BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Formulasi Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah (Hylocereus polyrhizus) Pada umumnya fruit leather dibuat dari puree buah yang dikeringkan dengan ditambahkan beberapa bahan untuk mendukung sifat sensoris dan fisikokimianya. Fruit leather mangga dibuat dari buah mangga arumanis, sorbitol, jeruk nipis sebagai sumber asam sitrat, dan gum arab. Seperti yang telah dipaparkan di atas bahwa mangga arumanis memiliki daging buah tebal, lunak, berwarna kuning, pelok pipih, aroma harum dan tidak begitu berair, rasanya juga enak (Pracaya, 2005). Serta kandungan gizi seperti yang dijelaskan Godam64 (2015) cocok untuk dijadikan fruit leather. Sedangkan penambahan kulit buah naga merah ditujukan sebagai sumber pektin serta mendukung sifat fisikokimianya seperti tekstur dan aktivitas antioksidan yang bermanfaat bagi kesehatan. Dalam penelitian ini fruit leather mangga dikombinasikan dengan kulit buah naga merah. Penambahan kulit buah naga merah yang banyak memberikan warna fruit leather yang menarik karena selain berkhasiat sebagai antioksidan, antibakteri, kulit buah naga juga bisa dijadikan sumber pigmen alami (Wahdaningsih dkk., 2014). Kulit buah naga merah memiliki nilai lightness (L = 16.65) dan yellowness (b = 4,61) yang rendah, tetapi memiliki nilai redness yang tinggi (a = 23,89) (Jamilah dkk., 2011). Di dalam kulit ini terkandung antosianin sebesar 62.68% (Simanjuntak dkk., 2014) dan betasianin sebesar 150.46±2.19 mg/100 gr berat kering. Namun demikian, penambahan kulit buah naga yang banyak menyebabkan aroma khas buah mangga menjadi tidak terlalu kuat selain itu teksturnya menjadi lebih keras. Di dalam kulit buah naga ini terkandung senyawa pektin yaitu 10.8% (Jamilah dkk., 2011). Pektin merupakan polisakarida yang terdiri dari selulosa dan hemiselulosa untuk 32
memperkuat jaringan pada tanaman. Keduanya bekerja membentuk jaringan tanaman untuk memperkuat dinding sel, senyawa ini juga merupakan senyawa perekat antara (Prasetyowati dkk., 2009). Sehingga penambahan yang terlalu besar akan menyebabkan tekstur fruit leather yang terlalu keras. Dalam pembuatan produk makanan berbentuk selai termasuk fruit leather diperlukan bahan pembentuk gel, adapun syarat terbentuknya gel yaitu pektin, gula, dan asam, serta bisa menggunakan bahan penstabil lainnya (Ikhwal dkk., 2014). Pada penelitian ini digunakan kulit buah naga sebagai sumber pektin, sorbitol sebagai pengganti gula, dan jeruk nipis sebagai sumber asam sitrat, sehingga syarat terbentuknya gel telah dipenuhi. Walaupun begitu ketika dilakukan pengeringan fruit leather mengalami pecah tekstur dan kurang menyatu. Dengan demikian penambahan bahan penstabil berupa gum arab sebesar 1% dilakukan. Hasilnya pun menjadi lebih baik, fruit leather tampak menyatu, mudah diangkat dan digulung, serta tidak mudah sobek. Menurut Fachruddin (2002), bahan penstabil merupakan suatu zat yang dapat menstabilkan, mengentalkan, atau memekatkan suatu makanan yang dicampur dengan air, sehingga dapat membentuk suatu cairan dengan kekentalan yang stabil dan homogen pada waktu yang relatif lama. Sedangkan Brockway (1989) berpendapat bahwa gum arab merupakan salah satu bahan penstabil atau hidrokoloid yang jauh lebih mudah larut daripada hidrokoloid lainnya. Selain dapat meningkatkan stabilitas gum arab dapat mengikat flavor, sebagai bahan pengental, pembentuk lapisan tipis, dan pemantap emulsi. Berdasarkan trial dan error didapatkan 3 formulasi yang akan diuji sensoris untuk diketahui formulasi terbaik seperti pada Tabel 3.2. Ketiga formulasi itu yaitu kulit buah naga merah (400gr : 100gr), mangga : kulit buah naga merah (425gr : 75gr), dan mangga : kulit buah naga merah (450gr : 50gr) dengan penambahan 20 % sorbitol, 1 % gum arab, dan 0,2% jeruk nipis (Safitri, 2012). Sorbitol memiliki rasa yang lembut dan 33
memberi kesan dingin di mulut, tahan panas, dan tidak ikut serta dalam reaksi Maillard. Penambahan jeruk nipis berperan sebagai sumber asam sitrat yang berfungsi untuk flavor enhancer atau pemacu rasa, selain itu asam sitrat juga berfungsi sebagai pengatur ph, memberi aroma yang khas, dan memperpanjang umur simpan (Fachruddin, 2002). Dalam pembuatannya, bahan-bahan tersebut diblender dan dicampur hingga menjadi adonan puree yang homogen kemudian dipanaskan dengan suhu 60-80 C selama 2 menit. Puree yang telah dipanaskan dituang pada loyang berukuran 28cmx28cm yang telah dilapisi plastik PP. Menurut Ramadhan (2014), untuk mendapatkan ketebalan fruit leather ±2mm diperlukan puree ±500 gr dalam loyang berukuran 28cmx28cm. Pengeringan fruit leather dilakukan dengan menggunakan cabinet dryer bersuhu 60 C selama 24 jam (Safitri, 2012). Pengeringan menggunakan cabinet dryer dapat menghasilkan fruit leather dengan warna dan flavor yang lebih baik (Diamante dkk., 2014). Fruit leather yang telah kering diuji sensoris meliputi warna, aroma, rasa, tekstur, dan overall. Uji sensoris ini ditujukan untuk mengetahui seberapa besar penerimaan konsumen terhadap produk fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah ketika produk dikomersialkan. Data hasil uji sensoris ketiga formulasi disajikan dalam Tabel 4.1. Tabel 4.1 menunjukkan bahwa ketiga formulasi tidak berpengaruh pada parameter warna, aroma, dan rasa fruit leather ditunjukkan dengan huruf superscrip yang sama pada tiap kolomnya. Lain hal dengan parameter tekstur dan overall, perbedaan formulasi berpengaruh pada kedua parameter tersebut. Formulasi 1 berbeda nyata dengan formulasi kedua, tetapi formulasi ketiga tidak berbeda nyata pada kedua formulasi lainnya. Hal ini ditunjukkan dengan huruf superscrip yang berbeda pada tiap kolomnya. F1 adalah perbandingan buah mangga dan kulit buah naga merah (400gr : 100gr), F2 : (425gr : 75gr), dan F3 : (450gr : 50gr). Ketiga formulasi tersebut hampir semua memiliki skor di atas 4 yang berarti telah diterima panelis. Pada segi warna F2 memiliki skor terendah dibanding 34
formulasi lain, akan tetapi untuk keseluruhan parameter yang diuji F2 memiliki skor tertinggi yaitu sebesar 5.04. Dengan demikian F2 merupakan formulasi terpilih yang selanjutnya akan diuji dan dihitung umur simpannya. Tabel 4.1 Skor Sensoris 3 Formulasi Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Formulasi Warna Aroma Rasa Tekstur Overall F1 5.00 a 4.22 a 4.78 a 3.61 a 4.43 a F2 4.96 a 4.65 a 5.26 a 4.74 b 5.04 b F3 5.09 a 4.78 a 4.96 a 4.35 ab 4.91 ab Keterangan : Angka yang diikuti huruf superscrip kecil yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak beda nyata pada taraf signifikansi 5%. 1. : sangat tidak suka, 2. : tidak suka, 3. : agak tidak suka, 4. : netral, 5. : agak suka, 6. : suka, 7. : sangat suka. F1 = 400 gr : 100 gr, F2 = 425gr : 75 gr, F3 = 450 gr : 50 gr. B. Mutu Awal Sebelum dihitung umur simpannya, formulasi terpilih akan diuji sensoris, kadar air, dan aktivitas antioksidan untuk mengetahui mutu awal fruit leather. Mutu awal ini digunakan sebagai patokan penurunan mutu selama 25 hari penyimpanan. Hasil yang diperoleh dari pengujian tersebut sebagai berikut : Tabel 4.2 Mutu Awal Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Parameter W A R T O KA AA Nilai 6.32 6.20 6.24 6.60 6.25 16.92% 19% Keterangan : W = Warna, A = Aroma, R = Rasa, T = Tekstur, O = Overall, KA = Kadar Air, AA = Aktivitas Antioksidan Dapat dilihat bahwa mutu awal fruit leather parameter warna, aroma, rasa, tekstur, dan overall rata-rata skornya mencapai 6 yang menunjukkan bahwa pada hari ke 0 panelis menyukai fruit leather ini. Kadar air fruit leather pada hari ke 0 rata-rata sebesar 16.92 %, hal ini telah sesuai dengan teori Nurlaely (2002) bahwa fruit leather yang baik mempunyai kadar air 10-20%. Sedangkan aktivitas antioksidan fruit leather pada hari ke 0 sebesar 19%. Menurut Pribadi dkk., (2014), pada kulit buah naga terdapat kandungan betasianin sebesar 186.90mg/100gr berat kering dan aktivitas antioksidan sebesar 53.71%. 35
Menurut Priatni dan Aulia, (2015) dalam kulit buah naga terdapat pigmen betalain yang terdiri dari betasianin (memberikan warna merah keunguan) dan betaxanthin (memberikan warna kuning-oranye) yang dapat berperan sebagai antioksidan. Pigmen alami ini mudah terdegradasi, labil terhadap panas, dan memiliki stabilitas struktur yang rendah. Penurunan aktivitas antioksidan setelah pengolahan menjadi fruit leather juga terjadi karena kandungan vitamin C bahan yang berperan sebagai aktivitas antioksidan. Vitamin C yang mudah teroksidasi karena terpapar oksigen selama pengolahan. Menurut Winarno (1986), vitamin C mudah teroksidasi dan proses tersebut dipercepat oleh panas, sinar, alkali, enzim, oksidator serta oleh katalis tembaga dan besi. Penurunan aktivitas antioksidan dapat disebabkan oleh maserasi, oksidasi, degradasi thermal, maupun cahaya. Penurunan ini biasanya terjadi pada antioksidan dalam bentuk vitamin C dan fenolik (Ambarsari dkk., 2013). Ditambahkan pula oleh Farikha dkk., (2013) bahwa antioksidan merupakan senyawa yang rentan teroksidasi dengan adanya efek seperti cahaya, panas, logam peroksida atau secara langsung bereaksi dengan oksigen sehingga nilai aktivitas antioksidan mengalami penurunan selama penyimpanan. Pada saat pengolahan fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah melalui proses pengupasan, pemotongan, pencucian dan penghancuran yang memungkinkan terjadinya oksidasi vitamin C pada bahan. Selain itu dilakukan pemanasan dan pengeringan sehingga dapat mendegradasi beberapa senyawa antioksidan di dalamnya. C. Kinetika Kemunduran Mutu Fruit leather yang telah ditentukan mutu awalnya disimpan di dalam inkubator pada suhu 35 C, 45 C, dan 55 C selama 25 hari. Setiap 5 hari sekali fruit leather diuji sensoris dan kadar air untuk mengetahui kinetika kemunduran mutunya dan dijadikan umur simpan. Sedangkan uji aktivitas antioksidan dilakukan pada hari ke 0, batas tolak, dan hari ke 25. Penurunan mutu makanan dapat dilihat dari perubahan faktor mutu 36
makanan tersebut, sehingga perlu dilakukan pengukuran mutu untuk menentukan umur simpannya. 1. Mutu Sensoris Mutu sensoris merupakan mutu kritis dalam pendugaan umur simpan. Mutu sensoris merupakan kesan pertama dari konsumen meliputi warna, rasa, aroma, tekstur, maupun overall dan dapat menentukan fruit leather ini masih bisa diterima konsumen atau tidak selama penyimpanan. Pengujian sensoris menggunakan uji kesukaan skoring, 25 orang panelis akan memberikan penilaian dari angka 1-7 dengan masing-masing kriterianya. Angka 7 menunjukkan karakteristik fruit leather sesuai dengan mutu awal atau sangat suka. Selanjutnya angka 6-1 menunjukkan penurunan setiap parameternya seperti warna memudar/berubah, aroma berubah, dan seterusnya. a. Parameter Warna Tabel 4.3 Skor Sensoris Parameter Warna Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Nilai Kesukaan Parameter Warna Waktu (Hari) Suhu (35 o C) (45 o C) (55 o C) 0 6.32 6.32 6.32 5 6.24 5.88 5.84 10 5.44 5.20 5.16 15 4.64 4.52 4.40 20 4.52 4.36 4.08 25 4.36 4.04 3.48 Keterangan : 1. : sangat tidak suka, 2. : tidak suka, 3. : agak tidak suka, 4. : netral, 5. : agak suka, 6. : suka, 7. : sangat suka. Simanjuntak dkk., (2014) berpendapat bahwa warna memiliki arti penting pada komoditas pangan dan hasil pertanian lainnya. Karena peranan itu sangat nyata pada 3 hal yaitu daya tarik, tanda pengenal, dan atribut mutu. Parameter warna ini dapat dipengaruhi oleh kandungan air fruit leather, di mana kadar air dapat memantulkan cahaya sehingga warna fruit leather tampak lebih terang (Haryati dkk., 2015). Mutu sensoris parameter warna fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah 37
selama penyimpanan nilainya semakin menurun seiring dengan kenaikan suhunya. Penurunan nilai kesukaan ini dapat dilihat pada Tabel 4.3. Warna awal fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga adalah kuning kemerahan dengan skor awal parameter warna fruit leather ini sebesar 6.32 terus menurun hingga menjadi 4.36 (35 C), 4.04 (45 C), dan 3.48 (55 C). Skor terendah pada hari terakhir penelitian parameter warna pada suhu 55 C, di sini panelis mulai tidak menyukai warna fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah. Perubahan warna fruit leather cenderung menjadi coklat dan lebih gelap. Hal ini sesuai dengan penelitian Rahmanto dkk., (2014) tentang umur simpan fruit leather nangka, bahwa warna fruit leather nangka selama penyimpanan terjadi perubahan dari warna kuning menjadi coklat dikarenakan reaksi Maillard. Azeredo dkk., (2006) menambahkan bahwa fruit leather mangga yang disimpan pada suhu 25 C selama 6 bulan ketika diuji sensoris 52% panelis menyatakan fruit leather mangga menjadi lebih gelap dari idealnya. Perubahan warna menjadi coklat dapat disebabkan karena terjadinya reaksi pencoklatan non enzimatis terutama oksidasi vitamin C selama penyimpanan (Winarti dkk., 2015). Vitamin C (asam askorbat) merupakan senyawa reduktor yang dapat bertindak sebagai precursor dalam pembentukan warna coklat non enzimatik. Asam-asam askorbat berada dalam keseimbangan dengan asam dehidroaskorbat. Dalam suasana asam cincin lakton asam dehidroaskorbat terurai secara irreversible membentuk diketogulonat dan terjadi proses pencoklatan dan reaksi Maillard (Winarno, 1986). Sedangkan warna gelap pada fruit leather disebabkan karena selama penyimpanan kadar air fruit leather dengan penambahan kulit buah naga merah terus berkurang. Air yang 38
tersisa pada fruit leather kurang bisa memantulkan cahaya, sehingga fruit leather tampak lebih gelap. Winarno (1986) berpendapat bahwa, suatu bahan yang dinilai bergizi, enak dan teksturnya sangat baik tidak akan dimakan apabila memiliki warna yang tidak sedap dipandang atau memberi kesan telah menyimpang dari warna yang seharusnya. b. Parameter Rasa Rasa dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah senyawa kimia, suhu, konsentrasi dan interaksi komponen rasa lainnnya. Agar suatu senyawa dapat dikenal rasanya, senyawa tersebut harus dapat larut dalam air liur (Winarno, 1986). Pada penelitian kali ini selama 25 hari penyimpanan rasa fruit leather semakin lama menjadi berubah. Perubahan mutu rasa fruit leather ini dapat dilihat dari hasil uji sensoris seperti pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Skor Sensoris Parameter Rasa Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Nilai Kesukaan Parameter Warna Waktu (Hari) Suhu (35 o C) (45 o C) (55 o C) 0 6.24 6.24 6.24 5 5.68 5.36 5.24 10 5.24 4.80 4.56 15 4.40 4.36 4.20 20 4.16 4.12 3.84 25 3.88 3.64 3.20 Keterangan : 1. : sangat tidak suka, 2. : tidak suka, 3. : agak tidak suka, 4. : netral, 5. : agak suka, 6. : suka, 7. : sangat suka. Hasil menunjukkan parameter rasa masih diterima panelis hingga hari ke 20 untuk suhu 35 C dan 45 C, sedangkan suhu 55 C panelis mulai tidak suka dengan rasa fruit leather pada hari ke 15. Skor awal parameter rasa ini yaitu 6.24 dan mengalami penurunan selama 25 hari penyimpanan menjadi 3.88 pada suhu 35 C, 3.64 pada suhu 45 C, dan 3.20 pada suhu 55 C. Penurunan nilai tersebut semakin tinggi seiring dengan lebih tingginya suhu penyimpanan. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa 39
rasa fruit leather yang diharapkan yaitu seperti rasa buah sebagai bahan bakunya (Nurlaely, 2002). Penurunan skor menunjukkan terjadinya perubahan rasa fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga menyimpang dari rasa buah mangga sebagai bahan bakunya. Menurut penelitian Rahmanto dkk., (2014), selama penyimpanan fruit leather nangka terjadi penurunan rasa buah yang khas pada fruit leather tersebut menjadi pahit. Pengeringan menyebabkan terjadinya case hardening yang berpengaruh pada warna dan rasa. Menurut Winarno (1986), perubahan tekstur atau viskositas bahan dapat mengubah rasa dan bau yang timbul karena dapat mempengaruhi kecepatan timbulnya rangsangan terhadap sel reseptor olfaktori dan kelenjar air liur. Semakin kental suatu bahan penerimaan terhadap intensitas rasa, bau, dan cita rasa semakin berkurang. c. Parameter Aroma Aroma adalah salah satu komponen cita rasa makanan dan dapat menjadi penentu kelezatan makanan. Aroma buah-buahan disebabkan oleh berbagai ester yang bersifat volatil (Winarno, 1986). Aroma fruit leather yang diharapkan yaitu aroma khas buah bahan bakunya yaitu mangga. Data hasil uji sensoris parameter aroma selama 25 hari penyimpanan ditunjukkan pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Skor Sensoris Parameter Aroma Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Nilai Kesukaan Parameter Warna Waktu (Hari) Suhu (35 o C) (45 o C) (55 o C) 0 6.20 6.20 6.20 5 5.76 5.44 5.32 10 5.12 4.60 4.52 15 4.64 4.24 4.20 20 4.24 4.20 4.16 25 3.52 3.40 3.24 Keterangan : 1. : sangat tidak suka, 2. : tidak suka, 3. : agak tidak suka, 4. : netral, 5. : agak suka, 6. : suka, 7. : sangat suka. 40
Skor awal parameter aroma ini paling rendah daripada parameter sensoris lainnya yaitu sebesar 6.20. Hal ini dikarenakan aroma fruit leather mangga ini tidak terlalu kuat. Skor penilaian parameter ini semakin lama semakin menurun baik suhu 35 C, 45 C, maupun 55 C. Menurut panelis aroma fruit leather dari ketiga suhu penyimpanan sulit dibedakan, sehingga skor tiap suhunya tidak jauh berbeda. Dalam penelitian Rahmanto dkk., (2014) terjadi penurunan aroma nangka sebagai bahan baku pada fruit leather nangka selama penyimpanan. Penurunan intensitas aroma fruit leather juga terjadi pada penelitian Azeredo dkk., (2006) dari 6.6 menjadi 4.9. Penurunan aroma ini dapat disebabkan karena proses dekomposisi yang berjalan lebih cepat ataupun terjadinya proses difusi ester. Perubahan formasi senyawa ester dan penurunan senyawa aldehid serta alkohol dapat disebabkan oleh dehidrasi uap air, sehingga terjadi perubahan profil komponen volatil (Mulyawanti dkk., 2008). d. Parameter Tekstur Parameter tekstur sangat dipengaruhi oleh kandungan pektin. Seperti yang dijelaskan sebelumnya pektin merupakan polisakarida pembentuk jaringan untuk memperkuat dinding sel dan merupakan senyawa perekat antara (Prasetyowati dkk., 2009). Ikhwal dkk., (2015) menambahkan bahwa pektin merupakan salah satu syarat terbentuknya gel pada pembuatan fruit leather. Menurut Winarti dkk., (2015) sorbitol juga dapat berperan sebagai zat texturizing, selain itu tekstur dipengaruhi oleh jumlah hidrokoloid (Tarigan dkk., 2015), dan aktivitas air serta kadar air (Brockway, 1989). Pengaruh hidrokoloid terhadap tekstur yaitu hidrokoloid dapat membuat tekstur fruit leather menjadi kompak. Jumlah penambahan hidrokoloid yang terlalu banyak menyebabkan tekstur fruit leather menjadi keras dan kaku, sedangkan jumlah yang 41
terlalu sedikit menyebabkan tekstur fruit leather tidak kompak (Tarigan dkk., 2015). Tekstur fruit leather yang disukai yaitu plastis dan tidak lengket di gigi. Hasil uji sensoris fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah ditunjukkan pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Skor Sensoris Parameter Tekstur Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Nilai Kesukaan Parameter Warna Waktu (Hari) Suhu (35 o C) (45 o C) (55 o C) 0 6.60 6.60 6.60 5 6.36 6.24 6.04 10 5.72 5.64 4.76 15 5.56 5.48 4.64 20 5.12 4.76 3.80 25 5.00 4.68 3.56 Keterangan : 1. : sangat tidak suka, 2. : tidak suka, 3. : agak tidak suka, 4. : netral, 5. : agak suka, 6. : suka, 7. : sangat suka. Parameter tekstur fruit leather ini memiliki skor awal tertinggi daripada parameter sensoris lainnya yaitu sebesar 6.60. Selama 25 hari penyimpanan sifat plastis dari fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah semakin menurun, hal ini ditunjukkan oleh skor panelis yang semakin menurun. Penurunan skor parameter tekstur tidak terlalu besar dibanding parameter sensoris lainnya. Tekstur fruit leather yang disimpan pada suhu 35 C dan 45 C masih bisa diterima oleh panelis hingga hari ke 25 dengan skor terakhir 5.00 dan 4.68, sedangkan untuk suhu 55 C panelis mulai agak tidak menyukai pada hari ke 20 yang menunjukkan tekstur fruit leather menjadi keras. Hal ini sesuai dengan penelitian Azeredo dkk., (2006) bahwa fruit leather mangga yang disimpan pada suhu 25 C selama 6 bulan mengalami penurunan tekstur, 60% panelis menyatakan bahwa fruit leather tersebut menjadi lebih keras. Didukung oleh Rahmanto dkk., (2014) bahwa semakin kecil kadar air fruit leather maka tekstur fruit leather akan semakin keras dan tidak elastis. 42
Selain suhu dan lama penyimpanan, penurunan mutu tekstur fruit leather ini dipengaruhi oleh kadar air dan sorbitol. Suhu dan lama penyimpanan akan menyebabkan kadar air menurun karena menguap. Sedangkan Brockway (1989) berpendapat bahwa produk yang memiliki A w dan kadar air yang tinggi memiliki tekstur produk yang basah, empuk, dan mudah dikunyah, sedangkan produk yang kering atau memiliki kadar air rendah akan menjadi sangat keras dan tidak mudah dikunyah. Sehingga semakin lama penyimpanan dan semakin tinggi suhunya maka semakin rendah pula kadar air produk dan teksturnya akan semakin keras (berkurang keplastisannya). Penurunan mutu tekstur yang tidak signifikan dipengaruhi oleh sorbitol. Sorbitol sebagai humektan berfungsi untuk mengendalikan penyerapan maupun pengurangan air karena kondisi humidity yang selalu berubah dengan kecepatan rendah, sehingga dapat menjaga fruit leather tetap lembut untuk jangka waktu yang lama (Fardiaz, 1987). Jika humektan berada pada kondisi basah akan mengikat air dan lingkungannya hingga tekanan uap air pada humektan sama dengan lingkungannya. Akan tetapi jika berada pada lingkungan yang kering penguapan berlangsung lambat hingga mencapai keseimbangan dengan lingkungannya (Winarti dkk., 2015). e. Parameter Overall Sama halnya dengan parameter lain, parameter overall juga mengalami penurunan skor panelis selama 25 hari penyimpanan. Data penurunan skor parameter overall ditunjukkan pada Tabel 4.7. Secara keseluruhan (overall) fruit leather yang diharapkan memiliki karakteristik tekstur plastis pada fruit leather yaitu kemampuan untuk dapat digulung dan tidak terlalu kenyal untuk dimakan, konsisten, mempunyai flavor, dan warna buah alami. Selain itu, fruit leather yang baik juga dicirikan dengan dapat 43
diangkatnya keseluruhan fruit leather tanpa patah dan juga dapat digulung, tidak mudah sobek teksturnya. Menurut Nurlaely (2002) fruit leather yang baik mempunyai kandungan air 10-20 %, nilai A w kurang dari 0,7, tekstur plastis, kenampakan seperti kulit, terlihat mengkilat, dapat dikonsumsi secara langsung serta mempunyai warna, aroma dan cita rasa khas suatu jenis buah sebagai bahan baku. Tabel 4.7 Skor Sensoris Parameter Overall Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Nilai Kesukaan Parameter Warna Waktu Suhu (Hari) (35 o C) (45 o C) (55 o C) 0 6.25 6.25 6.25 5 6.07 5.64 5.57 10 5.57 5.11 4.89 15 5.07 4.93 4.46 20 5.00 4.86 4.36 25 4.29 3.96 3.32 Keterangan : 1. : sangat tidak suka, 2. : tidak suka, 3. : agak tidak suka, 4. : netral, 5. : agak suka, 6. : suka, 7. : sangat suka. 2. Kadar Air Parameter overall fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga pada hari ke 0 memiliki skor 6.25, selama 25 hari penyimpanan menurun hingga bernilai 4.29 pada suhu 35 C, 3.39 pada suhu 45 C, dan 3.32 pada suhu 55 C. Semakin tinggi suhu penyimpanan skor parameter overall semakin rendah. Parameter ini mewakili keseluruhan parameter sensoris, adapun penyebab penurunan mutunya juga dipengaruhi oleh tiap-tiap parameter sensoris lainnya. Kadar air dalam suatu bahan makanan sangatlah penting, karena kadar air dapat mempengaruhi beberapa atribut mutu makanan. Atribut mutu tersebut antara lain warna (Haryati dkk., 2015), aroma (Mulyawanti dkk., 2008), tekstur (Brockway, 1989), dan tentunya akan mempengaruhi umur simpan makanan tersebut. Bahkan kadar air sering dikaitkan dengan total mikroba, karena dengan adanya air yang 44
cukup pada makanan akan memudahkan mikroba untuk tumbuh. Menurut Nurlaely (2002), fruit leather yang baik mempunyai kandungan air 10-20 %, nilai A w kurang dari 0,7. Walaupun kadar air dapat mempengaruhi beberapa atribut mutu makanan, kadar air fruit leather dapat dipengaruhi oleh kandungan serat, sorbitol, perbedaan RH, maupun bahan pengemas. Menurut Winarti (2008), serat memiliki kemampuan untuk menyerap air, sehingga dapat menurunkan air bebas dalam bahan. Peran sorbitol sebagai humektan juga berpengaruh terhadap kadar air fruit leather, di mana sorbitol akan mengendalikan penyerapan maupun pengurangan air pada kelembaban atau RH yang berubah-ubah. Seperti yang dijelaskan oleh Kaihatu (2014), dengan adanya perbedaan RH antara lingkungan dengan produk, uap air akan berpindah dari RH tinggi ke RH rendah hingga tercapai kondisi kesetimbangan. Perpindahan uap air ini berhubungan dengan bahan pengemas fruit leather, bahan pengemas dengan nilai permeabilitas uap air yang rendah akan dapat mempertahankan kadar air fruit leather lebih baik. Pada penelitian kali ini digunakan bahan pengemas berupa alumunium foil. Aluminium foil mempunyai sifat kedap air yang baik, permukaannya dapat memantulkan cahaya sehingga penampilannya menarik, permukaanya licin, dapat dibentuk sesuai dengan keinginan dan mudah dilipat, tidak terpengaruh oleh sinar, tahan terhadap temperatur tinggi sampai di atas 290 C, tidak berasa, tidak berbau, tidak beracun dan hygienis. Kemasan foil dapat digunakan untuk mengemas roti, makanan beku, obat obatan, bahan farmasi, bahan kimia, makanan yang higroskopis, jam, selai dan saos (Rahmawati, 2013). Selama penyimpanan, air dalam fruit leather akan menguap, tetapi karena pengemasan yang hermetis membuat uap air tersebut tidak dapat keluar dari kemasan sehingga tertahan di permukaan dalam kemasan dengan terbentuk titik-titik uap air. Kemasan hermetis mampu mempertahankan 45
gas dan uap air yang berasal dari dalam maupun dari luar kemasan (Haryati dkk., 2015). Kadar air awal fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah sebesar 16.92 % terus mengalami penurunan selama penyimpanan. Semakin tinggi suhu, penurunannya semakin tinggi pula, tetapi tidak signifikan. Hingga hari terakhir penyimpanan kadar air fruit leather masih bisa diterima. Hal ini dapat dipengaruhi oleh sorbitol pada fruit leather yang berfungsi sebagai humektan, di mana sorbitol akan mengendalikan penyerapan maupun pengurangan air pada kelembaban atau RH yang berubah-ubah hingga tercapai kondisi kesetimbangan (Winarti, 2008 : Kaihatu, 2014). Pada suhu penyimpanan 45 C hari ke 5, kadar air fruit leather mengalami kenaikan cukup signifikan menjadi 19.82%. Hal ini dapat terjadi berdasarkan teori Kaihatu (2014), ketika RH lingkungan sangat tinggi akibat penguapan kadar air sampel maupun faktor eksternal lainnya sehingga kesetimbangan uap air produk dengan lingkungan memiliki kadar air yang tinggi. Data penurunan kadar air fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah ditunjukkan pada Tabel 4.8. Tabel 4.8 Kadar Air (%) Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Selama Penyimpanan Waktu Suhu ( o C) (Hari) 35 45 55 0 16.92 16.92 16.92 5 16.81 19.82 15.70 10 16.60 15.92 15.20 15 16.48 15.21 13.25 20 16.19 14.60 12.91 25 16.09 14.46 12.02 3. Aktivitas Antioksidan Senyawa yang dapat menangkal atau meredam dampak negatif oksidan dalam tubuh, merupakan pengertian dari aktivitas antioksidan. Antioksidan menghambat senyawa oksidan dengan mendonorkan satu elektronnya (Winarsi, 2007). Aktivitas antioksidan ini dapat diukur 46
dengan metode DPPH (2,2 Difenil-1-picilhidrazil) dengan prinsip DPPH memberikan serapan kuat pada radikal bebas. Ketika electron menjadi berpasangan oleh keberadaan penangkap radikal bebas, maka absorbansinya menurun secara stoikiometri sesuai dengan jumlah elektron yang diambil. Pengukuran ini menggunakan spektrofotometer dengan panjang gelombang 517 nm (Wisesa dkk., 2014). Ada beberapa metode dalam penentuan aktivitas antioksidan seperti metode panangkapan radikal hidroksil, FRAP, TEAC / ABTS, LAP, dan CUPRAC. Metode DPPH dipilih dalam penelitian ini karena prosesnya sederhana, mudah dan cepat, sangat sensitif, dan hanya memerlukan sedikit sampel. DPPH akan mengambil atom hidrogen pada senyawa antioksidan dan mengakibatkan perubahan warna ungu pekat menjadi kuning pucat. Pada metode DPPH aktivitas antioksidan dinyatakan dalam persen penghambatannya terhadap radikal bebas dengan rumus : (Absorbansi kontrol absorbansi sampel)/absorbansi kontrol x 100% (Ambarsari dkk., 2013). Tabel 4.9 menunjukkan hasil pengujian aktivitas antioksidan fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah menggunakan metode DPPH. Tabel 4.9 Aktivitas Antioksidan Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Selama Penyimpanan Suhu Aktivitas Antioksidan (%) Hari ke-0 Batas tolak/hari ke-25 35 19.00 44.79 45 19.00 51.63 55 19.00 52.79 Pada hari ke-0 aktivitas antioksidan fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah sebesar 19%. Kemudian mengalami peningkatan selama 25 hari menjadi 44.79% pada suhu 35 C, 51.63% pada suhu 45 C, dan 52.79% pada suhu 55 C. Seiring bertambahnya suhu, aktivitas antioksidan semakin tinggi. Menurut (Ambarsari dkk., 2013), proses pengolahan makanan dapat mengubah 47
kandungan bahan makanan dan menurunkan kandungan antioksidan. Penurunan ini biasanya terjadi pada antioksidan dalam bentuk vitamin C dan fenolik. Akan tetapi proses pemanasan dapat meningkatkan dan juga menurunkan aktivitas antioksidan tergantung pada tingkat degradasi senyawa polifenol atau terbentuknya produk turunan reaksi selama proses pemanasan. Ada 4 hal yang dapat menyebabkan peningkatan aktivitas antioksidan menurut Morales dan Babel (2002) setelah proses pengolahan. Pertama karena dinding sel rusak akibat panas sehingga komponen antioksidan dapat keluar. Kedua, selama proses pemanasan terjadi reaksi kimia yang dapat menyebabkan terbentuknya senyawa antioksidan yang dapat menangkap radikal bebas. Ketiga, enzim-enzim oksidatif diinaktifasi thermal sehingga mencegah oksidasi antioksidan. Keempat yaitu, pembentukan senyawa antioksidan non nutrient produk reaksi Maillard. Senyawa antioksidan pada kulit buah naga menurut Ayustaningwarno dkk., (2014) yaitu vitamin C, senyawa fenolik, flavonoid, dan betasianin yang ikut menyumbangkan pada total fenolatnya. Sedangkan dalam buah mangga terkandung senyawa antioksidan berupa betakaroten, senyawa fenolik, lupeol, vitamin C, E, serta beberapa mineral seperti Cu, Zn, Mn, dan Se (Ide, 2010). Kaushik dkk., (2016) meneliti tentang pengaruh Thermal-Assisted Hight Presure Processing (TAHPP) yang menggunakan suhu 40-60 C terhadap perubahan warna, total flavonoid, inaktifasi enzim, serta inaktifasi mikroba pada daging buah mangga. Hasil penelitian tersebut menyebutkan bahwa aktivitas antioksidan pada pulp mangga setelah diberi perlakuan TAHPP meningkat dari 86 menjadi 104% dengan metode DPPH. Hal ini diiringi dengan peningkatan total flavonoid setelah TAHPP dari 98 menjadi 123% akibat efek ekstraksi pada suhu 40 C-60 C terhadap flavonoid. 48
Selain flavonoid, Ambarsari dkk., (2013) menjelaskan bahwa senyawa antioksidan berupa karotenoid ketika diberi perlakuan panas akan menyebabkan penguraian antioksidan dari komponen matriks tanaman sehingga meningkatkan kapasitas antioksidan. Hal ini didukung oleh Monreal dkk., (2009) bahwa pengujian aktivitas antioksidan menggunakan metode ABTS pada beberapa sayur, wortel yang kaya akan betakaroten mengalami kenaikan aktivitas antioksidan akibat pengolahan perebusan, pemanggangan, pressure-cooking, pemasakan dengan microwave, penggilingan, dan penggorengan. Dalam penelitiannya ditambahkan pula bahwa total fenol bisa saja meningkat karena fenol biasanya tersimpan dalam jaringan selulosa atau pektin sayuran dapat terekstrak akibat proses thermal. Selain itu terkadang fenol juga bisa meningkat karena panas dapat memecah struktur supramolekular dan membebaskan ikatan gula glikosidik fenol. Menurut Sari dkk., (2013) reaksi Maillard dapat berperan sebagai antioksidan dengan mendonorkan hidrogen (scavenger) terhadap radikal bebas sehingga menjadi stabil. Pada penelitiannya aktivitas antioksidan yang tinggi sebanding dengan produk reaksi Maillard (PRM) yang dihasilkan dengan menunjukkan warna yang semakin coklat. Pembentuk warna coklat disebabkan adanya senyawa 3-deoksiglukoson yang merupakan senyawa redukton sekaligus sebagai antioksidan. Hal ini didukung oleh Dedin dkk., (2006) bahwa 3-deoxyozones dan glucosone merupakan senyawa intermediet yang penting dalam reaksi pencoklatan di mana senyawa tersebut merupakan senyawa antioksidan. Dedin dkk., (2006) berpendapat bahwa antioksidan dibentuk pada beberapa tahap selama reaksi Maillard, termasuk degradasi senyawa amadori pada amino redukton dan pembentukan polimer dengan aktivitas antioksidan. Pada tahap akhir terjadi perubahan senyawa karbonil menjadi senyawa yang mempunyai berat molekul 49
tinggi (melanoidin). Senyawa tersebut memiliki aktivitas antioksidan yang cukup besar diduga karena struktur melanoidin yang merupakan suatu polimer yaitu unit pengulangan karbon yang berikatan rangkap dan nitrogen tersier di mana struktur ini terdiri atas redukton seperti enol dan enaminol sebagai antioksidan. Gugus hidroksil yang terdapat pada melanoidin mampu mengurangi proses oksidasi dengan cara mereduksi logam, mengkelat logam, dan menangkap radikal bebas. D. Perhitungan Umur Simpan Dalam pendugaan masa kadaluarsa suatu produk pangan terdapat beberapa faktor yang berpengaruh, seperti bahan baku, kondisi pengolahan, kondisi pengemas, kondisi penyimpanan, distribusi, dan penjajaan. Akan tetapi faktor dominan dalam menentukan umur simpan adalah faktor kritis, yaitu faktor yang menyebabkan kerusakan tercepat. (Hariyadi, 2008). Sedangkan Herawati (2008) berpendapat bahwa faktorfaktor yang menyebabkan terjadinya perubahan pada produk pangan menjadi dasar dalam menentukan titik kritis umur simpan. Titik kritis ditentukan berdasarkan faktor utama yang sangat sensitif serta dapat menimbulkan terjadinya perubahan mutu produk selama distribusi, penyimpanan hingga siap dikonsumsi. Energi aktivasi menunjukkan sensitifitas nilai konstanta laju penurunan mutu (k) terhadap perubahan suhu. Nilai k akan semakin sensitif terhadap perubahan suhu seiring dengan nilai energi aktivasi yang semakin kecil (Kusnandar, 2008). Pendugaan umur simpan fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah ini berdasarkan pada mutu sensoris yang meliputi warna, rasa, aroma, tekstur, dan overall. Data dari penurunan setiap parameter diplotkan terhadap waktu (hari) dan didapatkan persamaan regresi linearnya sehingga diperoleh tiga persamaaan untuk tiga kondisi suhu penyimpanan produk y = bx + a. Dimana y = nilai karakteristik produk, x = waktu penyimpanan (hari), b = laju perubahan karakteristik (slope = laju penurunan mutu = k), dan a = nilai karakteristik awal produk. Pemilihan orde reaksi untuk suatu parameter dilakukan dengan cara 50
membandingkan koefisien determinasi (R 2 ) tiap persamaan regresi linear pada suhu yang sama). Orde reaksi dengan nilai R 2 yang lebih besar merupakan orde reaksi yang digunakan oleh parameter tersebut (Haryati dkk., 2015). Untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap parameter tersebut, maka dibuat persamaan regresi linier antara ln k dengan 1/T sehingga diperoleh persamaan ln k = ln k 0 (Ea/R)(1/T). Nilai yang diperoleh dari plot Arrhenius adalah y = ax + b dimana nilainya sama dengan ln k = ln k 0 (Ea/R)(1/T). Energi aktivasi (Ea) ditentukan dari persamaan linier yang diperoleh yaitu Ea/R = a. Selanjutnya dipilih parameter dengan energi aktivasi terkecil, karena semakin kecil energi aktivasinya maka produk akan semakin cepat mengalami kerusakan. Umur simpan dihitung berdasarkan orde reaksinya (Sandana dkk., 2014). t s = (Qo-Qt)/k (Orde Nol) t s = [Ln(Qo/Qt)]/k (Orde Satu) (Kusnandar, 2008). 1. Parameter Warna Data penurunan mutu warna tiap suhu seperti pada Tabel 4.3 diplotkan pada grafik sumbu x = waktu penyimpanan, dan sumbu y = skor warna (orde 0) atau ln skor warna (orde 1). Kemudian diregresi linier untuk mendapatkan persamaan regresi dan koefisien determinasi (R 2 ). Persamaan regresi tersebut digunakan untuk mencari nilai k (konstanta laju reaksi atau laju penurunan mutu), dimana k = slope. Sedangkan nilai R 2 digunakan untuk melihat kedekatan persamaan matematika dalam memprediksi nilai mutu pada waktu penyimpanan tertentu (Kusnandar, 2008). Hasil dari regresi linier penurunan mutu parameter warna ditunjukkan pada Tabel 4.10. Menurut (Haryati dkk., 2015), pemilihan orde reaksi untuk suatu parameter yaitu dengan membandingkan koefisien determinasi (R 2 ) tiap persamaan regresi linear pada suhu yang sama. Orde reaksi yang digunakan merupakan orde reaksi dengan nilai R 2 yang lebih besar. Semakin tinggi nilai R 2 menunjukkan bahwa model matematika 51
yang digunakan dapat memprediksi data percobaan yang lebih baik (Kusnandar, 2008). Sehingga untuk parameter warna fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah mengikuti orde satu untuk menentukan konstanta laju penurunan mutu (k). Nilai konstanta laju penurunan mutu digunakan untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap parameter tersebut pada fruit leather dengan mengeplotkan nilai ln k dan 1/T pada grafik Arrhenius dan dibuat regresi linearnya. Dari regresi linear tersebut akan diperoleh persamaan ln k = ln k 0 (Ea/R)(1/T). Ea (energi aktivasi) dapat diketahui dari persamaan tersebut, yaitu Ea/R = a (Sandana dkk., 2014). Nilai R dalam persamaan ini adalah konstanta gas (8.314 J/mol.K). Energi aktivasi menunjukkan sensitifitas nilai konstanta laju penurunan mutu (k) terhadap perubahan suhu. Nilai k akan semakin sensitif terhadap perubahan suhu seiring dengan nilai energi aktivasi yang semakin kecil (Kusnandar, 2008). Tabel 4.10 Persamaan Regresi Orde Nol dan Orde Satu Parameter Warna Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Suhu Persamaan Regresi Linier R 2 ( o C) Orde Nol Orde Satu Orde Nol Orde Satu 35 y = -0.0901x y = -0.017x + 0.9197 0.9278 + 6.379 1.8604 45 y = -0.0951x y = -0.0187 + 0.9645 0.9754 + 6.2419 55 y = -0.1157x + 6.3257 1.8408 y = -0.0241x + 1.8654 0.9912 0.9906 Kemudian nilai k yang diperoleh di ln kan dan dibuat plot antara ln k dan 1/T seperti pada Tabel 4.11. Tabel 4.11 Plot Nilai Ln k dan 1/T pada Persamaan Arrhenius Suhu Suhu ( o C) ( o K) Nilai k Ln k 1/T 35 308 0.0170-4.074541935 0.003246753 45 318 0.0187-3.979231755 0.003144654 55 328 0.0241-3.725543438 0.003048780 52
ln K -3.2-3.30.003 0.00305 0.0031 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033 y = -1979.3x + 2.693-3.4 R² = 0.8586-3.5-3.6-3.7-3.8 Gambar 4.1 Kurva Arrhenius penurunan mutu parameter warna fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah 2. Parameter Rasa Hasil dari regresi penurunan mutu fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah parameter rasa dapat dilihat pada Tabel 4.12. Tabel 4.12 Persamaan Regresi Orde Nol dan Orde Satu Parameter Rasa Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Suhu Persamaan Regresi Linier R 2 ( o C) Orde Nol Orde Satu Orde Nol Orde Satu 35 y = -0.0983x y = -0.0199x + 0.9714 0.9788 + 6.1619 1.8301 45 y = -0.0981x y = -0.0205x + 0.9614 0.9834 + 5.979 55 y = -0.1129x + 5.9581 1/T 1.7989 y = -0.0249x + 1.8024 0.9648 0.9833 Parameter rasa fruit leather pada penelitian ini mengikuti orde satu dalam penentuan konstanta laju penurunan mutunya (k). Hal ini dikarenakan nilai R 2 pada suhu 45 C dan 55 C orde satu lebih tinggi daripada orde nol. Kemudian dilakukan pengeplotan data antara nilai ln k dan 1/T ke dalam grafik Arrhenius untuk mengetahui pengaruh suhu terhadap parameter rasa fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah seperti berikut Tabel 4.13. Series1 Linear (Series1) Tabel 4.13 Plot Nilai Ln k dan 1/T pada Persamaan Arrhenius Suhu Suhu ( o C) ( o K) Nilai k Ln k 1/T 35 308 0.0199-3.917035547 0.003246753 45 318 0.0205-3.887330393 0.003144654 55 328 0.0249-3.692887476 0.003048780 53
ln k -3.8-4 Plot Arhenius -3.6 0.0030.003050.00310.003150.00320.003250.0033 1/T y = -1123.1x - 0.2983 R² = 0.8341 Series1 Linear (Series1) Gambar 4.2 Kurva Arrhenius penurunan mutu parameter rasa fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah 3. Parameter Aroma Seperti halnya parameter warna dan rasa, data penurunan mutu aroma diplotkan pada grafik sumbu x = waktu penyimpanan, dan sumbu y = skor warna (orde 0) atau ln skor warna (orde 1), serta diregresi linear. Hasil plot data penurunan mutu dan regresi linear parameter aroma fruit leather dapat dilihat pada Tabel 4.14. Tabel 4.14 Persamaan Regresi Orde Nol dan Orde Satu Parameter Aroma Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Suhu Persamaan Regresi Linier R 2 ( o C) Orde Nol Orde Satu Orde Nol Orde Satu 35 y = -0.1054x y = -0.022x 0.9945 0.9818 + 6.2305 + 1.8493 45 y = -0.1033x y = -0.0221x 0.9421 0.9530 + 5.9714 55 y = -0.1063x + 5.9352 + 1.8005 y = -0.0232x + 1.7965 0.9347 0.9419 Berdasarkan data tersebut suhu 35 C dan 45 C orde satu memiliki nilai R 2 yang lebih tinggi, sehingga pada parameter aroma mengikuti orde satu untuk menentukan nilai laju penurunan mutunya (k). Orde satu atau kinetika eksponensial berarti pada awal penyimpanan sampai satu titik akan mengalami penurunan parameter aroma yang sebanding dengan waktu penyimpanan dan setelah beberapa waktu tertentu (titik tertentu) parameter aroma akan cenderung konstan (Haryati dkk., 2015). 54
Axis Title Tabel 4.15 Plot Nilai Ln k dan 1/T pada Persamaan Arrhenius Suhu Suhu ( o C) ( o K) Nilai k Ln k 1/T 35 308 0.0220-3.81671283 0.003246753 45 318 0.0221-3.81217767 0.003144654 55 328 0.0232-3.76360300 0.003048780 Plot Arhenius -3.76000000 0.0030.00305 0.0031 0.00315 0.0032 0.00325 0.0033-3.78000000-3.80000000-3.82000000-3.84000000 Axis Title y = -265.85x - 2.9609 R² = 0.7992 Series1 Linear (Series1) Gambar 4.3 Kurva Arrhenius penurunan mutu parameter aroma fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah 4. Parameter Tekstur Data penurunan parameter tekstur diplotkan terhadap waktu (hari) dan didapatkan persamaan regresi linearnya sehingga diperoleh tiga persamaaan untuk tiga kondisi suhu penyimpanan produk y=bx+a. Dimana y adalah nilai karakteristik produk, x merupakan waktu penyimpanan (hari), b merupakan laju perubahan karakteristik (slope=laju penurunan mutu=k), dan a adalah nilai karakteristik awal produk. Hasil regresi penurunan mutu fruit leather parameter tekstur ditunjukkan pada Tabel 4.16. Tabel 4.16 Persamaan Regresi Orde Nol dan Orde Satu Parameter Tekstur Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Suhu Persamaan Regresi Linier R 2 ( o C) Orde Nol Orde Satu Orde Nol Orde Satu 35 y = -0.0679x y = -0.0118x 0.9657 0.9719 + 6.5752 + 1.8875 45 y = -0.0811x y = -0.0146x 0.9696 0.9683 + 6.581 55 y = -0.1259x + 6.4743 + 1.8916 y = -0.0257x + 1.8858 0.9529 0.9678 55
Axis Title Berdasarkan data pada tabel di atas, parameter tekstur mengikuti orde 1 dalam penentuan laju penurunan mutunya (k), sehingga pada awal penyimpanan sampai satu titik tekstur fruit leather akan mengalami penurunan yang sebanding dengan waktu penyimpanan dan setelah beberapa waktu tertentu (titik tertentu) parameter tekstur akan cenderung konstan (Haryati dkk., 2015). Sehingga diperoleh data seperti pada Tabel 4.17. Tabel 4.17 Plot Nilai Ln k dan 1/T pada Persamaan Arrhenius Suhu Suhu ( o C) ( o K) Nilai k Ln k 1/T 35 308 0.0118-4.439655748 0.003246753 45 318 0.0146-4.226733750 0.003144654 55 328 0.0257-3.661264287 0.003048780 Plot Arhenius 0 0.003 0.003050.00310.003150.00320.003250.0033-1 -2-3 -4 y = -3911.9x + 8.2003 R² = 0.9268 Series1 Linear (Series1) -5 Axis Title Gambar 4.4 Kurva Arrhenius penurunan mutu parameter tekstur fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah 5. Parameter Overall Tidak berbeda dengan parameter lainnya, data penurunan parameter overall diplotkan terhadap waktu (hari) dan didapatkan persamaan regresi linearnya sehingga diperoleh tiga persamaaan untuk tiga kondisi suhu penyimpanan produk (Haryati dkk., 2015). Sehingga diperoleh data seperti pada Tabel 4.18. 56
Axis Title Tabel 4.18 Persamaan Regresi Orde Nol dan Orde Satu Parameter Overall Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Suhu Persamaan Regresi Linier R 2 ( o C) Orde Nol Orde Satu Orde Nol Orde Satu 35 y = -0.0772x y = -0.0146x 0.9666 0.9543 + 6.34 + 1.8564 45 y = -0.0798x y = -0.0158x 0.9304 0.9186 R 2 + 6.1229 55 y = -0.1069x + 6.1448 + 1.8218 y = -0.0228x + 1.8358 0.9612 0.9444 Melihat nilai R 2 pada parameter overall, orde nol memiliki nilai lebih tinggi daripada orde satu. Sehingga parameter overall menggunakan orde nol dalam penentuan konstanta laju penurunan mutu (k). Hal ini menunjukkan bahwa reaksi perubahan mutu overall fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga terjadi secara konstan (Haryati dkk., 2015). Nilai k berdasarkan orde nol ini kemudian diplotkan pada persamaan Arrhenius, sehingga didapatkan data seperti pada Tabel 4.19 berikut : Tabel 4.19 Plot Nilai Ln k dan 1/T pada Persamaan Arrhenius Suhu Suhu ( o C) ( o K) Nilai k Ln k 1/T 35 308 0.0772-2.561355822 0.003246753 45 318 0.0798-2.528231775 0.003144654 55 328 0.1069-2.235861461 0.003048780 Plot Arhenius -2.2 0.0030.003050.00310.003150.00320.003250.0033-2.3-2.4-2.5-2.6-2.7 Axis Title y = -1629.9x + 2.687 R² = 0.8115 Series1 Linear (Series1) Gambar 4.5 Kurva Arrhenius penurunan mutu parameter overall fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah 57
Adapun kriteria dalam pendugaan umur simpan bahan makanan menurut Kusnandar (2008) ada 3. Pertama, parameter mutu yang mengalami penurunan mutu paling cepat selama penyimpanan yang ditujukkan dengan nilai koefisien k mutlak yang paling besar dan atau memiliki nilai koefisien korelasi paling besar. Kedua yaitu parameter mutu yang paling sensitif terhadap perubahan suhu dilihat dari slope pada model Arrhenius atau dilihat dari nilai Ea yang terendah. Ketiga yaitu apabila terdapat lebih dari satu parameter mutu yang memenuhi kriteria pertama dan kedua maka dipilih umur simpan yang paling pendek. Dari keenam parameter di atas yang digunakan untuk menentukan umur simpan fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah, persamaan Arrhenius, nilai koefisien k mutlak (k), dan energi aktivasi (Ea) tiap parameter disajikan dalam Tabel 4.20. Tabel 4.20 Persamaan Arrhenius, Nilai Koefisien k Mutlak (k), dan Energi Aktivasi (Ea) Tiap Parameter Parameter Persamaan Arrhenius k Ea Uji Sensoris a. Warna b. Aroma c. Rasa d. Tekstur e. Overall Ln k = -1753.9(1/T) + 1.5926 Ln k = -265.85(1/T) - 2.9609 Ln k = -1123.1(1/T) - 0.2983 Ln k = - 3911.9(1/T) + 8.2003 Ln k = -1629.9(1/T) + 2.687 0.0100 0.0137 0.0151 0.0202 0.0212 0.0215 0.0140 0.0171 0.0182 0.0036 0.0072 0.0090 0.0463 0.0619 0.0677 14581.9 2210.28 9337.45 32523.5 13551 Persamaan Arrhenius yang diperoleh menggambarkan rumus Ln k = Ln K 0 Ea/R (1/T), di mana Ln K 0 adalah intersep, Ea/R adalah slope. Nilai R adalah konstanta gas yaitu 8.314 J/mol.K. Dari nilai slope yang didapat dapat diketahui nilai energi aktivasinya (Ea) sehingga diperoleh data seperti pada tabel di atas. Selain itu persamaan regresi yang 58
telah diperoleh juga dapat digunakan untuk menentukan nilai k yang kemudian digunakan untuk menghitung umur simpan dengan rumus t s = (Qo - Qt)/k...(Pers. Orde Nol) t s = [ln (Qo/Qt)]/k...(Pers. Orde Satu) dengan : t s = umur simpan produk (hari), Qo = nilai mutu awal (hari ke-0), Qt = nilai batas akhir (hari ke-t), dan k = konstanta penurunan mutu. Dapat dilihat bahwa parameter overall memiliki nilai konstanta laju penurunan mutu (k) tertinggi yaitu sebesar 0.0677, sehingga parameter overall menjadi acuan perhitungan umur simpan berdasarkan k tertinggi. Hasil perhitungan umur simpan fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah berdasarkan parameter overall dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 4.21 Hasil Perhitungan Umur Simpan Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Berdasarkan Parameter Overall Suhu Umur Simpan Nilai k C K Hari Bulan 10 283 0.046311547 70.2 2.3 25 298 0.061885889 52.5 1.8 30 303 0.067731229 48.0 1.6 Sedangkan berdasarkan nilai energi aktivasi, parameter aroma memiliki energi aktivasi terendah yaitu sebesar 2210.28 Joule. Sehingga parameter aroma menjadi acuan untuk menghitung umur simpan berdasarkan Ea terendah. Hasil perhitungan umur simpan fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah berdasarkan parameter aroma disajikan dalam Tabel 4.22. Tabel 4.22 Hasil Perhitungan Umur Simpan Fruit Leather Mangga dengan Penambahan Kulit Buah Naga Merah Berdasarkan Parameter Aroma Suhu Umur Simpan Nilai k C K Hari Bulan 10 283 0.020235854 35.9 1.2 25 298 0.021215694 34.2 1.1 30 303 0.021530328 33.7 1.1 59
Perhitungan umur simpan dilakukan pada 3 suhu yang berbeda, yaitu 10 C sebagai suhu di super market pada umumnya, 25 C sebagai suhu ruang, dan suhu 30 C yang diasumsikan sebagai suhu saat pendistribusian yang memungkinkan lebih tinggi daripada suhu ruang. Berdasarkan parameter overall fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah memiliki umur simpan berturut-turut dari suhu 10 C, 25 C, dan 30 C yaitu 70 hari (2.3 bulan), 52 hari (1.8 bulan), dan 48 hari (1.6 bulan. Sedangkan berdasarkan parameter aroma fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah memiliki umur simpan 35 hari (1.2 bulan), 34 hari, dan 33 hari (1.1 bulan). Dari kedua parameter tersebut, umur simpan fruit leather mangga dengan penambahan kulit buah naga merah paling rendah yaitu selama 33 hari atau 1,1 bulan. 60