III. METODOLOGI PENELITIAN A. Tempat dan Waktu Penelitian pembuatan berondong beras dan berondong ketan dilakukan di Industri Rumah Tangga Berondong Beras, Sumedang. Penelitian selanjutnya, yaitu pembuatan berondong butiran berlapis gula dilakukan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP) IPB, Bogor. Waktu pelaksanaan penelitian selama 4 bulan terhitung mulai Maret 2010 hingga Juni 2010. B. Alat dan Bahan 1. Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah puffing gun untuk meletupkan beras/ketan, vibrating mesh merk Retsch AS 200 untuk menggetarkan berondong, kett moisture tester untuk mengukur kadar air beras dan ketan, termometer digital untuk mengukur suhu dalam puffing gun, rheometer untuk mengukur tingkat kekerasan berondong, gelas ukur untuk mengukur volume spesifik berondong, timbangan digital untuk menimbang berat berondong, penggorengan untuk mencairkan gula pasir, kompor gas, tabung gas, sendok pengaduk, nampan plastik, dan stoples untuk menyimpan berondong. 2. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah beras pandan wangi jenis long-grain dengan bentuk butiran panjang 6.42 mm dan tebal 1.82 mm yang dibeli dari supermarket di Bogor, sedangkan ketan yang digunakan merupakan ketan Thailand dengan panjang 6.62 mm dan tebal 2.01 mm yang dibeli di Pasar Anyar Bogor. Bahan lainnya adalah gula pasir dan gula kelapa yang dibeli di Pasar Anyar Bogor. 19
C. Penelitian Pendahuluan (trial and error) Penelitian pendahuluan ini bertujuan untuk mendapatkan bahan pelapis (gula) dengan perbandingan komposisi yang tepat antara berondong dengan gula. Selain itu, penelitian pendahuluan ini bertujuan untuk mendapatkan gambaran mengenai metode yang sesuai untuk mendapatkan bentuk berondong butiran berlapis gula secara merata. Untuk penentuan bahan pelapis dan perbandingan komposisi berondong dengan gula yang tepat dilakukan percobaan dengan perbandingan gula dengan berondong 1:1, 1:2, dan 1:3 untuk setiap jenis bahan pelapis yang digunakan yaitu gula kelapa dan gula pasir. Sedangkan untuk memisahkan gumpalan berondong berlapis gula menjadi berondong butiran berlapis gula dilakukan percobaan dengan beberapa metode yaitu menggunakan tangan (diremas), menggunakan metode penuangan gula pada berondong, pencelupan berondong satu persatu, dan metode vibrating mesh. D. Penelitian Utama Penelitian utama dilakukan setelah sebelumnya dilakukan penelitian pendahuluan. Penelitian utama yang dilakukan berupa proses pembuatan berondong beras dan berondong ketan, proses pelapisan gula, dan proses pemisahan gumpalan berondong berlapis gula merata menjadi berondong butiran berlapis gula yang terberai satu dengan yang lain. E. Prosedur Penelitian Prosedur penelitian meliputi tahapan-tahapan sebagai berikut: 1. Pemilihan Bahan a. Pemilihan Beras dan Ketan Tahapan ini dilakukan untuk mendapatkan beras dan ketan yang benar- benar bagus dan bersih dari kotoran. Beras dan ketan yang dipilih adalah beras dan ketan dengan warna cemerlang, bersih, butirannya besar, dan utuh serta tidak apek. 20
b. Pengkondisian Beras dan Ketan (Penambahan Air) Beras dan ketan yang sudah dipilih kemudian diukur kadar air awalnya, sehingga dapat diketahui berapa air yang harus ditambahkan agar kadar air sesuai dengan yang diinginkan, yaitu 14%, 16%, 18%, dan 20%. Pemilihan tingkat kadar air tersebut untuk melihat pengaruh berondong yang dihasilkan bila kadar air yang digunakan lebih tinggi dari standar kadar air beras menurut SNI (maksimal 14%). Banyaknya air yang ditambahkan didapat berdasarkan rumus perhitungan jumlah air yang ditambahkan (W), yaitu sebesar 2-86 ml air. Setelah itu dilakukan pengadukan agar air tercampur merata dengan beras dan ketan. Setelah beras dan ketan tercampur rata, lalu dimasukkan ke dalam plastik kedap udara selama 24 jam agar air benar-benar meresap kedalam beras dan ketan sehingga kadar air (KA) yang kita inginkan dapat tercapai. Rumus menghitung jumlah air yang ditambahkan (W): KA 1 (%)= X1 X1+ y...(i) z = x 1 +y KA 2 (%)= X2 X2+ y.(ii) Air yg ditambahkan (W)= x 2(ii) x 1(i) Keterangan: x 1 x 2 y z = jumlah air pada KA 1 (g) = jumlah air pada KA 2 (g) = jumlah padatan pada bahan (g) = berat total bahan (g) KA 1 = kadar air awal bahan KA 2 = kadar air yang diinginkan 21
2. Pembuatan Puffed Rice Beras dan ketan yang sudah di atur kadar airnya dan telah didiamkan selama 24 jam, kemudian ditimbang untuk masing-masing perlakuan kadar air sebanyak 1 kg. Setelah itu dimasukkan secara bergantian ke dalam puffing gun yang sebelumnya sudah dipanaskan selama 10-15 menit, lalu puffing gun ditutup rapat. Puffing gun dipanaskan dengan api dan diputar dengan kecepatan 10-90 rpm selama 4-6 menit hingga tekanan akhir mencapai 8.5-13.3 kg/cm 2 pada suhu 170-183 C. Setelah tekanan akhir tercapai, api pemanas dijauhkan dari puffing gun dan karung penampung dipasang pada bagian tutup alat. Kemudian tutup dibuka untuk menurunkan tekanan secara tiba-tiba dan berondong akan berhamburan ke dalam karung penampung. Berondong yang sudah mengembang kemudian dihitung rendemen serta kekerasannya. Metodologi penelitian secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 14. Gambar 13. Puffing Gun 22
Gambar 14. Diagram Alir Metode Penelitian 23
3. Penggetaran Berondong Metode penggetaran yang digunaan diperoleh setelah melalui tahap penelitian pendahuluan. Proses penggetaran berondong bertujuan untuk mendapatkan berondong butiran yang terlapisi gula secara merata. Penggetaran ini menggunakan alat vibrating mesh merk Retsch AS 200 dengan tiga ukuran mesh yang berbeda, yaitu mesh 9.5 mm, mesh 4.75 mm, dan mesh 2.36 mm. Berondong yang sudah tercampur dengan gula kemudian langsung dimasukkan kedalam mesh yang paling besar yaitu mesh 9.5 mm. Vibrating mesh ditutup dan dikunci agar saat penggetaran berondong tidak terlempar keluar. Kemudian alat di set sesuai dengan amplitudo dan waktu yang diinginkan. Penelitian ini menggunakan tiga amplitudo yang berbeda yaitu 80 mm, 90 mm, dan 100 mm. Pemilihan amplitudo ini berdasarkan pada tiga tingkat amplitudo terbesar yang terdapat pada alat sehingga didapatkan hasil dari amplitudo rendah (80 mm), sedang (90 mm), dan besar (100 mm). Lama proses penggetaran yang dilakukan selama 5 menit, 10 menit, dan 15 menit. Gambar 15. Vibrating Mesh 24
F. Pengamatan dan Pengukuran Pengukuran yang dilakukan adalah: 1. Jumlah Air yang Hilang Pada Proses Puffing Jumlah air yang hilang didapat dengan membandingkan selisih berat beras/ketan sebelum puffing dan berat beras/ketan setelah mengalami proses puffing (A 0 -A 1 ) dengan berat awal beras/ketan sebelum puffing (A 0 ), yaitu 1 kg untuk masing-masing kadar air. Besarnya jumlah air yang hilang dinyatakan dalam persen (%). Rumus menghitung jumlah air yang hilang adalah sebagai berikut: (A0 A1) A0 2. Suhu Puffing x100% Pengukuran suhu dilakukan menggunakan termometer digital. Penggunaan alat tersebut dikarenakan keterbatasan alat sehingga tidak dapat mengikuti perjalanan suhu puffing dan hanya dapat mengukur suhu setelah puffing. Termometer digital dipasang pada satu titik yaitu ditengah silinder puffing gun bagian dalam (Gambar 16) dan suhu di ukur segera setelah tutup puffing gun dibuka. Pengukuran dilakukan selama kurang lebih 30 detik hingga suhu yang terbaca pada termometer digital konstan. Gambar 16. Lokasi Pengambilan Data Suhu Gambar 17. Termometer Digital 3. Tingkat Kekerasan Tingkat kekerasannya berondong yang dihasilkan diukur menggunakan alat rheometer. Pengukuran dilakukan pada tiap kadar air sebanyak 5 sampel 25
dengan 3 kali pengulangan. Pengukuran dilakukan hanya pada satu titik yaitu tepat dibagian tengah berondong (Gambar 19). Rheometer di set dengan mode 20, beban maksimal 2 kg, dengan kedalaman penekanan 3 mm, dan kecepatan penurunan beban 60 mm/menit. Uji kekerasan diukur berdasarkan kemampuan berondong menahan jarum penusuk rheometer berdiameter 2.5 mm. Gambar 18. Rheometer tipe CR-300 Gambar 19. Pengukuran Kekerasan 4. Volume Spesifik Berondong beras dan berondong ketan masing-masing sebanyak 200 butir ditimbang beratnya menggunakan timbangan digital Mettler PM-4800 dan dimasukkan ke dalam gelas ukur. Rongga-rongga yang belum terisi oleh berondong kemudian diisi menggunakan pasir yang berukuran kurang dari 0.5 mm hingga pasir rata dengan berondong, lalu catat volumenya. Keterangan: Vbr = volume berondong (ml) Vp = volume pasir (ml) Mbr = berat berondong (g) Vbr = [(Vbr+Vp)-Vp]. Vsb = Vbr Mbr Vsb = volume spesifik berondong (ml/g) 26
Gambar 20. Timbangan Digital Mettler Gambar 21. Gelas Ukur 5. Pengukuran Kadar Air Pengukuran kadar air beras atau ketan menggunakan metode sekunder, yaitu menggunakan kett moisture tester sehingga perlu dilakukan pengkalibrasian dengan metode primer (oven). Gambar 22. Oven Gambar 23. Timbangan Analitik Gambar 24. Kett Moisture Tester 27
Pengkalibrasian diawali dengan pemberian label pada cawan agar beras/ketan tidak tertukar satu dengan yang lain. Setelah itu cawan ditimbang menggunakan timbangan analitik (Gambar 23) seberat A gram. Timbang beras dan ketan seberat 7 gram, lalu dimasukkan kedalam cawan yang sudah diberi label dan ditimbang sebagai berat B gram. Setelah itu, cawan yang sudah terisi beras dan ketan dimasukkan ke dalam oven (Gambar 22) bersuhu 105ºC selama 72 jam sampai berat bahan konstan. Berat konstan ini merupakan berat padatan (tanpa air). Kemudian bahan dikeluarkan, diletakkan dalam desikator, dan setelah dingin cawan beserta isinya ditimbang sebagai berat C gram. Kadar air bahan dinyatakan dengan berat basah (bb) dan berat kering (bk). Nilai kadar air dinyatakan dalam satuan persen (%). Perubahan kadar air dapat dihitung dengan persamaan: %bb ={(berat awal-berat padatan)/(berat awal)} x 100% atau = B A (C A) (B A) x 100% %bk = {(berat awal-berat padatan)/(berat padatan)} x 100% atau = B A (C A) (C A) x 100% Tingkat ketepatan dan ketelitian pengkalibrasian dapat dilihat dari nilai korelasi garis regresi yang didapatkan. Nilai pengukuran yang baik adalah jika nilai korelasi regresi yang diperoleh lebih dari 0.95, analisisnya dilakukan dengan perhitungan berikut: Y = ax+b dengan nilai r 2 >= 0.95 x = kadar air bahan dengan metode kett y = kadar air bahan dengan oven a = slope garis regresi b = nilai kadar air bahan pada kondisi garis regresi berpotongan sumbu x. 28
24 22 Oven Dryer (%bb) 20 18 16 14 12 10 8 10 12 14 16 18 20 22 y = 1.118x + 0.926 R² = 0.975 Kalibrasi kadar longgrain air beras Linear (Kalibrasi longgrain) (kalibrasi kadar air beras) Kett Moisture Tester (%bb) Gambar 25. Hasil Kalibrasi Kadar Air Beras Longgrain Oven Dryer (%bb) 24 22 20 18 16 14 12 10 10 12 14 16 18 20 y = 1.587x - 5.960 R² = 0.967 kalibrasi Kalibrasi ketan kadar air ketan Linear (kalibrasi ketan) (kalibrasi kadar air ketan) Kett Moisture Tester (%bb) Gambar 26. Kalibrasi Kadar Air Ketan 6. Uji Organoleptik Uji organoleptik dilakukan untuk mengetahui sejauh mana panelis (15 orang mahasiswa) menyukai perubahan sifat fisik beras dan ketan yang diolah menjadi berondong. Parameter pengujian meliputi warna, tekstur/penampakan fisik, aroma, rasa dan kerenyahan. Uji yang dilakukan adalah uji hedonik dengan skala penilaian 1 sampai 5. Skor 5 untuk sangat suka, skor 4 untuk penilaian suka, skor 3 untuk netral, skor 2 untuk tidak suka, dan skor 1 untuk penilaian sangat tidak suka. 29
G. Rancangan Percobaan 1. Rancangan percobaan untuk berondong beras/ketan Rancangan percobaan yang akan digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap 1 faktorial dengan 3 kali ulangan perlakuan. Faktor yang digunakan adalah: KA = Kadar Air Beras/Ketan K 1 = kadar air 14% K 2 = kadar air 16% K 3 = kadar air 18% K 4 = kadar air 20% Model umum dari rancangan percobaan ini adalah: Y ik Dimana : Y ik = µ + K i + C ik = Pengamatan pada perlakuan K ke-i µ = Nilai rata-rata harapan K i C ik i k = Perlakuan A ke-i = Pengaruh galat percobaan dari perlakuan A ke-i pada ulangan ke- k = 1, 2, 3, 4 (kadar air) = 1, 2, 3 (ulangan) 2. Rancangan percobaan untuk penggetaran dengan vibrating mesh Rancangan percobaan yang akan digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap 2 faktorial dengan 2 kali ulangan perlakuan. Faktor-faktor yang digunakan adalah: A = Amplitudo penggetaran A 1 = Amplitudo 80 mm A 2 = Amplitudo 90 mm A 3 = Amplitudo 100 mm T = Lama penggetaran T 1 = Lama penggetaran 5 menit T 2 = Lama penggetaran 10 menit T 3 = Lama penggetaran 15 menit 30
Model umum dari rancangan percobaan ini adalah: Y ik Dimana : Y ik = µ + K i + I j + (KT) ij + C ijk = Pengamatan pada perlakuan K ke-i µ = Nilai rata-rata harapan K i T j = Perlakuan A ke-i = Perlakuan B ke- j (KT) ij = Interaksi A ke-i dan B ke-j C ik i j k = Pengaruh galat percobaan dari perlakuan A ke-i dan B ke-j pada ulangan ke- k = 1, 2, 3 (amplitudo) = 1, 2, 3 (lama penggetaran) = 1, 2 (ulangan) H. Luaran yang Diharapkan Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah menghasilkan produk berondong beras dan berondong ketan butiran yang terlapisi gula secara merata. 31