BAB III METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB III METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret 2015 sampai Maret Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Rekayasa Proses Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta, Laboratorium Pusat Antar Universitas (PAU) Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, Laboratorium Pangan dan Gizi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta, Laboratorium Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor, dan Laboratorium Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) Sub Kimia Universitas Sebelas Maret. B. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah, 1. Bahan - Proses Pembuatan Tepung Komposit Bahan utama tepung komposit adalah ganyong (Canna edulis) yang diperoleh dari daerah Desa Glintang, Kecamatan Sambi, Kabupaten Boyolali. Bahan kara pedang (Canavalia ensiformis) diperoleh dari LSM (Lembaga Swadaya Masyarakat) Gita Pertiwi yang berlokasi di Kompleks Perum. Fajar Indah Surakarta. 32

2 - Analisis Karakteristik Fisik, Kimia, dan Fungsional Tabel 3.1 Daftar Bahan Penelitian No. Jenis Uji Bahan 1. Daya serap air (Elly, Air bersuhu 40 C 1990, dalam Lidiasari dkk., 2006) 2. Oil holding capacity Minyak nabati (kelapa sawit) (Sosulski et al., 1976) 3. Water Holding Aquades Capacity (Subagio dkk., 2003 a ) 4. Swelling Power Aquades (Leach et al., 1959) 5. Protein (AOAC, 2005) Aquades, larutan asam borat (H 3 BO 3 ), larutan H 2 SO 4, larutan NaOH, larutan HCl, reagen MRMB, dan K 2 SO 4 6. Lemak (AOAC, Benzena 2005) 7. Pati (Fardiaz et al., 1986) 8. Amilosa dan amilopektin (Fardiaz et al., 1986) 9. Pati resisten (Goni et al., 1996) 10. Serat pangan (Asp et al., 1983) 11. Antioksidan (Molyneux, 2004) 12. Fenol (Rusyidi dan Azrina, 2012) Larutan 9.2 N HClO 4, larutan 1 N NaOH, alkohol 80%, pereaksi Cu dan Nelson Larutan amilosa murni, etanol 95%, larutan NaOH 1 N, aquades, larutan iod, dan asam asetat 0.5 N Buffer KCl-HCl ph 1.5, larutan pepsin; buffer trismaleate ph 6.9, larutan α- amilase, aquades, larutan KOH 4 M, larutan HCl 2 M, buffer sodium asetat 0.4 M ph 7.5, enzim amiloglukosidase (E.C. 3213), larutan gula standar, dan reagen GOD-POD DiaSys 0,1M buffer fosfat ph 6, aquades, enzim α-amilase heat stable Sigma, enzim pepsin Merck, enzim pankreatin BDH, larutan NaOH, larutan HCl, serbuk selit, etanol 90%, aseton Metanol dan DPPH. Fenol murni, Na 2 CO 3 murni, reagen folin ciocalteu, aquades, dan alkohol (aseton) 33

3 2. Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah, - Proses Pembuatan Tepung Komposit Proses pembuatan tepung komposit dari ganyong dan kara pedang memerlukan alat seperti pisau, baskom, telenan, saringan besar, gelas ukur, panci, kompor gas, cabinet dryer IL-80EN tipe IL70 110/220V, hummer mill Yasuka Disk Mill model FFC-23 speed 5800 rpm 3KW Made in China, dan pengayak MBT Sleve Shaker AG V 50/60Hz 200 watt. - Analisis Karakteristik Fisik, Kimia, dan Fungsional Tabel 3.2 Daftar Alat Penelitian No. Jenis Uji Alat 1. Rendemen (AOAC, Timbangan analitik 2005) 2. Warna (Hutching, Chromameter minolta 1999, dalam Gustiar, 2009) 3. Air (AOAC, 2005) Botol timbang, timbangan analitik, penjepit besi, oven, desikator, dan loyang 4. Abu (AOAC, 2005) Cawan porselen, timbangan analitik, penjepit besi, oven, desikator, loyang, dan tanur 5. Lemak (AOAC, 2005) Kertas saring bebas lemak, oven, desikator, penjepit besi, alat ekstraksi 6. Protein (AOAC, 2005) 7. Pati (Fardiaz et al., 1986) 8. Amilosa dan amilopektin (Fardiaz et al., 1986) 9. Daya serap air (Elly, 1990, dalam Lidiasari dkk., 2006) sohxlet, dan timbangan analitik Labu kjeldahl, lemari asam (pemanas kjeldahl), pipet, labu destilasi, kondensor, buret, timbangan analitik, dan erlenmeyer Waterbath, gelas bekker, tabung reaksi, pipet volume, dan spektrofotometer Labu takar, spektrofotometer, tabung reaksi, dan pipet Kertas saring, gelas beker, timbangan analitik, hotplate, dan corong buchner 10. Oil holding capacity Sentrifuge, vortex, gelas ukur, dan 34

4 (Sosulski et al., 1976) 11. Water Holding Capacity (Subagio dkk., 2003 a ) 12. Swelling power (Leach et al., 1959) 13. Pati resisten (Goni et al., 1996) 14. Serat pangan (Asp et al., 1983) 15. Antioksidan (Molyneux, 2004) 16. Fenol (Rusyidi dan Azrina, 2012) timbangan analitik Sentrifuge, vortex, gelas beker, gelas ukur, dan timbangan analitik Sentrifuge, hotplate, gelas beker, gelas ukur, dan timbangan analitik Tabung reaksi dan tutup scew, timbangan analitik, pipet, sendok besi, penangas air bergoyang, inkubator bergoyang, labu takar, spektrofotometer, centrifuge, dan ph meter Gelas erlenmeyer, timbangan analitik, pipet, sendok besi, pompa vakum, penangas air bergoyang, termometer, erlenmyer bercucuk, aluminium foil, ph meter, stopwatch, penyaring bebas abu, tanur, oven, dan desikator Timbangan analitik, aluminium foil, tabung reaksi, spektrofotometer, dan pipet volume Labu takar, tabung reaksi, rak tabung reaksi, corong, timbangan analitik, botol vial, dan spektrofotometer C. Tahapan Penelitian Dalam penelitian ini, akan dilakukan dua tahap penelitian yaitu: 1) Karakterisasi tepung ganyong dan Kara Pedang, 2) Karakterisasi tepung komposit dari ganyong dan kara pedang. 1. Karakterisasi Tepung Ganyong dan Kara Pedang Karakterisasi tepung ganyong dan kara pedang terdiri dari identifikasi sampel bahan ganyong dan kara pedang, pembuatan tepung ganyong, pembuatan tepung kara pedang, dan analisis karakteristik fisik, kimia, dan fungsional a. Identifikasi sampel Ganyong dan Kara Pedang Identifikasi sampel pada penelitian ini dilakukan terhadap sampel ganyong dan kara pedang sebagai bahan utama pembuatan 35

5 tepung komposit. Tahap identifikasi sampel diantaranya adalah penentuan lokasi pemerolehan sampel dan penentuan jenis sampel. i. Penentuan lokasi pemerolehan sampel Pada penelitian ini, sampel ganyong yang dibutuhkan dalam keadaan segar sehingga lokasi pemerolehannya berasal dari lahan ganyong petani secara langsung. Ganyong segar yang diperoleh ditanam di lahan milik ibu Sumirah di Desa Glintang Kecamatan Sambi Kabupaten Boyolali (Gambar 3.1). Sedangkan sampel kara pedang diperoleh dari LSM. Gita Pertiwi Surakarta yang dikemas dalam kondisi biji kering dan disuplai oleh kelompok petani kara pedang dari 3 wilayah kecamatan di Kabupaten Wonogiri yakni Kecamatan Baturetno, Kecamatan Batuwarno, dan Kecamatan Giriwoyo (Gambar 3.2). Gambar 3.1 Peta Lokasi Tanam Sampel Ganyong 36

6 Batuwarno Giriwoyo Gambar 3.2 Peta Lokasi Tanam Sampel Kara Pedang ii. Penentuan jenis sampel Identifikasi untuk membedakan suatu makhluk hidup seringkali didasarkan pada ciri morfologi yang dengan mudah dilihat secara visual, sedangkan secara genetik belum banyak dilakukan. Ciri-ciri morfologi suatu makhluk hidup dipengaruhi oleh lingkungan dan tidak diturunkan, sedangkan secara genetik (genotip) adalah suatu ciri yang sifatnya tetap (tidak berubah) dan diturunkan (Ashary, 2010). Ganyong yang diperoleh diambil beberapa buah untuk diidentifikasi dan dideterminasi menggunakan literatur, seperti - Keragaman Karakter Morfologi Tanaman Ganyong (Suhartini dan Hadiatmi, 2010) - Keragaman Pertumbuhan Ganyong pada Berbagai Ketinggian Tempat (Yulfia dkk., 2012). Selain itu, pengumpulan informasi dari petani ganyong juga digunakan untuk mempermudah identifikasi sampel. Parameter yang diamati meliputi bentuk morfologis, jenis ganyong, warna umbi, ukuran umbi, struktur fisik, dan susunan lapisan umbi ganyong. 37

7 Pada sampel kara pedang pengamatan dimulai dari menghimpun informasi dari pengurus LSM. Gita Pertiwi yang memperoleh suplai kara pedang dari kelompok petani wilayah Kabupaten Wonogiri. Parameter yang diamati meliputi bentuk morfologis, jenis kara pedang, dan struktur fisik bijinya. Selanjutnya, kara pedang yang diperoleh diambil beberapa biji untuk diidentifikasi dan dideterminasi menggunakan literatur, seperti - Some Physical Properties of Jackbean Seed (Canavalia ensiformis) (Eke et al., 2007) - Effect of Germination on the Physicochemical Properties of Canavalia (Canavalia ensiformis) (Chavez et al., 2009). b. Pembuatan Tepung Ganyong Proses pembuatan tepung ganyong mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh Slamet (2010) dengan modifikasi lama pengeringan yang diperoleh berdasarkan percobaan penelitian (trial) dan dapat dilihat pada Gambar 3.3. Pembuatan tepung ganyong diawali dengan penimbangan ganyong segar kemudian pengupasan yang dilakukan secara manual menggunakan pisau. Ganyong yang telah dikupas, lalu dicuci dengan air hingga semua ganyong tercelup dan bersih. Ganyong bersih diris dengan ukuran sekitar 2 mm secara manual dengan pisau. Tahap selanjutnya adalah penataan irisan ganyong pada tray yang selanjutnya melalui proses pengeringan dengan cabinet dryer pada suhu 60 C selama 20 jam. Ganyong yang telah dikeringkan selanjutnya melalui tahap penggilingan dan pengayakan dengan ukuran 80 mesh. Lama pengeringan yang dipilih merupakan modifikasi dari metode yang digunakan Slamet (2010) yakni 8 jam. Lama pengeringan tersebut belum cukup mengurangi kadar air ganyong kering yang akan dijadikan tepung dalam mencukupi Standar 38

8 Nasional Indonesia No. SNI N tepung umbi (dengan pendekatan tepung garut) yang mensyaratkan kadar air maksimal tepung umbi adalah 16%. Ganyong (Canna edulis) [100 g] Sortasi Pengupasan Pencucian Pengirisan dengan ukuran ± 2 mm Pengeringan dengan cabinet dryer pada suhu 60 C selama 20 jam Penggilingan Pengayakan dengan ukuran 80 mesh Tepung Ganyong [11-12 g] Gambar 3.3 Diagram Alir Proses Pembuatan Tepung Ganyong (Slamet, 2010 yang dimodifikasi) c. Pembuatan Tepung Kara Pedang Pembuatan tepung kara pedang menggunakan metode Gilang dkk. (2013) dengan modifikasi perlakuan pendahuluan dan suhu pengeringan yang dapat dilihat pada Gambar 3.4. Dalam pembutatan tepung kara pedang, diterapkan 2 jenis perlakuan 39

9 pendahuluan yakni perendaman dan perebusan. Kara pedang yang telah disortasi secara fisik, direndam dengan perbandingan air dan kara pedang sebanyak 3:1 untuk memastikan bahwa semua kara pedang terendam oleh air selama 3 hari dengan penggantian air setiap 12 jam. Tahap selanjutnya adalah penirisan, penghilangan kulit kara pedang, dan perebusan pada air mendidih selama 20 menit dalam kondisi 19 menit tertutup dan 1 menit terbuka. Kondisi tertutup ini dilakukan untuk mengurangi reaksi oksidasi bahan, karena menurut Pramita (2008), pemanasan meningkatkan laju oksidasi terhadap antioksidan yang terkandung dalam bahan. Pada kondisi terbuka selama 1 menit diharapkan mampu mengurangi kadar sianida sebagai zat antinutrisi dalam kara pedang karena menurut Suciati (2012), sianida dapat berdifusi baik dengan udara dan sangat mudah bercampur dengan air. Kara pedang yang telah direbus kemudian ditiriskan sampai suhu ruang kemudian dilakukan pengecilan ukuran dengan cara pengirisan 4-6 bagian pada setiap bijinya. Irisan kara pedang dikeringkan dengan cabinet dryer pada suhu 60 C selama 10 jam. Kara pedang kering digiling dengan mesin milling dan diayak pada ukuran 80 mesh. 40

10 Kara pedang (Canavalia ensiformis) [100 g] Sortasi Perendaman selama 3 hari dengan penggantian air setiap 12 jam Penirisan Perebusan selama 20 menit Penghilangan kulit Pengirisan biji kara pedang Pengeringan dengan cabinet dryer selama 10 jam pada suhu 60 C Penggilingan Pengayakan dengan ukuran 80 mesh Tepung Kara Pedang [41-43 g] Gambar 3.4 Diagram Alir Proses Pembuatan Tepung Kara Pedang (Gilang dkk., 2013 dengan modifikasi) 2. Karakterisasi Tepung Komposit Karakterisasi tepung komposit dari ganyong dan kara pedang terdiri dari pembuatan tepung komposit berdasarkan formula yang ditentukan dan analisis karakteristik fisik, kimia, dan fungsionalnya. Diagram alir karakterisasi tepung komposit dari ganyong dan kara pedang dapat dilihat pada Gambar 3.5. Proses pembuatan tepung 41

11 komposit ganyong dan kara pedang dilakukan dengan cara menimbang masing-masing tepung ganyong dan kara pedang sesuai formulasi. Lalu, kedua tepung dicampur dan dikocok dalam wadah kedap udara selama sekitar 5 menit agar tercampur secara merata. Tepung Ganyong Tepung kara pedang Pencampuran Tepung komposit (Tepung ganyong : Tepung kara pedang) 85:15 70:30 55:45 Analisis Gambar 3.5 Diagram Alir Karakterisasi Tepung Komposit Ganyong dan Kara Pedang D. Metode Analisis Metode analisis karakterisasi fisik, kimia, dan fungsional tepung Ganyong, tepung Kara Pedang, dan Tepung Komposit dari Ganyong dan Kara Pedang yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut, 42

12 Tabel 3.3 Metode Analisis Penelitian No. Jenis Analisis Metode 1. Rendemen Gravimetri (AOAC, 2005) 2. Warna Chromameter (Hutching, 1999, dalam Gustiar, 2009) 3. Daya serap air Penyaringan (Elly, 1990, dalam Lidiasari dkk., 2006) 4. Oil holding capacity Sentrifugasi (Sosulski et al., 1976) 5. Water holding capacity Sentrifugasi (Subagio dkk., 2003 a ) 6. Swelling power Sentrifugasi (Leach et al., 1959) 7. Kadar air Thermogravimetri (AOAC, 2005) 8. Kadar abu Cara Kering (AOAC, 2005) 9. Kadar lemak Ekstraksi sohxlet oleh (AOAC, (2005) 10. Kadar protein Kjeldahl (AOAC, 2005) 11. Kadar karbohidrat By Difference (Winarno, 2008) 12. Kadar pati Spektrofotometri (Fardiaz et al., 1986) 13. Kadar amilosa dan Spektrofotometri (Fardiaz et al., 1986) amilopektin 14. Kadar pati resisten Goni (Goni et al., 1996) 15. Kadar serat pangan Gravimetri enzimatik (Asp et al., 1983) 16. Aktivitas antioksidan DPPH (Molyneux, 2004) 17. Total fenol Folin Ciocalteu (Rusyidi dan Azrina, 2012) 18. Pemilihan formula terbaik Pembobotan degarmo (Prabawati, 2015) E. Rancangan Percobaan Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan variasi komposisi tepung ganyong dan tepung kara pedang sebagai bahan dasar pembuatan tepung komposit. Data analisis fisik, kimia, dan fungsional yang diperoleh dianalisis secara statistik dengan metode one way ANOVA. Jika menunjukkan hasil yang signifikan maka dilanjutkan dengan uji beda nyata menggunakan analisis Duncan s Multiple Range Test (DMRT) pada taraf signifikansi α = Berdasarkan hasil analisis fisik, kimia, dan fungsional didapatkan formula tepung komposit terbaik dengan uji pembobotan indeks efektivitas degarmo. Formula yang digunakan dalam penelitian ini adalah perbandingan komposisi tepung ganyong dan kara pedang untuk membuat tepung komposit. Formula tepung komposit terdapat pada Tabel 3.4. Seperti yang telah diketahui, tepung merupakan bahan pangan yang identik dengan produk 43

13 setengah jadi yang tersusun oleh karbohidrat sebagai komponen terbesar dan protein sebagai faktor pendamping dalam meningkatkan nutrisi, sehingga proporsi tepung ganyong dalam penelitian ini ditentukan lebih tinggi daripada tepung kara pedang (Shahzadi et al., 2005, Bashir et al., 2012, Kadam et al., 2012, Malomo et al., 2012, Ayo et al., 2014, Bolarinwa et al., 2015, Cheng dan Rajeev, 2015). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Bashir et al. (2012), diketahui bahwa perbandingan komposisi tepung sumber karbohidrat dan protein terbaik pada tepung komposit adalah 55:45 (tepung beras merah dan kedelai). Sedangkan Alsuhendra dkk. (2013) menyebutkan proporsi 84:16 (tepung semolina dan kedelai) adalah formula terbaik tepung komposit karena profil sensoris (aroma) juga menjadi salah satu faktor dalam penentuan proporsi tepung komposit. Bolarinwa et al. (2015) menyebutkan bahwa 10-15% tepung sumber protein dalam proporsi tepung komposit dapat meningkatkan profil nutrisi dan mempengaruhi penerimaan konsumen. Hasil analisis sifat fisik, kimia, dan fungsional masing-masing komoditas yakni tepung ganyong dan tepung kara pedang dalam penelitian ini juga berperan dalam penentuan formula tepung komposit dari ganyong dan kara pedang. Hal tersebut yang menjadi beberapa pertimbangan penentuan formula dalam penelitian ini. Sedangkan diagram rancangan penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.6. Tabel 3.4 Formula Tepung Komposit Ganyong dan Kara Pedang Bahan Persentase berat (%) F1 F2 F3 Tepung Ganyong Tepung Kara Pedang

14 Tepung Ganyong Tepung kara pedang Uji Fisik, Kimia, dan Fungsional: 1. Rendemen 2. Warna 3. Daya serap air 4. OHC 5. WHC 6. Swelling power 7. Air 8. Abu 9. Lemak 10. Protein 11. Karbohidrat 12. Pati (amilum) 13. Amilosa dan amilopektin 14. Pati resisten 15. Serat pangan 16. Aktivitas antioksidan 17. Total fenol Uji Fisik, Kimia, dan Fungsional: 1. Rendemen 2. Warna 3. Daya serap air 4. OHC 5. WHC 6. Swelling power 7. Air 8. Abu 9. Lemak 10. Protein 11. Karbohidrat 12. Pati (amilum) 13. Amilosa dan amilopektin 14. Pati resisten 15. Serat pangan 16. Aktivitas antioksidan 17. Total fenol Penentuan Formula Tepung Komposit Tepung Komposit Ganyong dan Kara Pedang 1. Warna 2. Daya serap air 3. OHC 4. WHC 5. Swelling power 6. Air 7. Abu 8. Lemak Uji Fisik, kimia, dan Fungsional: 9. Protein 10. Karbohidrat 11. Pati (amilum) 12. Amilosa dan amilopektin 13. Pati resisten 14. Serat pangan 15. Aktivitas antioksidan 16. Total fenol Tepung Komposit Ganyong dan Kara Pedang dengan formula terbaik Gambar 3.6 Diagram Rancangan Penelitian 45