III. METODE PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari sampai Mei 2011 di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. B. Bahan Dan Alat Bahan baku utama yang digunakan adalah buah sawo (Achras zapota, L) kultivar Sukatali ST1 yang sudah tua yaitu berumur 180 hari, sehat, tidak cacat atau luka, dan ukuran relatif seragam yaitu 8 buah per kg. Buah sawo yang digunakan diperoleh dari perkebunan di desa Sukatali, Sumedang, Jawa Barat yang dibawa menggunakan mobil dalam karung plastik hitam untuk menghindari dari radiasi matahari, dan masing-masing buah dilapisi kertas pembungkus untuk menghindari lecetnya kulit. Bahan lain yang digunakan selain sawo adalah lapisan edibel dengan bahan glukomanan dari pabrik Rhado Gel, asam sitrat, lilin (malam) selang plastic ¼ inchi. Peralatan yang digunakan dalm penelitian adalah continous gas analyzer merk Shimadzu tipe IRA-170 untuk mengukur konsentrasi CO 2, continous gas analyzer merk Shimadzu tipe portable, oxygen tester untuk keperluan komposisi O 2, rheometer merk Sun model CP-300 untuk mengukur kekerasan bahan, chromameter Minolta tipe CR-200 untuk uji warna, refractometer untuk mengukur total padatan terlarut, timbangan digital untuk mengukur berat, stopless, lemari pendingin, sendok, timbangan analitik, wadah plastik, talenan, pisau untuk mengiris bahan, sarung tangan dan masker. C. Prosedur Penelitian Pada penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap yang setiap pelaksanaannya diawali dengan penyiapan irisan segar buah sawo dan larutan lapisan edibel. Setelah melakukan tahapan persiapan tersebut, nantinya dilakukan proses pelapisan edibel, penyimpanan pada suhu rendah serta pengemasan dengan teknik atmosfer termodifikasi. Hasil dari setiap tahapan penelitian akan dijadikan sebagai patokan untuk melakukan tahapan-tahapan selanjutnya. 1. Tahapan Persiapan a. Persiapan irisan segar buah sawo Buah sawo dipetik pada umur petik yang sama agar didapatkan buah dengan kematangan yang sama. Buah sawo tersebut dilakukan minimally processing meliputi kegiatan sortasi, pencucian, pengupasan, pemotongan. Pemotongan buah sawo dilakukan dengan cara membelahnya menjadi enam bagian. Setelah terbagi menjadi enam maka buah dibersihkan dari bijinya. 11
b. Pembuatan lapisan edibel Larutan yang harus dipersiapkan dalam penelitian ini, meliputi larutan antioksidan, CaCl 2 (kalsium klorida), dan glokomanan. Pembuatan larutan glukomanan dengan konsentrasi 0.5% diperlukan aquades sebanyak 1000 ml yang dituangkan ke dalam gelas ukur kemudian 5g glukomanan dilarutkan ke dalamnya sambil terus diaduk. Untuk pembuatan larutan antioksidan, bahan yang digunakan adalah asam sitrat dan asam askorbat sebanyak 1.5 g dari masing-masing bahan dilarutkan ke dalam aquades 1000 ml sambil terus diaduk hingga merata. Untuk pembuatan larutan CaCl 2 yaitu pada konsentrasi 0.75% digunakan CaCl 2 sebanyak 7.5 g yang dilarutkan dalam 1000 ml aquades sambil terus diaduk hingga merata. c. Pelapisan irisan segar buah sawo dengan lapisan edible Buah sawo yang telah dilakukan pengolahan minimal kemudian akan dicelupkan dengan lapis edibel. Prosesnya menggunakan standard operational procedure (SOP) yang telah direkomendasikan oleh (Zulfebriadi, 1998) sebagai berikut: Buah sawo utuh Pembersihan awal dan sortasi Pengupasan dan pemotongan dengan tebal 5 cm Pencelupan ke dalam larutan antioksidan yaitu campuran asam sitrat dan asam askorbat 150 ppm selama 30 detik Penirisan selama 10 detik Pencelupan potongan sawo ke dalam larutan glukomanan selama 15 detik Penirisan selama 5 detik Pencelupan potongan sawo ke dalam laruatan CaCl 2 selama 15 detik Penirisan selama 5 detik Pencelupan potongan sawo ke dalam larutan glukomanan selama 15 detik Penirisan selama 5 detik Pencelupan potongan sawo ke dalam larutan CaCl 2 selama 15 detik Penirisan selama 5 detik Buah sawo dikeringkan pada tray berlubang Gambar 3. Bagan alir SOP (standard operation procedure) pelapiasan irisan segar buah sawo. (Zulfebriadi, 1998) 12
Pencelupan irisan segar buah sawo pada proses pelapisan menggunakan tray berlubang. Untuk proses pelapisan glukomanan dan CaCl 2 dilakukan dua kali, untuk memastikan semua permukaan irisan segar buah sawo terlapisi. Dimana setelah pencelupan pertama posisi irisan segar buah sawo dibalik, untuk pelapisan berikutnya memastikan pada proses pelapisan seluruh permukaan irisan segar buah sawo terlapisi. 2. Tahapan Penelitian a. Penentuan laju respirasi pada persentase konsentrasi glukomanan yang berbeda Penentuan laju respirasi dengan konsentrasi glukomanan dilakukan untuk menentukan presentase konsentrasi yang tepat dalam menentukan laju respirsai. Perlakuan yang digunakan adalah konsentrasi glukomanan dengan taraf perlakuan konsentrasi glukomanan adalah 0.5%, 0.55%, 0.6% dan tanpa konsentrasi lapisan edibel. Taraf konsentrasi dipilih merujuk pada penelitian-penelitian terdahulu mengenai pelapisan edibel dengan menggunakan glukomanan. Pemilihan tersebut didasari oleh sifat kekentalan dari glukomanan yang dengan penambahan konsentrasi dari 0.5% menjadi 0.55% saja, sudah mengalami perubahan kekentalan yang cukup besar. Taraf konsentrasi tersebut akan dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan. Buah sawo yang sudah terolah minimal akan dilakukan pelapisan edibel dengan masing-masing konsentrasi tersebut. Setelah itu, buah tersebut dimasukan ke dalam stoples dengan berat buah sekitar ±200 g. Pada tahap pertama ini akan dilakukan penyimpanan pada suhu ruang. Pengukuran gas CO 2 dan O 2 dilakukan setiap 4 jam pada hari pertama, setiap 6 jam pada hari kedua, setiap 12 jam pada hari ketiga dan hari selanjutnya pengukuran dilakukan setiap 24 jam sampai irisan sawo segar tersebut mengalami kerusakan/busuk. Berikut disajikan bagan alir mengenai proses pengukuran laju respirasi pada Gambar 4. Pembelian dan sortasi sawo dari petani Standard operation procedure (SOP) penyiapan irisan segar buah sawo Sawo dipotong dengan tebal irisan 5 cm Standard operation procedure (SOP) penyiapan lapisan edibel pada sawo Penimbangan ± 200 g daging buah / stopless Penyimpanan dalam stopless kaca Pengukuran komposisi gas CO 2 dan O 2 setiap 4 jam sekali (hari pertama), setiap 6 jam sekali (hari kedua), setiap 12 jam sekali (hari ketiga), dan setiap 24 jam sekali (hari selanjutnya) hingga irisan segar buah sawo berlapis edibel mengalami kebusukan / kerusakan. Gambar 4. Bagan alir pengukuran laju respirasi irisan segar buah sawo dengan lapisan edibel Pengukuran laju respirasi dilakukan secara open system yaitu dengan cara membuka lipatan selang plastik pada sisi stopless kemudian selang plastik dihubungkan dengan continous gas analyzer untuk mengukur komposisi CO 2 dan portable oxygen tester untuk 13
mengukur komposisi gas O 2. Setelah pengukuran dilakukan, penutup stoples dibuka dan dihembuskan udara menggunakan kipas angin untuk mempercepat komposisi uadara dalam stoples kembali normal. Selanjutnya, stoples ditutup kembali dengan rapat dan ulir stoples dilapisi dengan malam serta selang plastik dilipat dan dijepit kembali untuk mencegah keluar masuknya udara dari luar. Laju respirasi irisan segar buah sawo dengan lapisan edibel dihitung berdasarkan persamaan (4) yang dikembangkan oleh Mannapperuma et al. (1989): Dimana: R = laju respirasi (ml CO 2 /kg.jam atau ml O 2 /kg.jam) V = volume bebas wadah (ml) W = berat bahan (kg) Dx/dt = laju perubahan komposisi CO 2 dan O 2 (%/jam) b. Penentuan laju respirasi dengan suhu Pada tahap ini dilakukan pengukuran laju respirasi dengan tiga taraf perlakuan suhu yaitu 5 o C, 10 o C dan 25 o C (suhu ruang). Penentuan laju respirasi dengan suhu dilakukan untuk menentukan suhu yang tepat untuk penyimpanan irisan segar buah sawo berlapis edibel. Irisan segar buah sawo dengan berat sekitar ±200 g kemudian dicelupkan ke dalam larutan antioksidan, dilapisi dengan larutan glukomanan, kemudian dicelupkan ke dalam larutan CaCl 2. Irisan segar buah sawo berlapis edibel tersebut dimasukan ke dalam stoples kaca kemudian ditutup dengan penutupnya yang dilengkapi dengan dua buah lubang untuk pengukuran komposisi CO 2 dan O 2. Lubang tersebut disambungkan dengan selang plastik yang kemudian dijepit dengan klip. Stoples tersebut dimasukan ke dalam lemari pendingin dengan suhu yang berbeda-beda. Pada hari pertama, pengambilan data laju produksi CO 2 dan konsumsi O 2 dilakukan setiap 4 jam sekali kemudian pada hari kedua pengukuran dilakukan setiap 6 jam sekali, pada hari ketiga 12 jam sekali, serta pada hari keempat dan seterusnya dilakukan pengukuran setiap 24 jam sekali. Pengukuran tersebut dihentikan jika irisan segar buah sawo berlapis edibel yang disimpan telah mengalami kerusakan fisik berupa timbulnya mikroba, terjadi perubahan warna dan terdapat bau yang tidak diinginkan. c. Penentuan komposisi O 2 dan CO 2 dalam kemasan atmosfer termodifikasi Irisan segar buah sawo seberat ±200 g dilapisi film edibel dengan bahan glukomanan dan CaCl 2 yang sebelumnya telah dicelupkan ke dalam larutan antioksidan. Irisan segar buah sawo berlapis edibel dimasukan ke dalam stoples kaca dengan tutup plastik yang dilengkapi dengan dua buah lubang untuk pengukuran O 2 dan CO 2. Lubang disambung dengan selang plastik yang dapat ditutup dengan rapat. Pengaturan komposisi atmosfer sesuai perlakuan dilakukan dengan mixer, yaitu dengan mencampur gas O 2, CO 2, N 2 menjadi satu, kemudian gas tersebut disemprotkan ke dalam wadah stopless yang telah terisi irisan segar buah sawo berlapis edibel. Pembacaaan komposisi atmosfer yang diinginkan dilakukan menggunakan continous gas analyzer dan portable oxygen tester. Setelah komposisi O 2 mendekati batas maksimum dan konsentrasi CO 2 mendekati batas minimum, maka penyemprotan gas 14
dihentikan. Kemudian bagian ujung selang ditutup rapat dengan malam dan selang dilipat serta dijepit untuk mencegah masuknya gas O 2 dan CO 2 dari luar. Setiap perlakuan dan suhu dilakukan pengulangan sebanyak dua kali sebagai kelompok. Pengaturan komposisi O 2 dan CO 2 dilakukan setiap 12 jam sekali umtuk mencegah adanya kelebihan dan kekurangan gas O 2 dan CO 2. Pada hari pertama pengukuran gas O 2 dan CO 2 dilakukan setiap 4 jam sekali, semakin sering pengukuran semakin baik karena langsung dapat diketahui perkembangan laju respirasinya. Pada hari kedua dilakukan pengukuran gas O 2 dan CO 2 setiap 6 jam sekali, dan pada hari selanjutnya 12 jam sekali (semakin jarang), pengukuran dihentikan saat irisan buah tersebut rusak/berjamur. Pengamatan dilakukan terhadap perubahan mutu fisik meliputi warna dan kekerasan, perubahan mutu kimia meliputi total gula dan uji tingkat kesukaan terhadap perubahan warna, aroma, kekerasan dan rasa. Pengamatan dilakukan pada keadaan awal, 2, 4, 6, 8 hari selama penyimpanan. Pengolahan data statistik dilakukan dengan program SPSS. Data input berupa data dari setiap parameter kualitas produk. Untuk mengetahui bagaimana pengaruh perlakuan yang satu dengan yang lainnya, maka dilakukan uji ANOVA. Berdasarkan hasil uji dapat disimpulkan apakah perlakuan tersebut berpengaruh nyata atau tidak berpengaruh nyata terhadap mutu produk dalam setiap periode pengamatan dan pengukuran. Uji statistik lanjut yang digunakan adalah analisis Duncan yang digunakan untuk menentukan nilai parameter dan mutu periode pengamatan dan pengukuran keberapa yang mempunyai perbedaan ratarata yang tidak berbeda secara signifikan. Pengujian statistik yang dilakukan berdasarkan jumlah parameter menggunakan Anova-Duncan. Untuk pengujian statistik organoleptik menggunakan Mann-Whitney. Standard operation procedure (SOP) irisan segar buah sawo dengan pelapis edibel Sawo dipotong dengan ketebalan sekitar 5 cm Penimbangan ±200 g daging buah sawo/stoples Komposisi gas: 1) 14-16% O 2 dan 2-4% CO 2 2) 14-16% O 2 dan 4-6% CO 2 3) 16-18% O 2 dan 2-4% CO 2 Pengamatan komposisi gas setiap 4 jam pada suhu ruang dan setiap 24 jam pada suhu penyimpanan 10 o C Penyimpanan dalam respiration Chamber (suhu 10 o C dan suhu ruang) Pengukuran laju susut bobot, laju kekerasan, laju total padatan terlarut, dan perubahan warna Komposisi atmosfer terpilih Gambar 5. Bagan alir penentuan komposisi O 2 dan CO 2 pada suhu terpilih. 15
d. Penentuan Jenis Film Kemasan Jenis film kemasan ditentukan setelah percobaan kadar kombinasi O 2 dan CO 2 yang optimum diketahui. Nilai permeabilitas bahan yang diperlukan dihitung berdasarkan kombinasi O 2 dan CO 2 optimum yang diperoleh dari penelitian sebelumnya menggunakan plastik terpilih menggunakan persamaan (2) dan (3) di bawah ini (Deily dan Rizvi, 1981):....(2).(3) Di samping menggunakan jenis plastik film terpilih, plastik jenis lain dengan permeabilitas berbeda digunakan sebagai pembanding. Rancangan berupa berat produk optimal yang akan dikemas dapat diperoleh berdasarkan persamaan (4) sebagai berikut (Mannapperuma dan Singh, 1989):...(4) dimana: W : berat bahan yang dikemas (kg) Py : permeabilitas terhadap O 2 (ml.mil/m 2.jam.atm) Pz : permeabilitas terhadap CO 2 (ml. mil/m 2.jam.atm) ya : konsentrasi O 2 udara normal (%) y : konsentrasi O 2 dalam kemasan (%) A : luas permukaan kemasan (m 2 ) za : konsentrasi CO 2 udara normal (%) z : konsentrasi CO 2 dalam kemasan (%) Ry : laju konsumsi O 2 (ml.mil/m 2.jam.atm) Rz : laju konsumsi CO 2 (ml.mil/m 2.jam.atm) b : tebal kemasan (mil) Untuk pengamatan kadar O 2 dan CO 2 dalam kemasan, dibuat dua buah lubang pada salah satu sisi kemasan yang dihubungkan dengan selang. Kemasan yang telah terisi produk ditutup rapat menggunakan mesin sealer serta kedua selang dihubungkan menggunakan konektor berbentuk huruf L. Pengukuran terhadap konsentrasi O 2 dan CO 2 dilakukan setiap hari, sedangkan pengamatan penyusutan bobot, kekerasan, perubahan warna, total padatan terlarut, dan uji organoleptik tiap dua hari sekali hingga buah dalam keadaan tidak optimal. Setiap perlakuan dilakukan dalam tiga kali ulangan. 16
D. Pengamatan Mutu 1. Susut bobot Laju penurunan susut bobot dilakukan berdasarkan presentase penurunan berat bahan awal penyimpanan hingga akhir masa penyimpanan. Berikut untuk menghitung susut bobot digunakan persamaan dibawah ini: dimana: W1: bobot sampel pada awal penyimpanan (g) W2: bobot sampel pada akhir penyimpanan (g) 2. Uji warna Dalam pengukuran perubahan warna dilakukan dengan menggunakan alat chromameter (Minolta CR200). Data warna yang dihasilkan dinyatakan dengan nilai L untuk kecerahan, nilai a untuk warna kromatik campuran merah-hijau, dan nilai b untuk warna kromatik biru-kuning. Nilai L menyatakan kecerahan yaitu cahaya pantul yang menghasilkan warna akromatik putih, abu-abu, dan hitam, bernilai 0 untuk warna hitam dan bernilai 100 untuk warna putih. Bila L yang semakin besar menunjukan irisan buah sawo semakin rusak karena warnanya semakin pucat. Nilai a menyatakan akromatik merah-hijau, bernilai +a dari 0-80 untuk warna merah dan bernilai -a dari 0-(-80) untuk hijau. Nilai b menyatakan akromatik kuning-biru, bernilai +b dari 0-70 untuk warna kuning dan bernilai b dari 0-(-70) untuk biru. Pengujian yang dilakukan dengan menempelkan sensor alat tersebut pada irisan segar buah sawo berlapis edibel dan menembakan sinar pada tiga bagian yang berbeda. 3. Uji total padatan terlarut Dalam pengukuran perubahan warna dilakukan dengan menggunakan alat refractometer. Irisan segar buah sawo berlapis edibel yang diuji dihancurkan sehingga didapatkan sarinya yang kemudian dilakukan pengukuran kadar gula. Pengamatan mutu ini dilakukan dengan tiga kali ulangan terhadap masing-masing sampel. Besarnya padatan terlarut dinyatakan dalam satuan o Brix. 4. Uji kekerasan Dalam pengukuran perubahan kekerasan dilakukan dengan menggunakan rheometer, diukur tingkat ketahanan buah terhadap jarum penusuk. Pengujian kekerasan terhadap sampel dilakukan pada tiga titik yang berbeda, yaitu bagian ujung, bagian tengah dan bagian pangkal dengan dua kali pengulangan. Data yang diperoleh kemudian dirata-ratakan. 17
5. Uji organoleptik Uji subjektif berupa uji organoleptik (hedonik) dimaksudkan untuk menentukan perlakuan penyimpanan produk yang optimal, yaitu perlakuan dengan kondisi yang menghasilkan masa simpan terpanjang yakni mutunya masih diterima konsumen. Penilaian dilaukan berdasarkan tingkat kesukaan terhadap warna, aroma, kekerasan, rasa, dan secara keseluruhan produk (total). Skor yang diberikan terdiri atas lima tingkat kesukaan, yaitu: 1 (sangat tidak suka), 2 (tidak suka), 3 (netral), 4 (suka) dan 5 (sangat suka). Batas penolakan adalah 3.5 karena dibawah 3.5 nilai kesukaan konsumen sudah termasuk netral. Penilaian menggunakan panelis sebanyak 10 orang. Uji perubahan tingkat kesukaan pada keadaan awal, 2, 4, 6, 8 hari setelah penyimpanan. 18