III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret 2010 sampai dengan bulan juni 2010 di laboratorium Teknologi Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian, Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor. B. Bahan dan Alat Buah melon yang dipergunakan dalam penelitian adalah melon cantaloupe dengan berat 1.5-2 kg/buah, umur panen 65 HST, tidak rusak dan cacat, jaring kulit sudah sempurna, berasal dari kebun Taman Buah Mekarsari di daerah Cileungsi. Bahan-bahan lainnya adalah Glukomanan dari tanaman konjak dengan harga Rp 100.000/100 gram dengn pabrik pembuat Rhado Gel, CaCl 2, asam sitrat, asam askorbat dan air aquades. Sedangkan alat yang dipergunakan antara lain yaitu Continuous Gas Analyzer merk Shimadzu tipe IRA-107 untuk mengukur komposisi gas CO 2 dan Shimadzu tipe Portable Oxygen Tester (POT-101) untuk mengukur komposisi O 2, Chromameter merk Minolta tipe CR-200 untuk uji warna, Rheometer merk Sun tipe CR-300 untuk uji kekerasan buah Refraktometer merk Atago tipe PR-201 untuk uji total padatan terlarut, oven, timbangan analitik, timbangan digital merk M ettler PM- 4800, kemasan plastik terpilih low density polyethylene (LDPE) no.4 dan wrapping film, ph meter, alat potong buah melon, stopwatch, wadah plastik, toples, sarung tangan, gelas ukur, saringan ikan untuk pencelupan buah melon kedalam lapisan edibel, timbangan mettler, lemari pendingin dengan suhu yang berbeda-beda, dan alat-alat untuk analisis dan uji organoleptik. C. Pembuatan Lapisan Edibel Proses pembuatan lapisan edibel sendiri rencananya akan dilakukan di laboratorium Teknologi Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian, dimana pembuatan lapisan edibel ini diperlukan beberapa bahan kimia seperti glukomanan, CaCl 2 dan antioksidan berupa asam sitrat. Lapisan edibel dibuat dengan cara pencampuran antara larutan edibel dan larutan CaCl 2 (0.75%). Sebelum melakukan pencelupan buah melon 15
yang sesungguhnya maka dilakukan terlebih dahulu menentukan formula yang tepat agar dihasilkan lapisan yang diinginkan. Lapisan edibel sendiri diharapkan tidak terlalu tebal dan tidak terlalu encer, jika terlalu encer maka lapisan edibel tidak dapat dengan baik melapisi buah melon yang telah terolah minimal, sedangkan apabila terlalu tebal maka buah melon yang telah terolah minimal akan sangat lengket dan menempel pada wadah sehingga kurang baik jika disajikan pada konsumen. Sebelum dilakukan pembuatan larutan edibel terlebih dahulu dilakukan percobaan untuk menentukan konsentrasi yang tepat bagi buah melon glamour yang telah terolah minimal, yaitu dengan konsentrasi 0.25%, 0.45%, 0.5%, 0.55%, 0.6%, 0.75%. Proses pembuatan larutan edibel ini dilakukan secara perlahan-lahan hal ini dikarenakan pada saat pencampuran serbuk glukomanan dengan air aquades, serbuk glukomanan sangat mudah menggumpal sehingga harus dilakukan pengadukan yang kontinyu sampai glukomanan larut dalam aquades. Metoda pencelupan digunakan dua kali pada masing-masing larutan selama 15 detik. Model yang digunakan saringan ikan (sebagai coating support) yang dipasang pada bingkai flexyglass. Diagram pembuatan lapisan edibel dapat dilihat pada Gambar 8, pengaplikasian lapisan edibel terhadap buah melon yan terolah minimal sangat berpengaruh apabila dilakukan sesuai dengan prosedur pelapisan glukomanan kepada buah melon. Gambar 4. Pembuatan larutan Glukomanan Gambar 5. Tepung Glukomanan 16
Gambar 6. Diagram alir pembuatan lapisan edibel Setelah dibuat larutan edibel, langkah berikutnya ialah pembuatan larutan antioksidan dimana larutan ini dibuat dengann komponenn penyusun berupa asam sitrat 150 ppm ditambahkan asam askorbat 150 ppm. Apabila didalam pencelupan buah melon yang terolah minimial tidak dilakukan pencelupann kedalam larutan antioksidan maka buah melon akan berbau kurang baik dan cepat busuk hal inii dikarenakan buah melon yang terolah minimal sangat mudah terkontaminasii oleh mikroba. D. Pengolahan Minimal buah melon Proses penyiapan melon cantaloupe terolah minimal yaitu dengan mengupas kulit, pembuangan biji dan pengirisan daging buah menjadi beberapaa potongan dengan ketebalan 1-2 cm tidak juring. Proses ini dilakukan secara steril. 17
Gambar 7. Percobaan awal, model potongan buah melon yang optimal Gambar 8. Potongan buah melon yang akan dijadikan standar Setelah dilakukan percobaan pemotongan sebelum penelitian dimulai, macammacam jenis potongan dari buah melon tersebut dipilih salah satu yang paling baik untuk penelitian kali ini. Bentuk potongan yang paling tepat dan dapat dijadikan standar untuk pemotongan berikutnya dapat dilihat pada Gambar 8. 1. Pelapisan Melon Cantaloupe Terolah Minimal Persiapan pelapisan melon Cantaloupe dengan lapisan edibel sesuai dengan Standard Operasional Procedure (SOP), yaitu sebagai berikut: Mengkondisian ruang kerja dengan suhu 18-20 o C dan RH 65-70% 1) Membersihkan peralatan kerja yang digunakan 18
2) Memakai perlengkapan perlindungan seperti jas laboratorium, topi, masker dan sarung tangan 3) Buah melon yang belum dikupas dicuci bersih dengan air matang 4) Buah melon dikupas dan dipotong dengan ketebalan 1-2 cm (tidak juring) 5) Penyiapan larutan (asam sitrat 150 ppm + asam askorbat 150 ppm) 6) Buah melon yang telah terolah minimal dicelupkan kedalam larutan asam sitrat dan asam askorbat selama 30 detik, kemudian ditiriskan 10 detik 7) Penyiapan larutan edibel Glukomanan 8) Penyiapan larutan CaCl 2 (0.75 %) 9) Menyelupkan produk buah kedalam larutan lapisan edibel selama 15 detik, lalu ditiriskan selama 5 detik, kemudian dilanjutkan dengan menyelupkan kedalam larutan CaCl 2 selama 15 detik dan ditiriskan selama 5 detik. (Perlakuan ini dilakukan 2x dengan urutan yang sama) 10) Mengeringkan produk buah dengan lapisan glukomanan dalam pengeringan yang dialasi dengan tray berlubang pada suhu kamar RH 40 % selama 10 menit. 11) Meletakkan dan menyusun produk buah yang telah terlapis edibel pada tray plastik yang telah disiapkan. 12) Menyimpan buah melon yang telah diperlakukan lapisan edibel didalam ruang pendingin, sehingga diharapkan dapat mempertahankan umur simpan dari melon tersebut. Langkah-langkah diatas sangat mempengaruhi keberhasilan dari penelitian ini, untuk memudahkan didalam mengingat Standard Operasional Procedure (SOP) dapat dilihat pada gambar 8. Terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan pada saat melakukan pelapisan edibel buah melon yang telah terolah minimal yaitu proses pencelupan harus mengikuti SOP yang telah dibuat, contohnya saja pada saat percobaan awal sebelum dilakukan penelitian yang sesungguhnya, buah melon yang telah terlapisi edibel terlupakan untuk dicelupkan terlebih dahulu kedalam larutan antioksidan (asam sitrat 150 ppm + asam askorbat 150 ppm). 19
2. Pengemasan Buah Melon yang Telah Terolah Minimal Pengemasan buah melon dilakukan setelah dilakukan pengolahan minimal dan pencelupan kedalam larutan edibel. Pengemasan buah melon terolah minimal kali ini menggunakan wadah berupa kemasan plastik yang dilapisi plastik pada bagian permukaannya agar tidak kontak langsung dengan buah melon yang akan diteliti. 3. Penentuan Laju Respirasi dengan Perlakuan Persentase Glukomanan Buah melon yang telah matang diolah minimal kemudian dicelupkan ke larutan antioksida, glukomanan dan CaCl 2. Perlakuan yang dilakukan adalah penentuan laju respirasi dengan konsentrasi glukomanan yang berbeda-beda, taraf perlakuan untuk persentasi glukomanan adalah 0.5 %, 0.55%, 0.6% dan tanpa lapisan edibel. Masingmasing konsentrasi nantinya akan dipilih salah satu sehingga dapat diaplikasikan ke buah melon. Mula-mula buah melon yang telah terolah minimal dipotong menjadi 5-6 irisan dengan berat sekitar 140-180 gram dicelupkan kedalam laruran antioksidan, dilapisi edibel dan dicelupkan kedalam larutan CaCl 2. Irisan melon yang telah terlapis edibel dimasukkan ke dalam stoples plastik dengan tutup yang dilengkapi dua buah lubang untuk pengukuran komposisi O 2 dan CO 2. Lubang disambung dengan selang plastik yang dapat ditutup dengan rapat. Pengambilan data laju konsumsi O 2 dan produksi CO 2 dilakukan setiap dua jam sekali sampai 24 jam, setelah itu pengukuran dilakukan setiap 24 jam sekali. Laju konsumsi O 2 dan produksi CO 2 merupakan komponen laju respirasi yang masing-masing dipengaruhi oleh besarnya penurunan konsentrasi dari O 2 dan peningkatan konsentrasi CO 2 dalam kemasan. Dalam kemasan atmosfir termodifikasi, O 2 dan CO 2 kesetimbangan akan tercapai jika kondisi gas pada kemasan dalam keadaan kesetimbangan, yaitu suatu keadaan dimana antara laju konsumsi O 2 dan laju produksi CO 2 produk masing-masing setara dengan kemampuan film kemasan (permeabilitas kemasan) mendifusi O 2 dari udara atmosfir ke ruang kemasan dikonsumsi dan mendifusi CO 2 hasil produksi produk dari ruang kemasan ke udara atmosfir. Sedangkan berat dari produk sangat mempengaruhi besarnya (O 2 ) dan (CO 2 ) kesetimbangan. 20
E. Penentuan Laju Respirasi dengan Suhu Pada tahap ini dilakukan penentuan laju respirasi dengan perlakuan suhu yang berbeda-beda yaitu suhu 5 o C, 10 o C dan suhu ruang sebagai kontrol. Penentuan laju respirasi dengan indikator berupa suhu bertujuan agar dapat ditentukan suhu yang tepat untuk penyimpanan buah melon yang telah terolah minimal dan berlapis edibel. Pengambilan data untuk konsumsi O 2 dan produksi CO 2 dilakukan dua jam sekali selama 24 jam, pengukuran dihentikan jika buah melon yang disimpan pada suhu yang dinginkan telah mengalami kerusakan berupa perubahan warna, timbulnya mikroba serta buah melon telah mengalami bau yang tidak diinginkan. Untuk penentuan laju respirasi pada penelitian kali ini tidak dilakukan uji organoleptik. F. Penentuan Komposisi O 2 dan CO 2 dalam Kemasan Atmosfir Termodifikasi Dalam penentuan komposisi O 2 dan CO 2 optimum berdasarkan laju respirasi, adapun 3 taraf perlakuan selang komposisi yang diambil dari laju respirasi hingga mencapai laju respirasi kesetimbangan atau ketiga komposisi tersebut dapat diambil dari daftar pustaka buah melon yang telah terolah minimal tanpa diberikan lapisan edibel. Ketiga taraf perlakuan tersebut adalah: i. Konsentrasi (CO 2 8-10 %), (O 2 1-3 %) ii. Konsentrasi (CO 2 10-15 %), (O 2 3-5%) iii. Konsentrasi (CO 2 15-20 %), (O 2 3-5%) Pemilihan gas ini didasarkan pada taraf konsentrasi yang dianjurkan untuk buah melon jenis cantaloupe yaitu 3-5% O 2 dan 10-15% CO 2 (Kader, 1992). Pada penelitian kali ini tidak dibuat sampel untuk konsentrasi sebagai kontrol hal ini dikarenakan pada saat dikemasan tidak akan tercapai komposisi 21% O 2 dan 0.03% CO 2, sehingga didalam membandingkan ketiga konsentrasi tersebut apakah berpengaruh nyata terhadapa indikator-indikator yang dijadikan untuk mengetahui umur simpan buah melon digunakan analisis statistik. Buah melon yang telah terolah minimal dan berlapis edibel disimpan pada sebuah chamber mika (luas permukaan stoples 1.50*10-2 m 2 dan volume stoples = 2.00*10-3 m 3 ), kemudian berat buah ditimbang sebelum dimasukkan 21
kedalam toples. Pengukuran konsentrasi O 2 dan CO 2 dilakukan setiap hari sampai tercapai konsentrasi kesetimbangan. Pengendalian komposisi udara dilakukan setiap hari dengan memasukkan gas CO 2, O 2 dan N 2 serta mengeluarkan udara dari dalam toples, hal ini dilakukan agar konsentrasi didalam toples tetap seperti yang diinginkan. Pengaturan komposisi atmosfir sesuai perlakuan dilakukan menggunakan gas mixer, dimana gas CO 2, O 2 dan N 2 akan tercampur menjadi satu untuk kemudian disemprotkan ke dalam wadah stoples yang telah terisi irisan buah melon segar berlapis edibel. Pembacaan komposisi atmosfir yang diinginkan dilakukan menggunakan Continuous Gas Analyzer dan Portable Oxygen Tester. Setelah komposisi O 2 mendekati batas maksimum dan konsentrasi CO 2 mendekati batas minimum, maka penyemprotan gas dihentikan. Kemudian bagian ujung selang ditutup rapat dan selang dilipat serta dijepit untuk mencegah masuknya gas CO 2 dan O 2 dari luar. G. Pemilihan Jenis Film dan Validasi Kemasan Termodifikasi Pemilihan jenis film kemasan ditentukan berdasarkan permeabilitas kemasan. Permeabilitas kemasan dihitung menggunakan persamaan yang dikembangkan oleh Deily and Rizvi (1981), berdasarkan komposisi O 2 dan CO 2 optimum serta laju respirasi yang diperoleh dari hasil penelitian sebelumnya. Jenis kemasan terpilih adalah kemasan yang mempunyai permeabilitas mendekati permeabilitas hasil perhitungan. Selain itu, dilakukan perbandingan terhadap kemungkinan adanya pengembunan uap air pada permukaan film terpilih (Rusmono, 1989). 22
Gambar 9. Kurva beberapa film kemasan dan udara (Gunadnya 1993) Pengemasan yang baik akan melindungi produk akibat kerusakan fisik, kehilangan air serta mencegah kerusakan akibat infeksi oleh mikroorganisme (Ashari, 1995). Pada penyimpanan dengan atmosfer termodifikasi digunakan plastik film dengan nilai permeabilitas yang berbeda-beda terhadap laju perembesan gas dan uap air. Nilai 23
permeabilitas beberapa kemasan terhadap laju perembesan gas dan uap air disajikan dalam Tabel 3. Tabel 3. Koefisien permeabilitas film kemasan hasil perhitungan dan penetapan (ml mil/ m 2 jam atm) (Gunadnya 1993) a) :hasil perhitungan b) :hasil penetapan Jenis Film Tebal 10 o C a 15 o C a 25 o C b Kemasan (mil) O 2 CO 2 O 2 CO 2 O 2 CO 2 Polietilen 0.99 - - - - 1002 3600 densitas rendah Polipropilen 0.61 265 364 294 430 229 656 Strech film 0.57 342 888 473 748 4143 6226 White stretch film 0.58 226 422 291 412 1464 1470 Validasi komposisi atmosfir dilakukan terhadap konsentrasi optimum yang terpilih pada suhu optimum secara continuous flow menggunakan komputer. Mula-mula disiapkan satu buah Camber sebagai wadah untuk menyimpan irisan buah melon. Camber disimpan dalam refrigerator pada kondisi suhu optimum, kemudian dialiri gas dengan komposisi optimum. Pengamatan perubahan mutu dilakukan pada keadaan awal, 2,4, 6, dan 8 hari setelah penyimpanan. Parameter yang diamati adalah perubahan mutu yang paling cepat terjadi (parameter mutu kritis). H. Penyimpanan Kemasan Atmosfir Termodifikasi dengan Film Terpilih Berdasarkan hasil pengukuran plexyglass maka diperoleh berat melon segar berlapis edibel sebesar 140-180 gram yang dapat diaplikasikan ke dalam kemasan plastik LDPE no.4 dan ditutup dengan film terpilih pada suhu yang paling tepat untuk penyimpanan buah melon terolah minimal berlapis edibel. I. Pengukuran dan Pengamatan Mutu Pengukuran dan pengamatan mutu ditujukan untuk mendapatkan data hasil dari pengaplikasian lapisan edibel terhadap buah melon, kegiatan dalam penelitian yang 24
termasuk kedalam pengukuran dan pengamatan mutu ialah pengukuran laju respirasi, kadar air, uji kekerasan, uji warna, total padatan terlarut, uji organoleptik. 1. Laju Respirasi Laju respirasi dapat diukur dengan menggunakan sistem tertutup, dimana buah melon ditempatkan didalam toples dan ditutup rapat supaya tidak ada udara yang masuk ke dalam sistem. Pengukuran konsentrasi O 2 dan CO 2 menggunakan Portable Oxygen Tester (POT-101) untuk mengukur konsentrasi gas O 2 dan Continuous Gas Analyzer IRA-107 untuk pengukuran konsentrasi gas CO 2. Buah melon yang telah terolah minimal dan berlapis edibel dimasukkan kedalam toples yang ditutup dengan lilin malam, dilakukan pengukuran konsentrasi gas didalam toples sesuai dengan waktu yang diinginkan selama proses penyimpanan. Setelah dilakukan pengukuran maka toples yang berisikan buah melon diangin-anginkan agar konsentrasi didalam toples normal kembali. Adapun rumus untuk melakukan pengukuran laju respirasi ialah : R O2 = (V/W) x (dx/dt)...(1) R CO2 = (V/W) x (dy/dt)...(2) dimana, V = (Volume toples Volume bahan)...(3) Keterangan : R O2 = Laju respirasi O 2 (ml/kg jam) R CO2 = Laju respirasu CO 2 (ml/kg jam) V W = Volume bebas (ml) = Berat buah (kg) dx/dt = Perubahan konsentrasi O 2 tiap satuan waktu dy/dt = Perubahan konsentrasi CO 2 tiap satuan waktu 2. Kadar air Kadar air dihitung dengan cara menimbang bahan yang telah dioven dengan timbangan analitik dan membandingkannya dengan bobot awal sebelum penyimpanan. Adapun langkah-langkah untuk melakukan perhitungan kadar air yaitu cawan kosong 25
dikeringkan dalam oven dan didinginkan dalam eksikator kemudian ditimbang. Sejumlah sampel ditimbang dalam cawan, cawan dimasukkan dalam oven bersuhu 105 o C selama 6 jam. Cawan dan sampel didinginkan dalam desikator dan ditimbang setelah dingin. Cawan dan sampel dimasukkan kembali ke dalam oven, dikeringkan lagi sampai diperoleh berat yang tetap. Kadar air dihitung dengan rumus : Kadar air (%) = Kehilangan berat (g) x 100% berat sampel (g) 3. Uji kekerasan Pengujian kekerasan dilakukan dengan menggunakan Rheometer tipe CR-300. Pengukuran kekerasan untuk buah melon dilakukan dibeberapa sisi yang nantinya data dari masing-masing sisi dirata-ratakan. Bahan diletakkan di bawah probe (sensor berbentuk silinder) berupa plunger tipe Compression Anvills dengan diameter 3.595 cm. Selanjutnya buah ditekan dengan beban 10 kg. Pembebanan dihentikan sampai buah pecah. Kecepatan beban dan kertas yang digunakan adalah 10 mm/menit. Nilai kekerasan dihitung dengan menggunakan rumus modulus secant (E) yang dikembangkan oleh Brant (1963), sebagai berikut: E = б L/L dimana, б = m x g A L/L = Kecepatan turunnya beban Kecepatan turunnya kertas x T 26
Keterangan : E = modulus secant (kpa) m = beban/kotak (kg/kotak) g = gaya gravitasi (9.81 m/det 2 ) A = luas penampang sensor penekan (m 2 ) T = tinggi bahan tertekan (kotak); 1 cm = 5 kotak L = pertambahan panjang (m) L = panjang bahan (m) Б = tegangan geser (kg/det 2 m) Kecepatan turunnya beban = 50 mm/menit Kecepatan turun kertas = 50 mm/menit 4. Uji Warna Pengukuran perubahan warna dilakukan dengan menggunakan alat Chromameter Minolta tipe CR-200. Nilai yang diukur meliputi nilai L (kecerahan), nilai a (warna kromatik biru-kuning). Pengujian dilakukan dengan menempelkan sensor pada buah melon dan menembakkan sinar pada dua bagian yang berbeda. Nilai L menyatakan kecerahan (cahaya pantul yang menghasilkan warna akromatik putih, abu-abu dan hitam), bernilai 0 untuk warna hitam dan bernilai 100 untuk warna putih. Nilai L yang semakin besar menunjukkan buah yang mangalami kerusakan karena warnanya semakin pucat. Nilai a menyatakan warna akromatik merah-hijau, bernilai +a dari 0-100 untuk warna merah dan bernilai a dari 0-(-80) untuk warna hijau. Nilai a buah yang semakin besar menunjukkan buah semakin mendekati kebusukan. 5. Total Padatan Terlarut Kadar gula yang terdapat pada buah melon diukur dengan menggunakan Refraktometer merk ATAGO tipe PR-201. Bahan yang akan diukur diperas dan kemudian diteteskan pada prisma pengukur. Kandungan total gula akan terlihat pada alat tersebut dalam satuan obrix. Didalam pengukuran kadar gula terlarut ada hal yang 27
harus diperhatikan yaitu pada saat penetesan buah melon ke refraktometer terlebih dahulu dibersihkan dengan menggunakan air aquades agar data yang didapatkan akurat. 6. Uji Organoleptik Uji organoleptik dilakukan terhadap penampakan secara umum, yaitu warna buah, kekerasan daging buah, aroma buah, dan rasa buah melon selama penyimpanan. Uji organoleptik dilakukan dengan uji hedonik pada skala 1-5, dimana kriteria penilaiannya adalah (1) sangat tidak suka; (2) tidak suka; (3) biasa; (4) suka; (5) sangat suka. Batas penerimaan panelis terhadap produk adalah 3.5. Jumlah panelis yang dibutuhkan dalam melakukan uji organoleptik adalah sebanyak 10 orang. Pengamatan dilakukan setiap 2 hari sekali terhadap tingkat kesukaan konsumen terhadap kekerasan, warna, rasa, aroma dan penerimaan secara keselurahan terhadap buah melon cantaloupe segar berlapis edibel yang disimpan pada suhu 5 o C dan 10 o C. Pengujian organoleptik juga dilakukan pada saat pemilihan kemasan yang paling tepat untuk buah melon terolah minimal dan berlapis edibel. 28