan formulasi optimum pada rasio subtitusi Isolat Protein Kedelai dengan sweet whey sebesar 77.28:22.72. Hasil yang diperoleh dari pengukuran sifat fisiko kimia dan biologisnya adalah Formula Terpilih memenuhi standar kadar abu, protein dan lemak untuk susu bubuk menurut SNI tapi tidak untuk standar kadar air. Produk terpilih memiliki derajat putih yang lebih baik dibandingkan produk sejenis lainnya dipasaran. Dari segi nilai biologi formula terpilih memiliki kecernaan hingga 93,96 %. Total senyawa fenol adalah 129.34/100g formula terpilih dan memiliki aktifitas antioksidan 20.11 setara asam askorbat (AEAC).
RIWAYAT HIDUP PENULIS Penulis bernama Muhammad Arief Fadli, dilahirkan di Bukittinggi, Sumatera Barat pada tanggal 19 Oktober 1986. Penulis merupakan anak ketiga dari delapan bersaudara dari pasangan Fauzi Bahar dan Syafrina Bahar. Penulis menyelesaikam pendidikan dasar pada tahun 1998 di SDN 25 ATTS Bukittinggi, kemudian melanjutkan pendidikan lanjutan tingkat pertama di SLTP Negeri 3 Bukittingi hingga tahun 2001. Penulis mengikuti pendidikan tingkat menengah atas di SMU 1 Bukittinggi dan lulus pada tahun 2004. Pada tahun 2004, penulis diterima di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Taknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Prestasi Internasional dan Nasional (PIN) atas prestasinya sebagai pemegang medali emas Olimpiade Sains Biologi tingkat nasional pada tahun 2003. Selama menjalani studi di Institut Pertanian Bogor, penulis merupakan penerima beasiswa dari Sampoerna Foundation. Selain itu, penulis mengikuti juga aktif dalam berbagai organisasi antara lain: Himpunan Profesi Mahasiswa Teknologi Pangan dan Gizi (HIMITEPA)
periode 2005-2006, Forum for
Scientific Student (FORCES). Penulis juga mengikuti beberapa seminar dan pelatihan. Penulis berkesempatan menjadi Asisten mata kuliah dasar Fisika dan biologi selama 2 semester. Sebagai tugas akhir, penulis melaksanakan penelitian dengan judul “Optimasi formula dan evaluasi mutu minuman berprotein tinggi berbasiskan isolat protein kedelai dan sweet whey” di bawah bimbingan Dr.Ir. Nurheni Sri Palupi, MSi.
KATA PENGANTAR Alhamdulillaahirobbil ’alamin, segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai tugas akhir untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, FATETA, IPB. Ucapan terima kasih ingin penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini, yaitu: 1. Dr.Ir. Nurheni Sri Palupi, MSi sebagai pembimbing akademik saya yang telah sangat banyak membantu dalam penyelesaian skripsi ini. 2. Ir. Elvira Syamsir Msi, dan Bapak Dase Hunaefi STp, selaku dosen penguji atas kesediaan, saran, dan kritik yang membangun demi perbaikan karya ini. 3. Bapak dan Ibu atas doa yang tidak pernah terputus dan kasih sayang yang selama ini diberikan. Uni Nanda, Bang Irfan, Fatma, Rifa Fauzan, Rani dan Puput yang semuanya saudara tersayangku dan kebanggaanku yang terus menjadi penyemangat dalam hidup ini. 4. Michelle Sampoerna melalui Sampoerna Foundation sebagai penyandang dana selama masa pendidikan S1 saya. 5. Ibu Rubiah untuk waktu dan konsultasi pemakaian alat. 6. Seluruh laboran yaitu Bapak wahid, Sobirin, Rojak, Yahya, Mulyono, Ibu Antin, dan teknisi laboratorium ITP, SEAFAST, PAU, dan AP4 yang telah banyak membantu penulis. 7. Nona Widharosa dan Mega Sefrina yang selalu menyemangati disaatku “menghilang”. 8. Tetuko D T, Sigit Susilo, Heru, Warid, Kani, dan teman-lainnya yang sangat membantu untuk mengembalikan spirit perjuangan untuk menyelesaikan karya ini. 9. Rhais, Citra P, Memed, Ancha, Ary Binjai, Prita, Novi, Noku, Dody, Lia, Mpuzz dan seluruh teman-teman seperjuangan dan sepenanggungan selama penelitian 10. April Chan, Au’, Umul dan Yuli sebagai teman-teman praktikum yang sangat membantu dalam pelajaran “Teknis penulisan”.
11. Monon, Lucky, The Bunkers lainnya yang selalu menemani dan membantu di tempat kost. 12. Dhony, Basya, Arix, dan teman-teman lainnya dikampuang nan jauah dimato yang selalu menyemangati lewat sms-nya. 13. Teman-teman ITP angkatan 2004 (angkatan 41) dan 2005 (angkatan 42) atas kerjasamanya. 14. Semua pihak yang telah membantu penulis, yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis sadar bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna sehingga kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan dan bagi pengembangan ilmu dan penerapan pembelajaran khususnya bagi Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Bogor, Desember 2008 Penulis
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI ............................................................................................
iii
DAFTAR TABEL ...................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................
vi
DAFTAR LAMPIRAN ...........................................................................
vii
I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG .........................................................................
1
B. TUJUAN ..............................................................................................
2
C. MANFAAT ...........................................................................................
3
II. TINJUAN PUSTAKA A. PROTEIN ................................................................................................
5
B. ISOLAT PROTEIN KEDELAI ............................................................
5
C. SWEET WHEY ......................................................................................
9
D. AKTIFITAS ANTIOKSIDAN ISOFLAVON ...................................... E. MINUMAN BERPROTEIN TINGGI 1. Syarat..............................................................................................
11
2. Bahan baku .....................................................................................
11
3. Proses pengolahan ..........................................................................
12
F. STANDAR MUTU ...............................................................................
13
G. SOFTWARE DESIGN EXPERT 7.1 ......................................................
14
III. METODOLOGI PENELITIAN A. BAHAN DAN ALAT ..........................................................................
16
B. METODE PENELITIAN 1. Pemilihan Bahan Baku Terbaik ......................................................
18
2. Formulasi dan Optimasi Formula ...................................................
19
3. Pengujian Mutu Formula Optimum ................................................
20
C. METODE ANALISIS 1. Analisis Fisik...................................................................................
22
2. Analisis Kimia.................................................................................
23
3. Analisis Nilai Biologis ....................................................................
28
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. PEMILIHAN BAHAN BAKU TERBAIK ...........................................
30
1. Larutan standar. ...............................................................................
30
2. Isolat protein kedelai terbaik. ..........................................................
31
B. FORMULASI DAN OPTIMASI FORMULA 1. Komposisi formula dan penentuan respon yang akan diuji ............
33
2. Pembuatan dan pengukuran respon formula ...................................
33
3. Input data respon .............................................................................
34
4. Analisis sidik ragam dan penentuan formula optimum ...................
34
C. EVALUASI MUTU PRODUK 1.
Mutu kimia .....................................................................................
39
2.
Parameter fisik ...............................................................................
43
3.
Daya cerna protein .........................................................................
44
4. Total fenol dan aktifitas antioksidan ..............................................
45
V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN .....................................................................................
50
B. SARAN .................................................................................................
50
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................
51
LAMPIRAN ..............................................................................................
54
DAFTAR TABEL Halaman 1
Asupan protein harian yang disarankan ......................................................
5
2 Komposisi kimiawi produk protein kedelai ...............................................
6
3
Syarat mutu susu bubuk menurut SNI 01-2970-1999 .................................
14
4
Titik kombinasi isolat protein kedelai dan sweet whey ...............................
20
5
Formula larutan standar...............................................................................
30
6
Persamaan model matematika respon yang diukur .....................................
35
7 Analisis sidik ragam (ANOVA) model tiap respon ....................................
35
8
Formula terpilih...........................................................................................
39
9 Mutu produk terpilih dengan prasarat SNI susu bubuk tanpa lemak ..........
39
10 Proksimat isolat protein kedelai, sweet whey, dan produk terpilih .............
39
11 Pengukuran pH ............................................................................................
42
12 Derajat putih beberapa tepung ...................................................................
43
13 Pengukuran daya cerna protein ...................................................................
45
14 Total fenol dalam protein kedelai pada berbagai hasil penelitian ..............
46
15 Kadar fitoestrogen dari berbagai produk biji-bijian ....................................
47
