17

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Januari sampai dengan Juli 2019

di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Pangan dan Laboratorium Biologi Universitas

Muhammadiyah Malang serta Balai Penelitian Kacang dan Umbi-Umbian

(BALITKABI).

3.2 Alat dan Bahan Penelitian

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Cabinet Dryer,

timbangan analitik Pioneer Ohaus PA413, Micrometer Scrup, Hot Plate Stirrer

HSO707S2, Spectrophotometer UV Visible tipe UV-1800, Texture Analyzer EZ

Test tipe EZ-SX, cetakan ukuran 20 x 20 x 3cm, gelas water vapor transmission

rate/WVTR, oven (WTC Binder 7200Oven (WTC Binder 7200 tipe E53 no.

89749), Scanning Microscope Electron Tabletop SEM Hitachi TM-3000 desikator,

batang pengaduk, stopwatch, desikator, kuvet, petridish, gelas ukur, beaker glass,

erlenmeyer, pipet volume, cawan porselen pisau, blender, kaca, plastik PP,

saringan, gunting dan penggaris.

Bahan yang digunakan untuk pembuatan edible film yaitu biji buah nangka

varietas nangka bilulang dengan tingkat kematangan optimal yang dibeli dari

pedagang buah nangka di Kota Malang, Carboxymethyl Cellulose (CMC) food

grade, gliserol teknis, aquades, silika gel dan NaCl.

3.3 Rancangan Penelitian

Penelitian ini hanya memiliki satu tahapan, yaitu tahapan pembuatan

edible film. Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK)

18

Faktorial dengan dua faktor. Faktor pertama adalah konsentrasi CMC (C) dan faktor

kedua yaitu konsentrasi gliserol (G). Data yang diperoleh dianalisis secara statistik

menggunakan Analysis of Variance (ANOVA) dan dilanjutkan uji Duncan dengan

taraf nyata 5% (α=0,05) pada software SPSS 25. Adapun kombinasi perlakuan

dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 3.

Faktor 1: Konsentrasi Carboxymethyl Cellulose (C)

C1 : 1% (b/b pati)

C2 : 2,5% (b/b pati)

C3 : 5% (b/b pati)

Faktor 2: Konsentrasi Gliserol (G)

G1 : 0,5% (v/v)

G2 : 1% (v/v)

G3 : 1,5% (v/v)

Tabel 3. Kombinasi Perlakuan

C/G G1 G2 G3

C1 C1G1 C1G2 C1G3

C2 C2G1 C2G2 C2G3

C3 C3G1 C3G2 C3G3

Perlakuan :

C1G1 = 1% (b/b pati) CMC + 0,5% (v/v) Gliserol

C1G2 = 2,5% (b/b pati) CMC + 1% (v/v) Gliserol

C1G3 = 5% (b/b pati) CMC + 1,5% (v/v) Gliserol

C2G1 = 1% (b/b pati) CMC + 0,5% (v/v) Gliserol

C2G2 = 2,5% (b/b pati) CMC + 1% (v/v) Gliserol

19

C2G3 = 5% (b/b pati) CMC + 1,5% (v/v) Gliserol

C3G1 = 1% (b/b pati) CMC + 0,5% (v/v) Gliserol

C3G2 = 2,5% (b/b pati) CMC + 1% (v/v) Gliserol

C3G3 = 5% (b/b pati) CMC + 1,5% (v/v) Gliserol

3.4 Pelaksanaan Penelitian

Langkah pertama adalah ekstraksi pati biji nangka dengan cara

pengupasan biji nangka dari kulit ari, kemudian dicuci, kemudian biji nangka

dihaluskan menggunakan blender dan ditambahkan air dengan perbandingan 1:2,

kemudian disaring, lalu diendapkan selama 24 jam. Hasil endapan berupa padatan

dikeringkan menggunakan Cabinet Dryer pada suhu 65℃ selama 20 jam. Pati yang

sudah kering kemudian dihaluskan menggunakan blender. Pati diayak

menggunakan ayakan, maka jadilah pati biji nangka. Proses selengkapnya disajikan

pada Gambar 9.

Langkah kedua adalah pembuatan edible film. Pembuatan edible film

diawali dengan penyiapan aquades 200 mL, kemudian penambahan pati biji nangka

sebanyak 6 gram, kemudian dipanaskan di hot plate stirrer hingga mencapai ±60℃,

kemudian penambahan CMC sesuai perlakuan (1% (b/b pati), 2,5% (b/b pati) dan

5% (b/b pati)) sambil diaduk, setelah homogen, suhu ditingkatkan sampai 80℃ dan

ditambahkan gliserol sesuai perlakuan (0,5% (v/v), 1% (v/v) dan 1,5% (v/v)), lalu

dicetak pada loyang yang telah dilapisi plastik dan kaca. Dikeringkan pada cabinet

dryer dengan suhu kurang lebih 50℃ selama 24 jam. Proses selengkapnya disajikan

pada Gambar 10.

20

(Suharyanta, 1994)

Ditambah air dengan perbandingan 2:1

Diblender sampai halus

Disaring

Filtrat diendapkan selama 12 jam

Endapan dikeringkan menggunakan Cabinet

Dryer pada suhu 65℃ selama 20 jam

Diayak dengan ukuran 40 Mesh

Dihaluskan menggunakan blender

Pati Biji Nangka

Biji Nangka

Analisa :

Kadar Pati

Kadar Amilosa

Kadar Air

Gambar 9. Diagram Alir Pembuatan Pati Biji Nangka

Air

Ampas

Dibersihkan Air kotor Air bersih

Dikupas Kulit

21

(Hasanah, 2016)

Pati Biji Nangka 6 gram +

aquades 100 mL

Dipanaskan pada suhu 60℃ dan

pengadukan

CMC (1%, 2,5% dan 5% b/b

pati) + aquades 100 mL

Setelah homogen, suhu ditingkatkan sampai 80℃

Adonan edible film dituang kedalam

loyang yang dilapisis plat kaca

Adonan dikeringkan dengan cabinet

dryer pada suhu 50℃ selama 24 jam

Edible film yang telah kering didinginkan

dengan mendiamkan ±15 menit

Edible Film

Analisa :

Ketebalan Edible Film

Kemuluran

Kekuatan Tarik

WVTR

Transparansi

Kelarutan dalam air

Tingkat Degradabilitas Edible Film

Struktur Permukaan Edible Film

Gliserol (0,5%, 1%

dan 1,5% v/v)

Gambar 10. Diagram Alir Pembuatan Edible Film

22

4.5 Analisis Bahan Baku

3.5.1 Kadar Pati Metode Hidrolisis Asam (AOAC, 1984) Dilanjutkan dengan

Metode Nelson Somogyi (Sudarmadji dkk., 1984)

Pati ditimbang sebersar 3 g dicuci dengan menggunakan 30 ml etanol 80%

secara maserasi selama 15 menit untuk menghilangkan gula-gula sederhana pada

suhu kamar. Suspensi disaring, kemudian residu dicuci dengan aquades sampai

volume filtrat mencapai 250 mL. Residu kertas saring dicuci 5 kali dengan 10 ml

eter untuk menghilangkan lemak. Sampel selanjutnya dibiarkan untuk menguapkan

eter, kemudian dicuci lagi dengan 150 ml alkohol 10% untuk membebaskan lebih

lanjut karbohidrat yang terlarut. Residu pada kertas saring kemudian dikeringkan

dengan menggunakan oven pada suhu 50℃ selama 3-4 jam. Sampel yang telah

bebas lemak dan gula sederhana ini selanjutnya digunakan dalam analisis pati.

Sebanyak 1 g sampel dimasukkan ke dalam tabung ulir 50 ml dan ditambahkan 5

ml HCl 25%. Hidrolisis selama 2 jam dalam air mendidih, sampel didinginkan dan

dinetralkan dengan NaOH 40% kemudian diencerkan sampai 500 ml, kemudian

disaring. Kadar glukosa ditentukan dengan metode nelson-somogyi untuk

menentukan kadar pati dengan rumus sebagai berikut:

Kadar Pati (%) = BM Pati (m x 162)

BM Gula (m x 180) x kadar gula

3.5.2 Kadar Amilosa (AOAC, 1995)

Pati sebanyak 100 mg dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml kemudian

diberi 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1N. Larutan kemudian dibiarkan selama 23

jam pada suhu kamar atau dipanaskan dalam penangas air bersuhu 100°C selma 10

menit, dan didinginkan selama 1 jam. Larutan kemudian diencerkan dengan

aquades menjadi 1000 ml yang berisi 60 ml air. Larutan dalam labu ukur

23

ditambahkan 1 ml asam asetat 1 M dan 2 ml I2 25 dan diencerkan sampai volume

100 ml. Larutan dikocok dan didiamkan selama 20 menit, lalu diukur absorbansinya

pada panjang gelombang 620 nm. Kadar amilosa dihitung dengan rumus sebagai

berikut:

Kadar Amilosa (%) = A620 x fk x 100 x 100%

100−k . a

Fk = 1

abs 1 ppm x

1000 x 20

10000000

Keterangan:

A620 = Absorbansi pada panjang gelombang 620 nm

Fk = Faktor Konversi

k.a = Kadar Air

1000 dan 20 = Faktor Pengenceran

3.5.3 Kadar Air (AOAC, 1984)

Botol timbang dipanaskan selama 15 menit dalam oven kemudian diangkat

dan didinginkan dalam desikator. Botol lalu ditimbang dan dicatat beratnya sebagai

botol timbang kosong. Bahan timbang sebanyak 2 g lalu dikeringkan dalam oven

dengan suhu 100-105°C selama 3-5 jam. Sampel bahan diangkat dan didinginkan

didalam desikator. Sampel kemudian dicatat beratnya sebagai berat akhir. Kadar

dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Kadar Air (%) = Berat awal−Berat akhir

Berat akhir 100%

3.6 Parameter Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik-karakteristik

edible film berbasis pati biji nangka (Artocarpus heterophyllus Lamk.) yang

ditambahkan CMC dan gliserol. Karakteristik yang akan dianalisa yaitu ketebalan

24

edible film, elongasi (elongation at break), kuat tarik (tensile strength), laju

transimisi uap air (water vapor transmission rate/WVTR), transparansi edible film,

kelarutan dalam air dan struktur permukaan edible film.

3.6.1 Ketebalan Edible Film

Pengukuran ketebalan film menggunakan mikrometer dengan ketelitian

0,001 mm. Nilai ketebalan yang didapat merupakan rataan dari pengukuran pada 5

tempat yang berbeda (Bourtoom, 2008).

3.6.2 Kemuluran (Elongation at Break)

Menurut Bourtoom (2008), sampel edible film yang akan diuji potong

dengan ukuran 6 cm x 2 cm kemudian dikaitkan pada penjepit/pengait yang ada

pada alat texture analyzer dengan luasan edible film yang dijepit 1,5 cm dikedua

sisi panjangnya. Kemuluran dihitung dengan rumus sebagai berikut:

E = 100 x (d_after – d_before)/d_after

Keterangan:

d = Jarak antara penjepit pemegang sampel menjelang (before) atau sesudah (after)

sampel ditarik hingga putus.

3.6.3 Kekuatan Tarik (Tensile Strength)

Pengukuran kekuatan tarik dan kemuluran dilakukan dengan cara

memotong sampel edible film yang akan diuji dengan ukuran 6 cm x 2 cm. Edible

film dikaitkan secara horizontal pada penjepit/pengait yang ada pada alat texture

analyzer dengan luasan edible film yang dijepit 1,5 cm dikedua sisi panjangnya.

Nilai kekuatan tarik maksimal film diukur pada saat film menjelang putus

(Bourtoom, 2008).

25

Kuat Tarik = F

A

Keterangan:

F = Gaya kuat tarik (N)

A = Luas penampang (nm2)

3.6.4 Laju Transmisi Uap air (Water Vapor Transmission Rate/WVTR)

Cawan berisi 2 g silika gel ditutup dengan edible film yang akan diuji.

Permukaan antara cawan dengan film dilapisi dengan lilin dan bagian luar diikat

dengan isolasi plastik sehingga cawan tertutup rapat. Cawan dimasukkan dalam

desikator berisi NaCl 40%. Desikator ini disimpan pada suhu 25°C. Setiap 24 jam

selama 5 hari cawan ditimbang. Berat cawan kemudian dibuat grafiknya dan

ditentukan perubahan beratnya. Kecepatan perubahan berat film tiap satuan luas

merupakan nilai WVTR (Lindriati dkk., 2007). Rumus perhitungan WVTR adalah

sebagai berikut:

WVTR = m

A x t

Keterangan:

M = massa uap air yang melewati bahan (g)

A = luas area bahan yang dilewati uap air (cm2)

t = waktu (jam)

3.6.5 Transparansi Edible Film

Menurut (Bau et al., 2009) transparansi pada edible film diukur dengan

menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 546 nm. Sebagai kontrol,

26

digunakan plastik pp (polyprophylene) yang memiliki nilai absorbansi sebesar

0,063. Film yang diuji dipotong secukupnya sesuai dengan ukuran kuvet (0,4 cm x

1,8 cm), kemudian dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:

T = A

X

Keterangan:

T = Transparansi

A = Absorbansi

X = Ketebalan (mm)

3.6.6 Kelarutan dalam Air

Kelarutan edible film ditentukan dengan metode yang dijelaskan oleh Cola

et al, (2006). Edible film dipotong dengan ukuran 1x1 cm, ditimbang, direndam

dalam 50 ml aquades. Kemudian edible film direndam selama 24 jam pada suhu

25°C. Berat kering sampel awal dan akhir ditentukan dengan mengeringkan sampel

pada suhu 105°C selama 24 jam.

Kelarutan (%) = 𝑤𝑖−𝑤𝑓

𝑤𝑖 𝑥 100%

Keterangan:

Wi = Berat awal (g)

Wf = Berat akhir (g)

3.6.7 Tingkat Degradabilitas Edible Film

Penentuan tingkat degradabilitas edible film bertujuan untuk mengetahui

seberapa lama edible film dapat terurai. Langkah-langkah yang harus dilakukan

adalah melakukan penanaman sampel edible film yang telah dipotong dengan

27

ukuran 4x1 cm dalam tanah dengan kedalaman ±3 cm dan dilakukan hidrasi untuk

menjaga kelembaban tanah dengan penambahan air sebanyak 100 mL. Dilakukan

pengamatan keesokan harinya dengan mengeluarkan sampel dari tanah untuk

melihat degradabilitasnya. Hal ini dilakukan hari ke hari hingga sampel

terdegradasi atau menyatu dengan tanah secara sempurna (Fahnur, 2017).

3.6.8 Struktur Permukaan Edible Film

Pengamatan struktur permukan edible film bertujuan untuk mengetahui

struktur permukaan edible film, secara sederhana dilakukan dengan menggunakan

Scaning Electron Microscopy (SEM). Edible film kering dipotong persegi dengan

ukuran 1 cm kemudian diamati dengan mikroskop (Anggraeni, 2008).

3.6.9 Analisis Data

Data yang diperoleh dianalisis secara statistik menggunakan Analysis of

Variance (ANOVA) kecuali untuk data tingkat degradabilitas dan struktur

permukaan dianalisis secara deskriptif. Apabila terdapat perbedaan nyata antar

perlakuan, dilanjutkan uji DMRT (Duncan Multiple Range Test) pada taraf nyata

5% (α=0,05) dengan software SPSS 25 (Gaspersz, 1991).

3.6.10 Penetapan Perlakuan Terbaik

Pemilihan perlakuan terbaik didapatkan dengan mempertimbangkan nilai

ketebalan, kemuluran, kuat tarik, WVTR, transparansi dan kelarutan dengan

menggunakan metode indeks efektivitas. Masing-masing parameter diberikan

bobot variabel (BV) dengan angka 0–1. Besar bobot ditentukan berdasarkan tingkat

kepentingan parameter. Semakin tinggi tingkat kepentingan maka semakin tinggi

nilai bobot variabel yang diberikan. Bobot normal (BN) setiap parameter ditentukan

28

dengan cara membagi BV dengan jumlah semua bobot variabel. Nilai efektivitas

(Ne) diperoleh dengan rumus sebagai berikut:

Ne = Nilai Perlakuan (NP)−Nilai Terburuk (NBr)

Nilai Terbaik (NBk)−Nilai Terburuk (NBr)

Nilai hasil (Nh) dari masing-masing parameter ditentukan dari hasil

perkalian antara nilai efektivitas (Ne) dengan bobot normal (BN). Nilai hasil dari

tiap parameter dijumlahkan untuk mengetahui total nilai hasil. Total Nh yang

tertinggi menunjukkan hasil perlakuan terbaik (deGarmo dkk., 1984).