II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum -...

16
6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa bagian yakni batang, malai, helai daun, dan biji. Batang sorgum berbentuk silindris, beruas-ruas. Salah satu bagian dari tanaman sorgum yang dapat digunakan untuk bidang pangan adalah biji. Biji sorgum memiliki sekam berwarna coklat muda, krem atau putih, tergantung pada varietasnya (Suprapto dan Mudjisihono, 1987). Perbedaan warna pada biji sorgum juga dipengaruhi oleh ketebalan perikarp, ketersediaan pigmen pada testa dan warna endosperma (Rooney dan Murty, 1982 dikutip Mardawari et al., 2010). Bentuk dari biji sorgum terdapat pada Gambar 1. Gambar 1. Biji Sorgum (Sumber: Ojas, 2015) Biji sorgum bagian luar terdiri dari hilum dan perikarp dengan berat 7,3%- 9,3% dari bobot biji, hilum berada pada bagian dasar biji. Biji yang telah masak ditandai dengan perubahan warna hilium menjadi gelap atau hitam. Bagian tengah biji sorgum atau mesokarp berbentuk poligonal, dan mengandung sedikit granula pati. Endokarp terdiri dari sel yang melintang dan berbentuk tabung, serta mengandung senyawa fenolik (Andarwulan et al., 2013). Menurut Kebakile

Transcript of II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum -...

Page 1: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sorgum

Tanaman sorgum memiliki beberapa bagian yakni batang, malai, helai

daun, dan biji. Batang sorgum berbentuk silindris, beruas-ruas. Salah satu bagian

dari tanaman sorgum yang dapat digunakan untuk bidang pangan adalah biji. Biji

sorgum memiliki sekam berwarna coklat muda, krem atau putih, tergantung pada

varietasnya (Suprapto dan Mudjisihono, 1987). Perbedaan warna pada biji sorgum

juga dipengaruhi oleh ketebalan perikarp, ketersediaan pigmen pada testa dan

warna endosperma (Rooney dan Murty, 1982 dikutip Mardawari et al., 2010).

Bentuk dari biji sorgum terdapat pada Gambar 1.

Gambar 1. Biji Sorgum

(Sumber: Ojas, 2015)

Biji sorgum bagian luar terdiri dari hilum dan perikarp dengan berat 7,3%-

9,3% dari bobot biji, hilum berada pada bagian dasar biji. Biji yang telah masak

ditandai dengan perubahan warna hilium menjadi gelap atau hitam. Bagian tengah

biji sorgum atau mesokarp berbentuk poligonal, dan mengandung sedikit granula

pati. Endokarp terdiri dari sel yang melintang dan berbentuk tabung, serta

mengandung senyawa fenolik (Andarwulan et al., 2013). Menurut Kebakile

Page 2: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

7

(2008) dikutip Mardawati et al. (2010), biji sorgum memiliki berat sebesar 25 mg-

35 mg per butir. Menurut Sukarminah (2014), karakteristik fisik biji sorgum

kultivar lokal Bandung memiliki ketebalan perikarp sebesar 0,18±0,08 mm,

densitas kamba sebesar 0,74 g/cm3 dan densitas partikel sebesar 1,26 g/cm

3.

Penampang melintang biji sorgum dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Penampang Melintang Biji Sorgum

(Sumber: Waniska dan Rooney, 2002)

Biji sorgum mengandung nutrisi yang lengkap seperti jenis tanaman

serealia lainnya (Suarni, 2004). Nutrisi yang terkandung dalam biji sorgum

meliputi lemak, protein, karbohidrat, serat, mineral dan sebagainya. Komposisi

kimia dari biji sorgum terdapat pada Tabel 1.

Page 3: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

8

Tabel 1. Komposisi Kimia Sorgum Dalam 100g Bahan

Komposisi Jumlah

Kalori (kal) 332

Protein (g) 11

Lemak (g) 3,3

Karbohidrat (g) 73

Serat (%) 2,3

Air (%) 11,2

Ca (mg) 28

P (mg) 287

Fe (mg) 4,4

(Sumber: Beti et al., 1990 dikutip Sirappa, 2003)

Kandungan lemak pada biji sorgum adalah sekitar 3,60%, dimana

konsentrasi tertinggi terdapat pada bagian tengah atau lembaga. Lemak yang

terdapat pada biji sorgum mengandung asam palmitat (11%-13%), asam oleat

(30%-45%) dan asam linoleat (33%-49%) (Adistya, 2006). Kandungan asam

lemak tersebut sangat berguna bagi tubuh, namun dapat memicu timbulnya

penyimpangan berupa off flavour atau ketengikan (Mardawati et al., 2010).

Menurut Hulse et al. (1980) dikutip Mardawati et al. (2010) menyatakan

bahwa umumnya biji sorgum memiliki jumlah protein sebesar 10,40%. Deptan

dikutip Hoeman (2004) dikutip Mardawati et al. (2010), menyatakan bahwa

protein yang terkandung pada sorgum sebesar 11%. Protein yang terdapat pada

biji sorgum berupa prolamin (32,6%-58,8% dari total protein), glutelin (19,0%-

37,4 %), albumin (1,3%-7,7 %) dan globulin (2,0%-9,3%).

Karbohidrat pada sorgum terdiri dari polisakarida pati, pati resisten, dan

polisakarida non pati (Suprapto dan Mudjisihono, 1987). Pati yang terkandung

dalam sorgum sekitar 75%-79% dari berat biji, bagian terbesar terdapat pada

endosperma (FAO, 1995 dikutip Mardawati et al., 2010). Pati resisten tidak dapat

Page 4: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

9

dicerna dan sangat bermanfaat bagi mikroflora usus. Menurut Asp dan Bjorck

(1992), kemampuan pati resisten tersebut menyebabkan sorgum dikatakan dapat

digunakan sebagai prebiotik atau substrat pertumbuhan bakteri positif dalam usus.

Serat yang terkandung dalam biji sorgum terdapat pada perikarp dan dinding sel

endosperma (Mardawati et al., 2010). Sorgum memiliki polisakarida nonpati

berupa β-glucan, selulosa, hemiselulosa, dan lignin (Rooney dan Serna, 2000).

2.2 Minuman Sinbiotik

Minuman sinbiotik terdiri dari komponen probiotik dan prebiotik (Winarti,

2010). Minuman sinbiotik merupakan minuman fungsional yang memberikan

efek menguntungkan bagi tubuh dengan menyeimbangkan zat-zat dalam

pencernaan (Gibson dan Fuller, 1999). Kegunaan lain dari produk sinbiotik yakni

berperan sebagai antimikroba, antikarsinogenik, antidiare, dan antiosteoporosis

(Senditya et al., 2014). Efek menguntungkan bagi tubuh harus diperoleh dari

fungsi yang sinergis antara probiotik dan prebiotik (Palaria et al., 2012).

Tubuh manusia telah memiliki bakteri probiotik sejak lahir, namun

ketersediaanya terbatas (Gibson dan Roberfroid, 1995 dikutip Kailasapathy, et

al., 2011). Hal tersebut dipengaruhi oleh faktor usia dan kesehatan (Shah, 2017).

Bayi yang baru lahir memiliki bakteri yang sesuai dengan kandungan bakteri

dalam usus ibunya. Menurut Hattingh dan Viljoen (2001), komposisi bakteri pada

usus bayi juga ditentukan oleh konsumsi pangan ibunya, dimana menghasilkan

bakteri Coliforms, Enterococci, Lactobacillus dan Bifdobacterium yang lebih

dominan. Orang dewasa sehat memiliki jumlah mikroflora usus sebesar 1014

sel

Page 5: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

10

bakteri (Nyangale et al., 2014). Berbeda halnya dengan orang tua yang mengalami

penurunan mikroflora Bifidobacterium, dan peningkatan Enterobacteriaceae

(Duncan dan Flint, 2013). Untuk menyeimbangkan dan meningkatkan jumlah

bakteri probiotik yang menguntungkan bagi tubuh dapat dilakukan dengan

konsumsi minuman sinbiotik.

Konsumsi produk sinbiotik selama 4 minggu pada orang dewasa dan

orang tua terbukti memberikan efek kesehatan (Granata et al., 2013). Shah (2017)

menyebutkan bahwa konsumsi produk sinbiotik setelah 28 hari menunjukkan

peningkatan jumlah probiotik, sedangkan Enterococci mengalami penurunan. Hal

tersebut membuktikan bahwa minuman sinbiotik dapat berkontribusi

memperbaiki fungsi metabolisme dan saluran pencernaan.

Manfaat utama dari konsumsi produk sinbiotik adalah menjaga kesehatan

saluran cerna sehingga menurunkan resiko penyakit kanker kolon (Gibson dan

Roberfroid, 1995). Mekanisme yang terjadi ketika mengonsumsi produk sinbiotik

adalah terjadi perubahan kondisi pH dan kadar oksigen pada saluran usus, dengan

demikian bakteri probiotik akan mengurangi bakteri patogen. Kombinasi

probiotik dan prebiotik dapat meningkatkan jumlah bakteri baik yang dapat

bertahan pada saluran pencernaan dengan melakukan fermentasi (Collins and

Gibson, 1999).

Pembuatan minuman sinbiotik perlu memerhatikan jumlah bakteri

probiotik, pH, dan sifat organoleptik. Menurut Aryana dan McGrew (2007)

dikutip Desnilasari dan Lestari (2014), pH minuman sinbiotik sama halnya

dengan yoghurt yakni 4,32-4,60. Minuman sinbiotik bertekstur cair dan memiliki

Page 6: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

11

rasa yang khas (Shah, 2017). Cita rasa minuman sinbiotik sangat tergantung pada

kemampuan bakteri, bahan baku yang digunakan, dan penambahan buah-buahan

juga dapat meningkatkan daya terima konsumen (Kuntarso, 2007). Konsentrasi

starter bakteri probiotik juga memiliki pengaruh terhadap produk yang dihasilkan

(Suharyono dan Kurniadi, 2010). Hal ini disebabkan karena probiotik dari produk

sinbiotik yang bertahan hidup dapat memengaruhi pertumbuhan bakteri dalam

usus dan memberikan efek kesehatan bagi inang (Pranckute et al., 2014).

2.2.1 Probiotik

Probiotik merupakan mikroorganisme yang dapat menstimulasi

pertumbuhan bakteri baik dalam saluran pencernaan (Lilly dan Stillwell, 1965

dikutip Kailasapathy et al., 2011). Bakteri probiotik mampu memecah rantai

panjang karbohidrat, protein, dan lemak. Hal ini disebabkan oleh enzim yang

terkandung di dalam bakteri probiotik (Feliatra et al., 2004 dikutip Respati, 2017).

Penggunaan bakteri probiotik harus disesuaikan. Isolat bakteri probiotik yang

akan digunakan harus murni, memiliki manfaat bagi host, tidak toksik, antagonis

terhadap mikroorganisme patogen, dapat bertahan dalam saluran cerna, dan tetap

hidup selama penyimpanan (FAO, 2006).

Kriteria yang harus dipenuhi untuk mengisolasi bakteri probiotik dalam

produk sinbiotik adalah harus tahan terhadap pengolahan, tahan terhadap garam

empedu, mampu melewati asam lambung, dan mampu bertahan hidup di dalam

saluran pencernaan (Yang, 2000 dikutip Retnowati dan Kusnadi, 2014). Kriteria

lain yang harus dipenuhi dalam penggunaan bakteri probiotik adalah harus

terbukti memberikan dampak kesehatan (Bai et al., 2012). Ried (1999) juga

Page 7: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

12

menyatakan bahwa bakteri probiotik harus memenuhi kriteria, diantaranya (1)

stabil terhadap asam lambung dan tetap hidup sampai saluran usus, (2) stabil

terhadap garam empedu, (3) memproduksi senyawa antimikroba seperti asam,

hidrogen peroksida, dan bakteriosin, (4) mampu mengkolonisasi sel usus manusia,

(5) tumbuh baik dan berkembang dalam saluran cerna, (6) membentuk lingkungan

mikroflora yang normal dan seimbang, dan (7) aman digunakan oleh manusia.

Penggunaan bakteri probiotik harus dapat menjaga keseimbangan

komposisi bakteri saluran pencernaan. Ketika komposisi tersebut telah tercapai

maka kemungkinan terkena penyakit degeneratif akan menurun. Dampak positif

lainnya yakni kekebalan tubuh akan meningkat. Untuk memberikan efek

kesehatan ketika dikonsumsi, jumlah bakteri probiotik minimal yang harus

dipenuhi adalah sebesar 7 log CFU/mL (FAO, 2002).

Bakteri probiotik umumnya berasal dari gram positif kelompok bakteri

asam laktat (BAL). Bakteri probiotik yang sering jumpai merupakan genus

Lactobacillus dan Bifidobacterium (Lee dan Salminen, 2009). Kedua bakteri

tersebut berasal dari mikroflora usus (Soeharsono, 2010 dikutip Ramadhani,

2015). Bakteri bifidobacterium bersifat tahan terhadap asam lambung. Bakteri ini

memiliki manfaat yang baik bagi tubuh yakni menurunkan kadar amoniak darah,

menurunkan kadar kolesterol dan trigliserida darah, dan memulihkan mikroflora

usus yang normal setelah terapi antibiotik (Holt et al., 1994 dikutip Retnowati dan

Kusnadi, 2014).

Bifidobacterium bifidum merupakan golongan bakteri asam laktat. Bakteri

ini merupakan salah satu bakteri probiotik yang sering digunakan dalam

Page 8: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

13

pembuatan minuman sinbiotik. Bakteri ini digunakan karena dapat menghasilkan

antibiotik bifidin. B. bifidum juga bersifat antagonis terhadap bakteri patogen

seperi Salmonella, Escherichia, Proteus, Shigella, dan Candida (Gagnon et al.,

2004 dikutip Daffana, 2017). Mekanisme kerja bakteri probiotik dalam saluran

usus adalah dengan meningkatkan aktivitas mikrofag, meningkatkan kandungan

antibody, memfasilitasi transport antigen, dan membantu memperbaiki mukosa

(Sarale, 2000 dikutip Surono, 2004).

B. bifidum berbentuk batang, melengkung, berbentuk huruf Y atau huruf

V, tumbuh optimum pada suhu 37-41°C. Bakteri ini bersifat heterofermentatif,

dapat memfermentasi laktosa menjadi asam laktat dan asam asetat tanpa adanya

CO2 (Kailasapathy et al., 2011). B. bifidum tersusun satu persatu, terkadang

bentuk bulat besar (gembung), tidak mortail, tidak berspora, anaerob, dan bersifat

homofermentatif (Retnowati dan Kusnadi, 2014). Bentuk koloni B. bifidum

ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Koloni B. bifidum

(Sumber: Scimat, 2016)

Page 9: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

14

2.2.2 Prebiotik

Prebiotik merupakan komponen makanan yang tidak dapat dicerna dan

dapat memberikan efek pertumbuhan bagi bakteri yang menguntungkan sehingga

memberikan dampak kesehatan bagi host (Gibson dan Roberfroid, 1995 dikutip

Noomhorm, Ahmad dan Anal, 2014). Prebiotik akan difermentasi oleh bakteri

probiotik menghasilkan asam lemak rantai pendek yakni asam asetat, propionat,

dan butirat. Menurut (Senditya et al., 2014), hasil dari fermentasi tersebut

memberikan efek kesehatan bagi tubuh, asam asetat dan propionat menyediakan

energi dan asam butirat akan memercepat regenerasi sel usus.

Komponen yang digunakan sebagai prebiotik bersifat tidak dapat

dihidrolisis, tidak diserap, menguntungkan usus, dapat memicu pertumbuhan

bakteri baik, dan dapat memberikan komposisi yang baik bagi kesehatan

(Senditya et al., 2014). Kriteria lain yang harus dipenuhi sebagai prebiotik adalah

tidak bersifat karsinogen, memiliki kalori rendah, dan aktif pada dosis kecil

(Kailasapathy et al., 2011).

Menurut Suarni (2012), sorgum mengandung oligosakarida, serat pangan,

pati resisten, dan polisakarida non pati. Komponen utama dari prebiotik yang

harus diperhatikan adalah serat. Serat bersifat resisten terhadap enzim pencernaan

dan akan mengalami fermentasi dalam usus. Biji sorgum dengan kandungan serat

kasar yang cukup tinggi terdapat pada kultivar lokal Bandung (Mardawati et al.,

2010). Kadar serat kasar dalam sorgum kultivar lokal Bandung adalah 5,79%

(Sukarminah, 2014). Hal ini dipengaruhi oleh perikarpnya yang tebal (Mardawati

et al., 2010).

Page 10: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

15

Guna mempermudah proses pembuatan minuman sinbiotik, sorgum diolah

menjadi tepung dan di ekstrak terlebih dahulu. Kegunaan lain dari pembuatan

tepung sorgum diantaranya adalah lebih tahan lama, praktis, dan mudah

diaplikasikan pada berbagai produk pangan (Mardawati et al., 2010). Menurut

Suarni (2004), tepung sorgum merupakan hasil pengecilan ukuran dari biji

sorgum.

Menurut Sukarminah (2014), tepung sorgum dapat diperoleh dengan

menyosoh biji sorgum yang bertujuan untuk mengikis bagian kulit yang terdiri

dari selulosa yang menyebabkan rasa sepat ketika dikonsumsi. Hal yang sama

juga dikemukakan oleh Widowati et al. (2009), preprasi dalam pembuatan tepung

sorgum harus melalui proses penyosohan dan perendaman menggunakan larutan

Na2Co3 untuk menurunkan senyawa tanin. Pembuatan tepung dapat dilakukan

menggunakan grinder dan pengayakan. Karakteristik yang dihasilkan dari tepung

sorgum adalah berwarna putih sedikit kuning kemerahan dengan adanya bintik

hitam dan bertekstur halus akibat proses pengayakan dengan ukuran 100 mesh

(Mardawati et al., 2010).

Tepung sorgum memiliki kandungan gizi yang tidak jauh berbeda dengan

biji sorgum sebelumnya. Komposisi kimia dari tepung sorgum terdapat pada

Tabel 2. Berdasarkan tabel tersebut diketahui bahwa komponen protein yang

terkandung dalam tepung sorgum adalah sebesar 10%-12%, dimana biji sorgum

mengandung protein sebesar 11% (Sirappa, 2003). Komponen karbohidrat tepung

sorgum juga memiliki jumlah yang sama dengan biji sorgum yakni 73% (Sirappa,

Page 11: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

16

2003). Kandungan tanin pada tepung sorgum juga terbilang kecil yakni 2-4%

akibat proses penyosohan.

Tabel 2. Komposisi Kimia Tepung Sorgum

Komponen Jumlah (%)

Air 9-11

Protein 10-12

Lemak 2-2,5

Karbohidrat 73-78

Abu 1-1,5

Tanin 2-4

(Sumber: Suarni, 2004)

2.2.3 Pembuatan Minuman Sinbiotik

Menurut penelitian Krasaekoopt (2010) dikutip Zakaria (2016) dikutip

Daffana (2017) tahapan pembuatan minuman sinbiotik adalah pembuatan tepung

sebagai sumber prebiotik, pencampuran, pemanasan, penambahan kultur, dan

penyimpanan. pembuatan minuman sinbiotik memerlukan sumber prebiotik,

sumber probiotik, gula cair, dan penstabil jika diperlukan.

Sumber prebiotik pada minuman sinbiotik ini berasal dari tepung sorgum

berupa oligosakarida, serat pangan, dan polisakarida non pati. Sumber probiotik

yang digunakan dalam pembuatan minuman sinbiotik ini adalah B. bifidum. Gula

cair yang diperoleh dengan melarutkan satu bagian gula dengan air. Penambahan

gula juga berfungsi sebagai pemberi rasa manis pada minuman sinbiotik

(Septiany, 2017).

2.3 Pendugaan Umur Simpan dan Accelerated Shelf Life Testing (ASLT)

Umur simpan merupakan waktu yang dibutuhkan oleh suatu produk

pangan selama penyimpanan untuk mencapai suatu level (Floros dan

Page 12: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

17

Gnanasekharan, 1993). Pendungaan umur simpan berguna untuk mengetahui

perubahan selama penyimpanan. Umur simpan dalam produk pangan dikenal

sebagai tanggal kadaluarsa (Kusnandar, 2010).

Peraturan mengenai umur simpan secara internasional telah ditetapkan

oleh Codex Alimentarius Commission tahun 2007 mengenai Food Labeling

Regulation. Hal yang sama telah ditetapkan di Indonesia bahwa pencantuman

umur simpan terdapat pada Undang-undang nomor 7 tahun 1996 mengenai

Pangan dan Peraturan Pemerintah nomor 69 tahun 1999 mengenai Label dan Iklan

Pangan bahwa setiap industri pangan wajib mencantumkan tanggal kadaluarsa

(expired date) (Harris dan Fadli, 2014).

Perlunya informasi mengenai tanggal kadaluarsa produk berkaitan dengan

keamanan pangan. Kondisi ketika produk mencapai atau melewati tanggal

tersebut produk telah mengalami perubahan yang menyebabkan penurunan dan

penyimpangan mutu (Syarief dan Halid, 1993). Perubahan atau penyimpangan

mutu produk disebut sebagai deteriorasi. Penyimpangan tersebut disebabkan oleh

lamanya penyimpanan dan kondisi lingkungan seperti suhu penyimpanan (Arpah,

2001). Hal ini sangat disayangkan karena seharusnya konsumen dapat menerima

produk pangan yang baik.

Metode ASLT dilakukan dengan waktu yang singkat karena suhu

penyimpanan yang digunakan terbilang ekstrim. Metode ASLT menggunakan

kondisi yang melebihi normal sehingga reaksi kerusakan akan lebih cepat terjadi

(Labuza dan Riboh, 1982). Hal yang serupa juga dikemukakan oleh Swadana dan

Yuwono (2014), metode ASLT akan mempercepat kerusakan fisik-kimia produk

Page 13: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

18

kemudian dapat ditentukan umur simpan yang sebenarnya menggunakan

perhitungan matematis.

Metode ASLT memiliki dua model yakni kadar air kritis (Labuza) dan

Arrhenius. Labuza atau pendekatan kadar air diturunkan dari hukum difusi Fick.

Model Labuza digunakan untuk kriteria kerusakan produk berupa kadar air dan

aktivitas air, umumnya diperuntukan pada produk pangan kering (Syarief et al.,

1989). Model Arrhenius menggunakan teori kinetika ordo nol atau ordo satu

untuk produk pangan.

2.3.1 Model Labuza

Model Labuza (1982) dapat dilakukan melalui pendekatan kurva sorpsi

isotermis. Produk pangan yang diuji mempunyai kurva sorpsi isotermis berbentuk

sigmoid, seperti pada produk kering. Pendugaan umur simpan model Labuza

dilakukan dengan cara menyimpan bahan pangan kering pada lingkungan yang

memiliki kelembaban tinggi, dengan demikian bahan pangan akan mengalami

penurunan mutu akibat penyerapan air dari lingkungan. Menurut Palupi et al.

(2010), kerusakan bahan pangan yang diuji dengan model Labuza dapat dilihat

dari perubahan tekstur seperti kerenyahan, kelengketan, ataupun penggumpalan.

Persamaan Labuza dapat diperoleh dengan mengintegrasikan unsur

permeabilitas kemasan, berat kering produk, luas bahan pengemas, perbedaan

tekanan uap air atau aw, dan kurva sorpsi isotermis dengan baik (Rahayu et al.,

2003). Rumus yang digunakan untuk menghitung umur simpan model Labuza

adalah sebagai berikut:

Page 14: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

19

(

)

( ) (

) (

)

Keterangan:

t = waktu untuk mencapai kadar air kritis atau umur simpan (hari)

Me = kadar air kesetimbangan produk (gH2O/g solid)

Mi = kadar air awal produk (gH2O/g solid)

Mc = kadar air kritis produk (gH2O /g solid)

k/x = konstanta permeabilitas uap air kemasan (g/m2.hari.mmHg)

A = luas permukaan kemasan (m2)

Ws = bobot padatan per kemasan (g)

Po = tekanan uap air pada ruang penyimpanan (mmHg)

b = kemiringan kurva sorpsi isotermis

2.3.2 Model Arrhenius

Model Arrhenius dapat digunakan untuk produk pangan yang mudah

mengalami kerusakan berupa reaksi fisik, kimia, dan mikrobiologis selama

penyimpanan. Keuntungan dalam penggunaan model Arrhenius adalah bersifat

cepat dan akurat (Herawati, 2008). Pendugaan umur simpan dengan model

Arrhenius sangat berhubungan dengan suhu penyimpanan. Hal ini disebabkan

karena suhu memengaruhi mutu makanan akibat laju reaksi yang terjadi.

Pendugaan umur simpan dengan model Arrhenius membutuhkan minimal 3 suhu

penyimpnanan. Suhu tersebut akan memicu perubahan mikrobiologis dan

timbulnya reaksi kimia (Kusnandar, 2010).

Page 15: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

20

Reaksi yang berjalan pada model Arrhenius akan ditunjukkan dalam ordo

nol ataupun ordo satu. Penggunaan ordo pada model Arrhenius ini tergantung

pada penurunan mutu yang terjadi pada produk pangan. Ordo nol akan dihasilkan

jika titik kritis penurunan mutu berupa pencoklatan enzimatis pada sayur dan buah

segar atau kerusakan keseluruhan (over all quality) pada makanan beku. Rumus

yang digunakan pada ordo nol adalah sebagai berikut.

C=C0 - kt

Ordo satu akan dihasilkan jika titik kritis penurunan mutu berupa

kerusakan vitamin pada makanan kaleng, inaktivasi/pertumbuhan mikroba,

pembentukan lendir pada daging, ikan, dan ayam segar, dan kerusakan warna

oksidatif, serta kerusakan tekstur karena panas (Labuza, 1982 dikutip Arpah,

2001). Rumus yang digunakan untuk ordo satu adalah sebagai berikut:

ln C= ln C0 - kt

Faktor utama yang harus diperhatikan dalam penggunaan model Arrhenius

adalah suhu. Semakin tinggi suhu yang digunakan maka laju reaksi yang

berlangsung akan semakin cepat. Suhu dalam reaksi memiliki pengaruh yang

ditunjukkan dengan rumus sebagai berikut:

k = k0.e-Ea/RT

Konstanta laju reaksi (k) yang diperoleh dari berbagai suhu akan

diektrapolasi pada laju reaksi (k) suhu penyimpanan yang diinginkan.

Berdasarkan perhitungan dengan model Arrhenius akan diperoleh nilai k

(konstanta penurunan mutu) kemudian dapat diketahui umur simpan sesuai ordo

reaksinya (Syarief dan Halid, 1993). Nilai dari energi aktivasi (Ea) menunjukkan

Page 16: II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum - media.unpad.ac.idmedia.unpad.ac.id/thesis/240210/2015/240210150028_2_3928.pdf · 6 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sorgum Tanaman sorgum memiliki beberapa

21

energi yang diperlukan untuk mendegradasi suatu produk. Nilai Ea yang rendah

mengindikasikan produk mengalami reaksi kerusakan yang cepat, begitupula

sebaliknya (Donohue dan Spiro, 1998 dikutip Wijana dan Mulyadi, 2016).