III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. WAKTU DAN PELAKSANAAN Penelitian ini dilaksanaan pada bulan Februarisampai Mei 2011 di Laboratorium Teknik Kimia, dan Laboratorium Pengawasan Mutu Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, serta Laboratorium Biofisika Departemen Fisika, Fakultas Ilmu Pengetahuan Alam dan Matematika,Institut Pertanian Bogor. 3.2. ALAT DAN BAHAN 3.2.1. Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian antara lain ultrasonic processor(cole Parmer 20 KHz, 130 watt), ph meter, inkubator, timbangan, blender, baskom, panci, kain saring, kompor, pengaduk, corong plastik, cawan porselen, cawan alumunium, buret, desikator, pipet, dan alat gelas lainnya. 3.2.2. Bahan Bahan baku utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah kacang hijau yang dibeli dari pasar Ciampea, Bogor. Bahan penelitian lain yang dipakai yaitu CMC, H 2 SO 4, NaOH, aquades, HCl dan bahan kimia lainnya. 3.3. METODE PENELITIAN Metode penelitian yang dilakukan dibagi menjadi dua, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan yang dilakukan meliputi proses karakterisasi biji kacang hijau, pembuatan sari kacang hijau dan penentuan bahan penstabil serta konsentrasi CMC yang digunakan. Untuk penelitian utama dilakukan proses sonikasi, pengujian mutu sari kacang hijau, uji stabilitas suspensi, uji ukuran partikel dan uji organoleptik. Diagram alir tahapan penelitian disajikan pada Gambar6. 3.3.1. Penelitian Pendahuluan a. Karakterisasi Kacang Hijau Pada tahap ini dilakukan karakterisasi untuk mengetahui kandungan nilai gizi dari bahan baku yang berupa biji kacang hijau. Sebelumnya biji kacang hijaudiperkecil ukurannya dengan menggunakan disc mill hingga ± 40 mesh. Pengecilan ukuran bahan bertujuan untuk mempermudah saat proses analisis. Parameter yang diuji terdiri dari kadar protein, kadar lemak, kadar abu, kadar air, dan kadar karbohidrat (by diference). Prosedur pengujian dapat dilihat pada Lampiran 1. 14
b. Pembuatan Sari Kacang Hijau Proses pembuatan sari kacang hijau terdiri dari sortasi, perendaman, pelepasan kulit ari, penggilingan, penyaringan, dan pasteurisasi pada suhu 60 C selama 30 menit. Kacang hijau disortasi untuk memisahkan kotoran dan kacang hijau rusak. Kacang hijau hasil sortasi kemudian direndam dalam air bersih selama 12 jam dengan perbandingan kacang hijau dengan air adalah satu bagian bobot kacang hijau berbanding dengan tiga bagian volume air (1:3). Setelah perendaman dilakukan penirisan, dan pemisahan terhadap kulit ari kacang hijau.kacang hijau yang telah bersih kemudian diekstraksi panas dalam blender dengan menggunakan air pada suhu 80 C selama 5 menit. Kemudian bubur kacang hijau di saring dan selanjutnya di pasteurisasi. Diagram alir proses pembuatan sari kacang hijau disajikan pada Gambar7. c. Penentuan Bahan Penstabil Dan Konsentrasi CMC Pada penelitian pendahuluan ini dicari bahan penstabil yang akan digunakan sebagai penstabil minuman sari kacang hijau, pilihan bahan penstabil yang digunakan antara lain maltodekstrin dan CMC dengan jumlah konsentrasi yang sama. Selain itu, pada penelitian pendahuluan ini dicari konsentrasi CMC yang ditambahkan dalam minuman sari kacang hijau yaitu sebanyak 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.3%, atau 0.4%. penentuan bahan penstabil dan konsentrasi terbaik berdasarkan pada stabilitas hasil dari pengamatan visual. 3.3.2. Penelitian Utama a. Penggunaan Gelombang Ultrasonik Berdasarkan penelitian pendahuluan, maka diperoleh bahan penstabil CMC dan konsentrasi 0.1% yang digunakan untuk penelitian utama. Penelitian ini melanjutkan hasil yang didapat pada penelitian pendahuluan yaitu sari kacang hijau yang telah ditambah CMC dikecilkan ukuran partikelnya dengan alat ulrasonic processor. Prosesnya dengan cara menggunakan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 20 KHz yang ditembakkan ke dalam medium cair untuk menghasilkan gelembung kavitasi yang dapat membuat partikel memiliki diameter dalam skala nano. Dalam penelitian ini digunakan variasi waktu proses sonikasi yaitu 20, 40 dan 60 menit, sedangkan amplitudo gelombang ultrasonik yang digunakan adalah 20 %, 30 %, dan 40%. b. Pengujian Sari Kacang Hijau Sari kacang hijau yang telah dilakukan sonikasi, lalu dilakukan pengujian mutu yang terdiri dari kadar protein, kadar lemak, ph, total padatan terlarut, total padatan, viskositas, dan uji mikrobiologi. Prosedur pengujian disajikan pada Lampiran 1. c. Uji Stabilitas Suspensi Uji stabilitas suspensi dilakukan dengan menyimpan sari kacang hijau pada dua suhu yang berbeda, yaitu suhu ruang (28 C) dan suhu lemari es (4 C) selama tiga hari. Kemudian diamati secara visual atau kualitatif apakah terjadi endapan atau tidak. Adanya endapan diberi tanda (+) dan tidak adanya endapan diberi tanda (-). 15
d. Uji Ukuran Partikel Uji ukuran partikel dilakukan menggunakan mikroskop digital serta pengujian PSA (Partilce Size Analyzer) di Nanotech LIPI Serpong. Sampel diambil dengan menggunakan ujung pengaduk, dilarutkan dalam 300 ml air demineral kemudian diaduk sampai homogen. Larutan sampel kemudian dimasukan ke dalam disposeable plastic cuvet dengan tinggi larutan maksimum 15 mm. Lalu sampel diukur menggunakan ZetaSizer Nano Particle Analyzer dengan diatur run 5 kali pengukuran per sampel pada attenuator lebar celah yang optimum yaitu sekitar 6-8. Untuk sampel yang terlalu keruh maka attenuator akan berada di bawah 6, maka sampel perlu diencerkan, sedangkan untuk sampel yang terlalu transparan maka attenuator akan berada di atas 8, maka sampel perlu ditambah. e. Uji Organoleptik Uji organoleptik yang dilakukan adalah uji hedonik, panelis diharapkan dapat menanggapi persepsi kesukaanya pada sampel yang meliputi nilai hedonik warna, rasa, dan aroma. Skala hedonik yang digunakan adalah: (1) sangat tidak suka, (2) tidak suka, (3) agak tidak suka, (4) netral, (5) agak suka, (6) suka, (7) sangat suka. Penilaian dilakukan oleh 20 orang panelis agak terlatih. 3.4. RANCANGAN PERCOBAAN Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan dua faktor. Faktor-faktor yang divariasikan adalah waktu sonikasi (A) dan amplitudo gelombang ultrasonik (B). Untuk faktor waktu sonikasi terdiri dari tiga taraf yaitu 20, 40 dan 60 menit. Untuk faktor amplitudo gelombang ultrasonik terdiri dari tiga taraf yaitu 20, 30 dan 40 %. Model matematika yang digunakan berdasarkan (Mattjik dan Sumertajaya 2006) adalah : Y ijk = µ + A i + B j + AB ij + ε ijk dengan : Y ik = Nilai pengamatan µ = Rata-rata A i = Pengaruh faktor waktu sonikasi pada taraf ke-i B j = Pengaruh faktor amplitudo ultrasonik pada taraf ke-j AB ij = Pengaruh interaksi faktor waktu sonikasi pada taraf ke-i dengan faktor amplitudo ultrasonikpada taraf ke-j έ ijk = Galat percobaan Perlakuan perancangan percobaan dilakukan pada parameter kadar protein, kadar lemak, total padatan, ph, viskositas, total padatan terlarut dan uji organoleptik. Data tersebut kemudian diolah dengan menggunakaan perangkat lunak SAS 9.1.3 dan data analysis Excel untuk melihat keragaman yang terjadi pada setiap perlakuan dan interaksi antara perlakuan. Uji lanjut Duncan dilakukan jika terjadi pengaruh yang signifikan antara bahan pada perlakuan yang berbeda, sehingga dapat diketahui perbedaan yang terjadi antar level. 16
Kacang hijau Pengujian karakteristik kacang hijau Pembuatan sari kacang hijau Penentuan bahan penstabil dan konsentrasi CMC Sonikasi Amplitudogelombang 20 %, 30% dan 40 % Waktu sonikasi 20, 40 dan 60 menit Sari kacang hijau berukuran nano Analisis akhir Pengujian stabilitas dan mutu sari kacang hijau Selesai Gambar 6. Diagram alir tahapan penelitian 17
Kacang hijau Sortasi kotoran dan biji rusak Air 3:1 (v/b) Perendaman (12 jam) Penirisan Air sisa perendaman Pemisahan kulit ari Kulit ari Air 80 C 8:1 (v/b) Penggilingan (5 Menit) Bubur kacang hijau Penyaringan Ampas Gula 10% dan CMC 0.1% Pasteurisasi (60 C, 30 menit) Sari kacang hijau Gambar 7. Diagram alir proses pembuatan sari kacang hijau 18