BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka 1. Buah Nenas Gambar 2.1 Penampilan Buah Nenas Kingdom : Plantae Superdivisio : Spermatophyta (tumbuhan berbiji) Divisio : Magnoliophyta (berbunga) Kelas : Liliopsida (monokotil) Ordo : Bromeliales Famili : Bromeliaceae (nenas-nenasan) Genus : Ananas Spesies : Ananas comosus (L.) Merr. (Soedarya, 2009) Nenas merupakan tanaman buah berupa semak yang memiliki nama ilmiah Ananas comosus (L.) Merr. Nenas termasuk ke dalam family Bromiliacea. Nenas merupakan sejenis tumbuhan tropis yang berasal dari Brasil, Bolivia, dan Paraguay. Berdasarkan habitus tanaman, terutama bentuk daun dan buah dikenal 4 jenis golongan nenas, yaitu : Cayene (daun halus, tidak berduri, buah besar), Queen (daun pendek berduri tajam, buah lonjong mirip kerucut), Spanyol/Spanish (daun panjang kecil, berduri halus sampai kasar, buah bulat dengan mata datar) dan Abacaxi (daun panjang berduri kasar, buah silindris atau seperti piramida). Varietas cultivar nenas yang banyak ditanam di Indonesia adalah 6

2 7 golongan Cayene dan Queen. Golongan Spanish dikembangkan di kepulauan India Barat, Puerte Rico, Mexico dan Malaysia. Golongan Abacaxi banyak ditanam di Brazilia. Dewasa ini ragam varietas/cultivar nenas yang dikategorikan unggul adalah nenas Bogor, Subang dan Palembang (Prihatman, 2000). Tanaman nenas dapat tumbuh dan beradaptasi baik di daerah tropis dengan ketinggian tempat 100 m 800 m dari permukaan laut. Nenas memerlukan tanah lempung berpasir sampai berpasir, cukup banyak mengandung bahan organik, drainase baik, dan sebaiknya ph di antara 4,5 6,5. Panen nenas umumnya dilakukan dengan cara memotong tangkai buah dan disisakan sepanjang 6 cm atau lebih untuk mencegah pembusukan lewat pangkal buah (Hadiati dan Indriyani, 2008). Nenas memiliki nilai gizi yang tinggi, kaya akan vitamin A, B, C, dan mineral (kalsium, fosfor, dan besi), dan mengandung senyawa yang berpotensi sebagai antioksidan (polifenol dan flavonoid). Nilai gizi 100 g buah nenas dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1 Nilai Gizi dalam 100 gram Nenas Kandungan Gizi Jumlah Air 84 g Karbohidrat 12 g Protein 1,2 g Serat 1,2 g Vitamin C 36,2 mg Vitamin A 3 µg RAE Tiamin 0,079 mg Riboflavin 0,031 g Niasin 0,489 mg Piridoksin 0,110 mg Asam folat 15 µg Sumber : Sanchez-Moreno et al. (2006) dalam Harnanik (2012) Buah nenas juga mengandung enzim bromelin dan serat yang baik untuk kesehatan. Nenas dilaporkan mengandung polifenol, flavonoid, dan kapasitas menangkap radikal bebas yang cukup baik, meski lebih rendah dibanding pisang mas dan jambu biji. Nenas juga berpotensi meningkatkan

3 8 kesehatan karena kemampuannya mengikat asam empedu. Keragaman kandungan air, serat, gula, asam, vitamin C, dan total padatan terlarut pada 52 klon tanaman nenas di Indonesia cukup tinggi. Dari segi aroma atau flavor, kultivar nenas berbeda dari segi kuantitasnya, namun dari segi kualitas tidak banyak berbeda (Harnanik, 2012).Sebuah nenas hanya 53% bagian saja yang dapat dikonsumsi, sedangkan sisanya dibuang sebagai limbah, sehingga limbah nenas semakin lama semakin menumpuk dan umumnya hanya dibuang sebagai sampah (Lathiifah, 2014). Nenas mengandung asam sitrat yang memberi rasa manis dan rasa asam pada buahnya. Buah nenas menaikkan kadar basa darah dan membantu meringankan penyakit edema dengan mengurangi air berlebih didalam tubuh. Buah nenas mempunyai kandungan asam aspartik. Asam aspartik berfungsi sebagai asam amino di dalam tubuh sehingga membantu proses metabolisme tubuh. Buah muda rasanya asam yang memacu enzim pencernaan (Anonymous, 2008). 2. Dehidrasi Osmosis Dehidrasi osmosis merupakan teknik pengurangan sebagian kadar air jaringan tanaman melalui pencelupan pada larutan hipertonik, misalnya larutan gula atau larutan garam. Konsentrasi gula pada produk dapat menurunkan water activity (aw) sehingga produk menjadi lebih tahan lama (Harnanik, 2012). Sedangkan menurut Wirawan (2013),osmosis adalah teknik pemindahan air berdasar gradien potensial kimia melalui membran semipermiabel. Buah memiliki struktur permukaan yang berpori yang dapat berfungsi sebagai membran semipermiabel. Dengan merendam potongan buah dalam larutan osmosis yang pekat (misalnya gula, garam, gliserol dan lain-lain), kadar air dapat dikurangi sampai 50% dari kadarnya mula-mula, sehingga metode ini disebut partial dehydration. Dehidrasi osmotik secara luas digunakan untuk menghilangkan sebagian air dari jaringan dengan proses pencelupan atau perendaman

4 9 dalam larutan hipertonik. Difusi air disertai dengan difusi zat terlarut dari larutan osmotik ke dalam jaringan. Tingkat difusi air dari bahan terdiri dari jaringan tersebut dan faktor lain seperti suhu dan konsentrasi larutan osmotik, rasio bahan dengan larutan osmotik, dan tingkat pengadukan larutan osmotik ((Kumar dan Devi, 2011). Menurut (Sudjadi, 2007), osmosis merupakan proses perpindahan molekul-molekul pelarut (air) dari konsentrasi pelarut tinggi ke konsentrasi pelarut yang lebih rendah melalui membran diferensial parmeabel. Osmosis dikenal juga sebagai difusi dengan kategori khusus. Adapun yang dimaksud air dalam proses osmosis tersebut adalah air dalam keadaan bebas yang tidak terikat dengan jenis molekul molekul seperti gula, protein, atau larutan yang lain. Oleh karena itu, konsentrasi terlarut dalam suatu larutan merupakan faktor utama yang menentukan kelangsungan osmosis. Dehidrasi osmotik adalah metode yang efisien pengeringan karena dilakukan pada suhu kamar dan tekanan sehingga menghemat energi dan biaya. Tingginya tingkat zat terlarut dalam produk osmotik diperlakukan untuk menurunkan aktivitas air. Aktivitas air yang rendah dapat mengurangi reaksi kimia dan pertumbuhan mikroorganisme toksin dalam makanan menjadi rendah (Nishadh dan Mathai, 2014). Menurut Burubai, 2015, dehidrasi osmosis memiliki beberapa manfaat yang meliputi pengurangan kerusakan penas ke rasa, warna, penurunan biaya energi, peningkatan self-life, retensi aroma dll dehidrasi osmotik, produk makanan direndam dalam larutan osmotik seperti garam, alkohol, gula. Membran semipermiabel adalah suatu membran yang dapat dilewati oleh cairan seperti air, tapi tidak dapat dilewati oleh cairan lain dari arah yang berlawanan. Mengingat sifat membran semipermiabel yang selektif, maka zat terlarut (solut) diasumsikan tidak dapat mendifusi melalui membran ke arah sebaliknya. Sebenarnya terjadi perpindahan massa dua arah, namun yang paling dominan adalah perpindahan massa air ke

5 10 larutan yang konsentrasinya lebih tinggi (Ponting dkk., 1996 dalam Wirawan, 2013). Dehidrasi buah-buahan dan sayuran adalah salah satu teknik pengawetan makanan yang dikenal oleh masyarakat. Dehidrasi osmotik digunakan untuk pengurangan sebagian air dari bahan seperti buahbuahan dan sayuran dengan cara merendam dalam larutan osmotik yang bertekanan tinggi seperti gula dan garam. Dehidrasi osmosis adalah salah satu teknik pengawetan makanan dalam pengolahan makanan dehidrasi, karena menyajikan beberapa manfaat seperti mengurangi kerusakan penas untuk rasa, warna, menghambat pencoklatan enzim dan menurunkan biaya energi (Akbarian, dkk., 2014). Dehidrasi osmosis melibatkan perendaman bahan pangan (ikan, sayuran, buah-buahan dan daging) dalam larutan osmotik seperti garam, alkohol, solusi pati dan gula terkonsentrasi, yang digunakan pada batas tertentu untuk mendehidrasi bahan pangan tersebut. Berbagai jenis zat terlarut seperti fruktosa, sirup jagung, glukosa, natrium klorida dan sukrosa dapat digunakan sebagai zat osmotik untuk dehidrasi osmotik. Sakarida dengan massa molar rendah (sukrosa, glukosa dan fruktosa) memudahkan penyerapan gula karena difusi molekul yang tinggi. Dehidrasi osmotik telah terbukti menjadi metode yang berkualitas untuk mendapatkan buah-buahan dengan mutu yang baik melalui proses yang sederhana, karena baik produk alami maupun produk yang sudah didehidrasi, tidak terdapat banyak perbedaan secara sensoris (Khan, 2012). Efek spesifik dari larutan osmosis sangat penting ketika memilih larutan. Beberapa zat terlarut sendiri atau dalam kombinasi, telah digunakan dalam larutan hipertonik untuk dehidrasi osmosis. Larutan gula dan garam terbukti menjadi pilihan terbaik berdasarkan efektivitas, kemudahan dan rasa (Tortoe, 2010). Menurut Tortoe (2010), membandingkan berbagai campuran larutan osmosis sukrosa dan garam memberikan penurunan lebih besar dalam aktivitas air produk dibandingkan dengan larutan sukrosa murni,

6 11 meskipun transportasi air yang terjadi serupa. Hal ini disebabkan penyerapan garam yang luas. Penelitian lebih lanjut pada analisis distribusi osmosis untuk dehidrasi yang terjadi di larutan sukrosa dan garam. Analisa menunjukan bahwa sukrosa terakumulasi dalam lapisan sub-permukaan tipis sehingga terjadi pemadatan di jaringan permukaan (penghalang transportasi massal tambahan), garam diketahui dapat menembus jaringan osmosis jauh lebih mendalam. Kehadiran garam dalam larutan osmosis dapat menghambat pembentukan lapisan permukaan padat, memungkinkan kehilangan air yang lebih tinggi dan keuntungan yang solid. Selain itu, dehidrasi osmosis merupakan teknik pengurangan kadar air dengan dengan cara perendaman pada larutan berkonsentrasi tinggi. Dehidrasi osmosis biasanya digunakan sebagai perlakuan awal sebelum dilakukan pengeringan secara konvensional. Pengeringan konvensional yang dikombinasikan dengan teknik dehidrasi osmosis akan menghasilkan produk yang lebih baik. Beberapa keuntungan dari perlakuan teknik dehidrasi osmosis, yaitu meningkatkan kualitas produk makanan yang diawetkan, memberikan kisaran kadar air dan zat terlarut bahan yang diinginkan untuk pengolahan selanjutnya, meminimalisasi stress karena penas dan mengurangi input energi pada pengeringan konvensional (Magdalena, dkk., 2014). Menurut Oladejo, dkk. (2013), dehidrasi osmosis membantu mengurangi kadar air dari buah sampai ke tingkat tertentu, dan kadar air akhir yang terlalu tinggi tidak cukup untuk pengawetan makanan. Oleh karena itu, makanan yang tidak stabil ini memerlukan proses pengeringan pelengkap. Dehidrasi osmosis melibatkan perendaman bahan makanan dalam larutan osmotik sangat terkonsentrasi yang dikenakan gradien tekanan osmotik untuk menarik kelebihan air dari bahan sehingga mengurangi aktivitas air. Selama proses tersebut, penyerapan zat terlarut mengubah karakteristik organoleptik dan gizi dari bahan makanan dan kehilangan vitamin dan garam mineral dari produk makanan.

7 12 Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap proses dehidrasi osmosis adalah suhu, konsentrasi larutan, dan waktu perendaman. Faktor lain yang mempengaruhi dehidrasi osmosis antara lain jenis osmotic agent, ratio larutan osmosis, buah yang dikeringkan dan pengadukan (Ponting dkk., 1996 dalam Wirawan, 2013; Jaya dkk., 2012). Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan menyebutkan bahwa penurunan kadar air akan semakin tinggi saat menggunakan suhu perendaman yang tinggi dan konsentrasi yang tinggi (Dwinata, 2013; Jaya dkk, 2012). Nilai water loss juga semakin meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi yang digunakan (Sucahyo, dkk., 2013; Dwinata, 2013), selain itu Alam, dkk. (2013) juga menyatakan bahwa peningkatan konsentrasi larutan menyebabkan peningkatan nilai solid gain. Faktor lain yang juga berpengaruh adalah dimensi atau ukuran bahan. Dehidrasi osmosis dipertimbangkan sebagai salah satu solusi dalam mengatasi kekurangan proses pengeringan dengan alasan dapat mempercepat proses pengeringan, sehingga menghemat energi dan meminimalkan hilangnya flavor dan kerusakan jaringan (Kurniawan, 2007). Menurut Chavan (2012), dehidrasi osmosis telah menerima banyak perhatian yang lebih efektif untuk pengawetan buahbuahan dan sayuran. Metode ini memiliki keuntungan potensi untuk industri pengolahan untuk menjaga kualitas makanan dan mempertahankan keutuhan makanan dengan mempertahankan karakteristik buah awal seperti warna, aroma, tekstur dan gizi. Buah kaya akan vitamin, mineral, anti-oksidan, dan terutama serat. Buah akan terjaga nutrisinya, apabila diproduksi dengan cara dehidrasi osmosis menggunakan solusi sukrosa terkonsentrasi. Dehidrasi osmosis dari buah sebagai pretreatment telah dilaporkan dapat mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan kualitas produk dengan kandungan vitamin yang tinggi, rendahnya pertumbuhan mikroorganisme, dan memperpanjang umur simpan dari produk (Fasogbon et al., 2013).

8 13 B. Kerangka Berpikir Kerangka berpikir dalam penelitian ini seperti tercantum pada Gambar 2.1 Buah nenas digemari masyarakat Indonesia Ketersediaan buah nenas di Indonesia melimpah Buah nenas rentan mengalami kerusakan karena umur simpan yang terlalu pendek dan terjadi penurunan flavor Pengolahan buah nenas menjadi manisan basah/kering, selai, buah kaleng, dan keripik dapat meningkatkan nilai ekonomi Pengolahan buah nenas dengan pengeringan kurang maksimal, sehingga produk kurang digemari secara sensoris (warna pucat/kecoklatan dan flavor berubah) Dehidrasi osmosis adalah suatu proses mengurangi kadar air dalam bahan dengan larutan osmosis Kadar air berkurang dapat memperpanjang umur simpan dan mempertahankan sensoris Konsentrasi larutan osmosis merupakan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan proses dehidrasi osmosis Perlu adanya penelitian untuk mengkaji pengaruh variasi konsentrasi larutan gula dan laju pengadukan terhadap karakteristik fisik, kimia, dan sensori buah nenas (Ananas comosus (L.) Merr) Gambar 2.1 Kerangka Berpikir Penelitian

9 14 C. Hipotesis Hipotesis penelitian ini adalah dengan adanya variasi konsentrasi larutan gula dan laju pengadukan akan mempengaruhi karakteristik fisik, karakteristik kimia, seperti kadar air menurun, kadar vitamin C dan total asam dapat dipertahankan dan karakteristik organoleptik dari buah nenas kubik (Ananas comosus (L) Merr) yang dapat diterima oleh panelis.