OPTIMASI SUHU DAN LAMA WAKTU PENGERINGAN SERBUK KALDU

INSTAN CEKER AYAM PADA SKALA PILOT PLANT

SKRIPSI

Oleh:

NURUL HIDAYATI

135100101111034

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

ii

OPTIMASI SUHU DAN LAMA WAKTU PENGERINGAN SERBUK KALDU

INSTAN CEKER AYAM PADA SKALA PILOT PLANT

Oleh:

NURUL HIDAYATI

135100101111034

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknologi Pertanian

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2017

iii

iv

v

vi

RIWAYAT HIDUP

Nurul Hidayati dilahirkan di Bojonegoro pada tanggal

14 Mei 1995, yang merupakan anak pertama dari tiga

bersaudara dari pasangan Bapak Drs. Mokh.

Mokhtarom, M. MPd. dan Ibu Amisih. Penulis

menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SDN

Kepatihan pada tahun 2007, kemudian melanjutkan ke

SMPN 1 Bojonegoro dengan tahun kelulusan 2010,

dan menyelesaikan Sekolah Menengah Atas di SMAN

1 Bojonegoro pada tahun 2013.

Selama masa pendidikannya, penulis aktif sebagai Asisten Praktikum Biologi,

Mikrobiologi dan Evaluasi Gizi Pangan, Staff Departemen Multimedia Forum

Kajian Islam Teknologi Pertanian 2013-2014, Staf Biro Kesekretariatan

Himpunan Mahasiswa Teknologi Hasil Pertanian 2014/2015 dan anggota Divisi

Kreatif Flotus EO. Kegiatan kepanitiaan yang diikuti oleh penulis adalah sebagai

anggota Divisi Pendamping pada OPJH THP 2014 dan PKKFTP 2015, anggota

Divisi Acara pada Pestaflogista Himalogista Great Event 9, dan anggota Divisi

Konsumsi pada Flotus Fest ’15. Selain aktif di kepanitiaan, penulis juga aktif

dalam kegiatan kompetisi dan mendapatkan dana penelitian PKM-PE dari Dikti

dalam program Pekan Ilmiah Mahasiswa Nasional 2016. Pada tahun 2017,

penulis berhasil menyelesaikan pendidikannya dan mendapatkan gelar Sarjana

Teknologi Pertanian di Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi

Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang.

vii

Alhamdu lillahi rabbil ‘alamin...

“Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan,

sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan.

Maka apabila engkau telah selesai (dari suatu urusan),

tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain)

dan hanya kepada Tuhanmulah engkau berharap.”

Asy-Syarh (94): 5-8

viii

NURUL HIDAYATI. 135100101111034. Optimasi Suhu dan Lama Waktu

Pengeringan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Pada Skala Pilot Plant.

Skripsi. Pembimbing: Dr. Ir. Tri Dewanti Widyaningsih, M. Kes.

RINGKASAN

Permintaan pasar akan kebutuhan ayam pedaging di Indonesia yang sangat tinggi menghasilkan ceker ayam sebanyak 65.894 ton/tahun yang hingga saat ini pemanfaatannya masih minim. Ceker ayam yang seringkali dimanfaatkan sebagai kaldu berpotensi diproduksi pada skala industri menjadi bentuk instan sebagai pangan fungsional antiinflamasi. Oleh karena itu, perlu dilakukan optimasi parameter kritis yaitu proses pengeringan. Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan suhu dan lama waktu pengeringan optimum serbuk kaldu instan ceker ayam pada skala pilot plant, untuk mengetahui perbandingan karakteristik produk skala laboratorium dengan skala pilot plant, serta untuk mengetahui kelayakan finansal pada rencana usahanya. Penelitian skala laboratorium menggunakan modifikasi formulasi dari penelitian sebelumnya. Penelitian optimasi skala pilot plant disusun dan dirancang dengan Respon Surface Methodology-Central Composite Design. Faktor yang dioptimasi adalah suhu (55oC, 60oC, 65oC) dan lama waktu (10 menit, 11 menit, 12 menit) pengeringan serbuk kaldu dengan respon kadar air dan kadar kondroitin sulfat. Kondisi optimum yang diperoleh adalah proses pengeringan dengan suhu 60,85oC selama 10,05 menit. Hasil verifikasi menunjukkan kadar air serbuk kaldu instan ceker ayam sebesar 1,90% dan kadar kondroitin sulfat sebesar 0,99% yang berada pada prediction interval. Hasil analisa produk akhir memiliki karakteristik, yaitu kadar air 1,90 ± 0,02%, kadar protein 32,48 ± 0,28%, kadar lemak 12,05 ± 0,80%, kadar abu 28,92 ± 0,09%, kadar karbohidrat 24,64 ± 0,52%, kadar glukosamin 1,26 ± 0,05%, kadar kondroitin sulfat 0,99 ± 0,23%, kelarutan 50,87 ± 1,00%, daya serap uap air 8,59 ± 0,19%, kadar asam lemak bebas 0,37% dan bilangan peroksida 13,66 ± 4,49%. Pengukuran warna menghasilkan nilai L* 60,33 ± 1,24, nilai a* 3,83 ± 0,26 dan nilai b* 21,77 ± 0,42. Analisa kelayakan finansial serbuk kaldu instan ceker ayam menyatakan proyek usaha ini layak untuk dijalankan. Kriteria investasi usaha yaitu net present value sebesar Rp. 5.838.964.104,00; internal rate of return 35,26%, net benefit/cost 2,305, pay back period selama 2 tahun 9 bulan 21 hari, dan break event point sebanyak 1.076.033 unit. Produk serbuk kaldu fungsional dijual seharga Rp. 3.600,00/packs dengan berat 11 g.

Kata kunci: analisa finansial, kaldu instan ceker ayam, scale up, response

surface methodology

ix

NURUL HIDAYATI. 135100101111034. Optimization of Instant Powdered

Chicken Feet Broth’s Drying Temperature and Time on Pilot Plant Scale

Production. Undergraduate Thesis. Supervisor: Dr. Ir. Tri Dewanti

Widyaningsih, M. Kes.

SUMMARY

The market demand for broiler chickens in Indonesia which is very high produced chicken feets about 65.894 tons/year which the utilization is still minimal until now. Chicken feet which are often used as broths are potentially produced into an instant form as an antiinflammatory functional food on industrial scale. Therefore, it is necessary to optimize the critical parameters of the drying process. The aim of this study was determining the optimal temperature and time of instant powdered chicken feet broth’s drying on pilot plant scale, finding out the characteristics comparison of the laboratory and pilot plant’s product, and knowing financial feasibility of the business plan. The research of the laboratory scale was using modification of formulation from previous research. The optimization of pilot plant scale’s research prepared and designed with Response Surface Methodology-Central Composite Design. The optimized factors were powdered broth’s drying temperature (55oC, 60oC, 65oC) and time (10 minutes, 11 minutes, 12 minutes) with the response of water and chondroitin sulfate content. The optimum condition obtained was drying process with temperature 60,85oC for 10,05 minutes. The verification results showed the instant powdered chicken feet broth’s water content was 1.90% and chondroitin sulfate content was 0.99% which is on prediction interval. The final product were 1,90 ± 0,02% water content, 32,48 ± 0,28% protein content, 12,05 ± 0,80% fat content, 28,92 ± 0,09 % ash content, 24,64 ± 0,52% carbohydrate content, 1,26 ± 0,05% glucosamine content, 0,99 ± 0,23% chondroitin sulfate content, 50,87 ± 1.00% solubility, 8.59 ± 0.19% water vapor absorption, 0.37% free fatty acid content and 13.66 ± 4.49% peroxide number. Color analysis showed the value of L* 60.33 ± 1.24, a* 3.83 ± 0.26 and b* 21.77 ± 0.42. Financial analysis of instant powdered chicken feet broth stated that this business project was feasible to run. Feasibility of this project were net present value of Rp. 5.838.964.104,00; internal rate of return 35,26%; net benefit / cost 2,30; pay back period for 2 years 9 months 21 days, and break event point 1,076,033 units. Functional powdered broth sold for Rp. 3.600,00/packs with weigh of 11 g.

Keywords: financial analysis, instant chicken feet broth, scale up, response

surface methodology

x

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat

dan ridha-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Optimasi Suhu dan Lama Waktu Pengeringan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam

Pada Skala Pilot Plant” dengan baik. Skripsi ini disusun untuk memenuhi salah

satu syarat akademik dalam menempuh jenjang pendidikan Sarjana Teknologi

Pertanian, Universitas Brawijaya Malang. Dalam menyelesaikan skripsi ini,

penulis banyak mendapatkan bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk

itu sebagai ungkapan rasa hormat yang mendalam, penulis menyampaikan

terima kasih kepada:

1. Allah SWT Yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang.

2. Ibu, Bapak, adik, serta seluruh keluarga atas doa, semangat, motivasi, dan

kasih sayangnya yang selalu melimpah setiap waktu.

3. Ibu Dr. Ir. Tri Dewanti W, M. Kes. selaku dosen pembimbing yang telah

memberikan bimbingan, saran dan motivasi atas terselesaikannya skripsi ini.

4. Bapak Jasman Silalahi selaku General Manager Production yang telah

memberikan bimbingan dan bantuan saat penelitian skala pilot plant.

5. Ibu Dr. Siti Narsito Wulan, STP., MP., M.Sc dan Ibu Wenny Bekti S., STP.,

M.Food St., PhD selaku dosen penguji.

6. Ibu Prof. Dr. Teti Estiasih, STP., MP. selaku Ketua Jurusan Teknologi Hasil

Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya Malang.

7. Mas Nizar Rohman Saputra yang begitu banyak memberikan dukungan

secara materiil dan moril selama penelitian pilot plant berlangsung.

8. Mbak Nida, Mas Ryan dan Mas Rochman sebagai tim sukses ceker yang

telah banyak sekali membantu selama penelitian.

9. Elina, Anis, Nana, Via, Ida, Erna, Ella, Iput, Nike, Gaby, dan Vela sebagai

sahabat-sahabat yang telah menemani suka duka masa-masa kuliah.

10. Mbak Nova, Mbak Devit, Pak Wiwit, Mas Rizal, Mas Wulung, Edy, Rafly,

Mas Verta, Mas Alfan, Mas Alif, Pak Wahid, Pak Mamad, Pak Hari, Pak

Ngateno dan seluruh keluarga IFTC serta QA&P Department yang begitu

banyak memberikan bantuan, keceriaan, dukungan, pengetahuan dan saran

selama penelitian pilot plant berlangsung.

xi

11. Mbak Eva, Hilya, Anindyah, Mbak Luluk dan seluruh teman-teman yang

telah membantu analisa-analisa yang diperlukan dalam penelitian.

12. Keluarga THP 2013, Kost KSR30 dan Gisoven Dance Cover yang

senantiasa memberikan semangat dengan cara masing-masing.

13. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, telah

banyak membantu dalam penyelesaian skripsi ini.

Semoga Allah SWT selalu memberikat rahmat, hidayah serta inayah-Nya

kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.

Menyadari adanya keterbatasan pengetahuan, referensi dan pengalaman,

penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi perbaikan di

waktu yang akan datang. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan

manfaat bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

Malang, 4 Agustus 2017

Nurul Hidayati

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................. ii

LEMBAR PERSETUJUAN ...................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ...................................................... v

RIWAYAT HIDUP .................................................................................... vi

RINGKASAN ........................................................................................... viii

KATA PENGANTAR ............................................................................... x

DAFTAR ISI ............................................................................................ xii

DAFTAR TABEL ..................................................................................... xiv

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xv

I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................. 1

1.2 Perumusan Masalah .................................................................... 2

1.3 Tujuan ......................................................................................... 3

1.4 Manfaat ........................................................................................ 3

1.4 Hipotesis ....................................................................................... 3

II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 4

2.1 Ceker Ayam ................................................................................. 4

2.2 Tulang Rawan .............................................................................. 6

2.3 Glukosamin .................................................................................. 7

2.4 Kondroitin Sulfat ........................................................................... 10

2.5 Osteoarthritis ................................................................................ 12

2.6 Mekanisme Antiinflamasi Glukosamin dan Kondroitin Sulfat......... 13

2.7 Kaldu Instan ................................................................................. 16

2.8 Penggandaan Skala ..................................................................... 19

2.9 Metode Permukaan Respon ......................................................... 20

2.10 Analisa Kelayakan Finansial ......................................................... 21

III METODE PENELITIAN ....................................................................... 25

3.1 Waktu dan Tempat ....................................................................... 25

3.2 Bahan dan Alat ............................................................................. 25

3.3 Metode Penelitian ......................................................................... 26

3.4 Pelaksanaan Penelitian ................................................................ 29

3.5 Pengamatan Penelitian ................................................................ 32

3.6 Analisa Data ................................................................................. 33

3.7 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 34

IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 38

4.1 Analisa Bahan Baku Skala Laboratorium...................................... 38

4.2 Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Laboratorium ................................................................................ 41

4.3 Perbedaan Kondisi Skala Laboratorium dengan Pilot Plant .......... 46

4.4 Analisa Bahan Baku Skala Pilot Plant .......................................... 48

4.5 Penetapan Center Point serta Kombinasi Perlakuan .................... 51

xiii

4.6 Hasil Pengukuran dan Analisa Respon Optimasi Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Pilot Plant ...................... 52

4.7 Analisa Signifikansi ANOVA Respon Optimasi Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Pilot Plant ...................... 54

4.8 Optimasi Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Pilot Plant dengan Design Expert 7.1.5 ........................................ 67

4.9 Verifikasi Formula Optimum Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Pilot Plant ........................................................................... 68

4.10 Pembandingan Karakteristik Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Pilot Plant dengan Skala Laboratorium ............................... 69

4.11 Analisa Kelayakan Finansial Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam .... 76

V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 82

5.1 Kesimpulan .................................................................................. 82

5.2 Saran ........................................................................................... 82

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 84 LAMPIRAN .............................................................................................. 93

xiv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Hasil Analisa Proksimat Ceker Ayam ..................................... 5

Tabel 3.1 Formulasi Rancangan Penelitian Tahap I .............................. 26

Tabel 3.2 Formulasi Rancangan Penelitian Tahap II ............................. 27

Tabel 3.3 Rancangan Penelitian Tahap II .............................................. 28

Tabel 4.1 Hasil Analisa Bubuk Ceker Ayam Skala Laboratorium .......... 38

Tabel 4.2 Hasil Analisa Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Laboratorium ......................................................................... 41

Tabel 4.3 Perbandingan Hasil Analisa Bubuk Ceker Ayam ................... 48

Tabel 4.4 Hasil Penelitian Pendahuluan Skala Pilot Plant ..................... 51

Tabel 4.5 Hasil Optimasi Olahan Program Design Expert 7.1.5 ............ 52

Tabel 4.6 Hasil Pemilihan Model Uraian Jumlah Kuadrat Respon Kadar Air ............................................................................... 55

Tabel 4.7 Lack of Fit Test Respon Kadar Air ......................................... 56

Tabel 4.8 Pemilihan Model Berdasarkan Ringkasan Statistik Respon Kadar Air ............................................................................... 56

Tabel 4.9 Hasil Analisa Ragam (ANOVA) Pada Respon Kadar Air Model Kuadratik ..................................................................... 57

Tabel 4.10 Hasil Pemilihan Model Uraian Jumlah Kuadrat Respon Kadar Kondroitin Sulfat .......................................................... 61

Tabel 4.11 Lack of Fit Test Respon Kondroitin Sulfat .............................. 62

Tabel 4.12 Pemilihan Model Berdasarkan Ringkasan Statistik Respon Kadar Kondroitin Sulfat .......................................................... 63

Tabel 4.13 Hasil Analisa Ragam (ANOVA) Pada Respon Kadar Kondroitin Sulfat Model Linear ............................................... 64

Tabel 4.14 Komponen dan Respon yang Dioptimasi, Target, Batas Atas dan Bawah, serta Importance pada Optimasi Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Pilot Plant ..................................... 67

Tabel 4.15 Solusi Titik Optimum Terpilih Hasil Perhitungan Design Expert 7.1.5 ........................................................................... 68

Tabel 4.16 Hasil Prediksi dan Verifikasi Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Pilot Plant .......................................................... 68

Tabel 4.17 Perbandingan Hasil Analisa Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam ..................................................................................... 70

Tabel 4.18 Asumsi-asumsi Pada Analisa Finansial Usaha Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam ................................................................ 77

Tabel 4.19 Nilai Kriteria Investasi Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam ....... 79

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Ceker Ayam ...................................................................... 4

Gambar 2.2 Morfologi Ceker Ayam ....................................................... 5

Gambar 2.3 Struktur Tulang Rawan ..................................................... 7

Gambar 2.4 Struktur Kimia Glukosamin ................................................ 7

Gambar 2.5a Glukosamin Hidroklorida ................................................... 8

Gambar 2.5b Glukosamin Sulfat ............................................................. 8

Gambar 2.5c Glukosamin Sulfat-Natrium Kloriida Kopresipitat ............... 8

Gambar 2.6 Sintesis Glukosamin dari Glukosa ..................................... 9

Gambar 2.7 Struktur Kimia Kondroitin Sulfat ........................................ 10

Gambar 2.8a Kondroitin Sulfat A ............................................................ 11

Gambar 2.8b Kondroitin Sulfat C ............................................................ 11

Gambar 2.9 Biosintesis Kondroitin Sulfat .............................................. 11

Gambar 2.10 Mekanisme Antiinflamasi Glukosamin ............................... 14

Gambar 2.11 Mekanisme Antiinflamasi Kondroitin Sulfat ........................ 16

Gambar 3.1 Proses Pembuatan Bubuk Ceker Ayam Pada Skala Laboratorium ..................................................................... 34

Gambar 3.2 Proses Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Laboratorium ..................................................................... 35

Gambar 3.3 Proses Pembuatan Bubuk Ceker Ayam Pada Skala Pilot Plant ................................................................................. 36

Gambar 3.4 Proses Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala

Pilot Plant .......................................................................... 37

Gambar 4.1a Bagian Ceker yang Diproses Menjadi Bubuk Ceker Ayam 40

Gambar 4.1b Bubuk Ceker Skala Laboratorium...................................... 40

Gambar 4.2 Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Laboratorium ...... 42

Gambar 4.3 Mesin Reo Kneader .......................................................... 47

Gambar 4.4a Bagian Ceker yang Diproses Menjadi Bubuk Ceker Ayam 50

Gambar 4.4b Bubuk Ceker Skala Pilot Plant .......................................... 50

Gambar 4.5 Kurva Normal Plot of Residuals Respon Kadar Air ............ 59

Gambar 4.6a Kontur Plot ........................................................................ 60

Gambar 4.6b Kurva Permukaan Respon Variabel Suhu dan Lama Waktu Pengeringan Terhadap Respon Kadar Air ......................... 60

Gambar 4.7 Kurva Normal Plot of Residuals Respon Kadar Kondroitin

Sulfat ................................................................................ 65

Gambar 4.8a Kontur Plot ........................................................................ 66

Gambar 4.8b Kurva Permukaan Respon Variabel Suhu dan Lama Waktu Pengeringan Terhadap Respon Kadar Kondroitin Sulfat ... 66

Gambar 4.9 Kurva Permukaan Respon Titik Optimum ......................... 67

Gambar 4.10 Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Pilot Plant ........... 69

1

I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penduduk Indonesia lebih suka mengonsumsi daging ayam karena harganya

yang cenderung lebih murah. Hal tersebut menyebabkan permintaan pasar akan

kebutuhan ayam pedaging sangat tinggi. Pemotongan ayam pedaging yang

berlebih penyediaannya menghasilkan bagian-bagian dari ayam yang kurang

termanfaatkan seperti kepala, kulit dan ceker (Hashim et. al., 2014). Berdasarkan

data Direktorat Jendral Peternakan pada tahun 2016, terdapat ceker ayam

sebanyak 1.689.584 ton. Belum banyak masyarakat yang mengetahui bahwa di

dalam ceker ayam terdapat komponen glikosaminoglikan (GAG), terdiri dari

glukosamin dan kondroitin sulfat yang berpotensi sebagai agen antiinflamasi.

Komponen GAG pada ceker ayam dapat dimanfaatkan sebagai alternatif

pengganti antiinflamasi dari tulang sirip ikan hiu dikarenakan hiu adalah hewan

yang dilindungi dan harganya cenderung mahal (Widyaningsih et. al., 2015).

Ceker ayam seringkali digunakan oleh masyarakat untuk membuat kaldu.

Penggunaan ceker ayam untuk kaldu dikarenakan kandungan lemak dan

proteinnya yang masih cukup tinggi yaitu sebanyak 20% untuk protein dan 4%

untuk lemak. Dewasa ini banyak industri makanan memproduksi kaldu dalam

bentuk instan dengan tujuan untuk kepraktisan penggunaannya (Swasono,

2008). Namun, kaldu siap olah yang beredar di pasaran cenderung belum ada

yang berfungsi sebagai pangan fungsional.

Penelitian mengenai bumbu ceker ayam telah dilakukan oleh Milala (2014).

Namun, bumbu ceker dengan karakteristik fisik dan kimia terbaik cenderung

kurang disukai oleh panelis, sehingga diperlukan modifikasi bumbu tambahan

yang digunakan. Bumbu ceker yang telah diteliti terbukti dapat berfungsi sebagai

agen antiinflamasi, dimana penghambatan peradangan udema mengalami

peningkatan dari jam ke-1 hingga jam ke-5 mencapai 78,19% dengan pemberian

dosis 200 mg/kgBB tikus. Berdasarkan aspek kemanfaatan yang besar tersebut,

serbuk kaldu instan ceker ayam berpotensi untuk diproduksi pada skala industri.

Produk baru yang akan diproduksi pada skala industri memerlukan tahap uji

coba yang mampu menjembatani perbedaan proses dari skala laboratorium ke

skala industri. Penggandaan skala melalui pilot plant merupakan tahapan uji

2

coba produksi yang dapat memberikan gambaran proses produksi mendekati

skala industri dengan cara mengidentifikasi kondisi proses kritis, sehingga

kestabilan mutu proses produksi dapat dipertahankan.

Kondisi kritis pada pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam adalah proses

pengeringan. Dari beberapa faktor yang memengaruhi proses pengeringan, suhu

dan lama waktu merupakan parameter kritis. Proses pengeringan bumbu ceker

oleh Milala (2014) dilakukan menggunakan oven kabinet selama 6 jam pada

suhu 60oC. Namun, kondisi pengeringan tersebut menghasilkan kadar air 7%

yang belum memenuhi standar dari BPOM untuk bumbu ekstrak daging ayam

yaitu kadar air tidak lebih dari 4%. Suhu dan lama waktu pengeringan serbuk

kaldu skala pilot plant dapat dimungkinkan berbeda dengan skala laboratorium

dikarenakan jumlah bahan yang digunakan menjadi berlipat sesuai dengan

kapasitas penggandaan skala serta peralatan dan kondisi proses yang berbeda.

Dari penelitian pendahuluan skala pilot plant, diperoleh center point dari

parameter kritis adalah suhu 60oC selama 11 menit.

Penelitian optimasi skala pilot plant kemudian disusun dengan Respon

Surface Methodology-Central Composite Design. Faktor yang dioptimasi adalah

suhu (55oC, 60oC, 65oC) dan lama waktu (10 menit, 11 menit, 12 menit)

pengeringan serbuk kaldu dengan respon kadar air dan kadar kondroitin sulfat.

Kadar air dipilih untuk dioptimasi agar dapat sesuai dengan standar BPOM,

sedangkan kadar kondroitin sulfat dipilih karena produk yang akan dihasilkan

merupakan produk fungsional antiinflamasi yang mengunggulkan komponen

GAG. Produk dengan respon optimal akan dianalisa kelayakan finansialnya

sebagai bahan pertimbangan dalam mengambil keputusan penerimaan gagasan

proyek dari rencana usaha serbuk kaldu instan ceker ayam.

1.2 Perumusan Masalah

Perumusan masalah dari penelitian ini adalah:

1. Bagaimana menentukan waktu pengeringan optimum serbuk kaldu instan

ceker ayam pada skala pilot plant?

2. Bagaimana perbandingan karakteristik serbuk kaldu instan ceker ayam

skala laboratorium dengan skala pilot plant?

3. Bagaimana studi kelayakan finansial pada rencana usaha pembuatan

serbuk kaldu instan ceker ayam ini?

3

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Untuk menentukan suhu dan waktu pengeringan optimum serbuk kaldu

instan ceker ayam pada skala pilot plant.

2. Untuk mengetahui perbandingan karakteristik serbuk kaldu instan ceker

ayam skala laboratorium dengan skala pilot plant.

3. Untuk mengetahui kelayakan finansial pada rencana usaha pembuatan

serbuk kaldu instan ceker ayam.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Diperoleh suhu dan waktu pengeringan optimum serbuk kaldu instan ceker

ayam pada skala pilot plant yang menghasilkan kadar kondroitin-sulfat

yang tinggi dan kadar air yang rendah.

2. Menciptakan inovasi serbuk kaldu instan ceker ayam di kalangan

masyarakat luas, sehingga produk ini dapat dirasakan manfaatnya.

1.5 Hipotesis

Semakin tinggi suhu yang digunakan dan semakin lama waktu pengeringan

serbuk kaldu instan ceker ayam skala pilot plant yang dilakukan akan

menyebabkan penurunan kadar air dan kadar kondroitin sulfat.

4

II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Ceker Ayam

Populasi ayam di Indonesia sangat tinggi dibandingkan dengan hewan

lainnya. Hal tersebut berkaitan dengan penduduk Indonesia yang lebih suka

mengonsumsi daging ayam karena harganya yang lebih murah bila dibandingkan

dengan harga daging sapi. Pemotongan ayam pedaging yang berlebih

penyediaannya menghasilkan bagian-bagian dari ayam yang kurang

termanfaatkan secara optimal seperti kepala, kulit dan ceker. Bagian-bagian ini

kemudian kebanyakan diproses menjadi pakan hewan (Hashim et al., 2014).

Gambar ceker ayam dapat dilihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Ceker Ayam (Wesi, 2011)

Ceker ayam adalah suatu bagian dari tubuh ayam yang kurang diminati

karena jumlah daging yang menempel pada ceker sangat sedikit dan banyak

tulang. Ceker ayam terdiri atas komponen kulit, tulang utama, tulang rawan, otot

dan kolagen. Berat ceker ayam sendiri hanya sekitar 2-3% dari berat badan

seekor ayam. Ceker ayam memiliki ukuran keliling minimal 4 cm dan panjangnya

mencapai 13 cm (Miwada dan Simpen, 2013). Morfologi ceker ayam dapat dilihat

pada Gambar 2.2.

5

Gambar 2.2 Morfologi Ceker Ayam (Anonim, 2016)

Analisa proksimat yang dilakukan oleh Hashim et al. (2014) pada Tabel 2.1

menunjukkan bahwa ceker ayam dapat digunakan sebagai substrat protein

karena kandungan proteinnya yang tinggi mencapai 20,10%.

Tabel 2.1 Hasil Analisa Proksimat Ceker Ayam

Analisa Komposisi (%)

Kadar air 65,08 ± 0,90 Kadar lemak 3,90 ± 1,16 Kadar protein 20,10 ± 0,98

Kadar abu 8,16 ± 1,92

Sumber: Hashim et al. (2014)

Selama ini ceker ayam banyak dimanfaatkan oleh masyarakat sebagai kaldu

dan olahan makanan dengan harga terjangkau. Selain mengandung komponen-

komponen pada Tabel 2.1, ceker ayam juga kaya akan kalsium, fosfor dan

hydroxypatite serta memiliki kandungan senyawa aktif seperti gelatin, kondroitin

sulfat, kitin/kitosan dan kolagen. Hydroxypatite merupakan jenis kalsium yang

dapat berpotensi menyembuhkan osteoporosis. Komponen dasar penyusun

protein pada ceker adalah asam amino glisin-prolin dan hidroksiprolin-arginin-

glisin. Ceker juga mengandung zat kapur dan mineral (Suryati et al., 2015).

Protein kolagen pada ceker ayam memiliki antigen imunogenik yang mampu

menghasilkan antibodi. Antigen imunogenik mampu berikatan dengan antibodi

spesifik dan mampu menghasilkan antibodi spesifik terhadap antigen. Kolagen

juga dapat bertindak sebagai antihipertensi golongan ACE-inhibitor yang

memperlambat aktivitas enzim ACE dengan mengurangi produksi angiotensin II.

Angiotensin II dapat menyebabkan kontraksi dan menyempitkan pembuluh darah

6

yang mengakibatkan tekanan darah menjadi tinggi. Kolagen dapat menurunkan

kadar renin dalam plasma, sehingga tidak mengakibatkan tekanan darah menjadi

lebih tinggi (Guimaraes et al., 2012).

2.2 Tulang Rawan

Tulang terdiri dari sel, serat dan bahan pengisi. Bahan pengisi pada tulang

adalah protein dan garam-garam mineral seperti kalsium fosfat sebanyak 58,3%,

kalsium karbonat 1%, magnesium fosfat 2,1% dan protein sebanyak 30,6%.

Proteoglikan yang terdapat pada tulang rawan adalah molekul yang besar dan

kompleks, tersusun atas asam hialuronat yang akan menjadi cabang dari

beberapa kondroitin sulfat dan keratan sulfat yang dihubungkan dengan sebuah

protein penghubung (Kalangi, 2014).

Menurut Marks (2000), komponen antar sel pada tulang rawan terdiri atas:

1. Serabut atau serat yang terdiri dari serabut kolagen, retikular dan elastis.

2. Substansi dasar yang terdiri dari glikoprotein dan glikosaminoglikan.

Sebagian besar glikosaminoglikan terikat menyilang pada kolagen dengan

protein sebagai proteoglikan, dimana proteoglikan yang terpenting dalam

jaringan ikat adalah asam hialuronat.

3. Sel-sel, seperti sel fibroblast, sel adiposa, mast cell dan makrofag.

Tulang rawan yang terdapat pada ceker ayam merupakan protein kompleks

yang membentuk suatu glikosaminoglikan dan proteoglikan yang mengandung

glukosamin, kolagen dan kondroitin sulfat yang dapat berfungsi sebagai

antiinflamasi. Pada tulang rawan ayam, lebih umum dijumpai perulangan Gly-

Ser-Gly daripada perulangan Ser-Gly. Proteoglikan pada tulang rawan sebagian

besar berupa agrekan yang secara alami memiliki 3 bagian terpisah. Bagian di

antara G1 dan G2 biasa disebut interglobular domain (IGD) yang memiliki

struktur seperti batang. Bagian ini memiliki beberapa daerah pemecahan

proteolitik seperti matriks metaloproteinase (MMP), protease serin seperti

plasmin dan leukosit elastase, dan protease asam seperti katepsin B (sistein

protease). Domain IGD adalah domain yang diserang pada penyakit persendian

seperti osteoarthritis yang mengakibatkan hilangnya seluruh bagian yang

mengandung GAG (Kiani et al., 2002). Letak kondroitin sulfat dan glukosamin

pada tulang rawan disajikan pada Gambar 2.3.

7

Gambar 2.3 Stuktur Tulang Rawan (Shao, 2005)

Protein kompleks dapat dimanfaatkan sebagai suplemen bagi penderita

osteoporosis, rematik, radang sendi dan tumor yang merupakan inflamasi kronik

pada manusia atau hewan (Lane, 1992 dalam Dhyantari, 2014). Kolagen yang

terdapat pada tulang rawan baik untuk kesehatan kulit karena dapat mengurangi

efek penuaan (Pramudiartha, 2011).

2.3 Glukosamin

Glukosamin (2-amino-2-deoxy-D-glukosa) merupakan amino monosakarida

yang paling melimpah di jaringan ikat dan tulang rawan. Struktur kimia

glukosamin dapat dilihat pada Gambar 2.4

Gambar 2.4 Struktur Kimia Glukosamin (Shao, 2005)

Glukosamin ditemukan dalam berbagai bentuk, antara lain glukosamin sulfat,

hidroklorida, N-asetilglukosamin, atau garam klorohidrat dan isomer

8

dekstraoratorik. Beberapa bentuk glukosamin disajikan pada Gambar 2.5.

Glukosamin yang umum dikonsumsi adalah dalam bentuk cocrystals atau

coprecipitates glukosamin sulfat dan glukosamin hidroklorida (Dahmer and

Schiller, 2008). Produksi glukosamin hidroklorida dapat dilakukan dari kitin

melalui reaksi hidrolisis sederhana dan depolimerisasi melalui perendaman

didalam larutan asam hidroklorida (Mojarrad et al., 2007).

(A) (B)

(C)

Gambar 2.5 (a) Glukosamin hidroklorida, (b) Glukosamin sulfat, (c) Glukosamin sulfat-

natrium klorida kopresipitat (Miller and Clegg, 2011)

Glukosamin merupakan senyawa yang dapat disintesis dalam tubuh manusia

dari glukosa yang menjadi prekursor untuk biosintesis beberapa makromolekul

(Jerosch, 2011). Pada pembentukan dan perbaikan kartilago, glukosamin dalam

bentuk aminomonosakarida akan terkonsentrasi pada kartilago dan membentuk

sebuah ikatan yang lebih panjang yang dikenal sebagai glikosaminoglikan dan

akan membentuk ikatan yang lebih besar yaitu proteoglikan (Syafril, 2006).

Struktur dasar glikosaminoglikan seperti asam hialuronat dan kondroitin sulfat

terdiri dari asam uronat (seperti asam glukuronat) dan turunan glukosamin

(seperti N-asetil-glukosamin dan N-asetil galaktosamin). Sintesis glukosamin dari

glukosa terjadi melalui jalur biosintesis heksosamin (HBP), seperti yang

digambarkan pada Gambar 2.6.

9

Gambar 2.6 Sintesis Glukosamin dari Glukosa (Robles-Flores et al., 2012)

Sintesa glukosamin dimulai dengan fosforilasi glukosa menjadi glukosa-6-

fosfat oleh enzim heksokinase yang dapat dialihkan dari jalur glikolitik/glikogen

utama ke jalur sekunder. Kemudian glukosa-6-fosfat akan diubah menjadi

fruktosa-6-fosfat yang selanjutnya dikonversi menjadi glukosamin-6-fosfat oleh

glutamin fruktosa-6-fosfat aminotransferase (GFAT) dengan penambahan gugus

amino dari glutamin. Jalur sintesis heksosamin ini menghubungkan metabolisme

glikolitik dengan metabolisme asam amino melalui kebutuhan glutamin untuk

menghasilkan glukosamin-6-fosfat. Selanjutnya, glukosamin-6-fosfat diubah

menjadi N-asetil-glukosamin (GlcNAc) dan N-asetil galaktosamin (GalNAc).

Turunan glukosamin ini digabungkan dengan asam uronat untuk membentuk

glikosaminoglikan yang ada di tulang rawan sendi, kulit dan jaringan lainnya.

Jalur HBP sendiri memuncak dengan pembentukan uridin difosfo-β-N-

asetilglukosamin (UDP-GlcNAc) yaitu substrat donor tinggi energi untuk O-linked

N-acetylglucosaminyl transferase (OGT).

Dalam tulang rawan, glukosamin sangat penting untuk pembentukan asam

hialuronat, kondroitin sulfat serta keratan sulfat. Ketiga senyawa tersebut

merupakan komponen yang paling penting dari matriks ekstraselular tulang

rawan artikular dan cairan sinovial (Kirkham and Samarasinghe, 2009).

Glukosamin berperan dalam sintesis membran lapisan sel, kolagen, osteosid dan

10

tulang matriks. Glukosamin berfungsi untuk menghambat degradasi proteoglikan,

memperbaiki tulang rawan yang rusak dan memiliki efek antiarthritis. Toksisitas

dari glukosamin sendiri tidak pernah dilaporkan dan berbagai studi klinis telah

membuktikan bahwa glukosamin aman untuk dikonsumsi (FDA, 2004; EFSA,

2009). Penelitian Hathcock and Shao (2007) menunjukkan bahwa dosis

glukosamin batas aman konsumsi oral adalah sebesar 2000 mg/hari.

2.4 Kondroitin Sulfat

Kondroitin sulfat (CS) merupakan komponen utama dari tulang rawan dan

jaringan ikat pada sendi. CS adalah salah satu senyawa GAG alami yang

terbentuk oleh unit-unit disakarida yang terdiri dari asam D-glukoronat (GlcA) dan

N-asetil-D-galaktosamin (GalNAc). Kondroitin sulfat merupakan GAG tersulfatasi

yang biasa ditemukan terikat pada protein sebagai bagian dari proteoglikan.

Proteoglikan merupakan suatu protein yang mengandung satu atau lebih ikatan

kovalen dengan komponen GAG. Proteoglikan memiliki sifat hidrofilik sehingga

menyebabkan tulang rawan memiliki kadar air yang tinggi. Kadar air yang tinggi

pada tulang rawan berfungsi sebagai bantalan dan menyediakan nutrisi bagi

jaringan avascular (Jerosch, 2011).

Sebagai komponen utama dari matriks ekstraseluler, kondroitin sulfat

dianggap penting dalam menjaga kesehatan tulang rawan. Struktur kimia dari

kondroitin sulfat dapat dilihat pada Gambar 2.7. Sedangkan bentuk-bentuk

kondroitin sulfat disajikan pada Gambar 2.8. Kondroitin sulfat memberikan

ketahanan tulang rawan pada saat terjadi tekanan. Hilangnya CS akan

menurunkan retensi terhadap tekanan dan dapat mengakibatkan kerusakan

pada tulang rawan. Kondroitin sulfat juga dapat menghambat gejala osteoarthritis

seperti nyeri dan peradangan (Gregory et al., 2008).

Gambar 2.7 Struktur Kimia Kondroitin Sulfat (Shao, 2005)

11

(A) (B)

Gambar 2.8 (a) Kondroitin Sulfat A (b) Kondroitin Sulfat C (Kardiman, 2013)

Kondroitin sulfat dapat dibentuk dari glukosamin, dimana glukosamin

ditransport dari jaringan ekstraseluler oleh transporter glukosa yang kemudian

difosforilasi oleh enzim heksokinase menjadi glukosamin-6-fosfat. Glukosamin-6-

fosfat yang terbentuk diasetilasi menjadi N-asetil-glukosamin-6-fosfat oleh enzim

glukosamin-fosfat-N-asetiltransferase dan dikonversi menjadi uridin difosfo

glukosamin (UDP-GlucNAc) oleh enzim UDP-N-asetil-glukosamin fosforilase.

UDP-GlucNAc berikatan dengan protein dari residu serin dan treonin yang

dikatalisis oleh enzim uridin difosfo N-asetil glukosamin polipeptida-β-N-

asetilglukosaminiltransferase. UDP-GlucNAc pada inner surface retikulum

endoplasma dan vesikel golgi dikonversi menjadi N-asetil galaktosamin oleh

enzim UDP-galaktosa 4’epimerase, dimana terjadi penambahan sulfat pada

posisi 4 dan 6 oleh enzim sulfo transferase dan dari tahapan ini terbentuklah

kondroitin sulfat. Biosintesis CS ini disajikan pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9 Biosintesis Kondroitin Sulfat (Silbert and Sugumaran, 2002)

12

2.5 Osteoarthritis

Osteoarthritis (OA) merupakan penyakit sendi degeneratif yang banyak

ditemukan di masyarakat, khususnya masyarakat dewasa atau usia lanjut.

Osteoarthritis merupakan penyakit radang yang ditandai dengan hilangnya tulang

rawan secara bertahap pada area persendian yang mengakibatkan gesekan

antara tulang, sehingga menyebabkan rasa sakit dan pembengkakan. Selain

memengaruhi tulang rawan, OA juga menyebabkan perubahan pada tulang

periartikular dan peradangan pada membran sinovial. Ketika terjadi osteoarthritis,

tulang periartikular bereaksi dengan formasi osteofit yang menyebabkan

pembatasan dalam gerakan sendi (Felson, 2009).

Konsep inflamasi pada patogenesis OA didasari oleh banyaknya bukti

respons inflamatif baik akut maupun kronik. Salah satu pertanda respons

inflamasi akut adalah peningkatan C-reactive protein (CRP). Peningkatan jumlah

leukosit dalam cairan sendi, rendahnya kadar protein dan buruknya viskositas,

serta adanya radang pada sinovium merupakan bukti kuat yang menunjang teori

inflamasi pada patogenesis OA. Selanjutnya, inflamasi akan memicu rangkaian

enzimatik seperti peningkatan enzim metaloproteinase (MMP) dan kolagenase

yang diinduksi oleh interleukin-1 (IL-1) yang kemudian menghambat sintesis

matriks dan mengakibatkan kerusakan pada sendi. Beberapa tipe osteoarthritis

antara lain OA inflamatif, OA nodal dan OA sekunder. OA inflamatif mempunyai

manifestasi inflamasi yang sangat menonjol dan seringkali dijumpai pada efusi

sendi. OA nodal yaitu bentuk OA yang disertai nodus-nodus DISH (diffuse

idiopathic skeletal hyperosthosis). OA sekunder merupakan osteoarthritis yang

terkait dengan penyakit lainnya (Depkes, 2006).

Terapi OA umum berfokus terutama pada pengobatan gejala seperti

pengurangan rasa sakit, tetapi tidak mengobati penyebabnya. Bagaimanapun,

tujuan dari terapi harus diutamakan pada penundaan degenerasi tulang rawan

dan bahkan regenerasi struktur tulang rawan. Salah satu pendekatan dalam

tujuan terapi osteoarthritis tersebut adalah pengobatan dengan kondroprotektif,

seperti glukosamin sulfat, kondroitin sulfat, asam hialuronat, hidrolisat kolagen,

atau nutrien seperti antioksidan dan asam lemak omega-3. Sejumlah studi klinis

telah menunjukkan bahwa penggunaan mikronutrien menyebabkan penurunan

gejala OA yang lebih efektif dengan kerugian yang lebih minimal (Jerosch, 2011).

Tindakan kondroprotektif oleh mikronutrien dapat dijelaskan dengan

mekanisme ganda yaitu: (1) sebagai komponen dasar tulang rawan dan cairan

13

sinovial, mikronutrien merangsang proses anabolik metabolisme tulang rawan;

(2) tindakan antiinflamasi dari nutrien dapat menunda berbagai proses katabolik

inflamasi yang diinduksi di tulang rawan. Kedua mekanisme tersebut dapat

memperlambat perkembangan kerusakan tulang rawan dan dapat membantu

untuk menumbuhkan struktur sendi, yang selanjutnya dapat mengurangi rasa

sakit dan meningkatkan mobilitas sendi yang terkena OA (Jerosch, 2011).

2.6 Mekanisme Antiinflamasi Glukosamin dan Kondroitin Sulfat

2.6.1 Mekanisme Antiinflamasi Glukosamin

Mekanisme efek kondroprotektif glukosamin yang mungkin adalah stimulasi

langsung kondrosit, pemasukkan sulfur ke dalam tulang rawan sendi dan

perlindungan terhadap proses degenerasi dengan cara mengubah ekspresi

genetik. Secara molekuler penggunaan GS menyebabkan peningkatan signifikan

protein inti agrekan dan mRNA, penurunan matriks MMP-3, pencegahan

interleukin 1 (IL-1) dan stimulasi prostaglandin E (Miller and Clegg, 2011).

Hasil model penampang lintang dari ligamentum anterior crucatium (ACLT)

menunjukkan bahwa glukosamin memberikan tindakan kondroprotektif dengan

menghambat degradasi kolagen tipe II melalui pengaturan penurunan MMP dan

meningkatkan sintesis kolagen tipe II pada tulang rawan artikular. Kedua,

vitrostudy menggunakan kondrosit dan sel sinovial menunjukkan bahwa GS

meningkatkan kadar enzim pensintesis asam hialuronat (HAS) dan menginduksi

produksi asam hialuronat. Akhirnya, GS dapat mengatur ekspresi SIRT1 (sebuah

gen putatif dari metabolisme tulang rawan normal) dalam kondrosit, sehingga

menunjukkan tindakan kondroprotektif (Nagaoka, 2014).

Chan et al. (2005) menemukan bahwa glukosamin terbukti mampu

menurunkan ekspresi dari enzim nitrit oxide synthase-2 (NOS-2) dan

cyclooxygenase-2 (COX-2) pada sel. Namun, mekanisme penurunan NOS-2 dan

COX-2 oleh glukosamin hingga saat ini masih belum diketahui pasti. Penelitian

terbaru menduga bahwa aktivitas anti inflamasi glukosamin terjadi melalui

penurunan aktivasi dari faktor NF-κB. Glukosamin diduga mampu berinteraksi

langsung dengan struktur protein dari NF-κB akibat adanya gugus bermuatan

seperti sulfat. Hal ini juga didukung dengan fakta bahwa terjadi pengurangan

ekspresi mRNA TNF-α dan IL-1β pada hewan coba yang telah diterapi

menggunakan glukosamin (Bak et al., 2014).

14

Efek antiinflamasi dari glukosamin juga dapat menurunkan produksi IL-8 yang

diinduksi oleh IL-1β. Mekanisme penurunan IL-8 dilakukan melalui modifikasi

protein Sp1 oleh glukosamin. Glukosamin dalam tubuh akan masuk kedalam sel

dan dikonversi menjadi UDP-N-acetylglucosamine (UDP-GlcNAc). UDP-GlcNac

kemudian ditambahkan ke residu serin atau treonin oleh enzim O-GlcNac

transferase (OGT) yang dapat diinhibisi oleh senyawa aloksan. Sp1 merupakan

protein yang meregulasi ekspresi gen sitokin seperti IL-8 (Nagaoka, 2014).

Mekanisme antiinflamasi glukosamin digambarkan pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10 Mekanisme Antiinflamasi Glukosamin (Nagaoka, 2014)

Varghese et al. (2007) membuktikan bahwa glukosamin dapat meningkatkan

produksi komponen matriks tulang rawan dalam kultur kondrosit, seperti agrekan

dan kolagen tipe II. Glukosamin juga meningkatkan produksi asam hialuronat

pada eksplan sinovium. Penelitian lebih lanjut yang dilakukan oleh Tiku et al.

(2007) menunjukkan bahwa glukosamin mencegah degenerasi kolagen dalam

kondrosit dengan menghambat reaksi lipoksidasi dan oksidasi protein. MMP dan

agrekanase adalah enzim pembelah dominan dalam tulang rawan. Enzim MMP

berfungsi untuk membelah domain interglobular dari molekul agrekan yang

kemudian menyebabkan hilangnya fungsi agrekan. Glukosamin mampu

menghambat sintesis MMP. Glukosamin juga menghambat proses inflamasi

yang bertanggung jawab dalam degenerasi tulang rawan.

15

2.6.2 Mekanisme Antiinflamasi Kondroitin Sulfat

Kondroitin sulfat dan glukosamin merupakan senyawa yang sering diberikan

bersama-sama sebagai agen antiinflamasi. Pemberian kedua senyawa

dilaporkan dapat menurunkan mediator inflamasi seperti IL-1β, IL-6, TNF-α, IL-8,

NOS dan PGE2 (Nagaoka, 2014). Efek antiinflamasi CS diduga berhubungan

dengan kemampuannya mengurangi pembentukan oksigen reaktif dan

melindungi membran sel dari oksigen reaktif (Canas et al., 2010). Pada inflamasi

gout, terjadi peningkatan level oksigen reaktif akibat infiltrasi sel neutrofil untuk

proses fagositosis sel (Ashley et al., 2010). Penghambatan radikal bebas ini

merepresentasikan aktivitas antioksidan dari komponen CS.

Kondroitin sulfat juga dilaporkan dapat memengaruhi regulasi gen pro-

inflamasi dengan memblokir translokasi faktor NF-κB ke nukelus. Selain itu, CS

dapat menghambat fosforilasi extracellular signal-regulated kinase ½ (Erk ½) dan

p38 mitogen-activated protein kinase (p38MAPK) dan menghambat translokasi

nuklear dari faktor NF- κB. NF- κB merupakan kunci penting dalam respon

inflamasi, sehingga sering dijadikan target untuk penghambatan penyakit yang

berhubungan dengan inflamasi. Terhambatnya aktivitas NF- κB akan

menyebabkan terhambatnya sintesis enzim proteolitik (MMP-3, MMP-9, MMP-13

dan katepsin B), enzim pro-inflamasi (phospholipase A2/ PLA2, cyclooxygenase-

2/ COX-2 dan nitrit oxide synthase-2/ NOS-2) dan sitokin pro-inflamasi (TNF-α

dan IL-1) (du Souich et al., 2009). PLA2 dan COX-2 merupakan enzim yang

berperan dalam proses produksi mediator inflamasi prostaglandin E2 (PGE2).

Sedangkan NOS-2 merupakan enzim yang mengkonversi L-arginin menjadi nitrit

oxide (NO). Peningkatan semua enzim tersebut akan meningkatkan respon rasa

sakit dan produksi sitokin (Chan et al., 2005).

Kemampuan kondroitin sulfat untuk memperlambat perkembangan

osteoarthritis telah dibuktikan dalam uji klinis yang dilakukan oleh Clegg et al.

(2006). Dalam penelitian tersebut, asupan CS menyebabkan peningkatan yang

signifikan secara statistik pada lutut sendi yang bengkak, dimana rasa sakit pada

lutut pasien dapat berkurang hingga 20%. Penelitian yang dilakukan oleh

Huskisson (2008) membuktikan bahwa kondroitin sulfat dapat merangsang

metabolisme kondrosit serta mendorong sintesis kolagen dan proteoglikan yang

merupakan komponen dasar penyusun tulang rawan. Selain itu, CS dapat

menghambat kerja enzim leukosit elastase dan hialuronidase yang diketahui

memiliki konsentrasi tinggi dalam cairan sinovial dari pasien dengan penyakit

16

rematik. Kondroitin sulfat juga meningkatkan produksi asam hialuronat oleh sel

sinovial, yang kemudian dapat meningkatkan viskositas dan tingkat cairan

sinovial. Pada umumnya kondroitin sulfat menghambat destruksi tulang rawan

dan menstimulasi proses anabolik pembentukan tulang rawan (Kardiman, 2013).

Mekanisme antiinflamasi CS digambarkan pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11 Mekanisme Antiinflamasi Kondroitin Sulfat (du Souich et al., 2009)

2.7 Kaldu Instan

Kaldu ayam merupakan salah satu bentuk produk olahan daging ayam yang

sering digunakan oleh masyarakat sebagai bahan pemberi rasa pada masakan.

Kaldu diperoleh dari daging dengan atau tanpa penambahan bumbu, lemak yang

dapat dimakan, natrium klorida, rempah-rempah dan sari-sari alami atau

destilatnya serta bahan makanan lain untuk meningkatkan rasa dengan

tambahan bahan lain yang diizinkan dan sesuai dengan petunjuk penggunaan.

Dewasa ini banyak industri makanan memproduksi kaldu dalam bentuk instan

dengan tujuan untuk kepraktisan penggunaannya (Swasono, 2008).

Di Indonesia, rempah dimanfaatkan sebagai bumbu masakan yang bertujuan

sebagai pengawet dan penambah citarasa. Bumbu instan memiliki daya simpan

yang lebih lama dibandingkan dengan rempah-rempah yang belum diolah

(Rahayu, 2000). Bumbu instan dapat mempermudah proses pemasakan untuk

menghasilkan makanan yang lezat dan sesuai selera. Berikut adalah bahan-

bahan yang digunakan dalam pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam:

17

2.7.1 Bawang Putih

Bawang putih termasuk familia Liliaceae yang memiliki nilai komersial tinggi

dan tersebar diseluruh dunia. Manfaat utama bawang putih adalah sebagai

bumbu penyedap masakan yang membuat masakan menjadi beraroma dan

mengundang selera. 100 gram umbi bawang putih mengandung mineral kalsium

(Ca) sebesar 26-28 mg, fosfat (P2O5) 79-109 mg, zat besi (Fe) 1,4-1,5 mg,

natrium (Na) 16-28 mg, kalium (K) 346-377 mg dan beberapa mineral lain dalam

jumlah yang tidak besar. Dalam umbi bawang putih juga terdapat beberapa

vitamin seperti thiamin, riboflavin, niasin dan asam askorbat (Milala, 2014).

Bawang putih mengandung minyak volatil yang berwarna kuning kecoklatan

dan berbau pedas. Komponen-komponen yang terdapat pada minyak volatil

tersebut adalah dialil sulfida (60%), dialil trisulfida (20%), alil propil disulfida (6%)

dan sedikit dietil disulfida, dialil polisulfida, allinin dan allisin. Allisin adalah

komponen utama yang berperan memberi aroma bawang putih dan merupakan

salah satu antibakteri karena dapat membunuh kuman-kuman penyakit. Sifat

antibakteri dari bawang putih dikarenakan adanya gugus asam amino pada

amino benzoat. Selain itu, pada bawang putih terdapat pula scordinin yang

merupakan enzim oksido-reduktase. Bawang putih berfungsi sebagai antibakteri,

antiinflamasi dan antioksidan (Bongiorn, 2008).

2.7.2 Bawang Merah

Bawang merah termasuk dalam keluarga Alliaceae dalam order Asparagales.

Bawang merah seringkali dimanfaatkan sebagai obat tradisional karena

mengandung efek antiseptik dan senyawa allin. Senyawa allin oleh enzim

allinase akan diubah menjadi asam piruvat, amonia dan allisin sebagai

antimikroba yang bersifat bakteriosida. Bawang merah juga mengandung kalsium

dan zat besi, serta hormon auksin dan giberelin. Bawang merah juga dapat

bersifat sebagai antiradang dan dapat mencegah kanker karena adanya

kandungan sulfur (Milala, 2014). Dini et al. (2008) menyatakan bahwa dalam

bawang merah terkandung 10,5% air, 20,4% lemak dan 24,8% protein.

2.7.3 Bawang Bombay

Bawang bombay mengandung beberapa komponen aktif diantaranya adalah

asam amino (kalsium, fosfor, kalsium, mangan, natrium, belerang, zat besi, seng,

tembaga dan selenium), vitamin (vitamin C, asam folat dan vitamin E), minyak

18

esensial (dipropil disulfida dan metil metantiosulfinat), quersetin dan allisin.

Bawang bombay memiliki manfaat untuk mencegah penggumpalan darah dan

penyakit diuretik, bersifat sebagai antibakteri dan antioksidan, serta berfungsi

sebagai desinfektan. Bawang bombay biasa digunakan untuk menambah rasa

sedap pada jenis masakan tertentu (Wuryanti dan Murnah, 2009). Hu et al.

(2006) menyatakan bahwa bawang bombay mengandung 7,8% kadar air, 2,4%

kadar abu, 15,8% kadar lemak, dan 12,3% kadar protein.

2.7.4 Garam

Garam dipergunakan manusia sebagai salah satu metode pengawetan

pangan yang pertama dan masih dipergunakan secara luas untuk mengawetkan

berbagai macam bahan pangan. Penggunaan garam dianjurkan tidak terlalu

banyak karena akan menyebabkan terjadinya penggumpalan atau salting out

dan rasa produk menjadi asin. Garam pada konsentrasi tertentu berfungsi

sebagai penambah citarasa pada bahan pangan. Garam mengandung yodium

yang berperan untuk perkembangan kecerdasan otak, mencegah penyakit

gondok, dan membentuk tirosin pada kelenjar tiroid. Garam juga mengandung

fosfor yang berfungsi untuk pembentukan tulang dan gigi, klor yang digunakan

untuk membentuk HCl pada lambung dan magnesium yang berfungsi sebagai

pembentuk sel darah merah berupa zat pengikat oksigen dan hemoglobin.

2.7.5 Gula

Gula adalah karbohidat ringkas yang membekalkan sumber tenaga yang

mudah diserap oleh tubuh. WHO (2003) menyarankan pengambilan gula

tambahan tidak melebihi 10% dari jumlah tenaga harian. Pemanfaatan gula pada

bumbu dilakukan hanya dalam jumlah yang sedikit karena tujuannya adalah

untuk memberikan rasa yang gurih ketika bercampur dengan garam.

2.7.6 Merica

Merica atau lada termasuk ke dalam familia Piperaceae. Komposisi kimia

setiap 100 gram berat terdiri dari 10,5 gram air, 11 gram protein, 3,3 gram lemak,

64,8 gram karbohidrat, 13,2 gram serat, 4,3 gram abu, mineral, niasin dan

vitamin A. Penyebab rasa segar pada minyak atsiri merica adalah manoterpen, α

dan β-pinen. Piperine merupakan suatu alkaloid penyebab utama rasa pedas

pada merica.

19

2.7.7 Dekstrin dan Maltodekstrin

Dekstrin merupakan produk degradasi pati sebagai hasil hidrolisis tidak

sempurna pati dengan katalis asam atau enzim pada kondisi yang dikontrol.

Dekstrin mudah larut dalam air, lebih cepat terdispersi, tidak kental, serta lebih

stabil daripada pati. Dekstrin juga memiliki fungsi sebagai bahan pengikat dan

enkapsulasi untuk melindungi senyawa volatil dan senyawa yang peka terhadap

oksidasi atau panas. Pemilihan dekstrin didasari oleh sifat kelarutan tinggi,

mampu mengikat air dan viskositas relatif rendah (Hustiany, 2006 dalam

Herawati, 2010). Menurut Nurdin (2012), daya larut dengan dekstrin lebih tinggi

bila dibandingkan dengan maltodekstrin karena dekstrin memiliki rumus molekul

(C6H10O5)n yang memiliki bobot molekul lebih rendah dan merupakan golongan

polisakarida yang memiliki struktur kimia lebih sederhana terdiri dari ikatan 1,6 α-

glukosidik dan 1,4 α-glukosidik dan lebih mudah menyerap air.

2.8 Penggandaan Skala (Scale Up)

Penggandaan skala adalah suatu tindakan pengembangan produk atau

tahapan proses yang diperoleh dari skala laboratorium menjadi skala semi

komersial. Tujuan utama dari penggandaan skala adalah menjaga kualitas

produk yang dapat diterima, yang berarti membuat produk pada unit yang lebih

besar sama persis seperti yang diproduksi pada unit skala laboratorium.

Berdasarkan proses dan tingkat produksi yang diinginkan, scale up

merupakan proses yang cukup sulit untuk diaplikasikan. Oleh karena itu, perlu

dilakukan percobaan yang bersifat kontinyu. Percobaan tersebut dibutuhkan

untuk menentukan parameter optimum untuk skala yang lebih besar dan untuk

menentukan desain peralatan dan kondisi proses yang akan dimodifikasi,

dikarenakan terdapat perbedaan karakteristik antara produk skala laboratorium

dengan produk scale up. Penggandaan skala mempertimbangkan proses yang

menyertakan tipe teknologi (mesin dan peralatan yang digunakan). Melalui

penggandaan skala akan diperoleh rancangan proses produksi dengan kapasitas

yang lebih besar untuk mutu atau kualitas produk yang sama dengan produksi

skala laboratorium. Produksi skala pilot plant atau industri dapat dilakukan

setelah diperoleh kondisi optimum proses pembuatan skala laboratorium.

Produk pangan yang digandakan skalanya tidak akan menghasilkan produk

yang identik dengan produk aslinya, tetapi akan menghasilkan produk yang

20

menyerupai aslinya. Perbedaan karakteristik antara produk laboratorium dengan

produk scale up dapat dipengaruhi salah satunya oleh kondisi proses, sehingga

scale up memerlukan suatu perencanaan yang matang, fleksibel dan pendekatan

yang konsisten. Titik kritis produksi perlu dikaji dan dikontrol agar didapatkan

karakteristik produk yang serupa dengan skala laboratorium (Scott et al., 2007).

Penggandaan skala erat kaitannya dengan penerapan pilot plant. Proses

produksi pada skala pilot plant merupakan kunci penghubung proses pengolahan

produk dari skala laboratorium menuju skala industri. Pilot plant merupakan

langkah yang bertujuan untuk menghasilkan informasi yang cukup untuk

menentukan apakah proyek dapat dikembangkan ke skala komersial. Pada

prinsipnya, teknik skala pilot plant adalah perbesaran skala proses produksi dari

skala laboratorium ke skala dengan volume produksi yang lebih besar dengan

penilaian efisiensi yang lebih terperinci, sehigga diperoleh teknologi yang mampu

menghasilkan suatu produk yang layak secara ekonomis (Keynote, 2006).

2.9 Metode Permukaan Respon

Metode permukaan respon atau Response Surface Methodology (RSM)

merupakan kumpulan teknik statistik dan matematik yang berguna dalam

mengembangkan, memperbaiki dan mengoptimasi berbagai proses. RSM juga

memiliki aplikasi penting dalam desain, pengembangan dan formulasi produk

baru serta perbaikan produk yang sudah ada (Myers, 2002). RSM digunakan

oleh banyak industri karena kemampuannya menyajikan data dengan cepat.

Pada tahap awal, RSM menggunakan run percobaan paling sedikit untuk

menghemat sumber daya yang digunakan saat optimasi proses. Di saat kondisi

optimum suatu proses diketahui, penelitian lebih jauh dilakukan (Vining, 2006).

Metode permukaan respon merupakan salah satu metode yang dapat

digunakan untuk melakukan proses optimasi respon pada percobaan dengan

faktor perlakuan bersifat kuantitatif. Secara umum, metode permukaan respon

dapat digambarkan secara visual melalui plot permukaan respon dan plot kontur.

Melalui plot tersebut dapat diketahui bentuk hubungan antara respon dengan

variabel bebasnya (Bradley, 2007).

Menurut Nugroho (2011), strategi dasar dari metode ini terdiri dari empat

langkah yaitu:

1. Prosedur untuk berpindah ke daerah optimum

21

2. Perilaku respon pada daerah optimum

3. Estimasi kondisi-kondisi optimum

4. Verifikasi hasil optimum

2.10 Analisa Kelayakan Finansial

Analisa finansial adalah analisa yang ditujukan untuk meneliti suatu proyek

secara finansial layak atau tidak untuk dijalankan, dimana kelayakan dapat

dinyatakan apabila proyek tersebut menguntungkan bila dibandingkan resikonya.

Aspek finansial merupakan aspek kunci dari studi kelayakan, karena sekalipun

aspek lain tergolong layak, jika aspek finansial memberikan hasil yang tidak

layak, maka usulan akan ditolak karena tidak memberikan manfaat ekonomi.

Tujuan menganalisa aspek finansial adalah untuk menentukan rencana

investasi melalui perhitungan biaya dan manfaat yang diharapkan, dengan

membandingkan antar pengeluaran dan pendapatan, seperti ketersediaan dana,

biaya modal, kemampuan proyek untuk membayar kembali dana tersebut dalam

waktu yang telah ditentukan dan menilai apakah proyek akan dapat berkembang

terus. Penentuan layak atau tidaknya suatu proyek yang akan didirikan, terdapat

beberapa kriteria yang dapat digunakan antara lain:

2.10.1 Harga Pokok Produksi (HPP)

Harga pokok produksi adalah seluruh biaya baik secara langsung maupun

tidak langsung yang dikeluarkan untuk memproduksi barang atau jasa yang

merupakan operasi utama proyek dalam suatu periode tertentu (Sugiyono, 2011).

HPP merupakan akumulasi dari biaya-biaya yang dibebankan pada produk yang

dihasilkan oleh proyek. Unsur-unsur biaya pokok produksi mencakup biaya

bahan baku langsung (direct material cost), biaya tenaga kerja langsung (direct

labor cost) dan biaya overhead (Carter, 2006). Biaya overhead adalah biaya

selain bahan baku langsung dan tenaga kerja langsung yang turut membantu

dalam merubah bahan menjadi produk jadi (Bustami et al., 2007). Idham et. al.

(2011) menyatakan bahwa HPP dapat diketahui menggunakan rumus berikut:

HPP =

22

2.10.2 Net Present Value (NPV)

Net present value adalah selisih antara total present value arus benefit

dengan total present value arus biaya atau jumlah present value bersih

tambahan selama umur proyek. Kriteria ini mengatakan bahwa proyek

dinyatakan layak apabila nlai NPV > 0 (Burhanuddin, 2007). Gray et al. (2007)

menyatakan bahwa NPV dapat diketahui melalui rumus berikut:

NPV =

Keterangan:

Bt = benefit pada tahun ke-t

Ct = biaya total yang dikeluarkan pada tahun ke-t

n = umur ekonomis usaha

i = tingkat suku bunga

t = tahun

2.10.3 Net Benefit Cost Ratio (Net B/C)

Net B/C ratio adalah suatu rasio yang membandingkan antara jumlah present

value (PV) yang positif (sebagai pembilang) dengan jumlah present value (PV)

yang negatif (sebagai penyebut). Suatu usaha dinyatakan layak jika nilai net B/C

rationya ≥1. Gray et al. (2005) menyatakan Net B/C dapat diketahui melalui:

(+)

(-)

2.10.4 Internal Rate of Return (IRR)

Internal rate of return merupakan metode yang digunakan untuk mencari

tingkat bunga yang menyamakan nilai sekarang dari arus kas yang diharapkan di

masa datang dengan mengeluarkan ivestasi awal. Proyek dinilai layak jika nilai

IRR lebih besar dari persentasi biaya modal atau sesuai dengan persentase

keuntungan yang ditetapkan investor (Sayuti, 2008). Suliyanto dalam Ginting

(2013) menyatakan bahwa IRR dapat diketahui menggunakan rumus berikut:

Net B/C =

23

IRR =

Keterangan:

i = Tingkat discount rate yang menghasilkan NPV

i = Tingkat discount rate yang menghasilkan NPV

2.10.5 Payback Period (PP)

Payback period merupakan suatu periode yang menunjukkan berapa lama

modal yang ditanamkan dalam proyek dapat kembali, oleh karena itu satuan

hasilnya bukan persentase melainkan satuan waktu (tahun, bulan dan hari).

Semakin cepat periode pengembalian biaya investasi, maka semakin baik suatu

proyek. Jika payback period ini lebih cepat daripada umur proyek yang

disyaratkan, maka proyek dikatakan menguntungkan (Pinesti, 2009). Umar

(2007) menyatakan bahwa payback period dapat diketahui melalui rumus berikut:

PP = t +

Keterangan:

t = tahun terakhir dimana kumulatif net cash belum mencapai initial investment

b = initial invesment (modal awal)

c = kumulatif net cash inflow pada tahun t

d = kumulatif net cash inflow pada tahun t+1

2.10.6 Break Event Point (BEP)

Break event point merupakan suatu keadaan atau penjualan usaha dimana

jumlah pendapatan sama besarnya dengan pengeluaran, dengan kata lain suatu

keadaan dimana proyek tidak mendapat keuntungan dan tidak menderita

kerugian. Analisa BEP secara umum dapat memberi informasi kepada pemimpin

bagaimana pola hubungan antara volume penjualan, biaya dan keuntungan yang

akan diperoleh pada penjualan tertentu. Proyek dinyatakan memperoleh

keuntungan apabila nilai penjualannya diatas nilai BEP (Burhanuddin, 2007).

Umar (2007) menyatakan bahwa BEP dapat diketahui melalui rumus berikut:

BEP unit =

24

BEP harga =

Keterangan:

FC = fixed cost (biaya tetap)

VC = variable cost (biaya variabel)

p = price (harga jual produk)

P = total pendapatan

25

III METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian tahap I yaitu pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam yang

dilakukan pada bulan Agustus hingga September 2016 dan penelitian tahap II

yaitu penggandaan skala serbuk kaldu instan ceker ayam yang dilakukan pada

bulan Februari hingga Juni 2017. Pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam

skala laboratorium dilakukan di Laboratorium Biokimia dan Analisa Pangan serta

Laboratorium Rekayasa dan Teknologi Pengolahan Pangan, Jurusan Teknologi

Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Brawijaya. Sedangkan

penggandaan skala serbuk kaldu instan ceker ayam akan dilakukan di IFTC

Department dan QA&P Department di salah satu industri yang bergerak di

bidang jasa pembuatan produk bumbu penyedap makanan.

3.2 Bahan dan Alat Penelitian

3.2.1 Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah ceker ayam ras pedaging

yang diperoleh dari Hypermart Malang Plaza dan dari pabrik. Bahan pelengkap

serbuk kaldu yang digunakan pada skala laboratorium adalah dekstrin, gula,

bawang putih, bawang bombay dan air. Sedangkan bahan pelengkap yang

digunakan pada skala pilot plant adalah maltodekstrin, gula, garam, garlic

granule, shallot granule, fancy onion powder, merica, chicken fat dan air yang

diperoleh dari pabrik.

Bahan yang digunakan dalam pengujian serbuk kaldu instan ceker ayam

antara lain bahan dengan kemurnian p.a yaitu NaOH (Merck), H2SO4 pekat

(Merck), HCl 0,1 N, asam borat, indikator PP, methyl red, tablet kjeldahl,

petroleum eter, standar glucurunolactone (Sigma), sodium tetraborat (Sigma),

ethanol absolute, larutan carbazole (Sigma), glucosamine kit assay (Megazyme),

aquades, hydrobatt dan es batu yang diperoleh dari Krida Tama Persada,

Panadia dan Makmur Sejati.

26

3.2.2 Alat

1. Alat yang digunakan pada pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam pada

skala laboratorium adalah kompor, panci presto, pisau, loyang, solet, blender

kering (Maspion), pengering kabinet manual suhu ± 60˚C dan ayakan.

2. Alat yang digunakan dalam pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam pada

skala pilot plant adalah mesin autoklaf, chopper, reo kneader, tray oven,

crusher, speed kneader, fluidize, mesin packing, solet, loyang dan ayakan.

3. Alat yang digunakan untuk analisa serbuk kaldu instan ceker ayam adalah

timbangan analitik (Mettler AE 160), gelas arloji, labu ukur 10 ml dan 100 ml

merk Pyrex, erlenmeyer 100 ml merk Pyrex, tabung reaksi, rak tabung reaksi,

kuvet, pipet tetes, pipet volume, bulb, oven kering (Binder), lemari asam,

kompor listrik (Maspion), tanur, soxhlet, freezer, spektrofotometer UV-Vis

(Shimadzu) dan ice bath.

3.3 Metode Penelitian

3.3.1 Penelitian Tahap I (Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam

Skala Laboratorium)

Penelitian pada tahap pertama yaitu pembuatan serbuk kaldu instan ceker

ayam skala laboratorium menggunakan modifikasi formulasi perlakuan terbaik

dari pembuatan bumbu instan ceker ayam penelitian Milala (2014). Modifikasi

dilakukan pada bumbu-bumbu yang digunakan yang juga didasarkan pada hasil

uji organoleptik yang telah dilakukan dengan 30 orang panelis tidak terlatih.

Pada skala pilot plant, proses perebusan ceker ayam dilakukan dengan

menggunakan mesin autoklaf, sehingga pada skala laboratorium diperlukan

pengkondisian proses pengolahan agar produk yang dihasilkan dapat serupa.

Pengkondisian proses pengolahan dilakukan menggunakan metode pressure

cooking. Formulasi ancangan penelitian tahap I dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Formulasi Rancangan Penelitian Tahap I

Bahan Persentase (%)

Bubuk ceker ayam Bubuk bawang putih Bubuk bawang bombay Garam Dekstrin

60 10 10 18 2

27

3.3.2 Penelitian Tahap II (Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam

Skala Pilot Plant)

3.3.2.1 Formulasi Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam

Serbuk kaldu instan ceker ayam skala pilot plant memiliki perbedaan formulasi

dengan skala laboratorium. Reformulasi resep dilakukan untuk memperoleh

serbuk kaldu instan yang lebih baik dari segi citarasa dengan melakukan

penyesuaian terhadap bahan-bahan yang digunakan pada pabrik. Hal ini

didasarkan pada klaim serbuk kaldu instan yang merupakan produk fungsional,

dimana artinya produk dapat dikonsumsi dalam diet sehari-hari selayaknya

bahan makanan lainnya. Sehingga penerimaan konsumen dari sisi citarasa

merupakan hal yang penting. Dalam menentukan formulasi terpilih, dilakukan trial

error yang didasarkan pada formulasi skala laboratorium dan formulasi kaldu

instan komersil. Pengujian trial error ini hanya sebatas pada pengujian

organoleptik. Rancangan penelitian tahap II dapat dilihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Formulasi Rancangan Penelitian Tahap II

Bahan Persentase (%)

Bubuk ceker ayam Garlic granule Bubuk bawang bombay Shallot granule Garam Gula Merica Chicken fat Air

60 3,2 1,5 3

22,5 8,5 2

0,8 0,6

Untuk filler yang digunakan pada skala pilot plant ini adalah maltodekstrin

yang dicampurkan sebanyak 20% pada saat pembuatan bahan baku bubuk

ceker ayam. Pada formulasi ini tidak ditambahkan bahan penguat rasa ataupun

flavor karena tujuan produk yang merupakan produk fungsional, sehingga hanya

digunakan bumbu-bumbu dasar tanpa penambahan MSG.

3.3.2.2 Optimasi Suhu dan Lama Waktu Pengeringan Serbuk Kaldu Instan

Ceker Ayam

Proses pengeringan dipilih sebagai proses yang dioptimasi karena pada

pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam, pengeringan merupakan kondisi

kritis dimana apabila proses tidak optimum maka akan memengaruhi karakteristik

28

fisik produk. Penentuan suhu dan lama waktu pengeringan didasarkan pada

penelitian sebelumnya dan melalui pertimbangan kondisi proses pada skala pilot

plant. Penelitian optimasi pengeringan serbuk kaldu instan ceker ayam disusun

dan dirancang dengan menggunakan Respon Surface Methodology-Central

Composite Design. Faktor yang dikaji adalah suhu dan lama waktu pengeringan.

Rancangan penelitian pada tahap kedua dapat dilihat pada Tabel 3.3.

Tabel 3.3 Rancangan Penelitian Tahap II

Std Run Factor 1 A: Suhu

(C)

Factor 2 B: Lama waktu

(menit)

Response 1 Kadar air (%)

Response 2 Kadar CS (%)

1 1 55.00 10.00 2 3 65.00 10.00 3 9 55.00 12.00 4 2 65.93 12.00 5 8 52.93 11.00 6 4 67.07 11.00 7 13 60.00 9.59 8 11 60.00 12.41 9 7 60.00 11.00 10 5 60.00 11.00 11 6 60.00 11.00 12 10 60.00 11.00 13 12 60.00 11.00

Keterangan: Hasil Rancangan Penelitian menggunakan program Design Expert 7.1.5

3.3.3 Verifikasi Hasil Optimum

Verifikasi merupakan tindakan pengecekan kesesuaian antara hasil analisa

dan respon. Suhu dan lama waktu pengeringan serbuk kaldu instan ceker ayam

yang optimum akan ditunjukkan dengan kadar air yang rendah dan kadar

kondroitin sulfat yang tinggi. Kondisi optimum didapatkan dari hasil analisa data

penelitian utama. Proses verifikasi dilakukan dengan membuat kembali serbuk

kaldu instan ceker ayam menggunakan suhu dan lama waktu pengeringan

optimum yang telah didapat. Sampel hasil verifikasi dilakukan analisa kadar air

dan kadar kondroitin sulfat, lalu dicocokkan dengan prediksi hasil optimasi.

Langkah terakhir yaitu analisa produk meliputi kadar air, protein, lemak, abu,

karbohidrat, glukosamin, kondroitin sulfat, warna, tingkat kelarutan, daya serap

uap air, FFA dan peroksida pada serbuk kaldu instan tersebut serta

dibandingkan dengan produk serbuk kaldu instan ceker ayam pada skala

laboratorium.

29

3.4 Pelaksanaan Penelitian

3.4.1 Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Laboratorium

(modifikasi Milala, 2014)

1. Sortasi dan Pressure Cooking

Ceker ayam yang telah dipotong kukunya dibersihkan dari kotoran yang

menempel dengan menggunakan air mengalir agar diperoleh bahan baku yang

bersih dan baik. Ceker dimasak dengan metode pressure cooking selama 1 jam

± 2 menit agar tulang rawan dapat dengan mudah dipisahkan dari tulang utama.

2. Penggilingan basah dan Pemotongan Rempah-Rempah

Setelah dimasak, seluruh bagian ceker ayam yang dapat dimakan dipisahkan

dari tulang utamanya dan kemudian digiling. Penggilingan pada ceker yang

masih semi-basah bertujuan untuk memperluas permukaan dan meningkatkan

keseragaman ceker agar mempercepat proses pengeringan. Rempah-rempah

berupa bawang putih dan bawang bombay yang telah dibersihkan kemudian

dipotong menjadi ukuran yang sangat kecil.

3. Pengeringan

Pengeringan dilakukan menggunakan oven kabinet suhu 60±5oC selama 12

jam ± 5 menit dengan tujuan untuk menghilangkan kadar air pada ceker ayam.

Sedangkan rempah-rempah yang telah dipotong juga dikeringkan dengan

menggunakan oven kabinet suhu 60±5oC selama 6 jam ± 5 menit. Pengurangan

kadar air bertujuan untuk mempermudah proses penggilingan dan pengayakan.

4. Penggilingan kering

Penggilingan kering menggunakan blender kering bertujuan untuk

memperoleh bubuk ceker yang seragam dan bertekstur halus. Hasil dari rempah-

rempah yang telah dikeringkan juga digiling sampai halus.

5. Pencampuran dan Pengeringan

Rempah-rempah yang telah digiling kemudian dicampurkan dengan garam,

dekstrin dan bubuk ceker ayam yang telah diperoleh. Pada proses pencampuran

ini juga ditambahkan sedikit air hingga campuran kalis karena bahan-bahan tidak

dapat tercampur sempurna tanpa penambahan air. Kemudian campuran

dikeringkan menggunakan oven kabinet 60±5oC selama 6 jam ± 5 menit.

30

6. Penghalusan dan Pengayakan

Tahap terakhir dari proses pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam adalah

penghalusan dan pengayakan dengan ayakan 40 mesh agar diperoleh serbuk

kaldu instan dengan tekstur dan tingkat keseragaman yang baik.

3.4.2 Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Pilot Plant

Terdapat perbedaan kondisi antara skala laboratorium dengan skala pilot

plant yang terletak pada kondisi proses, volume produksi, serta bahan dan

peralatan yang digunakan. Volume produksi maksimal serbuk kaldu instan ceker

ayam pada skala laboratorium sebanyak 100 gram, sedangkan pada skala pilot

plant diperbesar 5 kali lipat menjadi 500 gram. Penentuan volume produksi 500

gram disesuaikan dengan kapasitas alat dan kondisi proses yang ada pada skala

pilot plant, dimana volume produksi tersebut merupakan jumlah yang biasa

digunakan oleh pabrik saat melakukan development terhadap suatu produk.

Pada skala laboratorium, peralatan yang digunakan sangat sederhana dengan

kapasitas kecil seperti panci presto, blender kering, kompor gas dan solet. Pada

skala pilot plant, peralatan yang digunakan memiliki kapasitas yang lebih besar

dan cara pengoperasiannya tidak sepenuhnya dilakukan secara manual.

Peralatan yang digunakan pada skala pilot plant yaitu autoklaf, chopper, reo

kneader, tray oven, crusher, speed kneader dan fluidize. Masing-masing alat

memiliki kapasitas antara 3 hingga 5 kg. Perbedaan kondisi yang mencolok

adalah proses pemasakan dengan steam atau uap panas dan pengeringan

serbuk kaldu yang menggunakan sistem angin yang ditiupkan pada bahan yang

dikeringkan. Selain itu, penambahan filler dilakukan saat pembuatan bahan baku

dikarenakan rendahnya yield yang dihasilkan akibat banyak bahan yang hilang

selama proses yang disebabkan karakteristik ceker yang lengket. Proses

pembuatan serbuk kaldu ceker pada skala pilot plant adalah sebagai berikut:

1. Sortasi dan Perebusan

Ceker ayam dalam bentuk beku dibersihkan dengan air mengalir agar

diperoleh bahan baku yang bersih dan baik. Ceker kemudian dimasak

menggunakan autoklaf dengan temperatur dan tekanan uap tinggi. Proses

pemasakan menggunakan autoklaf juga berfungsi sebagai tahap sterilisasi untuk

membunuh mikroba yang merugikan kesehatan seperti Salmonella. Proses

pemasakan menggunakan autoklaf dilakukan selama 45 menit.

31

2. Pemisahan Daging dari Tulang dan Penggilingan

Proses pemisahan ceker dari tulang utama dilakukan secara manual dengan

tangan. Proses penggilingan bertujuan untuk mendapatkan ukuran bahan yang

lebih kecil dan seragam menggunakan chopper dengan screen kecil.

3. Pemasakan dengan Uap Panas/Steam dengan mesin Reo Kneader

Proses pemasakan bertujuan untuk mengurangi kadar air bahan, sehingga

waktu untuk pengeringan bahan baku dapat lebih diefisienkan. Proses

pemasakan dilakukan selama 45 menit ± 15 detik dengan tekanan 1 atm. Selama

proses pemasakan, tekanan dijaga agar stabil.

4. Pengeringan dan Penggilingan

Proses pengeringan pada skala pilot plant dipisahkan menjadi 2 tahap,

dimana diantara kedua proses pengeringan terdapat proses penggilingan yang

bertujuan untuk memperkecil luas permukaan sehingga air pada bahan dapat

diuapkan secara maksimal. Selain itu, penggilingan bertujuan untuk mengurangi

kandungan lemak pada bahan, dimana sebagian minyak akan keluar melalui

chopper. Pengeringan pertama dilakukan selama 10 jam ± 5 menit pada suhu

60oC, sedangkan pengeringan kedua dilakukan selama 4 jam ± 5 menit pada

suhu yang sama. Setelah proses pengeringan kedua ini, diperoleh ceker ayam

yang lebih kering yang kemudian digiling kembali untuk membentuk bubuk.

5. Pencampuran dengan Filler

Setelah diperoleh bubuk ceker ayam, 20% maltodekstrin ditambahkan

sebagai filler untuk melindungi senyawa pada bahan yang tidak tahan terhadap

panas, misalnya kondroitin sulfat. Selain itu, penambahan maltodekstrin juga

berfungsi untuk meningkatkan rendemen dan tingkat kecerahan.

6. Penghalusan

Dalam proses ini, 60% bubuk ceker ayam; 8,5% gula; 1,5% fancy onion

powder; 3,2% garlic granule; 3% shallot granule dan 0,5% merica dicampur

menjadi satu dan kemudian dihaluskan untuk membentuk butiran atau granula.

7. Pencampuran

Pertama-tama garam dimasukkan kedalam mesin speed kneader dan

ditambahkan air dengan suhu 60±5oC sebanyak 0,6% serbuk kaldu, lalu

32

dicampur selama 30 detik. Kemudian ditambahkan chicken fat dengan suhu

60±5oC sebanyak 0,8% dan dicampur hingga detik ke-90. Proporsi air dan

chicken fat yang digunakan adalah berat per berat, dimana penimbangan

dilakukan pada suatu wadah. Setelah 1 menit 30 detik, barulah ditambahkan

bahan-bahan yang sebelumnya telah dihaluskan dan dicampur hingga 4 menit.

8. Pengeringan

Proses pengeringan berfungsi untuk menurunkan kadar air dalam produk,

sehingga dapat menurunkan cemaran mikroba. Proses pengeringan skala pilot

plant dilakukan menggunakan fluidize dengan lama waktu pengeringan berkisar

antara 9,59 hingga 12,41 menit dan suhu pengeringan berkisar antara 52,93oC

hingga 67,07oC. Setelah proses pengeringan selesai, dilanjutkan dengan proses

cooling menggunakan alat yang sama dengan suhu 45oC selama 9 menit.

9. Pengayakan

Proses pengayakan dilakukan menggunakan ayakan 2 mm (10 mesh) yang

bertujuan untuk menyeragamkan ukuran serbuk kaldu instan ceker ayam. Pada

proses ini, bagian serbuk kaldu oversize dapat dipisahkan sehingga diperoleh

serbuk kaldu dengan tingkat keseragaman ukuran yang baik.

3.5 Pengamatan Penelitian

Pada penelitian ini, pengamatan dan analisa yang diamati meliputi:

a. Kadar air (AOAC, 2000)

b. Kadar protein (AOAC, 2000)

c. Kadar lemak (AOAC, 1999)

d. Kadar abu (AOAC, 2000)

e. Kadar karbohidrat (AOAC, 2000)

f. Kadar glukosamin (Tsai et al., 2013)

g. Kadar kondroitin sulfat (Bitter and Muir, 1962)

h. Daya serap uap air (Yuwono dan Susanto, 1998)

i. Tingkat kelarutan (Yuwono dan Susanto, 1998)

j. Kecerahan warna (Yuwono dan Susanto, 1998)

k. FFA (AOCS, 1998)

l. Bilangan peroksida (IDF, 2007)

33

Selain itu, dilakukan pula analisa kelayakan finansial untuk rencana usaha

pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam yang meliputi:

a. Harga Pokok Produksi (HPP) (Idham et al., 2011)

b. Net Present Value (NPV) (Gray et al., 2007)

c. Net Benefit Cost Ratio (Net B/C) (Gray et al., 2007)

d. Internal Rate of Return (IRR) (Ibrahim, 2009)

e. Payback Period (PP) (Umar, 2007)

f. Break Event Point (BEP) (Umar, 2007)

3.6 Analisa Data

Data hasil pengamatan respon optimasi dianalisa menggunakan Respon

Surface Methodology-Central Composite Design dan diolah dengan program

Design Expert DX 7.1.5. Pengolahan data menggunakan program ini meliputi:

1. Analisa pemilihan model

2. Analisa ragam (ANOVA)

3. Penentuan kondisi optimum

Kemudian hasil analisa produk akhir dan data organoleptik penelitian

pendahuluan diolah menggunakan Microsoft Excel, sedangkan untuk

membandingkan karakteristik produk skala laboratorium dan skala pilot plant

menggunakan uji T (paired t-test) dengan program Minitab 16.2.1.

34

3.7 Diagram Alir Penelitian

3.7.1 Diagram Alir Pembuatan Bubuk Ceker Ayam Skala Laboratorium

Gambar 3.1 Proses pembuatan bubuk ceker ayam skala laboratorium (modifikasi Milala,

2014)

Dikeringkan menggunakan oven kabinet pada suhu

60±5oC selama 12 jam ± 5 menit

Dihaluskan menggunakan blender kering

Bubuk Ceker Ayam 113,7 g

Ceker ayam 1 kg

Dibersihkan sampel dari bahan pengotor dengan air

mengalir

Direbus dengan pressure cooker selama 1 jam ± 2 menit

Dipisahkan seluruh bagian ceker ayam yang dapat

dimakan dari tulang utama

Dihaluskan

Seluruh bagian ceker yang dapat dimakan

Analisa:

Rendemen

Kimia: Kadar air

Kadar protein Kadar lemak Kadar abu

Kadar karbohidrat Kadar glukosamin

Kadar kondroitin sulfat

35

3.7.2 Diagram Alir Pembuatan Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam Skala Laboratorium

Gambar 3.2 Proses pembuatan serbuk kaldu instan ceker ayam skala laboratorium

(modifikasi Milala, 2014)

Rempah-rempah (bawang putih dan bawang bombay)

Dibersihkan dari bahan pengotor dengan air mengalir

Dipotong rempah-rempah menjadi bagian yang lebih kecil

Dikeringkan menggunakan oven kabinet pada suhu 60±5oC

selama 6 jam ± 5 menit

Digiling

Bubuk bumbu kaldu instan

Dihaluskan dan diayak 40 mesh

Bubuk ceker 60% Garam 18% Dekstrin 2%

Air hingga campuran kalis

Ditimbang dengan proporsi masing-masing 10%

Serbuk Kaldu Instan Ceker Ayam

Dikeringkan dengan oven kabinet pada

suhu 60±5oC selama 6 ja