OPTIMASI PARAMETER PROSES PEMBUATAN NATA DE COCO DARI AIR KELAPA MENGGUNAKAN STATISTICAL EXPERIMENTAL DESIGN

Transkripsi

1 OPTIMASI PARAMETER PROSES PEMBUATAN NATA DE COCO DARI AIR KELAPA MENGGUNAKAN STATISTICAL EXPERIMENTAL DESIGN SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat Mencapai Derajat Sarjana S-1 Oleh: NONI INDRIANTI PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2012

2 MOTTO DAN PERSEMBAHAN Motto: Hidup adalah mempersembahkan yang terbaik, yang bermakna bagi dunia dan akhirat (AA Gym) If u can t do a great things.. Do small things with a great way.. Dan carilah pada apa yang telah dianugerahkan Allah kepadamu (kebahagiaan) negeri akhirat, dan janganlah kamu melupakan bagianmu dari (kenikmatan) duniawi dan berbuat baiklah (kepada orang lain) sebagaimana Allah telah berbuat baik kepadamu (QS. Al Qashas 77) Berpikirlah dengan benar, pikiranmu akan memberi makan kelaparan dunia (Horatio Bonar) Jika kau ingin bermimpi, pejamkan matamu terlebih dahulu. Saat matamu telah tertutup bagaimana cara orang lain melihatmu bukan menjadi sesuatu yang penting lagi (Dream High2) Persembahan: Allah SWT dan rasulnya Bapak, Ibu dan adikku Teman-teman Teknik 2007 Adik-adik Teknik Kimia

3 ABSTRAK Nata adalah lapisan polisakarida ekstraseluler (selulosa) yang dibentuk oleh mikroba pembentuk kapsul. Nata termasuk produk fermentasi yang menggunakan bakteri Acetobacter xylinum, jika ditumbuhkan di media cair yang mengandung gula misalnya air kelapa, bakteri ini menghasilkan lapisan putih nata yang terapung-apung di permukaan media tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyeleksi variabel yang berpengaruh dari variabel sumber karbon (gula), sumber nitrogen (urea), sumber phospat (K 2 HPO4), sumber vitamin (vitamin B syrup), lama fermentasi, ph dan jumlah starter dalam fermentasi nata de coco menggunakan Placket-Burman Screening Design kemudian mengoptimasi tiga variabel yang paling berpengaruh dalam fermentasi tersebut menggunakan Response Surface Method. Dari hasil Placket-Burman Screening Design diperoleh bahwa lama fermentasi (LF) dan jumlah sumber karbon (C) merupakan variabel yang sangat berpengaruh terhadap hasil yield fermentasi. Sedangkan interaksi variabel yang berpengaruh yaitu jumlah sumber karbon (C), jumlah asam cuka (ph), dan lama fermentasi (LF). Sedangkan hasil uji Response Surface Method menggunakan Central Composite Design (CCD) untuk mendapatkan yield yang optimum adalah dengan jumlah sumber karbon (C) sebanyak 17,5 gr/500 ml air kelapa, kondisi medium pada ph 5 dan lama fermentasi selama 10 hari, dengan hasil yield yang didapat sebanyak 90,365% dan hasil uji organoleptis rata-rata responden menyukai rasa dan tekstur nata de coco. Kata kunci: nata de coco, Placket-Burman Screening Design, Response Surface Method, Central Composite Design

4 ABSTRACT Nata is a layer of extracellular polysaccharides (cellulose) that is formed by the capsule-forming microbes. It is a fermented food that is created by Acetobacter xylinum, when it is grown in a liquid media containing sugar such as coconut water, it will produce a white layer of nata that floated on the surface media. The objective of this study is firstly to screen the variables that influence such as the amount of the carbon source using sugar (C), amount of the nitrogen source using urea, (N), amount of phosphate source using K2HPO4, (P), amount of the source of vitamins using vitamin B syrup,(v), fermentation time (LF), ph and the starter volume (JS) of nata de coco using Placket-Burman Screening Design, secondly optimalize the three most influential variables in the fermentation using the Response Surface Method. The result of Placket-Burman Screening Design show that the fermentation time (LF) and the amount of carbon source (C) are main factor that influence to yield, whereas the main interaction variable are C, ph, and LF. Meanwhile the result of Central Composite Design (CCD) show that the optimum yield for the amount of the carbon source using sugar at 17.5 gr/500 ml of coconut water, ph 5, and fermentation time for 10 days, it is obtained yield at % and the organoleptis test result show that respondents like taste and texture of it s nata. Keywords: nata de coco, Placket-Burman Screening Design, Response Surface Method, Central Composite Design

5 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul Optimasi Parameter Proses Pembuatan Nata de Coco dari Air Kelapa menggunakan Statistical Experimental Design. Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan program studi Strata Satu (S1) dan memperoleh gelar Sarjana Teknik Kimia di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto. Skripsi ini tidak akan selesai tepat waktu tanpa bantuan berbagai pihak, oleh sebab itu penulis sampaikan ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada: 1. Kedua orangtua serta keluarga yang telah memberikan motivasi. 2. Bapak Anwar Ma ruf, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik 3. Ibu Endar Puspawiningtiyas, S.T., MT. selaku Kaprodi Teknik Kimia serta Pembimbing Akademik. 4. Bapak Alwani Hamad, S.T., M. Sc. Selaku Dosen Pembimbing I 5. Bapak A. Haris Mulyadi, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II 6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto. 7. Tata Usaha dan Civitas Akademika Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

6 8. Vivi, Heru, Haryo (yang udah ikut bantuin waktu penelitian ), Ndis (nyusul sidang say ), 3 serangkai Betty, Mira, Ghina (pesennya cuma 1.. kuliahnya yang rajin, biar ga nyesel nduk..). 9. Teman-teman angkatan 2007 dan semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan Skripsi ini masih sangat jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun penulis akan menerima dengan senang hati. Semoga Skripsi ini dapat memberikan manfaat. Purwokerto, Juli 2012 Penulis

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN ii HALAMAN PENGESAHAN iii PERNYATAAN.. iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN.. v ABSTRAK.. vi ABSTRACT vii KATA PENGANTAR viii DAFTAR ISI... x DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR.. xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Luaran yang Diharapkan Kegunaan 6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Kelapa Air Kelapa Acetobacter xylinum Nata de Coco BAB III METODOLOGI PENELITIAN Penentuan Variabel. 3.2 Alat dan Bahan Prosedur

8 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pembahasan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA. 68

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Kimia Air Buah Kelapa Tabel 3.1 Level Tiap Variabel yang Akan Dikaji... Tabel 3.2 Rancangan Placket-Burman Screening Method.. 21 Tabel 3.3 Rentang dan Level Variabel Bebas. 23 Tabel 3.4 Tempuhan Berdasarkan Design Eksperiment Menggunakan 23 Central Composite Design... Tabel 3.5 Skala Numerik dan Hedonik dalam Uji Organoleptis (Rasa) Tabel 3.6 Skala Numerik dan Hedonik dalam Uji Organoleptis (Tekstur).. 28 Tabel 4.1 Matriks Rancangan dan Hasil Percobaan menggunakan Placket- 29 Burman dengan Respon Yield..... Tabel 4.2 Estimasi Efek dan Koefisien Terhadap Yield.. 32 Tabel 4.3 Analysis of Variance for Yield Tabel 4.4 Interaksi Antar Variabel Tabel 4.5 Model Placket-Burman dengan Respon WHC, Berat Basah, Berat Kering, Moisture, dan Ketebalan Tabel 4.6 Rentang dan Level Variabel Bebas Berdasarkan Hasil 37 Screening dengan Metode Placket-Bruman. Tabel 4.7 Matriks Rancangan Percobaan dan Hasil Percobaan Tabel 4.8 Estimasi Koefisien Regresi Terhadap Model Tabel 4.9 Hasil ANOVA terhadap Model... 39

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Tahap-tahap pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum 11 dalam kondisi normal Gambar 4.1 Contour plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari ph dan Jumlah sumber karbon, gula (C) berdasarkan hasil dari experiment central composite design Gambar 4.2 Surface Plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari ph dan jumlah sumber karbon, gula (C) berdasarkan hasil dari experiment central composite design. 41 Gambar 4.3 Contour plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF (lama fermentasi, hari) dan jumlah sumber karbon, gula (C) berdasarkan hasil dari experiment central composite design.. 42 Gambar 4.4 Surface plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF (lama fermentasi, hari) dan jumlah sumber karbon, gula (C) berdasarkan hasil dari experiment central composite design.. 42 Gambar 4.5 Contour plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF (lama fermentasi, hari) dan ph berdasarkan hasil dari experiment central composite design Gambar 4.6 Surface plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF (lama fermentasi, hari) dan ph berdasarkan hasil dari experiment central composite design Gambar 4.7 Tingkat Penilaian terhadap Aspek Rasa dan Tekstur Nata de Coco Gambar 4.8 Fase Pertumbuhan Bakteri Acetobacter xylinum Gambar 4.9 Main Effect Respon Yield... 53

11 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Lampiran 4 Lampiran 5 Lampiran 6 Lampiran 7 Lampiran 8 Lampiran 9 Lampiran 10 Lampiran 11 Lampiran 12 Lampiran 13 Analisa yield nata de coco dari metode Placket-Burman menggunakan software IBM SPSS Statistics Analisa WHC nata de coco dari metode Placket-Burman menggunakan software IBM SPSS Statistics Analisa berat basah nata de coco dari metode Placket- Burman menggunakan software IBM SPSS Statistics Analisa berat kering nata de coco dari metode Placket- Burman menggunakan software IBM SPSS Statistics Analisa moisture nata de coco dari metode Placket-Burman menggunakan software IBM SPSS Statistics Analisa ketebalan nata de coco dari metode Placket-Burman menggunakan software IBM SPSS Statistics Estimasi efek dan koefisien terhadap yield nata de coco dari metode Placket-Burman menggunakan software Minitab Hasil Model Placket-Burman dengan Respon Yield, WHC, Berat Basah, Berat Kering, Moisture, dan Ketebalan Contoh Perhitungan Yield, WHC, Berat Basah, Berat Kering, Moisture, dan Ketebalan Analisa yield nata de coco dari metode Response Surface menggunakan software IBM SPSS Statistics Analisa WHC nata de coco dari metode Response Surface menggunakan software IBM SPSS Statistics Analisa berat basah nata de coco dari metode Response Surface menggunakan software IBM SPSS Statistics Analisa berat kering nata de coco dari metode Response Surface menggunakan software IBM SPSS Statistics

12 Lampiran 14 Analisa moisture nata de coco dari metode Response Surface menggunakan software IBM SPSS Statistics Lampiran 15 Analisa ketebalan nata de coco dari metode Response Surface menggunakan software IBM SPSS Statistics Lampiran 16 Estimasi koefisien regresi terhadap yiel nata de coco dari metode Response Surface menggunakan software Minitab Lampiran 17 Hasil Model Response Surface Method dengan Respon Yield, WHC, Berat Basah, Berat Kering, Moisture, dan Ketebalan Lampiran 18 Hasil Uji Organoleptis Aspek Tekstur dan Rasa Lampiran 19 Dokumentasi Hasil Percobaan dengan Metode Placket- 107 Burman... Lampiran 20 Dokumentasi Hasil Percobaan dengan Metode Response Surface