III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP) Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini dilaksanakan terhitung dari minggu pertama Maret 2011 hingga minggu terakhir Mei 2011. 3.2 Bahan Bahan baku utama yang digunakan adalah buah nanas varietas queen atau biasa dikenal dengan nanas Bogor. Nanas Bogor banyak ditanam di kaki gunung Salak. Buahnya kecil dengan bobot per buah 0.3-1 kg. Buah nanas ini diperoleh dari petani nanas di Ciapus, Jawa Barat. Selain itu, pada penelitian ini juga digunakan dua jenis kemasan yaitu karung plastik dan peti kayu. 3.3 Parameter Mutu Parameter mutu yang diamati pada penelitian ini adalah susut bobot buah, perubahan warna buah, kekerasan buah, total padatan terlarut buah yang menggambarkan tingkat kemanisan buah nanas, serta kerusakan mekanis akibat goncangan selama simulasi berupa luka memar buah nanas. 3.4 Alat Peralatan yang digunakan terdiri atas meja getar dengan kompresor, timbangan mettler untuk mengukur susut bobot, timbangan kapasitas 150 kg, rheometer tipe CR-300DX untuk mengukur kekerasan, refractometer digital untuk mengukur total padatan terlarut, chromameter untuk mengukur warna buah nanas serta alat-alat lainnya yang menunjang terlaksananya penelitian ini. 3.5 Prosedur Penelitian Prosedur penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 2. Buah nanas yang telah dipanen dari kebun nanas di daerah kaki Gunung Salak Ciapus Bogor, dibersihkan terlebih dahulu, dipisahkan dari kotoran kemudian di sortasi. Sortasi dilakukan berdasarkan bobot buah nanas. Sejumlah nanas dengan bobot total 7 kg dimasukkan ke dalam peti kayu dan karung plastik. Hal ini sesuai dengan kondisi pengangkutan buah nanas Bogor dari petani ke pasar Induk. Setelah buah nanas dimasukkan ke dalam setiap kemasan (peti kayu dan karung plastik), kemasan karung plastik diikat dengan tali untuk menjaga posisi buah nanas tidak bergeser. Sedangkan nanas dengan kemasan peti kayu ditutup dengan papan kayu dan menggunakan paku untuk merekatkannya. Ukuran peti kayu 50 x 31 x 35 cm. Kemudian kemasan diletakkan di atas meja simulator. Di atas meja simulator getar, dilakukan penyusunan dengan 2 tumpukan tiap jenis kemasan. Hal ini dilakukan untuk menggambarkan posisi penyusunan buah nanas selama transportasi pada keadaan yang sebenarnya. Simulasi transportasi dilakukan pada arah vertikal selama 54 menit (setara jarak Bogor ke 11
Jakarta) dengan frekuensi rata-rata 3.18 Hz dan amplitudo rata rata 3.15 cm. Sebagai pembanding, simulasi juga dilakukan selama 104 menit (setara jarak Bogor ke Bandung) dengan frekuensi rata-rata 3.12 Hz dan amplitudo rata rata 4.26 cm. Selama simulasi, dilakukan pengukuran amplitudo dan frekuensi setiap 20 menit, kemudian dirata-ratakan. Terdapat perbedaan amplitudo dan frekuensi untuk kedua waktu simulasi. Pada simulasi 104 menit, amplitudo yang dihasilkan lebih dari 4 cm. Hal ini disebabkan karena keadaan meja simulator yang tidak bisa di set agar menghasilkan amplitudo sesuai dengan perhitungan yang dilakukan. Amplitudo yang dihasilkan selalu lebih dari 4 cm. Hal ini kemudian diatasi dengan pengurangan waktu simulasi, yang seharusnya 140 menit menjadi 104 menit. Penggetaran dilakukan sebanyak tiga kali untuk masing-masing waktu simulasi. Setelah dilakukan simulasi transportasi, buah nanas yang dikemas diangkat, kemudian dipindahkan dari meja getar. Dilakukan pengamatan terhadap kerusakan buah nanas untuk mengetahui persentase buah nanas yang mengalami kerusakan akibat vibrasi selama simulasi transportasi. Buah nanas dari tiap-tiap kemasan kemudian secara acak diambil dan didiamkan pada suhu ruang. Hal ini dilakukan karena setelah simulasi transportasi belum terlihat tanda-tanda kerusakan mekanis yang jelas. Buah nanas tersebut kemudian dijadikan sampel untuk menghitung susut bobot, warna, tingkat kekerasan, dan total padatan terlarut pada saat mulai terjadi perubahan kualitas nanas. Pengamatan dilakukan pada hari pertama dan hari keempat. Buah nanas Sortasi Nanas dengan bobot 7 kg (± 18-22 buah) Dimasukkan ke dalam peti kayu Dimasukkan ke dalam karung plastik Diletakkan di atas meja simulator Diletakkan di atas meja simulator (2 tumpukan) (2 tumpukan) simulasi 54 menit simulasi 104 menit simulasi 54 menit simulasi104 menit Diambil sampel nanas Dibiarkan pada suhu ruangan Diamati susut bobot, warna, kekerasan, total padatan terlarut dan kerusakan mekanis pada hari pertama dan keempat Gambar 2. Diagram alir proses simulasi transportasi buah nanas 12
3.6 Kesetaraan Simulasi Transportasi Simulasi transportasi dilakukan dengan di atas meja getar yang dapat dilihat pada Gambar 3. Berdasarkan Soedibyo (1992) kesetaraan simulasi transportasi yang dilakukan dengan menggunakan meja getar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan dibawah. Gambar 3. Meja getar yang digunakan untuk simulasi transportasi Untuk perhitungan simulasi 1 jam setara dengan jarak tempuh, digunakan rumus: Keterangan : LG = jumlah luas getaran simulasi selama 1 jam adalah jumlah getaran seluruh vibrator selama 1 jam dikali dengan luas satu siklus getaran vibrator (cm 2 /jam) JG = jumlah luas getaran truk di luar kota (cm 2 /jam) Jumlah getaran simulasi (1 jam) dan jumlah luas getaran truk di jalan luar kota selama 30 menit atau setara 30 km berturut-turut dengan rumusan di bawah ini: Jumlah luas simulasi (1 jam): L m = [ m sin m T dt] 1 jam f m Jumlah luas getaran truk di jalan luar kota selama 30 menit atau setara 30 km : L t = [ m sin m T dt] 130 60 f t 13
Keterangan: L = luas siklus getaran (cm 2 /getaran) A = amplitudo (cm) = kecepatan sudut (getaran/detik) T = periode getaran (detik/getaran) F = frekuensi getaran (H Z ) 3.7 Pengamatan 1. Susut Bobot Pengukuran susut bobot dilakukan berdasarkan persentase penurunan berat bahan sejak hari pertama pasca simulasi sampai hari keempat pasca simulasi. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan timbangan mettler. Pengukuran dilakukan pada buah nanas lengkap dengan mahkotanya. Foto pengukuran susut bobot dapat dilihat pada Gambar 4 di bawah. Persamaan yang digunakan untuk menghitung bobot adalah sebagai berikut: Keterangan : a = berat bahan hari pertama pasca simulasi (gram) b = berat bahan hari keempat pasca simulasi (gram) Gambar 4. Pengukuran bobot buah nanas dengan timbangan mettler 2. Warna Nilai warna diperoleh dengan menggunakan alat chromameter. Nilai warna yang dihasilkan adalah nilai Hunter Lab. Nilai L mengidentifikasikan tingkat kecerahan, nilai a mengidentifikasikan tingkatan warna hijau hingga merah sedangkan nilai b mengidentifikasikan tingkatan warna biru hingga kuning. Pengukuran warna dilakukan dengan meletakkan chromameter pada permukaan kulit buah nanas dan 14
diposisikan agar cahaya chromameter mengenai bagian di antara mata buah nanas Berikut adalah gambar chromameter yang digunakan saat mengukur nilai warna buah nanas. Gambar 5. Pengukuran warna pada buah nanas (kiri) chromameter, alat untuk mengukur warna buah nanas, (kanan) buah nanas yang diukur warnanya 3. Kekerasan Kekerasan buah nanas diukur dengan mengunakan rheometer. Beberapa pengaturan yang dilakukan saat menggunakan alat ini, disesuaikan untuk keadaan buah nanas yamg memiliki kulit buah cukup tebal, antara lain mode 20, beban maksimum 10 kg, kedalaman penekanan 10 mm, kecepatan penurunan jarum 60 mm/m dan diameter jarum 5 mm. Pengukuran kekerasan buah nanas dilakukan dengan memberikan tekanan pada tiga titik yaitu bagian pangkal, tengah, dan atas pada buah nanas, kemudian dirata-ratakan nilainya. Bagian yang diukur kekerasannya adalah bagian diantara mata buah nanas karena bagian mata buah nanas cukup keras. Pengukuran kekerasan buah nanas dapat dilihat pada Gambar 6. celah diantara mata buah nanas yang diukur kekerasannya (a) (b) Gambar 6. Pengukuran kekerasan buah nanas (a) jarum rheometer menusuk daging buah, (b) bagian buah nanas yang diukur kekerasannya 15
4. Total Padatan Terlarut Pengukuran total padatan terlarut dilakukan dengan menggunakan refractometer digital. Buah nanas dikupas kemudian diambil daging buahnya pada bagian pangkal, tengah dan atas. Buah nanas dihancurkan kemudian dilakukan pengukuran kadar gula dengan meletakkan cairan daging buah yang telah dihancurkan pada prisma refractometer. Sebelum dan sesudah pembacaan, prisma refractometer dibersihkan dengan alkohol, hal ini dilakukan agar nilai pada pengukuran sampel selanjutnya tidak dipengaruhi oleh pengukuran sampel sebelumnya. Angka yang tertera pada refractometer menunjukkan kadar total padatan terlarut ( Brix.) yang mewakili rasa manis. Gambar 7 menunjukkan alat (refractometer) dan bahan (alkohol, tissue dan plastik) yang digunakan untuk mengukur total padatan terlarut daging buah nanas. Gambar 7. Pengukuran total padatan terlarut dengan menggunakan refractometer 5. Tingkat Kerusakan Mekanis Pengamatan terhadap tingkat kerusakan mekanis yang terjadi setelah simulasi pengangkutan dilakukan pada hari keempat berdasarkan ada tidaknya luka memar ataupun luka gores pada buah nanas dari masing-masing kemasan. Kegiatan pengujian dilakukan secara visual, yaitu pengamatan langsung dengan mata terhadap kerusakan buah nanas. Kemudian diperkirakan persentase kerusakan yang terjadi. Persentase diperoleh dengan membandingkan antara bagian buah nanas yang rusak terhadap keseluruhan bagian buah nanas. Pada hari pertama pasca simulasi belum terlihat memar akibat simulasi transportasi, memar baru terlihat pada hari keempat. Kerusakan pada buah nanas adalah luka memar, buah nanas yang mengalami kerusakan dapat dilihat pada Gambar 8. Luka memar terjadi akibat adanya benturan antara buah dengan dinding kemasan atau tekanan sesama buah. 16
memar pada buah nanas Gambar 8. Memar pada buah nanas pada pengamatan hari keempat 3.8 Rancangan percobaan Penelitian ini dibagi menjadi dua tahap, yaitu tahap penelitian pendahuluan dan tahap penelitian utama. Pada tahap penelitian pendahuluan dilakukan penelitian untuk menentukan perubahan kualitas nanas setelah ditransportasi mulai terjadi pada hari ke berapa. Pada penelitian utama dilakukan dengan mengamati kerusakan mekanis, perubahan warna, jumlah total padatan terlarut, tingkat kekerasan dan susut bobot pada nanas setelah transportasi dengan menggunakan kemasan peti kayu dan karung plastik. Variabel penelitian yang diterapkan adalah perbedaan jenis kemasan yaitu peti kayu dan karung plastik serta dikombinasikan secara acak lengkap dengan dua perlakuan waktu penggetaran meja getar. Dua perlakuan ini akan dikombinasikan dalam rancangan percobaan acak kelompok lengkap faktorial dengan tiga ulangan dengan faktor pertama berupa jenis kemasan dan faktor kedua berupa lama penggetaran. Faktor-faktor tersebut diidentifikasi sebagai berikut: a) Jenis kemasan B1 = Kemasan peti kayu B2 = Kemasan karung plastik b) Lama penggetaran C1 = 54 menit C2 = 104 menit Tabel 4. Faktor perlakuan buah nanas Faktor C1 C2 1,2 B1 B1C1 B1C2 B2 B2C1 B2C2 17
Tabel 5. Tabulasi data yang dapat dibuat dari kombinasi B1 Ulangan C1 C2 Total(Y i ) 1 Y 111 Y 121 Y 1i 2 Y 112 Y 122 3 Y 113 Y 123 Total (Y 1j ) Y 11 Y 11 B2 1 Y 211 Y 221 Y 2i 2 Y 212 Y 222 3 Y 213 Y 223 Total (Y 2j ) Y 21 Y 22 Total (Y j ) Y 1j Y 2j Y ijk Faktor perlakuan buah nanas serta tabulasi data yang dapat dibuat dari kombinasi dapat dilihat pada Tabel 4 dan Tabel 5. Model rancangan percobaan yang digunakan ialah: Y( ijk) = µ + B i + C j + (BC) ij + ε ijk Keterangan: Y ijk) = nilai pengamatan pada faktor A taraf ke-i, faktor B taraf ke-j dan ulangan ke-k µ = nilai rata-rata dari seluruh nilai pengamatan A i = pengaruh utama faktor B (jenis kemasan) B j = pengaruh utama faktor C (waktu simulasi) = pengaruh kesalahan percobaan ε ijk Pengamatan dilakukan pada hari pertama dan keempat terhadap beberapa respon. Respon yang diamati adalah susut bobot, warna, uji kekerasan, total padatan terlarut dan kerusakan mekanis. Pada setiap respon diamati pengaruh dari kombinasi faktor yang diberikan sehingga dapat diketahui apakah jenis kemasan dan waktu penggetaran akan berpengaruh terhadap tingkat kerusakan buah nanas. Data dianalisis dengan menggunakan analisis ragam dengan taraf nyata 5%, dan dilanjutkan dengan analisis Duncan Multiple Range Test (DMRT). 18