PENDUGAAN UMUR SIMPAN FLAKES YANG DIPERKAYA KONSENTRAT PROTEIN IKAN DAN Spirulina platensis MENGGUNAKAN METODE AKSELERASI RIZKY IKHWANUSHAFA ASHIDDIQY

Transkripsi

1 PENDUGAAN UMUR SIMPAN FLAKES YANG DIPERKAYA KONSENTRAT PROTEIN IKAN DAN Spirulina platensis MENGGUNAKAN METODE AKSELERASI RIZKY IKHWANUSHAFA ASHIDDIQY DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

2

3 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pendugaan Umur Simpan Flakes yang Diperkaya Konsentrat Protein Ikan dan Spirulina platensis Menggunakan Metode Akselerasi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Mei 2015 Rizky Ikhwanushafa Ashiddiqy NIM C *Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerja sama yang terkait.

4 ii ABSTRAK RIZKY IKHWANUSHAFA ASHIDDIQY. Pendugaan Umur Simpan Flakes yang Diperkaya Konsentrat Protein Ikan dan Spirulina platensis Menggunakan Metode Akselerasi. Dibimbing oleh JOKO SANTOSO dan WINI TRILAKSANI. Penambahan bahan kaya gizi pada sereal flakes bertujuan untuk meningkatkan nilai tambah produk, diantaranya penambahan konsentrat protein ikan (KPI) dan Spirulina platensis. Produk flakes rentan terhadap penurunan mutu akibat perubahan lingkungan terutama kelembaban udara, oleh karenanya perlu upaya penghambatan salah satunya adalah dengan menggunakan kemasan untuk melindungi produk. Penelitian ini bertujuan untuk menduga umur simpan produk flakes dengan beberapa jenis bahan kemasan yang berbeda dan menentukan kemasan yang terbaik. Penelitian meliputi empat tahapan penelitian, yaitu penentuan kadar air awal, kadar air kritis, model kurva sorpsi isotermis dan perhitungan umur simpan dengan menggunakan model Labuza. Kadar air awal flakes yaitu 0,0159 gh 2 O/g solid. Kadar air kritis produk yaitu 0,0504 gh 2 O/g solid pada skor organoleptik 3. Model kurva sorpsi isotermis yang diperoleh yaitu model Caurie dengan persamaan Ln Me = -3, ,7739a w. Umur simpan terbaik diperoleh pada kemasan retort pouch yaitu 28,3 bulan pada RH 70%. Kata kunci: Flakes, kemasan, konsentrat protein ikan, sorpsi isotermis, Spirulina platensis, umur simpan. ABSTRACT RIZKY IKHWANUSHAFA ASHIDDIQY. Flake Enriched by Fish Protein Concentrate and Spirulina platensis Shelf life Prediction Using Accelerated Method. Supervised by WINI TRILAKSANI and JOKO SANTOSO. Nutrient material enrichment in flakes cereal has purpose to increase the added value of flakes, such as addition of fish protein concentrate (FPC) and Spirulina platensis. Flakes is susceptible on quality reduction with evironmental changes especially air humidity, for that reason need an effort to inhibit that, such as using package to cover product. This research aims to predict the flakes shelflife with acceleration method in several different packaging materials and to determine the most suitable packaging for flakes. The research was included in 4 steps, which were initial moisture content determination, critical moisture content determination, sorption isotherm curve determination and shelf-life calculation with Labuza method. The initial moisture of flakes was 0,0159 g H 2 O/g solid. The critical moisture content was 0,0504 g H 2 O/g solid with organoleptic score 3. The chosen sorption isotherm curve model was Caurie model with equation of Ln Me = -3, ,7739a w. The best shelf-life reached by retort pouch packaging, which was equal 28,3 months in RH 70%. Keywords: Flakes, fish protein concentrate, package, shelf-life, sorption isotherm, Spirulina platensis.

5 HAK CIPTA MILIK IPB, TAHUN 2015 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

6

7 PENDUGAAN UMUR SIMPAN FLAKES YANG DIPERKAYA KONSENTRAT PROTEIN IKAN DAN Spirulina platensis MENGGUNAKAN METODE AKSELERASI RIZKY IKHWANUSHAFA ASHIDDIQY Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Departemen Teknologi Hasil Perairan DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015

8

9 Judul Skripsi : Pendugaan Umur Simpan Flakes yang Diperkaya Konsentrat Protein Ikan dan Spirulina platensis Menggunakan Metode Akselerasi Nama : Rizky Ikhwanushafa Ashiddiqy NIM : C Program Studi : Teknologi Hasil Perairan Disetujui oleh Prof Dr Ir Joko Santoso, Msi Pembimbing I Dr Ir Wini Trilaksani, MSc Pembimbing II Diketahui oleh Prof Dr Ir Joko Santoso, MSi Ketua Departemen Tanggal Lulus:

10 ii

11 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta ala atas segala karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul Pendugaan Umur Simpan Flakes yang Diperkaya Konsentrat Protein Ikan dan Spirulina platensis Menggunakan Metode Akselerasi. Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini, terutama kepada : 1 Prof Dr Ir Joko Santoso, MSi dan Dr Ir Wini Trilaksani, MSc selaku Ketua Departemen Teknologi Hasil Perairan sekaligus dosen pembimbing, atas segala bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada penulis. 2 Dr Ir Iriani Setyaningsih, MS selaku Ketua Program Studi Teknologi Hasil Perairan. 3 Dra Ella Salamah, MSi selaku dosen penguji atas segala saran, arahan dan ilmu yang diberikan kepada penulis. 4 Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan (PKSPL), Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat, Institut Pertanian Bogor yang telah melibatkan penulis dalam penelitian ini. 5 Orang tua dan keluarga tercinta yang telah memberikan cinta, kasih sayang, dan doanya kepada penulis. 6 Susan, Ismail, Ajeng, Vitha, dan Ade selaku rekan satu tim penelitian, serta teman-teman THP 47, 48, 49 dan Wisma Sawit atas kebersamaan dalam suka dan duka serta memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis. 7 Semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung hingga terselesaikannya skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih kurang sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk perbaikan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang memerlukan. Bogor, Mei 2015 Rizky Ikhwanushafa Ashiddiqy

12 iv DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR LAMPIRAN... v PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Perumusan Masalah... 2 Tujuan Penelitian... 3 Manfaat Penelitian... 3 Ruang Lingkup Penelitian... 3 METODE PENELITIAN... 3 Waktu dan Tempat... 3 Bahan... 3 Alat... 4 Tahap Penelitian... 4 Prosedur Penentuan Variabel Pendugaan Umur Simpan... 8 Prosedur Analisis HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Konsentrat Protein Ikan Karakteristik Awal Flakes Parameter Utama Kerusakan Flakes Karakteristik Produk Flakes Kadar Air Kritis (Mc) Tekstur Kritis Kadar Air Kesetimbangan (Me) Perhitungan Umur Simpan Flakes Kurva Sorpsi Isotermis Model Persamaan Kurva Sorpsi Isotermis Variabel Pendukung Pendugaan Umur Simpan Umur Simpan Flakes KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran UCAPAN TERIMA KASIH DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP... 38

13 DAFTAR TABEL 1 Beberapa larutan garam jenuh dan nilai RH pada suhu 30 C Karakteristik konsentrat protein ikan (KPI) Karakteristik awal flakes Kadar air kesetimbangan flakes Persamaan linier dari model kurva sorpsi isotermis Hasil pengujian permeabilitas uap air kemasan flakes Hasil perhitungan parameter-parameter penentuan umur simpan flakes DAFTAR GAMBAR 1 Diagram alir pembuatan konsentrat protein ikan (KPI) Diagram alir pembuatan flakes Diagram alir perhitungan umur simpan flakes Diagram batang persentase parameter utama kerusakan produk flakes Grafik hubungan skor organoleptik flakes yang disimpan pada suhu ruang dengan lama penyimpanan Kurva penentuan kadar air kritis berdasarkan nilai organoleptik Kurva hubungan antara nilai kerenyahan dan lama penyimpanan Grafik nilai kerenyahan hasil pengukuran alat TA-XT2i; (a) 0 menit; (b) 20 menit; (c) 40 menit; (d) 60 menit; (e) 80 menit; (f) 100 menit; (g) 120 menit; (h); 140 menit; (i) 160 menit; (j) 180 menit Kurva hubungan nilai kerenyahan dengan kadar air Pengkondisian kelembaban penyimpanan flakes Kurva sorpsi isotermis produk flakes Kurva sorpsi isotermis berdasarkan model terpilih, model terpilih, model Caurie DAFTAR LAMPIRAN 1 Lembar kuisioner penilaian parameter utama kerusakan flakes (modifikasi Hutasoit (2009)) Lembar pengujian organoleptik flakes (modifikasi Hutasoit (2009)) Parameter utama kerusakan flakes berdasarkan hasil survei terhadap 30 orang konsumen Hasil uji organoleptik flakes Tekanan uap air jenuh pada suhu 0-35 C (mmhg) (Labuza 1982)... 37

14

15 1

16

17 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Potensi perikanan budidaya Indonesia untuk komoditi ikan nila (Oreochromis niloticus) sangatlah tinggi. Hal ini dapat dilihat pada data kenaikan produksi ikan nila yang pada tahun 2007 yaitu ton meningkat menjadi pada tahun 2014 (Direktorat Jenderal Perikanan Budidaya 2013). Pemanfaatan ikan nila sejauh ini masih sebatas konsumsi dalam bentuk segar atau dibuat fillet beku. Upaya pemanfaatan ikan nila agar memiliki nilai tambah yang tinggi salah satunya adalah pembuatan konsentrat protein ikan (KPI). Konsentrat protein ikan (KPI) merupakan bahan pangan untuk konsumsi manusia, dengan jumlah protein yang dihasilkan lebih banyak dari kondisi awalnya karena terkonsentrasi (Windsor 2008). KPI memiliki kadar protein tinggi dengan daya cerna yang tinggi pula. KPI terbagi pada tiga tipe, yaitu tipe A (kadar protein minimal 67,5% dan kadar lemak maksimal 0,75%), tipe B (kadar protein minimal 67,5% dan kadar lemak maksimal 3%) dan tipe C (kadar protein minimal 67,5% dan kadar lemak maksimal 10%) (Buckle et al. 1985). Penelitian mengenai KPI sudah banyak dilakukan, diantaranya penelitian Murueta et al. (2005) tentang karakterisasi KPI pada spesies ikan hasil tangkapan samping di perairan Meksiko yang melaporkan hasil penelitian KPI ikan dengan tipe B yaitu KPI ikan Synodus scituliceps dan Xenistius californiensis. Penelitian lainnya tentang KPI dilakukan oleh Tirtajaya et al. (2008) tentang pemanfaatan tepung KPI untuk pembuatan cookies coklat yang menghasilkan tepung KPI ikan patin (Pangasius pangasius) tipe C dengan pengulangan ekstraksi 4 kali. Spirulina platensis adalah ganggang renik (mikroalga) berwarna hijau kebiruan yang hidupnya tersebar luas dalam semua ekosistem alam. Penelitian yang dilakukan oleh Spolaore et al. (2006) menunjukkan bahwa Spirulina platensis memiliki kandungan gizi yang tinggi yaitu protein 60-71% dan lemak 6-7%. Yudiati et al. (2011) melaporkan kandungan IC 50 Spirulina dari ekstrak kasar metanol, ekstrak pigmen kasar metanol/aseton dan eter berturut-turut adalah 323,7; 51,0 dan 34,85 ppm. Penambahan KPI dan Spirulina platensis pada produk pangan akan meningkatkan nilai gizi maupun nilai ekonomis dari produk tersebut. Salah satu produk pangan yang bisa difortifikasi oleh KPI dan Spirulina platensis adalah flakes. Flakes merupakan produk pangan yang dikonsumsi oleh masyarakat sebagai makanan sarapan dan umumnya terbuat dari bahan serealia seperti jagung, gandum, dengan proses pembuatan menggunakan metode pengepresan dan pengeringan (Guy 2001). Flakes menjadi alternatif makanan sarapan bagi masyarakat yang memiliki aktivitas yang padat dengan tingkat mobilitas yang tinggi. Hal ini dikarenakan flakes dapat dengan mudah disajikan dan praktis. Hal ini sesuai kebutuhan manusia yang dituntut mengerjakan segala sesuatu dengan cepat. Flakes adalah produk pangan kering yang mudah mengalami perubahan mutu karena kondisi lingkungan terutama kelembaban udara yang tinggi. Perubahan mutu produk pangan kering ini menyebabkan tingkat penerimaan konsumen menurun. Produk kering mengalami perubahan mutu dengan cepat

18 2 terutama pada karakteristik fisiknya, yaitu tekstur atau kerenyahan. Perubahan tekstur pada produk kering disebabkan oleh peningkatan kadar air yang berpengaruh pada kerenyahan produk (Robertson 2006). Salah satu solusi untuk memperlambat perubahan mutu produk kering yaitu dengan pengemasan yang tertutup. Pengemasan yaitu proses menutupi produk dengan kemasan agar terlindung dari kerusakan akibat pengaruh lingkungan dan memperlambat perubahan mutu produk pangan. Kemasan melindungi produk dari kerusakan fisik maupun kimia selama distribusi ke tangan konsumen (Robertson 2006). Pengemasan yang tidak tepat dapat menyebabkan perubahan mutu produk pangan menjadi lebih cepat dan tidak layak konsumsi. Perubahan mutu produk pangan dapat diukur dengan perhitungan umur simpan. Umur simpan yaitu rentang waktu antara produk yang baru selesai diproses sampai saat konsumsi dengan kualitas produk masuk pada kategori memuaskan (Kilcast dan Subramaniam 2011). Umur simpan produk juga didefinisikan sebagai waktu selama produk aman, diterima secara sensori dan sesuai dengan pelabelan produknya. Pendugaan umur simpan produk dapat dilakukan dengan dua metode, yaitu konvensional dan akselerasi. Metode akselerasi memiliki keunggulan dalam efesiensi waktu karena waktu yang relatif lebih singkat dibandingkan dengan metode konvensional yang menggunakan waktu normal (Arpah 2007). Penggunaan metode akselerasi telah berkembang pada periode ini, salah satunya adalah dengan adanya pendekatan pada kadar air kritis. Metode akselerasi dengan pendekatan kadar air kritis cocok digunakan untuk produk pangan kering dengan faktor kritis kadar air. Penelitian terdahulu mengenai umur simpan produk kering diantaranya dikerjakan Azanha dan Faria (2005) tentang model umur simpan corn flakes yang menggunakan kemasan high density polyethylene (HDPE) dengan berbagai ketebalan yang menunjukkan bahwa model Guggenheim, Anderson, dan De Boer (GAB) adalah model terbaik dengan ketebalan kemasan terpilih adalah 20 µm. Penelitian lain tentang umur simpan produk kering diantaranya penelitian Budijanto et al. (2010) tentang umur simpan produk tortilla dengan menggunakan kemasan OPP 20/VMPET/LLDPE 25 pada RH 60% disimpan pada suhu 38 C yaitu 56 hari. Penelitian umur simpan flakes dengan penambahan konsentrat protein ikan dan Spirulina sp perlu dilakukan karena mempunyai komposisi bahan yang berbeda dan sebagai kajian awal untuk pelabelan pangan yang informatif bagi masyarakat. Perumusan Masalah Flakes merupakan produk pangan kering yang rentan terhadap perubahan mutu akibat pengaruh lingkungan. Produk flakes dengan penambahan KPI dan Spirulina platensis mempunyai karakteristik yang berbeda dari flakes yang beredar di pasaran sehingga perlu dilihat dengan pendugaan umur simpan dan perubahan mutu produk tersebut. Pendugaan umur simpan perlu dilakukan agar bisa memperhitungkan waktu produk layak dan aman untuk dikonsumsi. Pendugaan umur simpan dapat menentukan kemasan yang tepat untuk produk sehingga produk akhir yang dihasilkan memiliki umur simpan yang paling lama.

19 3 Tujuan Penelitian Tujuan umum penelitian ini adalah menduga umur simpan produk flakes yang difortifikasi dengan konsentrat protein ikan dan Spirulina platensis. Tujuan khusus penelitian ini meliputi: 1) Menentukan model kurva sorpsi isotermis terbaik untuk produk flakes. 2) Menentukan umur simpan terbaik flakes dengan kemasan yang tepat berdasarkan RH lingkungan. Manfaat Penelitian Penelitian ini bermanfaat untuk membantu produsen flakes untuk proses pelabelan pangan yang informatif dan membantu konsumen dalam mengetahui umur simpan produk flakes. Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian ini meliputi pembuatan konsentrat protein ikan, pembuatan flakes yang difortifikasi KPI dan Spirulina platensis, penentuan parameter utama kerusakan flakes dan perhitungan umur simpan flakes. METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Oktober 2013 sampai dengan Juli Penelitian dilakukan di Laboratorium Preservasi dan Pengolahan Hasil Perairan, Laboratorium Biokimia Hasil Perairan, Laboratorium Organoleptik, Laboratorium Karakteristik Bahan Baku Industri Hasil Perairan, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Laboratorium Pengolahan Pangan Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Laboratorium Pilot Plant Southeast Asian Food and Agricultural Science and Technology Center (SEAFAST), Laboratorium Pusat Antar Universitas (PAU) Institut Pertanian Bogor, Laboratorium Pengujian Kemasan Pusat Pengujian Mutu Barang Kementerian Perdagangan Ciracas Jakarta. Bahan Bahan yang digunakan untuk pembuatan konsentrat ikan (KPI) meliputi ikan nila hitam (Oreochromis niloticus), dan etanol food grade. Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan flakes meliputi Spirulina, KPI, ubi jalar, tepung kedelai, tepung tapioka, gula, garam. Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis umur simpan produk yaitu garam K 2 CO 3, KI, NaCl, KCl, K 2 SO 4, NaCl, KOH, MgCl 2, NaBr, BaCl 2, KNO 3, kemasan plastik polypropylene (PP), high density polyethylene (HDPE), retort pouch, vaselin, aquades, parafin, dan silika gel.

20 4 Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis konsentrat protein ikan meliputi pelarut heksana, K 2 SO 4, HgO, tablet kjeldahl, H 3 BO 3 2%, indikator Brom Cresol Green-Methyl Red, H 2 SO 4 pekat, aquades, HCl 6 N, NaOH 6 N. Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis fish flakes meliputi pelarut heksana, K 2 SO 4, HgO, tablet Kjeldahl, H 3 BO 3 2%, indikator Brom Cresol Green-Methyl Red, HCl 0,1 N, H 2 SO 4 pekat, aquades, DPPH, etanol. Alat Peralatan yang digunakan untuk pembuatan konsentrat protein ikan nila yaitu grinder, magnetic stirer, stopwatch, cabinet dryer, disk mill, termometer, erlenmeyer, corong, dan ayakan ukuran 60 mesh. Alat-alat yang digunakan untuk pembuatan fish flakes yaitu loyang, grinder merk Alexanderwerk, flaking roll, oven merk Memmert. Peralatan yang digunakan untuk analisis umur simpan yaitu desikator modifikasi sebagai alat pengkondisian RH, cawan porselen, erlenmeyer 250 ml, corong, timbangan merk Sartorius, oven, desikator, moisture previous cup merk Odawa Seiki, dan Texture Analyzer merk TA-XT2i. Alat-alat digunakan untuk analisis konsentrat protein ikan meliputi cawan porselen, oven, desikator, soxlet, labu lemak, labu kjeldahl, gelas ukur, gelas piala. Tahap Penelitian Penelitian dibagi menjadi empat tahap yaitu pembuatan konsentrat protein ikan, pembuatan flakes, penentuan parameter utama kerusakan flakes dan perhitungan umur simpan flakes. Pembuatan Konsentrat Protein Ikan (KPI) (modifikasi Santoso et al. 2008) Pembuatan KPI diawali dengan pemfilletan ikan nila hitam (Oreochromis niloticus), yang selanjutnya dilakukan penggilingan dengan menggunakan grinder. Daging ikan yang sudah digiling diekstrak menggunakan etanol food grade dengan perbandingan (P:I = 3:1) pada suhu 5 C selama 20 menit. Tahap berikutnya dilakukan penyaringan daging ikan yang sudah diekstrak dengan menggunakan kain belacu. Pengulangan ekstraksi dilakukan terhadap minced fish sebanyak tiga kali. Tahapan selanjutnya yaitu pengeringan daging ikan yang sudah diekstrak dengan menggunakan cabinet dryer pada suhu 40 C selama 4 jam. Tahap terakhir dilakukan penghancuran menggunakan blender. Hasil pemblenderan diayak dengan ayakan berukuran 60 mesh sehingga diperoleh tepung konsentrat protein ikan (KPI). Tepung KPI yang diperoleh dianalisis kadar air, lemak dan proteinnya untuk mengetahui karakteristik dan tipe dari tepung KPI yang digunakan pada penelitian. Diagram alir pembuatan konsentrat protein ikan dapat dilihat pada Gambar 1.

21 5 Ikan Nila (O. niloticus) Pemfilletan Fillet Penggilingan menggunakan Grinder Minced fish Ekstraksi dengan etanol 96% (Food Grade) dengan perbandingan (P:I = 3:1), suhu 5 C, selama 20 menit Penyaringan dengan kain saring Pengulangan ekstraksi 3 kali KPI Pengeringan dengan cabinet dryer pada suhu 40 C, selama 4 jam Penghancuran dengan blender Pengayakan dengan ayakan ukuran 60 mesh Tepung KPI Analisis kadar air, lemak, protein Gambar 1 Diagram alir pembuatan konsentrat protein ikan (KPI) (modifikasi Santoso et al. 2008) Pembuatan Flakes (modifikasi Iriawan 2012) Pembuatan fish flakes diawali dengan pencampuran 55% tepung ubi, 25% tepung kedelai, 20% tepung tapioka. Tahap selanjutnya yaitu penambahan 10% tepung KPI dan 0,8% Spirulina platensis. Persentase penambahan tepung KPI dan S. platensis berdasarkan persentase total bahan tepung yang digunakan. Penambahan 10% gula dan 5% garam dilakukan sebelumnya dengan melarutkan bahan tersebut ke dalam 30% air. Tahap berikutnya dilakukan pengadonan sampai

22 6 semua bahan telah tercampur rata dan dilakukan pengecilan ukuran dengan menggunakan grinder. Tahap terakhir dilakukan pencetakan dan pemasakan dengan oven pada suhu 150 C selama ± 20 menit sehingga diperoleh flakes. Flakes yang dihasilkan dianalisis proksimat dan antioksidannya untuk mengetahui karakteristik produknya. Diagram alir pembuatan flakes dapat dilihat pada Gambar 2. 55% tepung ubi jalar, 20% tepung tapioka, 25% tepung kedelai Pencampuran Pelarutan 10% gula dan 5% garam kedalam 30% air Penambahan 10% tepung KPI dan 0,8% Spirulina platensis Pengadonan Pengecilan ukuran dengan grinder Pemotongan menjadi seukuran panjang 2 cm Pemipihan dengan menggunakan flaking roll Pemanggangan dengan oven 150 C selama 15 menit Flakes Analisis kadar air, abu, lemak, protein, karbohidrat, aktivitas antioksidan Gambar 2 Diagram alir pembuatan flakes (modifikasi Iriawan 2012) Penentuan Parameter Utama Kerusakan Flakes (Hutasoit 2009) Penentuan parameter utama flakes dilakukan dengan menggunakan metode kuisioner terhadap 30 orang responden melalui pemberian kuisioner mengenai parameter utama kerusakan flakes (Lampiran 1). Responden diminta

23 7 untuk mengurutkan lima parameter kerusakan produk flakes yang telah ditentukan dari yang paling penting (skor 1) sampai yang paling tidak penting (skor 5) dengan menggunakan uji perankingan. Responden juga harus memilih salah satu dari lima parameter yang paling berpengaruh terhadap kerusakan produk flakes sehingga produk tersebut tidak layak dikonsumsi. Perhitungan Umur Simpan Flakes Perhitungan umur simpan flakes dilakukan dengan menggunakan metode akselerasi pendekatan kadar air kritis. Produk flakes yang sudah diketahui parameter kritis hasil kuisioner kemudian dianalisis karakteristik awalnya. Produk kemudian dianalisis kadar air kritis, tekstur kritis dengan mencari hubungan antara kadar air, skor organoleptik dan nilai kerenyahan. Tahapan selanjutnya yaitu penentuan kadar air kesetimbangan untuk menentukan kurva sorpsi isotermis dari flakes. Kurva sorpsi isotermis yang diperoleh ditentukan modelnya menggunakan model Hasley, Henderson, Caurie, Chen Clayton dan Oswin kemudian dilakukan evaluasi nilai Mean Relative Deviation (MRD). Model terpilih digunakan untuk perhitungan umur simpan. Variabel lain ditentukan untuk perhitungan umur simpan seperti karakteristik kemasan (luas permukaan, konstanta permeabilitas uap air dan bobot padatan per kemasan), kemiringan kurva, dan tekanan uap air pada ruang penyimpanan. Umur simpan berdasarkan model pendekatan kadar air kritis dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Labuza. Umur simpan yang dihitung adalah umur simpan flakes pada RH penyimpanan 70% dan 90%. Persamaan Labuza (1982) yang digunakan untuk menentukan umur simpan tersebut adalah: Keterangan: t = waktu untuk mencapai kadar air kritis atau umur simpan (hari) Me = kadar air kesetimbangan produk (g H 2 O/g solid) Mi = kadar air awal produk (g H 2 O/g solid) Mc = kadar air kritis produk (g H 2 O/g solid) k/x = konstanta permeabilitas uap air kemasan (g/m 2.hari.mmHg) A = luas permukaan kemasan (m 2 ) Ws = bobot padatan per kemasan (g) Po = tekanan uap air pada ruang penyimpanan (mmhg) b = kemiringan kurva sorpsi isotermis Prinsip utama dari model pendekatan kadar air kritis adalah menentukan kadar air kesetimbangan (Me) flakes yang disimpan pada berbagai RH. Hubungan data kadar air kesetimbangan flakes dengan RH tempat penyimpanan flakes akan dihasilkan kurva sorpsi isotermis produk flakes. Kurva sorpsi isotermis digunakan untuk mengetahui pola penyerapan uap air flakes dari lingkungan, sehingga umur simpan flakes dapat ditentukan. Diagram alir perhitungan umur simpan flakes dapat dilihat pada Gambar 3.

24 8 Flakes dengan fortifikasi konsentrat protein ikan dan Spirulina platensis Penentuan parameter utama kerusakan produk Penyimpanan produk pada suhu ruang pada rentang waktu 20 menit selama 180 menit Pengujian organoleptik, kadar air dan tekstur Penyimpanan di desikator modifikasi dengan modifikasi RH Pengujian kadar air ketika kondisi setimbang Kadar air kritis dan tekstur kritis Kadar air kesetimbangan Pembuatan kurva sorpsi isotermis Penentuan model sorpsi isotermis dan nilai MRD Penentuan permeabilitas, luas dan bobot padatan per kemasan, slope dan tekanan uap air jenuh Perlakuan jenis kemasan: Retort pouch (PET 12/aluvo 7/LLDPE 40) PP HDPE Perhitungan umur simpan flakes Kemasan terbaik dan umur simpan flakes Gambar 3 Diagram alir perhitungan umur simpan flakes Prosedur Penentuan Variabel Pendugaan Umur Simpan Penentuan Kadar Air Kritis (Mc) (modifikasi Arpah 2007) Penentuan kadar air kritis diawali dengan menyimpan produk fish flakes tanpa kemasan pada suhu ruang atau kamar (30 ± 1 C) selama 180 menit atau 3 jam. Setiap 20 menit dilakukan pengambilan sampel untuk pengujian

25 9 organoleptik dan pengujian kadar air dengan metode AOAC (2005). Pengujian organoleptik dilakukan oleh 30 panelis tidak terlatih dengan pengujian rating pada parameter tekstur (kerenyahan). Uji rating yang dilakukan menggunakan skala 1 (amat sangat tidak renyah) sampai dengan 9 (amat sangat renyah). Kuisioner pengujian organoleptik dapat dilihat pada Lampiran 2. Data kadar air dan nilai kerenyahan masing-masing sampel diplotkan dengan hasil uji organoleptik masing-masing sampel pada setiap perlakuan penyimpanan, sehingga diperoleh grafik yang menunjukkan hubungan antara nilai uji organoleptik dengan nilai kadar air dan hubungan antara nilai uji organoleptik dengan nilai kerenyahan. Hubungan tersebut dinyatakan dalam persamaan regresi linier. Kadar air kritis dapat diperoleh dari persamaan regresi linier yang menghubungkan nilai uji organoleptik dengan nilai kadar air, kadar air kritis ditentukan pada saat nilai uji organoleptik bernilai 3, yaitu pada skala tidak renyah. Selain itu, nilai kerenyahan pada saat kadar air kritis tercapai juga ditentukan dari persamaan regresi yang menghubungkan nilai uji organoleptik dengan nilai kerenyahan yaitu pada saat nilai uji organoleptik bernilai 3. Penentuan Kadar Air Kesetimbangan (Me) Penentuan kadar air kesetimbangan diawali dengan melarutkan garam tertentu hingga jenuh atau tidak larut kembali. Garam yang digunakan adalah NaOH, NaCl, BaCl 2, NaNO 2, K 2 CO 3, K 2 SO 4, KI, NaBr, KNO 3, MgCl 2 dan KCl. Sebanyak 100 ml larutan garam jenuh dimasukkan kedalam desikator yang dimodifikasi untuk mengatur RH ruangan (desikator modifikasi). Sekitar 2-5 g sampel fish flakes diletakkan pada cawan porselin yang telah diketahui beratnya. Cawan berisi sampel tersebut diletakkan di dalam desikator yang telah berisi larutan garam jenuh. Desikator kemudian disimpan pada suhu ruang (30 ± 1 C) dan sampel ditimbang secara periodik setiap 24 jam hingga mencapai bobot yang konstan yang berarti kadar air kesetimbangan telah tercapai (Arpah 2007). Beberapa larutan garam jenuh yang biasanya digunakan disajikan pada Tabel 1. Tabel 1 Beberapa larutan garam jenuh dan nilai RH pada suhu 30 C No Larutan Garam Jenuh RH 1 Natrium Hidroksida (NaOH) 6,9 2 Magnesium Klorida (MgCl 2 ) 32,4 3 Potassium Karbonat (K 2 CO 3 ) 43,0 4 Natrium Bromida (NaBr) 57,5 5 Natrium Nitrit (NaNO 2 ) 64,0 6 Potassium Iodida (KI) 69,0 7 Natrium Klorida (NaCl) 75,5 8 Potassium Klorida (KCl) 84,0 9 Barium Klorida (BaCl 2 ) 90,3 10 Potassium Nitrat (KNO 3 ) 93,0 11 Potassium Sulfat (K 2 SO 4 ) 97,0 Sumber: Julianti et al. (2005) Bobot yang konstan ditandai dengan selisih bobot antara tiga kali penimbangan tidak lebih dari 2 mg/g untuk sampel yang disimpan pada RH di bawah 90% dan tidak lebih dari 10 mg/g untuk sampel yang disimpan pada RH di

26 10 atas 90% (Lievonen dan Ross 2002). Sampel yang telah mencapai bobot konstan kemudian diukur kadar airnya berdasarkan metode AOAC (2005). Penentuan Kurva Sorpsi Isotermis (Labuza 1982) Penentuan kurva sorpsi isotermis dibuat dengan cara memplotkan nilai kadar air kesetimbangan hasil percobaan dengan nilai kelembaban relatif (RH) atau aktivitas air (a w ). Labuza dan Bilge (2007) menyatakan bahwa aktivitas air suatu bahan pangan dapat dihitung dengan membandingkan tekanan uap air bahan (P) dengan tekanan uap air murni (Po) pada kondisi sama atau dengan membagi ERH lingkungan dengan nilai 100. Rumus a w tersebut sebagai berikut: a w = Keterangan: a w = aktivitas air P = tekanan uap air bahan (mmhg) Po = tekanan uap air murni pada suhu yang sama (mmhg) ERH = kelembaban relatif seimbang Penentuan Model Persamaan Sorpsi Isotermis (Arpah 2007) Penentuan model persamaan ini dilakukan untuk memperoleh kemulusan kurva yang terbaik. Persamaan yang dipilih adalah persamaan yang dapat diaplikasikan pada bahan pangan dengan kisaran RH 0-95% sehingga dapat mewakili ketiga daerah pada kurva sorpsi isotermis. Ada beberapa model matematika yang umumnya digunakan untuk menentukan kurva sorpsi isotermis bahan pangan dan digunakan dalam penelitian ini, yaitu model Hasley, Caurie, Handerson, Chen Clayton, dan Oswin. Model Caurie berlaku untuk kebanyakan bahan pangan pada selang a w 0,0-0,85. Model persamaan Henderson menggambarkan hubungan antara kadar air kesetimbangan bahan pangan dengan kelembaban relatif ruang simpan. Persamaan ini berlaku untuk bahan pangan pada semua aktivitas air dan merupakan dalah satu persamaan yang paling banyak digunakan pada bahan kering. Model persamaan Chen Clayton berlaku untuk bahan pangan pada semua aktivitas air. Model persamaan Oswin berlaku untuk bahan pangan pada RH 0-85%. Model Hasley dapat digunakan untuk bahan makanan dengan kelembaban relatif 10-81% (Chirife dan Iglesias 1978 diacu dalam Arpah 2007). Persamaan dari model-model tersebut adalah: Model persamaan Hasley : a w = exp[-p1/(me)p2] Model persamaan Caurie : ln Me = ln P1-P2*a w Model persamaan Handerson : 1-a w = exp(-kmen) Model persamaan Oswin : Me = P1[aw/(1-a w )] P2 Model persamaan Chen Clayton : a w = exp[-p1/exp(p2*me)] Keterangan: Me = kadar air kesetimbangan a w = aktivitas air K dan n = konstanta P1 dan P2 = konstanta

27 11 Evaluasi Model (Cassini et al. 2006) Evaluasi model dilakukan untuk mengetahui ketepatan dari beberapa model persamaan sorpsi isotermis yang terpilih untuk menggambarkan keseluruhan kurva sorpsi isotermis hasil percobaan. Evaluasi model dilakukan dengan menghitung nilai Mean Relative Deviation (MRD) dari masing-masing model. Rumus MRD adalah sebagai berikut: Keterangan : Mi = kadar air percobaan Mpi = kadar air hasil perhitungan n = jumlah data Model sorpsi isotermis dengan nilai MRD < 5 maka model sorpsi isotermis tersebut dapat menggambarkan keadaan sebenarnya atau sangat tepat. Model r rm d ga 5 ma a m d r u aga a menggambarkan keadaan yang sebenarnya. Model isotermis dengan MRD > 10 maka model tersebut tidak tepat menggambarkan kondisi sebenarnya. Penentuan Permeabilitas Uap Air Kemasan (American Society for Testing Material E ) Penentuan permeabilitas uap air kemasan dilakukan dengan menggunakan cawan moisture previous cup. Prosedur dimulai ketika dilakukan pembersihan pada cawan. Kemudian dilakukan pemasukan silika gel ke dalam cawan secara merata sampai tingginya kurang lebih 0,25 inchi atau 6 mm. Pemotongan kemasan dilakukan mengikuti bentuk dari cawan. Kemasan diletakkan di atas permukaan cawan dan direkatkan bagian sisinya dengan menggunakan parafin agar tidak ada celah udara yang masuk ke dalam cawan. Kemudian cawan ditimbang perubahan bobotnya selama 5 hari. Setelah 5 hari dilakukan perhitungan nilai laju transmisi uap air (WVTR). Laju transmisi uap air dihitung dengan persamaan sebagai berikut: Keterangan: WVTR = Laju transmisi uap air (g/m 2 /hari) G = Perubahan bobot cawan (g) t = Waktu pengukuran (hari) A = Luas cawan (m 2 ) Nilai permeabilitas uap air kemasan (k/x) ditentukan dengan membagi nilai WVTR dengan hasil kali Po dan RH. Penentuan Bobot Padatan per Kemasan dan Luas Permukaan Kemasan Bobot produk awal (Wo) dalam suatu kemasan ditimbang dan dikoreksi kadar air awalnya (Mo) yang merupakan berat padatan per kemasan (Ws). Luas kemasan (A) yang digunakan dihitung dengan mengalikan panjang dengan lebar kemasan dalam satuan m 2.

28 12 Keterangan: A = Luas kemasan (m 2 ) P = Panjang kemasan (m) L = Lebar kemasan (m) A = P (panjang) x L (lebar) Penentuan Nilai Kemiringan (b) Kurva Sorpsi Isotermis (Labuza 1982) Nilai kemiringan (b) kurva sorpsi isotermis ditentukan pada daerah linier (Arpah 2007). Menurut Labuza (1982), daerah linier untuk menentukan kemiringan kurva sorpsi isotermis diambil antara daerah kadar air awal dan kadar air kritis. Titik-titik hubungan antara aktivitas air dan kadar air kesetimbangan memiliki persamaan linier y = a + bx. Nilai b persamaan tersebut merupakan slope kurva sorpsi isotermis. Nilai b ditentukan dari model persamaan terpilih (kemiringan kurva sorpsi isotermis yang diasumsikan linier antara Mi dan Mc untuk dimasukkan dalam rumus umur simpan Labuza. Penentuan nilai kemiringan (b) dilakukan untuk melihat pengaruhnya terhadap umur simpan produk melalui persamaan Labuza. Prosedur Analisis Analisis Kadar Air (AOAC 2005) Analisis kadar air diawali dengan pengeringkan cawan porselen dalam oven pada suhu 105 o C selama 1 jam. Cawan tersebut diletakkan ke dalam desikator (kurang lebih 15 menit) dan dibiarkan sampai dingin kemudian ditimbang. Sebanyak 5 g contoh dimasukkan ke dalam cawan, kemudian dikeringkan dengan oven pada suhu 105 o C selama 5-8 jam atau hingga beratnya konstan. Selanjutnya, cawan tersebut diletakkan pada desikator ± 30 menit dan dibiarkan sampai dingin dan selanjutnya ditimbang kembali. Presentasi kadar air (berat basah) dapat dihitung dengan rumus: adar a r Keterangan : A = Berat cawan kosong (g) B = Berat cawan yang diisi dengan sampel (g) C = Berat cawan dengan sampel yang sudah dikeringkan (g) Analisis Kadar Abu (AOAC 2005) Tahap awal analisis kadar abu yaitu cawan pengabuan terlebih dulu dikeringkan di dalam oven selama 1 jam pada suhu 105 o C, kemudian didinginkan di dalam desikator dan ditimbang hingga didapatkan berat yang konstan. Sebanyak 5 g sampel dimasukkan ke dalam cawan pengabuan dan dipijarkan di atas nyala api bunsen hingga tidak berasap lagi. Setelah itu dimasukkan ke dalam tanur pengabuan dengan suhu 600 o C sampai pengabuan sempurna, kemudian ditimbang hingga didapatkan berat yang konstan. Kadar abu dapat dihitung dengan rumus: adar a u

29 13 Keterangan : A = Berat cawan porselen kosong (g) B = Berat cawan dengan sampel (g) C = Berat cawan dengan sampel setelah dikeringkan (g) Analisis Kadar Lemak (AOAC 2005) Sebanyak 5 g sampel (W 1 ) dimasukkan ke dalam kertas saring, kemudian sampel yang telah dibungkus dimasukkan ke dalam labu lemak yang sudah ditimbang berat tetapnya (W 2 ) dan disambungkan dengan tabung soxhlet. Selongsong lemak dimasukkan ke dalam ruang ekstraktor tabung soxhlet dan disiram dengan pelarut lemak. Tabung ekstraksi dipasang pada alat destilasi soxhlet, lalu dipanaskan pada suhu 40 ºC dengan menggunakan pemanas listrik selama 16 jam. Pelarut lemak yang ada dalam labu lemak didestilasi hingga semua pelarut lemak menguap. Pada saat destilasi pelarut akan tertampung di ruang ekstraktor, pelarut dikeluarkan sehingga tidak kembali ke dalam labu lemak, selanjutnya labu lemak dikeringkan dalam oven pada suhu 105 o C, setelah itu labu didinginkan dalam desikator sampai beratnya konstan (W 3 ). Kadar lemak dapat dihitung dengan rumus: ma Keterangan : W 1 = Berat sampel (g) W 2 = Berat labu lemak kosong (g) W 3 = Berat labu lemak dengan lemak (g) Analisis Kadar Protein (AOAC 2005) Analisis protein terdiri dari tiga tahap, yaitu destruksi, destilasi, dan titrasi. Tahap destruksi diawali dengan penimbangan sampel sebanyak 0,25 g, kemudian dimasukkan ke dalam labu Kjeldahl 100 ml, lalu ditambahkan 0,25 g selenium dan 3 ml H 2 SO 4 pekat. Sampel didestruksi pada suhu 410 o C sampai larutan jernih lalu didinginkan. Tahap selanjutnya yaitu destilasi, larutan yang telah jernih ditambahkan 50 ml akuades dan 20 ml NaOH 40% kemudian dilakukan proses destilasi. Hasil destilasi ditampung dalam labu erlenmeyer 125 ml yang berisi campuran 25 ml asam borat (H 3 BO 3 ) 2% yang mengandung indikator bromcresol green 0,1 % dan methyl red 0,1 % dengan perbandingan 2 : 1 dan hasil destilat berwarna hijau kebiruan. Tahap terakhir yaitu titrasi dilakukan dengan menggunakan HCl sampai warna larutan pada erlenmeyer berubah warna menjadi merah muda. Volume titran dibaca dan dicatat. Larutan blanko dianalisis seperti contoh. Kadar protein dapat dihitung dengan menggunakan rumus: r g (m m a ) mg am r 5 Analisis Kadar Karbohidrat (AOAC 2005) Analisis karbohidrat dilakukan secara by difference, yaitu hasil pengurangan dari 100% dengan kadar air, kadar abu, kadar lemak, dan kadar protein, sehingga

30 14 kadar karbohidrat sangat berpengaruh terhadap zat gizi lainnya. Analisis karbohidrat dapat dihitung dengan menggunakan rumus : adar ar dra adar a r adar a u adar ma adar r Uji Aktivitas Antioksidan (Salazar-Aranda et al. 2011) Pengujian aktivitas antioksidan menggunakan DPPH diawali dengan melarutkan sampel dengan menggunakan etanol sebanyak 1 mg/ml dengan konsentrasi yang berbeda-beda (10, 20, 40, 60, 80 dan 100 µg/ml). Sampel hasil ekstraksi sebanyak 500 µl dan DPPH sebanyak 500 µl (125 µm dalam etanol) kemudian dikocok dan diamkan pada suhu kamar selama 30 menit dalam keadaan gelap. Absorbansi kemudian diukur pada panjang gelombang 517 nm. Aktivitas antioksidan dengan menggunakan DPPH dapat dihitung dengan menggunakan rumus : a r a a a r a am a r a a Analisis tekstur kerenyahan (Faridah et al. 2006) Tekstur flakes diukur pada setiap perlakuan penyimpanan dengan menggunakan alat Texture Analyzer TA-XT2i. Sampel ditekan oleh probe silinder yang terdapat pada alat tersebut dengan ukuran yang disesuaikan dengan produk. Ukuran probe silinder yang digunakan adalah 5 mm. Setiap tekanan yang diberikan akan menghasilkan sebuah kurva yang menunjukkan profil tekstur dari produk tersebut. Puncak (peak) pertama yang terbentuk pada kertas grafik merupakan nilai keliatan (toughness) dari tekstur produk yang diuji. Nilai keliatan tersebut dinyatakan dalam satuan gram force (gf). Semakin kecil nilai keliatan (gram force) yang dihasilkan maka semakin tinggi tingkat kerenyahannya, dan sebaliknya semakin tinggi nilai keliatan (gram force) yang dihasilkan maka semakin rendah tingkat kerenyahannya. Analisis data umur simpan Data lama penyimpanan dengan kadar air dan aktivitas air dianalisis dengan menggunakan analisis regresi linier sederhana (satu peubah bebas). Peubah bebas adalah peubah yang nilainya tidak tergantung pada peubah lain. Lama penyimpanan merupakan peubah bebas, sedangkan kadar air dan aktivitas air merupakan peubah terikat. Persamaan regresi linier yang digunakan adalah: Keterangan: y = Nilai peubah terikat a = Konstanta b = Kemiringan kurva x = Nilai peubah bebas y = a + bx Nilai kadar air kritis dapat ditentukan dari persamaan regresi linier yang menghubungkan aktivitas air dengan nilai kadar air. Nilai kadar air kritis dan nilai aktivitas air pada saat kadar air kritis tercapai ditentukan ketika skor organoleptik dari produk sudah mencapai angka di bawah 3.

31 15 HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Konsentrat Protein Ikan Konsentrat protein ikan (KPI) yang ditambahkan pada produk flakes ditujukan untuk penambahan nilai gizi pada flakes. Parameter konsentrat protein ikan yang dianalisis yaitu kadar air, kadar protein, dan kadar lemak. Hasil analisis karakteristik KPI dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Karakteristik konsentrat protein ikan (KPI) Parameter Nilai Kadar air (%) 7,27 ± 0,06 Kadar protein (%) 79,10 ± 1,06 Kadar lemak (%) 0,31 ± 0,14 Karakteristik KPI meliputi nilai persentase kadar air yaitu 7,27%, kadar protein 79,10%, dan kadar lemak 0,31%. Kadar protein dan kadar lemak KPI yang diperoleh menunjukkan bahwa KPI masuk pada kategori A (kadar protein minimal 67,5% dan kadar lemak maksimal 0,75%). Proses ekstraksi yang menggunakan etanol menyebabkan lemak terpecah karena tingkat polaritas etanol yang tinggi. Proses ini menyebabkan adanya interaksi hidrofobik antara molekul nonpolar etanol sehingga lemak yang bersifat nonpolar akan ikut larut dalam ethanol (Winarni 2007). Karakteristik Awal Flakes Produk flakes yang diperkaya KPI dan Spirulina platensis dilakukan analisis untuk mengetahui karakteristik awalnya. Analisis yang dilakukan yaitu analisis proksimat (kadar air, abu, protein, lemak dan karbohidrat) dan aktivitas antioksidan. Hasil analisis karakteristik awal flakes dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3 Karakteristik awal flakes Parameter Nilai Kadar air (%) 1,59 ± 0,40 Kadar protein (%) 14,03 ± 0,13 Kadar lemak (%) 2,38 ± 0,23 Kadar abu (%) 6,44 ± 0,08 Kadar karbohidrat (%) 76,48 ± 0,70 Aktivitas antioksidan (IC 50 ) (ppm) 206,86 Karakteristik flakes meliputi nilai persentase kadar air yaitu 1,59%, kadar protein 14,03%, kadar lemak 2,38%, kadar abu 6,44%, kadar karbohidrat 76,48% dan aktivitas antioksidan 206,86 ppm. Kadar air memiliki nilai yang rendah. Hal ini dikarenakan proses pemanggangan yang menyebabkan kandungan air pada bahan menguap. Penambahan KPI dan Spirulina platensis juga berpengaruh pada rendahnya kadar air flakes. Hal ini disebabkan karena adanya interaksi antara

32 16 protein dengan pati. Kadar protein pada flakes disebabkan oleh penambahan KPI pada flakes. Pratama et al. (2014) pada penelitiannya mengenai penambahan tepung tulang ikan jangilus (Istiophorus sp.) pada produk biskuit menunjukkan bahwa tingginya atau rendahnya nilai protein yang terukur dapat dipengaruhi oleh besarnya kandungan air yang hilang (dehidrasi) dari bahan. Nilai protein akan semakin tinggi jika jumlah air yang hilang semakin tinggi. Kadar lemak pada flakes disebabkan penambahan KPI dan Spirulina platensis. Kadar abu dari flakes yang tinggi dikarenakan adanya tambahan mineral dari penambahan KPI dan Spirulina platensis. Simsek et al. (2009) menyatakan bahwa Spirulina platensis kaya akan beberapa mineral seperti selenium, magnesium, mangan, dan vitamin termasuk alpha tochopherol, alpha lopoic acid, dan riboflavin. Aktivitas antioksidan (IC 50 ) yang dimiliki flakes tergolong rendah. Molyneux (2004) dalam penelitiannya mengenai penggunaan diphenylpicryl-hydrazyl (DPPH) untuk mengukur aktivitas antioksidan menyatakan bahwa aktivitas antioksidan dikatakan rendah apabila memiliki nilai IC 50 kurang dari 50 ppm dan dikatakan tinggi apabila memiliki nilai IC 50 lebih dari 200 ppm. Parameter Utama Kerusakan Flakes Parameter utama kerusakan produk ditentukan untuk mengetahui parameter kerusakan yang pertama kali muncul ketika produk disimpan. Parameter utama kerusakan produk flakes ditentukan dengan metode kuisioner pada 30 panelis secara acak. Gambar 4 menyajikan parameter utama kerusakan produk flakes. Persentase (%) ,67 0 3,33 Kenampakan Tekstur Aroma Rasa Parameter Gambar 4 Diagram batang persentase parameter utama kerusakan produk flakes Persentase tertinggi yang dipilih oleh konsumen yaitu parameter tekstur dengan nilai 80%. Nilai persentase konsumen yang memilih parameter aroma sebagai parameter utama kerusakan flakes yaitu 16,67% dan 3,33% memilih parameter rasa sebagai parameter utama kerusakan flakes. Konsumen sama sekali tidak memilih kenampakan sebagai parameter utama kerusakan flakes. Hasil kuisioner dapat dilihat pada Lampiran 3. Hasil kuisioner mengindikasikan bahwa tekstur menjadi parameter kritis terhadap kerusakan mutu flakes. Herawati (2008) menyatakan bahwa titik kritis ditentukan berdasarkan faktor utama yang sangat sensitif serta dapat menimbulkan terjadinya perubahan mutu produk pangan selama distribusi hingga konsumsi. Titik kritis akan menunjukkan parameter yang mengalami perubahan mutu pertama kali. Pada

33 17 produk flakes yang merupakan produk kering, tekstur mengalami perubahan mutu yang pertama kali ketika flakes selesai diproduksi. Perubahan mutu dari tekstur ini diakibatkan oleh kondisi lingkungan yaitu kelembaban udara yang menyebabkan produk kehilangan kerenyahannya. Roman-Guttierez et al. (2002) menyatakan bahwa proses penyerapan uap air yang disebut adsorpsi ini mengakibatkan masuknya komponen air ke dalam bahan sehingga menyebabkan peningkatan kadar air pada bahan. Karakteristik Produk Flakes Kadar Air Kritis (Mc) Informasi mengenai kadar air kritis dari produk kering sangat diperlukan dalam penentuan umur simpan dengan pendekatan kurva sorpsi isotermis. Hasil kuisioner konsumen menyatakan bahwa tekstur (kerenyahan) merupakan parameter utama dari perubahan mutu flakes. Kerenyahan dinyatakan sebagai parameter kritis kerusakan flakes. Perubahan tekstur menjadi melempem (sogginess) disebabkan oleh penyerapan uap air pada produk. Kondisi ini menyebabkan produk tidak lagi diterima oleh konsumen. Penyerapan uap air ini mengakibatkan kadar air dari produk meningkat. Kadar air saat kerenyahan produk sudah tidak dapat lagi diterima oleh konsumen diasumsikan sebagai kadar air kritis. Kadar air kritis ditentukan berdasarkan persamaan linier yang diperoleh dari kurva hubungan antara nilai logaritmik kadar air dengan skor organoleptik panelis. Skor 3 ditetapkan sebagai batas penolakan konsumen terhadap produk pangan kering misal flakes pada skala 9 (Lawless dan Heyman 2010). Skor 3 menunjukkan keterangan tidak renyah pada score sheet organoleptik. Hasil organoleptik dapat dilihat pada Lampiran 4. Grafik hubungan skor organoleptik dengan lama penyimpanan ditunjukkan pada Gambar 5. Skor organoleptik ,6 6,6 6,13 5,8 Gambar 5 Grafik hubungan skor organoleptik flakes yang disimpan pada suhu ruang dengan lama penyimpanan Penurunan nilai organoleptik terjadi seiring dengan lamanya waktu penyimpanan. Skor organoleptik sudah mencapai skor penolakan produk pada waktu penyimpanan 180 menit yaitu 2,97. Penurunan skor organoleptik ini disebabkan adanya migrasi uap air dari lingkungan ke dalam produk akibat 5,27 4,53 4,07 3,77 3,23 2, Lama penyimpanan (menit)

34 18 perbedaan tekanan dalam dan luar kemasan. Proses ini dinamakan adsorpsi (Brooker et al. 1992). Gambar 6 menunjukkan hubungan linier antara nilai logaritmik kadar air dengan skor organoleptik. Persamaan linier yang diperoleh adalah y = -0,1039x 0,9862 dengan nilai R 2 = 0,96. Kadar air kritis diperoleh dengan memplotkan x = 3 pada persamaan. Hasil persamaan kemudian dikonversi ke bentuk antilogaritma untuk mendapatkan nilai kadar air kritis. Kadar air kritis yang diperoleh dari persamaan yaitu 0,0504 g H 2 O/g solid. Log kadar air (g H 2 O/g padatan) Nilai organoleptik 0-1-0, ,4-0,6-0,8-1 -1,2-1,4-1,6-1,8 y = -0,1039x - 0,9862 R² = 0,96 Gambar 6 Kurva penentuan kadar air kritis berdasarkan nilai organoleptik Tekstur Kritis Pengukuran tekstur pada tingkat kerenyahan dilakukan dengan menggunakan Texture analyzer. Hubungan nilai kerenyahan pada flakes dengan kadar air ditentukan untuk melihat pengaruh lama penyimpanan terhadap kadar air dan nilai kerenyahan (Gambar 7). 300 Time (s) Skor Kerenyahan (gf) y = -0,1381x + 270,07 R² = 0, Waktu Penyimpanan (menit) Gambar 7 Kurva hubungan antara nilai kerenyahan dan lama penyimpanan Persamaan linier yang diperoleh y = -0,1381x + 270,07 dengan nilai R 2 = 0,9794. Nilai R 2 menunjukkan nilai ketepatan grafik dengan kondisi sebenarnya di alam. Hal ini menunjukkan bahwa ketepatan penurunan nilai kerenyahan dengan kondisi sebenarnya di alam yaitu 97,94%. Grafik yang diperoleh dari alat Texture Analyzer TA-XT2i dapat dilihat pada Gambar 8.

35 19 a b c Time (s) Time (s) Time (s) d e f Time (s) Time (s) Time (s) g h i Time (s) Time (s) Time (s) j Time (s) Gambar 8 Grafik nilai kerenyahan hasil pengukuran alat TA-XT2i; (a) 0 menit; (b) 20 menit; (c) 40 menit; (d) 60 menit; (e) 80 menit; (f) 100 menit; (g) 120 menit; (h); 140 menit; (i) 160 menit; (j) 180 menit. Nilai kerenyahan menurun seiring dengan lamanya penyimpanan. Nilai kerenyahan pada grafik ditunjukkan oleh puncak pertama yang muncul dari grafik tersebut. Penurunan ini disebabkan oleh penyerapan uap air oleh produk flakes. Hal ini sesuai dengan pernyataan Kusnandar et al. (2010) dalam penelitiannya mengenai pendugaan umur simpan biskuit dengan metode akselerasi bahwa nilai kerenyahan produk kering seperti biskuit akan menurun seiring lamanya penyimpanan akibat penyerapan uap air oleh produk. Chen dan Stokes (2012) menyatakan kerenyahan produk dipengaruhi oleh kadar air, kadar lemak, protein dan kandungan karbohidrat struktural seperti selulosa dan pati yang terkandung pada produk. Chaunier et al. (2005) dalam penelitiannya mengenai kerenyahan

36 20 corn flakes menyatakan bahwa protein dapat meningkatkan kemampuan gelasi sehingga dapat membentuk fleksibilitas atau kemampuan protein untuk terdenaturasi dan membentuk jaringan dengan ikatan silang. Hubungan antara nilai kerenyahan dengan kadar air ditentukan dengan memplotkan nilai tersebut pada grafik. Kurva hubungan nilai kerenyahan dengan kadar air dapat dilihat pada Gambar 9. Kadar air (g H 2 O/g solid) 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 y = -0,0028x + 0,7782 R² = 0, Kerenyahan (gf) Gambar 9 Kurva hubungan nilai kerenyahan dengan kadar air Persamaan linier yang diperoleh dari Gambar 9 yaitu y = -0,0028x + 0,7782 dengan nilai R 2 = 0,9427. Hal ini menunjukkan bahwa grafik mendekati keadaan sebenarnya di alam sebesar 94,27%. Nilai kadar air akan menurun seiring dengan meningkatnya kekerasan. Heidenreich et al. (2004) dalam penelitiannya mengenai hubungan a w dengan kerenyahan dari keripik beras menyatakan bahwa nilai a w berpengaruh terhadap tekstur dari produk kering. Nilai a w produk yang semakin tinggi menyebabkan indeks kerenyahan semakin menurun dan mengakibatkan menurunnya penerimaan panelis terhadap produk. Kadar Air Kesetimbangan (Me) Kadar air kesetimbangan merupakan kadar air dari produk pangan yang berkesetimbangan pada suhu, kelembaban dan periode waktu tertentu (Fellows 1990). Kadar air kesetimbangan digunakan untuk menggambarkan kurva sorpsi isotermis sehingga dapat diketahui bertambahnya dan berkurangnya kadar air bahan pada kondisi suhu dan kelembaban tertentu. Kadar air kesetimbangan ditentukan dengan menyimpan produk flakes pada desikator modifikasi yang berisi larutan garam jenuh dengan RH tertentu pada suhu ruang. Produk disimpan pada kondisi RH yang ekstrim dan bervariasi dari kondisi RH umumnya saat penyimpanan. Desikator modifikasi yang digunakan dalam penelitian dapat dilihat pada Gambar 10.

37 21 Gambar 10 Pengkondisian kelembaban penyimpanan flakes Penggunaan nilai RH yang bervariasi bertujuan untuk menciptakan kurva sorpsi isotermis yang halus dan tepat merepresentasikan umur simpan produk. Interaksi molekul air antara produk dan lingkungan terjadi pada selang RH saat uap air akan berpindah dari lingkungan yang bertekanan tinggi ke produk yang bertekanan rendah sampai tercapai kondisi a w yang setimbang. Kesetimbangan terjadi setelah adanya proses adsorpsi dan desorpsi pada bahan. Tabel 4 Kadar air kesetimbangan flakes Jenis Garam RH Kesetimbangan (%) Kadar air kesetimbangan (g H 2 O/g solid) NaOH 6,90 0,0552 ± 0,0041 MgCl 2 32,40 0,1181 ± 0,0051 K 2 CO 3 43,00 0,0903 ± 0,0647 NaBr 57,50 0,1890 ± 0,0043 NaNO 2 64,00 0,2036 ± 0,0040 KI 69,00 0,2741 ± 0,0530 NaCl 75,50 0,2994 ± 0,0827 KCl 84,00 0,3691 ± 0,0192 BaCl 2 90,30 0,5843 ± 0,0601 KNO 3 93,00 0,4562 ± 0,0070 K 2 SO 4 97,00 0,5806 ± 0,0207 Kadar air produk yang disimpan pada RH yang bervariasi sampai keadaan setimbang disajikan pada Tabel 4. Kondisi setimbang dalam penyimpanan ditandai oleh kenaikan atau penurunan bobot sampel yang konstan. Selisih bobot sampel harus kurang dari 2 mg/g selama 3 kali penimbangan berturut-turut pada RH di bawah 90% dan kurang dari 10 mg/g selama 3 kali penimbangan berturut-