III. METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi

1 III. METODOLOGI PENELITIAN A. Bahan dan Alat Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah jagung pipil kering dengan varietas Pioneer 13 dan varietas Srikandi (QPM) serta bahanbahan kimia yang diperlukan untuk analisis adalah aquades, K 2 SO 4, HgO, H 2 SO 4, NaOH-Na 2 S 2 O 3, HBO 3, HCl, NaOH, hexan, larutan amilosa standar, larutan etanol 95%, KOH, HCl dan bahan-bahan lainnya. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat/wadah perendaman, penggiling jagung (multi mill dan disc mill), pengayak, timbangan, penggiling batu (burr mill), saringan pati, oven pengering, sentrifugasi dan alat-alat untuk analisis seperti oven, tanur, cawan porselin, cawan alumunium, neraca analitik, Chromameter Minolta CR-310 dan alatalat gelas serta peralatan analisis lainnya. Penelitian pembuatan mi jagung dalam penggandaan skala ini, menggunakan beberapa lokasi laboratorium, yaitu Lab.Seafast Center, Lab.Technopark, Lab.Pilot Plan PAU, dan Lab.Departemen ITP. Beberapa perlakuan akan diujicobakan terhadap alatalat yang tersedia di laboratorium-laboratorium tersebut. B. Metoda Penelitian 1. Pemilihan Proses untuk Penggandaan Skala Awal dari kegiatan penggandaan skala terhadap pembuatan mi jagung ini adalah dengan mengoptimasikan formulasi dalam skala laboratorium. Setelah mendapatkan formulasi yang optimal, kemudian ditingkatkan skalanya dengan melakukan perbaikan-perbaikan dari proses yang dapat berupa penambahan bahan-bahan tambahan untuk memperbaiki karakteristik mi jagung yang dihasilkan. Kegiatan ini juga dapat mengidentifikasi proses pembuatan mi jagung berupa aliran dan kondisi yang lebih baik serta mengidentifikasi alat-alat yang dapat dan akan digunakan untuk kegiatan penggandaan skala pembuatan mi jagung. Mi jagung yang dioptimasi untuk selanjutnya dilakukan produksi skala besar menggunakan formulasi Rianto (2006) yang memproduksi mi

2 jagung basah. Akan tetapi produk yang dihasilkan adalah mi jagung kering dengan menggunakan proses seperti halnya yang dilakukan oleh Fadlillah (2005). Hal ini dikarenakan mi jagung basah mempunyai kadar air yang tinggi sehingga mempunyai masa simpan yang tidak lama, serta apabila diproduksi secara besar harus dianalisis atau dikonsumsi secara seksama sebelum mi jagung basah itu rusak. Proses yang perlu diperhatikan untuk dikerjakan apabila produksi skala besar akan dilakukan diantaranya penepungan kering yaitu penggilingan pertama, penggilingan kedua dan pengayakan. Penepungan basah yaitu penggilingan, pengendapan dan sentrifugasi. Sedangkan untuk pembuatan mi jagung yaitu proses pencampuran, pembentukan lembaran adonan dan mi serta pengukusan. Keseluruhan tahapan tersebut mempunyai permasalahan dalam pengerjaannya apabila dilakukan terhadap skala yang lebih besar, sehingga perlu dioptimasikan pelaksanaannya apabila proses perbesaran skala akan dilanjutkan. Penggilingan pertama pada penepungan kering dioptimasi terhadap ukuran saringan yang digunakan, penggilingan kedua dioptimasi terhadap penggunaan alat disc mill yang tersedia yang akan menghasilkan rendemen terbaik, dan pengayakan mengoptimasikan susunan/rangkaian pengayak dalam satu kali proses. Untuk penepungan basah, penggilingan dioptimasikan terhadap air yang ditambahkan, pengendapan untuk menghasilkan endapan pati yang tidak tengik, sedangkan sentrifugasi diperlukan untuk mempercepat hasil rendemen. Tahapan pembuatan mi yang perlu dioptimasi untuk memperbaiki proses pada skala besar yaitu pencampuran yang dioptimasi terhadap jenis pengaduk, pembuatan lembaran adonan dan mi, dan pengukusan terhadap waktu yang dilakukan. Keseluruhan proses yang akan dioptimasi tersebut merupakan titik kritis dari proses perbesaran skala untuk memproduksi mi jagung. Gambar 1 dibawah ini menunjukkan aliran proses kegiatan penggandaan skala pembuatan mi jagung.

3 Juniawati (2003) T. jagung : air (1:1) B. Powder 0.3% Air ml Garam Rianto (2006) T. jagung 100 gr Air 30 ml Garam 1% B. Powder 0.3% Formulasi Skala Laboratorium Budiyah (2004) Pati jagung 90% CGM 10% CMC 1% Garam 1% B. Powder 0.3% Air Soraya (2006) Pencampuran dengan T. jagung basah 70% Garam 0.6% B. Powder 0.2% Guar gum 0.6% Fadlillah (2005) Maizena 90% CGM 10% CMC 1% Garam 1% B. Powder 0.3% Air 35% Kurniawati (2006) Maizena 45 gr CGM 10 gr CMC 1% Garam 1% B. Powder 0.3% Air 30 ml Pati kacang hijau 5% Pilihan Formulasi Optimal Rianto (2006) Fadlillah (2005) Identifikasi Tahapan Penting Penggilingan pertama, penggilingan kedua, pengayakan (Penepungan Kering) Penggilingan basah, pengendapan, sentrifugasi (Penepungan Basah) Pencampuran, pembentukan adonan dan mi, pengukusan (Pembuatan Mi) Penggilingan I : ukuran saringan yang berbeda Penggilingan II : disc mill lama dan baru Pengayakan : susunan pengayak bertingkat dan terpisah Solusi Awal Penggilingan basah : penggunaan jumlah air Pengendapan : waktu pengendapan Sentrifugasi : Penggunaan alat atau tidak Pencampuran : pengaduk jari-jari dan kail Pembentukan adonan : penggunaan slitter Pengukusan : waktu pengukusan I dan II Eksperimen Tidak Ya Spesifikasi Alat untuk Penggandaan Skala Gambar 1. Aliran Proses Kegiatan Penggandaan Skala

4 2. Penepungan Jagung Penggandaan skala untuk formulasi disesuaikan dengan karakteristik yang sama dengan skala laboratorium. Selain skala besar untuk formula pembuatan mi jagung, dilakukan juga terhadap penepungan jagung. Penepungan dilakukan dengan dua metode, yaitu penepungan teknik kering dan teknik basah. Setiap kali penggilingan digunakan jagung sebesar 25 kg, sehingga akan terlihat pengaruh terhadap rendemen dari kedua teknik penepungan tersebut. Proses penggandaan skala ini dilakukan terhadap jumlah biji jagung yang menjadi bahan dasar. Dari jumlah biji jagung yang dibesarkan skalanya tersebut akan dilihat berapa rendemen yang dihasilkan dari berbagai varietas dan teknik penggilingan yang berbeda. Gambar 2 di bawah ini menampilkan tahapan pembuatan tepung jagung dengan menggunakan teknik kering. Jagung pipil kering Penggilingan I (multi mill) Tepung kasar Grits Kotoran Pencucian dan Perendaman dalam air mengalir Pengeringan (tray dryer) Penggilingan II (disc mill) Pengayakan ( mesh) Tepung jagung Gambar 2. Pembuatan Tepung Jagung Teknik Kering

5 Tabel 3 di bawah menunjukkan beberapa perlakuan terhadap proses penepungan teknik kering. Perlakuan yang dilakukan yaitu terhadap penggilingan pertama, penggilingan kedua, dan pengayakan. Penggilingan pertama menggunakan dua buah ukuran saringan yaitu berukuran 7 mm dan 5 mm. Penggilingan kedua menggunakan perlakuan yang berbeda dalam penggunaan alat yaitu dari tipe disc mill. Sedangkan untuk pengayakan akan dilakukan perlakuan terhadap susunan penggunaan pengayak secara bertingkat dan terpisah. Tabel 3. Perlakuan Proses Penepungan Jagung Teknik Kering Tahapan Proses Perlakuan 1 2 Penggilingan I ukuran saringan 7 mm ukuran saringan 5 mm Penggilingan II disc mill tipe lama disc mill tipe baru Pengayakan pengayak bertingkat pengayak terpisah Secara garis besar proses penepungan dengan menggunakan teknik penggilingan basah terdiri dari tahap pencucian, perendaman, penggilingan, penyaringan, pengendapan, dekantasi, sentrifugasi dan pengeringan. Proses penepungan diawali dengan pencucian biji jagung. Proses ini perlu dilakukan untuk memisahkan biji jagung dari kotoran yang dapat menjadi sumber kontaminasi. Secara jelas teknik basah pada penepungan jagung ditunjukkan pada Gambar 3. Perlakuan yang dilakukan untuk pengilingan basah ini menggunakan waktu perendaman biji jagung. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui waktu perendaman optimum yang memberikan rendeman terbaik. Selain waktu perendaman, penambahan air waktu penggilingan juga dijadikan parameter yang diuji dalam penggilingan basah. Parameter ini dilakukan untuk melihat pengaruh penambahan air terhadap jumlah rendemen dan karakteristik rendemen yang dihasilkan. Adapun perlakuan waktu perendaman yang dilakukan yaitu perendaman biji jagung selama 6, 9 dan 12 jam.

6 Jagung pipilan Perendaman Perendaman Penggilingan basah Penyaringan Pengendapan Dekantasi Sentrifugasi Tepung jagung basah Pengeringan Tepung jagung kering Gambar 3. Pembuatan Tepung Jagung Teknik Basah 3. Pembuatan Mi Jagung Formulasi terbaik skala laboratorium untuk kemudian dilakukan skala yang lebih besar dengan meningkatkan persentase bahan-bahan dan penambahan bahan tambahan yang diperlukan dengan tujuan untuk menjaga karakteristik fisik dari mi jagung yang dihasilkan. Banyaknya adonan secara bertahap menggunakan bahan dasar 250 gram, 300 gram dan 500 gram dengan perbandingan tepung jagung dan pati jagung sebesar 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, dan 50:50. Tahapan yang dioptimasi yaitu

7 pencampuran yang akan menggunakan jenis pengaduk yang berbeda, penggunaan waktu pengukusan yang berbeda (pengukusan pertama diujicobakan 10, 15, 20, 25, 30 menit dan pengukusan kedua 10, 20, 30 menit). Pembuatan adonan juga perlu dioptimasi untuk menghasilkan lembaran dan untaian mi yang baik. Kemudian dilakukan analisis kimia terhadap mi jagung yang dihasilkan. Tahapan pembuatan mi jagung kering ditunjukkan pada Gambar 4 di bawah ini. Garam Baking powder Tepung jagung Pencampuran Air Pati jagung Pembuatan adonan Pengukusan pertama Pembentukan lembaran, pencetakan dan pemotongan Pengukusan kedua Pengeringan dengan oven Mi jagung kering Gambar 4. Diagram Alir Pembuatan Mi Jagung Kering C. Analisis Sifat Kimia dan Fisik Tepung dan Mi Jagung 1. Analisis kadar amilosa, metode IRRI (AOAC, 1995) Pembuatan kurva standar Amilosa murni ditimbang sebanyak 40 mg kemudian dimasukkan kedalam tabung reaksi, ditambahkan dengan 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N. Tahap selanjutnya adalah pemanasan dalam air mendidih selama 10 menit sampai terbentuk gel. Gel yang terbentuk akan dipindahkan ke dalam labu takar 100 ml dan ditepatkan sampai tanda tera.

8 Selanjunya larutan tersebut dipipet masing-masing sebanyak 1,2,3,4, dan 5 ml lalu dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml. Ke dalam masing-masing labu takar tersebut ditambahkan asam asetat 1 N sebanyak masing-masing 0.2; 0.4; 0.6; 0.8 dan 1 ml, lalu ditambahkan larutan iod sebanyak 2 ml. Tahap selanjutnya adalah pengukuran intensitas warna biru yang terbentuk dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm. Penetapan sampel Ditimbang sampel sebanyak 100 mg dalam bentuk tepung kemudian ditambah dengan 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N. Selanjutnya dipanaskan dalam air mendidih selama 10 menit sampai terbentuk gel. Gel yang terbentuk kemudian dipindahkan ke dalam labu takar 100 ml, kemudian dikocok dan ditepatkan sampai tanda tera dengan aquades. Tahap selanjutnya adalah larutan tersebut dipipet sebanyak 5 ml dan dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml, ditambahkan 1 ml asam asetat 1 N dan 2 ml larutan iod. Kemudian ditepatkan sampai tanda tera dengan air, dikocok dan didiamkan selama 20 menit. Tahap selanjutnya adalah pengukuran intensitas warna yang terbentuk dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm. 2. Analisis kadar air, metode oven (AOAC, 1984) Penetapan kadar air dilakukan dengan menggunakan oven. Cawan logam atau porselin dikeringkan dalam oven selama 30 menit dengan suhu 100 sampai 105 o C. Kemudian didinginkan dalam desikator selama 30 menit dan setelah dingin segera ditimbang. Sampel sebanyak 5 gram ditimbang dan dikeringkan dalam oven pada suhu 100 sampai 105 o C sampai tercapai berat konstan yaitu sekitar 3 sampai 4 jam, dan didinginkan dalam desikator sekitar 30 menit kemudian segera ditimbang dan dilakukan perhitungan. % Kadar air : Keterangan : A : Berat cawan B C x 100 % B A B : Berat cawan + berat sampel sebelum dikeringkan C : Berat cawan + berat sampel setelah dikeringkan

9 3. Analisis kadar abu, metode oven (AOAC, 1984) Contoh seberat 3 sampai 5 gram ditimbang di dalam cawan kemudian dibakar di dalam tanur pengabuan pada suhu 600 o C sampai abu berwarna agak kelabu sampai beratnya konstan, kemudian didinginkan di dalam desikator dan ditimbang setelah mencapai suhu kamar. Kadar abu dihitung dengan rumus sebagai berikut : % Kadar abu : W 3 W 2 x 100% W 1 Keterangan : W 1 : Berat contoh awal (gram) W 2 : Berat cawan (gram) W 3 : Berat cawan + abu (gram) 4. Analisis kadar lemak, metode ekstraksi soxhlet (AOAC, 1984) Mengambil labu lemak yang ukurannya sesuai dengan alat ekstraksi soxhlet kemudian dikeringkan dalam oven, didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Sampel sebanyak 5 gram ditimbang dalam saringan timbel kemudian ditutup dengan kapas wool yang bebas lemak. Timbel yang berisi sampel diletakkan ke dalam alat ekstraksi soxhlet, kemudian alat kondensor dipasang di atasnya dan labu lemak di bawahnya. Pelarut dietil eter atau petroleum eter dituangkan ke dalam labu lemak secukupnya. Selanjutnya dilakukan refluks selama 5 jam sampai pelarut turun kembali ke labu lemak. Pelarut yang ada dalam labu lemak didestilasi dan ditampung pelarutnya. Selanjutnya labu lemak yang berisi lemak hasil ekstraksi dipanaskan dalam oven pada suhu 105 o C. Setelah dikeringkan sampai berat tetap dan didinginkan dalam desikator, labu beserta lemaknya ditimbang. Kemudian dihitung berat lemak sebagai berikut : % Kadar lemak : Berat lemak (gr) x 100% Berat sampel (gr) 5. Analisis kadar protein, metode mikro-kjeldahl (AOAC, 1984) Analisis protein dilakukan dengan menggunakan metode Mikro Kjeldahl. Contoh sebanyak satu gram didestruksi dengan 5 ml asam sulfat

10 pekat dengan katalisator CuSO 4 dan Na 2 SO 4 sampai warnanya menjadi hijau jernih. Cairan dibiarkan sampai dingin lalu ditambahkan aquades secara perlahan-lahan. Setelah dingin isi labu dipindahkan ke alat destilasi dengan penambahan NaOH pekat dan tiga tetes indikator fenolftalein. Sebagai penampung digunakan 25 ml asam borat jenuh dan 2 sampai 3 tetes indikator campuran metil biru dan metil merah. Hasil destilasi dititrasi dengan larutan HCl 0.1 N. Prosedur blanko ditentukan seperti di atas tanpa menggunakan bahan yang dianalisis. Perubahan warna dari biru ke hijau menandakan titik akhir titrasi. Kadar protein dihitung dengan rumus : % Kadar N : (ml HCl ml blanko) x N HCl x x 100 Berat contoh (mg) % Protein : % N x faktor konversi (6.25) 6. Analisis kadar karbohidrat (by difference) Perhitungan kadar karbohidrat dapat ditentukan dengan metode pengurangan (by difference) sebagai berikut : % Karbohidrat : 100% - % (protein + air + abu + lemak) 7. Analisis warna tepung jagung, metode Hunter (Hutching, 1999) Sampel (tepung jagung) ditempatkan pada wadah yang transparan. Pengukuran menghasilkan nilai L, a, dan b. L menyatakan parameter kecerahan (warna kromatis, 0: hitam sampai 100: putih). Warna kromatik campuran merah hijau ditunjukkan oleh nilai a(a+ = untuk warna merah, a- = 0- (-80) untuk warna hijau). Warna kromatik campuran biru kuning ditunjukkan oleh nilai b (b+ = 0-70, untuk warna kuning, b- = 0- (- 70) untuk warna biru). 8. Rendemen Perhitungan rendemen yaitu dengan menggunakan perbandingan antara hasil dengan bahan awal dikalikan dengan 100 %. Rendemen : Berat tepung jagung x 100% Berat biji jagung