15

METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pengolahan Pangan,

Laboratorium Organoleptik, dan Laboratorium Analisis Kimia Pangan

Departemen Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi Manusia, Institut Pertanian

Bogor, serta Laboratorium Balai Besar Penelitian dan Pengembangan

Pascapanen Pertanian Bogor, selama empat bulan yaitu dari bulan Juli hingga

Oktober 2010.

Bahan dan Alat Bahan

Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah bahan untuk

pembuatan tepung talas, bahan untuk pembuatan cookies, bahan untuk analisis

kimia dan bahan untuk pendugaan umur simpan. Bahan utama dalam penelitian

ini adalah talas Banten (Xanthosoma Undipes K. Koch) berusia rata-rata 10

bulan yang diproses menjadi tepung. Proses pembuatan tepung ini memerlukan

bahan, yaitu talas, garam serta air. Selain tepung talas digunakan juga tepung

kacang hijau dalam pembuatan tepung komposit. Bahan-bahan lain yang

diperlukan untuk pembuatan cookies adalah tepung terigu, telur ayam, susu

skim, mentega, keju, gula halus, garam dan vanili. Bahan-bahan yang diperlukan

untuk analisis kimia adalah HCl, H2SO4, NaOH, indikator metal merah biru,

pelarut heksana, aquades, etanol, aseton dan selenium mix serta bahan kimia

lainnya. Bahan-bahan yamg digunakan untuk menduga umur simpan antara lain

garam KI, NaCl, KCl, BaCl2, KNO3, dan K2SO4.

Alat Alat-alat yang diperlukan dalam penelitian ini juga dibagi empat, yakni alat

dalam pembuatan tepung talas, pembuatan cookies, alat dalam analisis kimia

serta alat dalam pendugaan umur simpan cookies. Pembuatan tepung talas

memerlukan alat sebagai berikut pisau, bak pencucian dan perendaman, mesin

penyawut, baki serta penggilingan 100 mesh. Pembuatan cookies memerlukan

alat-alat yaitu, mixer, timbangan, cetakan kue, spatula, dan oven. Alat-alat yang

digunakan dalam analisis kimia antara lain adalah cawan, oven, desikator, labu

kjeldahl, erlenmeyer, kertas saring, soxlet, dan lain-lain. Alat yang digunakan

pada pendugaan umur simpan adalah chamber, oven inkubator, termometer,

timbangan analitik serta desikator.

16

Tahapan Penelitian

Penelitian ini terdiri dari dua tahapan yaitu, pendahuluan dan lanjutan.

Penelitian pendahuluan Tahap awal meliputi pembutan tepung talas, analisis sifat fisik dan

kimiawi tepung talas serta pembuatan dan formulasi cookies dari tepung talas. 1. Pembuatan Tepung Talas

Pembuatan tepung talas dimulai dengan tahap pengirisan. Umbi

talas diiris hingga mendekati dengan bentuk bundar dengan ketebalan 1-

2 mm dalam air hangat (40°C) selama 3 jam. Irisan talas yang telah

didapatkan selanjutnya direndam dengan larutan garam NaCl (10%).

Proses perendaman dilakukan selama 60 menit dalam larutan garam.

Setelah proses perendaman selesai irisan talas ditiriskan selama 20

menit kemudian dilakukan perendaman kedua dengan menggunakan air

selama 3 jam. Irisan talas yang telah direndam dalam air kemudian

ditiriskan selama 10 menit. Selanjutnya dilakukan proses pengeringan

selama 5-6 jam dengan suhu 60oC. Hasil pengeringan tersebut kemudian

digiling hingga didapatkan tepung talas.

Gambar 1 Bagan alir pembuatan tepung talas.

Umbi Talas

Pengirisan (1-2 mm)

Perendaman dalam larutan garam (60 menit)

Penirisan I (20 menit)

Perendaman dalam air (3 jam)

Penirisan II (10 menit)

Pengeringan (60°C, 14 jam)

Penggilingan (100 mesh)

Tepung talas

17

2. Pembuatan Tepung Kacang Hijau

Pembuatan tepung kacang hijau menggunakan kacang hijau

kupas kulit komersil yang didapatkan dari pasar tradisional sekitar kota

Bogor. Kacang hijau kupas kulit selanjutnya digiling dengan

menggunakan mesin penepung. Tepung kacang hijau yang didapatkan

kemudian diayak sehingga didapatkan tepung kacang hijau dengan

ukuran 100 mesh. Berikut merupakan diagram alir pembuatan tepung

kacang hijau.

Gambar 2 Diagram alir pembuatan tepung kacang hijau.

3. Formulasi Tepung Komposit

Formulasi merupakan tahap awal untuk optimasi formula terpilih

dari tepung komposit berbasis talas Banten. Formulasi tepung komposit

berdasarkan metode RSM (Response Surface Methodology). Formula

komposit menggunakan tepung talas Banten dan tepung kacang hijau.

Rancangan metode yang digunakan adalah Response Surface

Methodology (RSM) dengan memakai software Design Expert trial (DX

trial). Penggunana rancangan tersebut dilakukan agar sesuai dengan

faktor perlakuan pada penelitian, yaitu perlakuan pencampuran

komponen yang diubah agar memperoleh respon tertentu (Rahmawati

2010).

Faktor perlakuan berupa komponen yang diubah-ubah pada

penelitian ini adalah jumlah tepung talas Banten dan tepung kacang hijau.

Kisaran komponen dikonversi berdasarkan berat total fomula komposit

(100%). Kisaran komponen yang digunakan adalah untuk tepung talas

Banten adalah 60-70% sedangkan tepung kacang hijau adalah 30-40%.

Kacang hijau kupas kulit

Penggilingan (100 mesh)

Pengayakan (100 mesh)

Tepung kacang hijau

18

Tabel 6 Formula tepung komposit

Formula Tepung talas (%) Tepung hijau (%)F1 66.67 33.33 F2 70.00 30.00 F3 60.00 40.00 F4 63.33 36.67 F5 60.00 40.00 F6 65.00 35.00 F7 67.50 32.50 F8 62.50 37.50

Penelitian selanjutnya adalah pembuatan cookies berdasarkan formula

tepung komposit tersebut. Pembuatan cookies dalam penelitian ini dilakukan

dengan menggunakan metode krim (creaming method). Dalam metode ini

mentega, gula serta kuning telur dicampurkan dengan mixer hingga terbentuk

krim (kurang lebih 5 menit). Selanjutnya tepung komposit, susu skim serta keju

dicampurkan perlahan dengan krim hingga membentuk adonan yang kalis.

Adonan ditipiskan dengan roller dan selanjutnya dapat dicetak. Adonan yang

telah dicetak kemudian dipanggang dalam oven yang telah diatur suhunya

(170oC) selama 10 menit. Pendinginan dilakukan dengan membiarkan cookies

yang telah dikeluarkan dari oven pada suhu kamar selama beberapa menit.

Setelah dingin, cookies dapat dikemas (Indriasti 2004). Berikut merupakan

diagram alir pembuatan cookies.

Gambar 3 Diagram alir pembuatan cookies.

Mentega, gula dan kuning telur

Penambahan tepung komposit, susu skim dan keju

Dicampurkan hingga membentuk krim

Dicampurkan hingga membentuk adonan

Ditipiskan dengan roller dan dicetak

Dipanggang 170oC, 10 menit

Cookies

19

Penelitian Lanjutan Penelitian lanjutan yang dilakukan terdiri atas pengujian sifat kimiawi

cookies, uji organoleptik serta pendugaan umur simpan cookies terpilih.

1. Pengujian sifat kimiawi cookies

Cookies yang dihasilkan dari penelitian tahap awal kemudian diuji sifat

kimiawinya. Sifat kimia cookies yang diuji meliputi kadar air (metode pemanasan

langsung), kadar abu (metode tanur), kadar protein (metode semi mikro kjeldhal),

kadar lemak (metode soxlet), kadar karbohidrat (karbohidrat by difference), dan

kadar serat kasar (metode gravimetri). Prosedur analisis yang dilakukan sama

dengan analisis kimiawi tepung talas. Selain pengujian sifat kimiawinya dilakukan

juga uji organoleptik terhadap cookies yang dihasilkan.

2. Pengujian sifat organoleptik cookies

Uji organoleptik yang digunakan adalah uji kesukaan (uji hedonik) dan

mutu hedonik. Parameter yang diuji meliputi rasa, aroma, warna, dan tekstur

produk. Panelis yang digunkan sebanyak 30 orang panelis semi terlatih.

Penilaian uji hedonik menggunakan sembilan skala yaitu, sangat amat tidak suka

(0); amat tidak suka (1); agak tidak suka (2); tidak suka (3); biasa (4); agak suka

(5); suka (6); amat suka (7); dan sangat amat suka (8).

Skala yang digunakan untuk uji mutu hedonik terdiri atas penilaian untuk

rasa, aroma, warna dan tekstur. Skala penilaian rasa mulai dari sangat hambar

(0) sampai sangat gurih (8). Skala penilaian aroma terdiri dari sembilan skala

yaitu, dari sangat tidak beraroma (0) sampai sangat harum (8). Skala penilaian

warna mulai dari sangat coklat gelap (0) sampai sangat kuning terang (8).

Sementara penilaian skala tekstur memiliki skala sangat keras (0) hingga sangat

renyah (8).

3. Pendugaan umur simpan

Pendugaan umur simpan cookies dilakukan berdasarkan kadar air kritis

dengan metode pendekatan kurva sorpsi isotermis, perhitungan umur simpan

dapat menggunakan persamaan Labuza (1982):

ts = ln (me-mo)/(me-mc) k/x*(A/Ws)(Po/b)

dimana:

ts = waktu yang diperlukan produk dalam kemasan untuk bergerak dari

kadar air awal menuju kadar air kritis atau waktu perkiraan umur simpan

(hari = 24 jam)

me = kadar air kesetimbangan produk (g H2O / g padatan)

20

mo = kadar air awal produk (g H2O / g padatan)

b = slope kurva sorpsi isotermis

mc = kadar air kritis (g H2O / g padatan)

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

A = luas permukaan kemasan (m2)

Ws = berat kering produk dalam kemasan (g)

Po = tekanan uap jenuh (mmHg)

Mengacu pada pendekatan diatas, maka dilakukan tahapan penelitian sebagai

berikut:

Gambar 4 Diagram alir pendugaan umur simpan.

a. Penentuan kadar air awal

Penentuan kadar air awal dilakukan terhadap sampel segar yang

baru dibuka dari kemasannya. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui

kondisi awal produk.

Sejumlah sampel (c) dimasukan ke dalam cawan yang telah

diketahui beratnya (a). Kemudian cawan dimasukan ke dalam oven

bersuhu 100oC sehingga diperoleh berat konstan (b). Perhitungan kadar

air dilakukan berdasarkan berat basah dengan menggunakan rumus :

Kadar air (%bb) = (a - b) / c x 100%

b. Penentuan kadar air kritis

Sebelum dilakukan penentuan kadar air kritis sebaiknya terlebih

dahulu ditetapkan parameter kritis produk. Penentuan parameter kritis

dilakukan dengan survei konsumen tentang penyebab kerusakan produk

cookies. Hal ini dilakukan dengan cara menyebarkan kuisoner kepada 30

Pendugaan umur simpan

Penentuan kadar air awal

Penentuan kadar air kritis

Penentuan pola kurva sorpsi isotermis

Penentuan model persamaan kurva sorpsi isotermis dan uji ketepatan

Penentuan variabel pendukung

21

orang panelis tentang parameter kerusakan produk cookies. Panelis

diminta untuk memilih atribut yang paling penting dalam menentukan

kerusakan produk cookies.

Penetuan kadar air kritis diawali dengan menyimpan cookies

didalam chamber dengan RH sebesar 75% dan suhu sebesar 30oC

selama 12 jam. Setiap dua jam sekali dilakukan pengambilan sampel dan

dianalisis kadar air, nilai kerenyahan serta uji organoleptik terhadap

atribut utama kerusakan cookies.

Data kadar air dan nilai kerenyahan masing-masing sampel yang

diberi perlakuan waktu penyimpanan, selanjutnya diplotkan dengan nilai

kesukaannya masing-masing, sehingga diperoleh grafik yang

menunjukan hubungan antara skor kesukaan dengan kadar air dan

hunbungan antara skor kesukaan dengan nilai kerenyahan. Hubungan

tersebut dinyatakan dalam persamaan regresi linear. Berdasarkan

persamaan tersebut, kadar air kritis dapat dihitung pada saat skor

kesukaan panelis menyatakan bahwa panelis agak tidak suka dengan

produk cookies.

c. Penentuan pola kurva sorpsi isotermis

Penentuan pola kurva sorpsi isotermis diawali dengan pembuatan

larutan garam jenuh yang digunakan untuk mengatur RH ruangan

(chamber). Garam yang digunakan antara lain KI, NaCl, KCl, BaCl2,

KNO3, dan K2SO4.

Tabel 7 Jenis dan RH garam jenuh yang dipergunakan

No Jenis garam Jumlah (g) Air (ml) %RH*1 KI 200 100 69.0 2 NaCl 50 100 75.5 3 KCl 70 100 84.0 4 BaCl2 60 100 90.3 5 KNO3 70 100 93.0 6 K2SO4 60 100 97.0

*Sumber: Labuza 1982

Sekeping cookies diletakan pada cawan alumunium yang telah

diketahui bobot kosongnya. Cawan yang berisi sampel tersebut diletakan

dalam chamber yang berisi larutan garam jenuh dengan RH yang

berbeda-beda. Chamber kemudian disimpan dalam desikator dengan

suhu 30oC. Sampel dalam cawan kemudian ditimbang bobotnya secara

periodik setiap hari hingga diperoleh bobot yang konstan. Bobot yang

22

konstan ditandai oleh selisih antara 3 penimbangan berturut-turut tidak

lebih dari 2 mg/g untuk sampel yang disimpan pada RH dibawah 90% dan

tidak lebih dari 10 mg/g untuk sampel yang disimpan pada RH diatas

90%. Sampel yang telah mencapai bobot konstan kemudian diukur kadar

airnya dengan menggunakan metode oven. Kadar air ini merupakan

kadar air kesetimbangan pada RH tertentu. Kurva sorpsi isotermis dibuat

dengan cara memplotkan kadar air kesetimbangan dengan kelembaban

relatif (RH) atau aktivitas air (aw).

d. Penentuan model persamaan kurva sorpsi isotermis dan uji ketepatan

model

Penentuan model sorpsi isotermis dilakukan untuk mendapatkan

kurva sorpsi isotermis yang mulus. Terdapat beberapa macam model

persamaan sorpsi isotermis, pada penelitian ini model yang dipilih

merupakan model persamaan yang biasa diaplikasikan pada bahan

pangan. Persamaan yang dipilih adalah persamaan-persamaan

sederhanan yang mempunyai parameter tidak lebih dari tiga serta dapat

digunakan pada kisaran aw yang luas. Model persamaan yang digunakan

dalam penelitian ini adalah model Hasley, Henderson, Caurie, Oswin,

Chen-Clayton dan GAB.

Persamaan non linear (Hasley, Henderson, Caurie, Oswin, Chen-

Clayton) yang digunakan tersebut diubah ke dalam bentuk persamaan

linear, sehingga dapat ditentukan nilai-nilai konstanta dalam

persamaannya dengan metode kuadrat terkecil. Lain halnya dengan

model persamaan GAB, persamaan ini diubah ke dalam bentuk

persamaan kuadratik sehingga nilai-nilai konstanta dalam persamaan

dapat ditentukan.

Uji ketepatan model dilakukan untuk mengetahui ketepatan

model persamaan sorpsi isotermis untuk menggambarkan seluruh kurva

sorpsi isotermis hasil percobaan. Uji ketepatan dilakukan dengan

menggunakan perhitungan Mean Relative Deviation (MRD). Rumus MRD

tersebut adalah sebagai berikut:

23

Dimana : mi = kadar air percobaan

mpi = kadar air hasil perhitungan

n = jumlah data

Jika nilai MRD < 5, maka model sorpsi isotermis tersebut dapat

menggambarkan keadaan yang sebenarnya dengan sangat tepat. Jika 5

< MRD < 10, maka model tersebut menggambarkan keadaan sebenarnya

dengan agak tepat dan jika MRD > 10 maka model tersebut tidak tepat

menggambarkan keadaan yang sebenarnya.

e. Penentuan variabel pendukung

Beberapa variabel pendukung yang penting dalam menentukan

umur simpan dengan pendekatan air kritis, yaitu premeabilitas kemasan

produk cookies, luas kemasan, berat solid cookies per kemasan, dan

tekanan uap murni pada suhu 30oC.

Rancangan Percobaan Rancangan metode penelitian yang digunakan adalah rancangan

Response Surface Methodology (RSM) mixture design D-optimal. Rancangan ini

menggunakan software Design Expert trial (DX trial). Mixture design adalah

eksperimen yang memiliki respon yang diasumsikan hanya tergantung dari

proporsi relatif dari ingradient dalam formula dan bukan tergantung jumlah

ingradient tersebut.

Faktor perlakuan berupa komponen yang diubah-ubah pada penelitian

ini adalah proporsi tepung talas dan tepung kacang hijau. Output dari proses

analisa respon yang diolah dengan rancangan statistik RSM mixture design

adalah berupa persamaan polinomial. Persamaan polinomial yang diperoleh tiap

respon ditunjukkan dengan variabel tertentu yang dapat berbentuk Mean (M),

Linear (L), Quadratik (Q), dan Cubic (C). Variabel tersebut menjadi faktor yang

menentukan rancangan model polinomial untuk faktor perlakuan pada penelitian

sehingga didapatkan respon yang mendukung terciptanya produk yang optimal

(Rahmawati 2010).

Pengolahan dan Analisis Data Data yang diperoleh dari hasil uji organoleptik secara deskriptif dengan

menggunakan persentase penerimaan panelis. Persentase penerimaan panelis

ditentukan dengan cara menghitung persentase panelis yang dapat menerima

produk dari uji hedonik. Data yang dihasilkan dari uji kimiawi diolah dengan

menggunakan Microsoft Excel software. Kadar air, abu, protein, lemak,

24

karbohidrat, serta serat dinyatakan dalam persentase. Selanjutnya data yang

dihasilkan dianalisis dengan menggunakan SPSS versi 16.

Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental yang dilakukan dengan

menggunakan teknik optimasi RSM (Response Surface Methodology), sebuah

metodologi atau alat optimasi yang memungkinkan untuk memperoleh

penjelasan menyeluruh mulai dari desain penelitian, analisis data, dan optimasi.

Software yang digunakan dalam aplikasi RSM adalah Desaign Expert trial.

Berikut merupakan diagram alir penelitian cookies tepung komposit talas.

Gambar 5 Diagram alir penelitian cookies tepung komposit talas

Penentuan formula cookies terpilih melalui RSM

Dilakukan pendugaan umur simpan dengan metode akselerasi

Formula cookies terpilih

Formulasi tepung komposit dengan metode RSM

Analisis karakteristik kimia dan organoleptik cookies

Tepung talas Tepung kacang hijau