III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP), Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Waktu pelaksanaan penelitian ini adalah pada bulan Juni-Juli 2012. 3.2 Bahan dan Alat 3.2.1 Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah mangga varietas gedong gincu yang diperoleh dari kebun petani di Cirebon, Jawa Barat, dengan tingkat kematangan 80-85% atau berumur 95-120 hari setelah bunga mekar (mutu A atau B menurut standar mutu SNI- 3164-1992), bobot berkisar antara 250-350 g dengan kondisi bebas cacat, bercak jamur atau penyakit secara visual dan tidak mengalami kerusakan mekanis. Sampel buah mangga gedong gincu tersebut, dibawa dari kebun ke laboratorium dengan kendaraan yang berpendingin selama 7 jam. Selain itu juga digunakan larutan CaCl 2 4%, aquades dan aquabides untuk membersihkan peralatan serta larutan NaOH 0.1 N, PP (fenoftalein), digunakan dalam pengujian total asam. 3.2.2 Alat Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah: water bath untuk perlakuan HWT, lemari pendingin yang diatur pada suhu 13 o C, continous gas analyzer untuk mengukur laju respirasi, refractometer (model PR 201) untuk mengukur total padatan terlarut bahan, rheometer (model CR-300) untuk mengetahui tingkat kekerasan, timbangan digital (Mettler PM-4800), chromameter (tipe Minolta CR 310), kamera digital, buret, tabung erlenmeyer dan pipet tetes. 3.3 Tahapan Penelitian Persiapan penelitian dilakukan dengan pembersihan dan sortasi sampel buah mangga untuk menjaga keseragaman sampelnya. Buah mangga tersebut kemudian dibagi dalam sampel untuk kontrol (tanpa perlakuan) dan sampel untuk penerapan Hot Water Treatment (HWT) dan pencelupan pada larutan CaCl 2 dengan total jumlah sampel sesuai dengan kombinasi perlakuannya seperti ditunjukkan pada Gambar 3. Keseluruhan kombinasi perlakuan dalam penelitian ini disimpan pada suhu 13 o C selama 28 hari. Pengamatan mutu dilakukan terhadap parameter susut bobot, total asam, kekerasan, total padatan terlarut, warna kulit, warna daging
buah dan laju respirasi selama penyimpanan tersebut. Untuk setiap pengamatan juga dilakukan uji organoleptik oleh beberapa panelis. Perlakuan Persiapan bahan Mangga Pembersihan Penyortiran Pengeringan (diangin-anginkan) Hot water treatment (HWT) 30 o C 65 35 o C 60 45 o C 40 55 o C 15 Penirisan Mangga gedong gincu kontrol Pencelupan ke CaCl 2 (konsentrasi 4%) 20 40 40 Penirisan Penyimpanan (13 o C) Pengamatan: - Laju respirasi - Susut bobot - Kekerasan - Warna kulit dan daging buah - Warna daging buah - Total padatan terlarut - Total asam - Organoleptik Analisis data Gambar 3. Diagram alir penelitian 18
3.4 Pengamatan 1. Laju Respirasi Pengukuran laju respirasi dilakukan pada 2 buah mangga yang diletakkan di dalam toples dengan membuat dua lubang pada toples kemudian dipasang selang pengukur konsentrasi gas CO 2 dan O 2 yang dihubungkan dengan continous gas analyzer (Gambar 4). Tutup stoples dilubangi sebesar ¼ inchi untuk memasukkan selang plastik. Celah antara selang dan tutup botol dilapisi lilin (malam) agar tidak ada aliran udara keluar-masuk stoples. Penggunaan mangga yang berjumlah 2 buah lebih didasarkan pada ukuran berat minimal yang digunakan untuk mengukur laju respirasi, yaitu minimal 500 gr. Pengukuran konsentrasi gas CO 2 dan O 2 dilakukan setiap 3 jam pada hari pertama, 6 jam pada hari kedua, 9 jam pada hari ketiga, 12 jam pada hari keempat, dan 24 jam pada hari selanjutnya sampai 28 hari. Data pengukuran yang diperoleh selama penyimpanan pada suhu 13 o C berupa perubahan konsentrasi gas CO 2 dan O 2. Sedangkan perhitungan laju respirasi dengan menggunakan persamaan berikut ini (Mannaperumma dan Singh, 1989). (1) Dimana : R = laju respirasi (ml/kg/jam) V = volume bebas (ml) W = berat sampel (kg) dx/dt = perubahan konsentrasi gas terhadap waktu (%/jam) Gambar 4. Pengukuran konsentrasi CO 2 dan O 2 menggunakan continous gas analyzer 19
2. Warna Pengukuran perubahan warna sampel buah dilakukan dengan menggunakan chromameter Minolta tipe CR 310 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5(a). Pengujian menggunakan chromameter Minolta tipe CR 310 (Gambar 5). Dalam pengukuran tersebut diperoleh data nilai Hunter L yang menunjukkan kecerahan atau kegelapan obyek, dimana L bernilai 100 menyatakan warna putih dan bernilai 0 untuk warna hitam. Selain itu, juga diperoleh nilai a dan nilai b yang menyatakan warna tampak dari obyek. Nilai a merupakan warna kromatik campuran merah-hijau dengan nilai rentang nilai +a dari 0 sampai +80 yang menunjukkan warna merah dan nilai a dengan rentang nilai 0 sampai -80 untuk warna hijau. Nilai b merupakan warna kromatik campuran biru-kuning dengan nilai b+ dengan rentang nilai dari 0 sampai +70 untuk warna kuning dan nilai b dari 0 sampai -70 yang menyatakan warna biru. Menurut Mohsenin (1984) dalam Sugiarti (2012), metode Munsell merupakan metode berdasarkan pada tiga notasi Munsell yaitu Hue o (hijau, merah, biru, kuning), value (nilai L atau kecerahan yang bergerak dari dark atau gelap sampai light/bright atau cerah) dan chroma (saturasi atau tingkat kandungan warna yang bergerak dari weak atau muda sampai vivid/strong atau tua). Nilai dari notasi tersebut kemudian diplotkan pada tabel warna Munsell. Pengukuran warna dilakukan pada 4 titik yang berbeda, yaitu di ujung, tengah, pangkal dan bagian dalam buah (daging buah). Pada pengukuran perubahan warna kulit buah yang dilakukan di bagian ujung, tengah dan pangkal, digunakan sampel buah mangga yang sama sejak hari ke-0 hingga hari terakhir penyimpanan, sedangkan untuk pengamatan perubahan warna daging buah digunakan buah mangga yang berbeda (pengujian secara destruktif). Pengambilan data perubahan warna ini dilakukan sebanyak 2 kali ulangan dengan selang pengamatan 3 hari sekali. Gambar 5. Chromameter Minolta tipe CR 310 20
Gambar 6. Bagian buah mangga yang diamati 3. Kekerasan Kekerasan sampel buah mangga diukur berdasarkan tingkat ketahanan buah terhadap jarum penusuk dari rheometer Shimadzu model CR 300 (Gambar 6) yang diatur pada mode 20, kedalaman penekanan 10 mm, beban maksimum 10 kg, kecepatan penurunan beban 60 mm/m dan diameter jarum 5 mm. Pengujian kekerasan dilakukan pada tiga titik yang berbeda, yaitu bagian pangkal buah, tengah dan ujung dengan dua kali pengulangan pada masing-masing sampelnya seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Buah yang digunakan setiap kali pengujian adalah buah yang berbeda karena pengujian dilakukan secara destruktif. Gambar 7. Rheometer Shimadzu model CR 300 4. Total Padatan Terlarut Pengukuran total padatan terlarut (TPT) dilakukan menggunakan refraktometer model PR 201 (Gambar 8). Pengukuran total padatan terlarut menggunakan sampel buah mangga yang sama dengan pengukuran nilai kekerasan buah mangga. Pengambilan nilai dilakukan di ketiga titik yang sama dengan kekerasan, yaitu ujung, tengah dan pangkal (Gambar 6). Pada setiap titik pengambilan data, buah ditekan sehingga jusnya menetes dan dilakukan pengukuran kadar gula dan pengukuran dilakukan pada masing-masing sampel sebanyak 2 kali ulangan. 21
Gambar 8. Refraktometer model PR 201 5. Susut Bobot Pengukuran susut bobot dilakukan dengan menggunakan timbangan digital (Gambar 9) dan sampel buah mangga digunakan berupa sampel yang sama dengan pengukuran warna. Penurunan susut bobot ditentukan berdasarkan persentase perubahan berat sampel selama penyimpanan yang diukur sebanyak 2 kali ulangan untuk setiap perlakuan. Perhitungan susut bobot selama pengamatan digunakan sebagai berikut: ( ) (2) Dimana : W = bobot bahan awal penyimpanan (g) Wa = bobot bahan akhir penyimpanan (g) Gambar 9. Timbangan digital Mettler PM-4800 6. Total Asam Penentuan total asam tertitrasi umumnya menggunakan sistem perubahan warna yang proses pengubahannya menggunakan metode titrasi dengan larutan fenoftalein sehingga dapat mengubah warna larutan menjadi merah muda. Pengukuran faktor mutu total asam ditentukan menggunakan prinsip titrasi asam basa (AOAC, 1995). 22
ATT ml NaOH X N X fp X Mr NaOH mg contoh X (3) Dimana : ml NaOH = volume NaOH yang terpakai pada titrasi N = formalitas NaOH (0.1 N) Fp = faktor pengenceran (100/25) Mg contoh = 10 000 mg Persiapan sampel buah untuk pengukuran total asam diperoleh dari penghancuran 10 g buah mangga dengan 100 ml aquades hingga menjadi bubur buah. Kemudian campuran bubur buah tersebut disaring dan diambil bagian cairannya sebanyak 25 ml untuk kemudian ditetesi dengan 2-3 tetes cairan indikator PP. Setelah itu, campuran tersebut ditetesi dengan NaOH hingga warna campuran yang awalnya kuning cerah berubah menjadi kemerahan stabil. Gambar 10. Metode titrasi untuk total asam 7. Uji Organoleptik (warna, rasa, tekstur dan aroma) Uji organoleptik dilakukan untuk mengetahui tingkat penerimaan panelis terhadap perubahan mutu buah mangga. Pengujian dilakukan selama penyimpanan pada suhu 13 o C untuk parameter warna, rasa, tekstur dan aroma. Skor hedonik yang digunakan dengan skala 1-5 dimana skor 1 (sangat tidak suka), 2 (tidak suka), 3 (biasa), 4 (suka) dan 5 (sangat suka). Panelis yang digunakan sebanyak 15 orang yang merupakan panelis umum yang tidak terlatih dan bertugas untuk menilai kriteria-kriteria yang telah ditetapkan berdasarkan pengalaman dan kesukaan masing-masing terhadap buah mangga gedong gincu. Dalam pengolahan data organoleptik, digunakan uji Kruskal-Wallis, yaitu metode pengembangan dari model Mann Whitney Test yang digunakan untuk membandingkan dua atau lebih sampel yang tidak terikat/berhubungan satu sama lain secara bersama-sama. Analisis ini untuk menguji kesamaan nilai variansi dari sampelsampel yang digunakan. Parameter yang ekuivalen dengan uji ini adalah one-way analysis of variance (ANOVA). Pengujian Kruskal-Wallis merupakan salah satu alat untuk melihat variansi sampel, sehingga setidaknya sampel yang digunakan harus memiliki distribusi normal, memiliki nilai standar deviasi yang sama, sampel yang diambil dari populasinya bersifat saling bebas serta random variabel X ij kontinu dan paling tidak merupakan data ordinal (Supangat, 2010). 23
Pada saat uji Kruskal-Wallis menunjukkan hasil yang signifikan dan minimal terdapat salah satu sampel yang berbeda dari yang lainnya, maka pengujian belum tentu dapat mengidentifikasi letak perbedaannya bahkan juga belum dapat menganalisis seberapa banyak perbedaan yang ada. Untuk mengidentifikasi jenis perbedaan yang ditimbulkan di antara sampel-sampel yang ada, harus digunakan sampel yang berbeda atau uji post hoc untuk menganalisis sampel sehingga didapatkan perbedaan yang signifikan (Corder dan Foreman, 2009). 3.5 Rancangan Percobaan Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap dengan faktorial. Faktor perlakuan yang digunakan adalah HWT dengan kondisi suhu 30 o C selama 65 menit, 35 o C selama 60 menit, 45 o C selama 40 menit dan 55 o C selama 15 menit serta perendaman pada CaCl 2 4% pada taraf 20 menit, 40 menit dan 60 menit. Hipotesis yang digunakan dalam analisis rancangan acak lengkap berikut ini: Pengaruh perlakuan HWT H 1 : HWT berpengaruh terhadap perubahan mutu Mangga Gedong Gincu H o : HWT tidak berpengaruh terhadap perubahan mutu Mangga Gedong Gincu Pengaruh perlakuan CaCl 2 H 1 : CaCl 2 berpengaruh terhadap perubahan mutu Mangga Gedong Gincu H o : CaCl 2 tidak berpengaruh terhadap perubahan mutu Mangga Gedong Gincu Pengaruh interaksi antara HWT dan CaCl 2 H 1 : Interaksi antara HWT dan CaCl 2 berpengaruh terhadap perubahan mutu Mangga Gedong Gincu H o : Interaksi antara HWT dan CaCl 2 tidak berpengaruh terhadap perubahan mutu Mangga Gedong Gincu Model umum dari rancangan percobaan tersebut adalah: Y ijk = μ + A i + B j + AB ij + C ijk (4) Dimana : Y ijk μ A i B j AB ij = Pengamatan faktor A taraf ke-i, Faktor B taraf ke-j dan Ulangan ke-k = Rataan umum = Pengaruh Faktor A pada taraf ke-i = Pengaruh Faktor B pada taraf ke-j = Interaksi antara Faktor A dengan Faktor B pada taraf (i,j) C ijk = Pengaruh galat percobaan dari perlakuan HWT ke-i dan CaCl 2 ke-j pada ulangan ke k i = 1 (jenis perlakuan HWT) j = 1, 2 (jenis perlakuan CaCl 2 ) k = 1, 2 (ulangan) Jika hipotesis yang telah ditetapkan di awal ternyata terbukti berpengaruh secara signifikan, maka dilakukan pengujian lanjut menggunakan uji Duncan pada tarif nyata ( ) = 24
0.05. Uji ini untuk mengetahui kondisi HWT dan pencelupan pada larutan CaCl 2 terbaik maupun kombinasi keduanya terhadap perubahan mutu buah mangga. Uji Duncan didasarkan pada sekumpulan nilai beda nyata yang ukurannya semakin besar, tergantung pada jarak di antara pangkat-pangkat dari dua nilai tengah (faktor A dan faktor B) yang dibandingkan. Dapat digunakan untuk menguji perbedaan di antara semua pasangan perlakuan yang mungkin tanpa memperhatikan jumlah perlakuan. Pada uji Duncan ini terdapat beberapa langkah perhitungan yang dilakukan, yaitu: 1. Mengurutkan nilai tengah perlakuan (biasanya urutan menaik) 2. Hitung wilayah nyata terpendek untuk wilayah dari berbagai nilai tengah dengan menggunakan formula R p = r α, p, v s γ (5) R p = r α, p, v (6) Dimana: KTG r r α, p, v α = Kuadrat Tengah Galat = ulangan = nilai wilayah nyata Duncan = taraf nyata p = jarak relatif antara perlakuan tertentu dengan peringkat berikutnya (2, 3, dst) v = derajat bebas galat 3. Kriteria nilai mutlak selisih kedua rata-rata yang akan dilihat perbedaannya dengan nilai wilayah nyata terpendek (R p ) dengan kriteria pengujian sebagai berikut: Jika μ i μ j : > R p Tolak H o (berbeda nyata) < R p Terima H o (tidak berbeda nyata) Hipotesis yang digunakan dalam uji Duncan ini dengan asumsi semua perlakuan berpengaruh nyata terhadap respon, maka: H 1 : Nilai tengah kedua perlakuan berbeda nyata H o : Nilai tengah kedua perlakuan tidak berbeda nyata Prosedur pengujian Nonparametrik Kruskal-Wallis yang dikembangkan oleh Kruskal dan Wallis (1952) biasanya digunakan dalam rancangan percobaan yang menggunakan RAL (rancangan acak lengkap). Uji ini digunakan untuk menguji hipotesis: H o : nilai tengah perlakuan sama H 1 : minimal ada satu nilai tengah perlakuan yang tidak sama dengan yang lainnya 25
Statistik uji yang digunakan dalam pengujian ini adalah: H [ r ( ) ] (7) dengan: r i = banyaknya ulangan pada perlakuan ke-i N = jumlah pengamatan R i = jumlah peringkat (rank) dari perlakuan ke-i dan [ ( ) ] (8) R ij adalah peringkat dari pengamatan pada perlakuan ke-i ulangan ke-j. Kaidah keputusan uji ini: Jika H > χ 2, t-1 maka tolak H o, selainnya terima H o. 26