17 METODOLOGI PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP) Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fateta-IPB. Penelitian ini dilaksanakan selama ± 4 bulan dimulai dari April Agustus 2012. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah paprika dan tomat yang diperoleh dari pedagang pengumpul yang memiliki perkebunan di daerah Lembang. Buah tomat dan paprika dipetik pada tingkat kematangan mature green (±60 hari bunga mekar atau tingkat kematangan 50%) dan langsung dibawa pada hari yang sama. Bahan lain yang digunakan adalah kemasan bioplastik berbasis pati berbentuk fruit bag dan sebagai kontrol (pembanding) juga digunakan kemasan plastik konvensional, yaitu plastik HDPE tanpa perforasi yang juga berbentuk fruit bag. Selain itu juga diperlukan bahan kimia untuk analisis kadar Vitamin C berupa larutan iod, indikator kanji dan aquades. Peralatan yang digunakan adalah lemari pendingin (cold storage) dengan suhu 5 o C, 10 o C, 15 o C, Gas Analyzer Shimadzu tipe 101 dan tipe IRA 107 untuk mengukur konsentrasi gas O 2 dan CO 2, Rheometer model CR-3000 untuk mengukur kekerasan, Kromameter Minolta tipe CR-310 untuk mengukur warna, Refraktometer Atago PR-201 untuk mengukur total padatan terlarut, timbangan untuk mengukur susut bobot, hot sealer, pipa plastik yang dibutuhkan untuk mengukur konsentrasi CO 2 dan O 2 dan peralatan gelas lainnya yang dibutuhkan dalam analisis Vitamin C. Metode Penelitian Aplikasi Bioplastik untuk Produk Hortikultura Tomat dan paprika disortasi terlebih dahulu untuk mendapatkan buah dengan tingkat kematangan yang seragam, dicuci dan kemudian ditimbang dengan berat 500 ± 10 g. Kemudian dikemas dengan menggunakan kemasan bioplastik berbentuk fruit bag yang kemudian dikelim dengan hot sealer. Buah juga dikemas dalam plastik HDPE yang dijadikan sebagai kontrol. Untuk pengamatan konsentrasi O 2 dan CO 2 dalam kemasan, dibuat 2 buah lubang pada salah satu sisi kemasan yang dihubungkan dengan selang plastik. Selanjutnya produk disimpan di dalam cold storage 5, 10 dan 15 o C selama 21 hari. Pengamatan dilakukan pada hari ke-0 dan setiap 3 hari sekali terhadap laju respirasi, susut bobot produk, perubahan warna, kekerasan, total padatan terlarut dan kadar vitamin C. Penentuan Umur Simpan Umur simpan produk didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan suatu produk hingga tingkat yang tidak dapat diterima pada kondisi penyimpanan, proses dan pengemasan yang spesifik. Umur simpan dianggap sebagai selang waktu antara produksi hingga konsumsi dimana produk masih dalam kondisi yang
memuaskan pada sifat-sifat penampakan, rasa, aroma, tekstur, dan nilai gizi (Arpah 2001). Penentuan masa simpan produk dapat dilakukan dengan beberapa metode. Salah satu cara yang dapat digunakan untuk memperkirakan masa simpan suatu produk adalah dengan akselerasi (penyimpanan yang dipercepat). Salah satu metode yang digunakan untuk menentukan masa simpan produk secara akselerasi adalah dengan menggunakan persamaan Arrhenius. Umur simpan pada suhu tertentu dapat ditentukan dengan menghubungkan nilai k dan nilai suhu yang telah diketahui. Nilai k dihubungkan dengan suhu menggunakan persamaan Arrhenius : dimana : k = Konstanta kecepatan reaksi k 0 = Konstanta pre-eksponensial E a = Energi aktivasi (KJ/mol) R = Konstanta gas (1.986 kal/mol o K) T = Suhu mutlak ( o K) dalam bentuk logaritma: atau bentuk persamaan linier : ( ), dimana : Menurut Labuza (1982), reaksi kehilangan mutu pada produk banyak dijelaskan oleh reaksi ordo nol dan ordo satu. Perubahan mutu yang dapat diwakilkan oleh reaksi ordo nol meliputi : (1) Degradasi enzimatis pada buah dan sayuran segar, sebahagian makanan beku dan adonan yang didinginkan, (2) Pencoklatan non-enzimatis, seperti pada sereal kering, susu bubuk, makanan hewan dan kehilangan protein, (3) Oksidasi lemak (ketengikan pada makanan ringan, makanan kering, makanan hewan dan makanan yang telah dibekukan). Nilai k yang diperoleh dimasukkan ke dalam persamaan reaksi ordo 0 untuk menduga umur simpan dari produk : Jika diintegrasikan, maka : sehingga umur simpan ordo nol : t d Q d t Qt = Q 0 k.t k (Q 0 Q s ) Keterangan : t = Umur simpan (hari) Q 0 = Nilai mutu awal Q t = Nilai mutu akhir Q s = Batas kritis mutu = Konstanta pada suhu tertentu dalam o K k T Parameter yang digunakan untuk menentukan umur simpan tomat dan paprika pada penelitian ini adalah warna. Perubahan warna dianggap sebagai atribut mutu paling mudah untuk diamati sehingga dapat mempengaruhi tingkat kesukaan konsumen. k
19 Rancangan Penelitian Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial dengan tiga faktor dan tiga ulangan untuk tiap-tiap produk yang dikemas (tomat dan paprika). Faktor pertama yang digunakan adalah perlakuan jenis plastik yang terdiri atas 2 taraf yaitu plastik HDPE dan bioplastik. Faktor kedua yang digunakan adalah perlakuan suhu penyimpanan yang terdiri atas tiga taraf, yaitu 5, 10 dan 15 o C, sedangkan faktor ketiga yang digunakan adalah lama penyimpanan yang terdiri atas 8 taraf, yaitu hari penyimpanan ke-0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, dan 21. Data dianalisis dengan uji sidik ragam (anova) dengan bantuan program SPSS v.17 dan apabila hasilnya berpengaruh nyata pada selang kepercayaan 5%, maka dilakukan dengan uji lanjut Duncan untuk membedakan taraf pada tiap-tiap perlakuan dan lama Model matematis dari rancangan percobaan tersebut, yaitu : Keterangan : Y ijkl = Respon setiap parameter yang diamati. µ = Nilai rata-rata umum. A i = Pengaruh perlakuan perbedaan jenis plastik. B j = Pengaruh perlakuan suhu C k = Pengaruh perlakuan lama (AB) ij = Pengaruh interaksi perlakuan perbedaan jenis plastik dan suhu (AC) ik = Pengaruh interaksi perlakuan perbedaan jenis plastik dan lama (BC) jk = Pengaruh interaksi perlakuan suhu penyimpanan dan lama (ABC) ijkl = Pengaruh interaksi perlakuan perbedaan jenis plastik, suhu penyimpanan dan lama = Pengaruh galat percobaan. ijkl i = 1,2 j = 1,2,3 k = 1,2,3,4,5,6,7,8 l = 1,2,3 Pengamatan Laju Respirasi Pengukuran laju respirasi dilakukan pengamatan terhadap konsentrasi O 2 yang dibutuhkan dan CO 2 yang dikeluarkan dalam kemasan. Untuk memudahkan pengukuran konsentrasi gas O 2 dan CO 2 dibuat 2 buah lubang pada salah satu sisi kemasan yang dihubungkan dengan selang plastik yang nantinya akan dihubungkan ke alat gas analyzer. Data yang diperoleh dari hasil pengukuran
(persen O 2 dan persen CO 2 ) dikonversi ke dalam satuan ml/kg.jam dengan perhitungan sebagai berikut : R = Laju respirasi (ml CO 2 /kg.jam dan ml O 2 /kg.jam) V = Volume bebas wadah (ml) = Volume wadah (ml)-volume buah (ml) W = Berat contoh (kg) = Laju perubahan konsentrasi O 2 dan CO 2 (%/jam) Pengukuran Penurunan Bobot Produk Pengukuran terhadap penurunan bobot dilakukan berdasarkan persentase penurunan bobot bahan sejak awal sampai akhir penyimpanan sehingga diketahui persentase bobot akhir dari bahan selama Penimbangan dilakukan dengan menggunakan timbangan Mettler PM-4800. Untuk mengukur penurunan bobot digunakan rumus berikut: W = Bobot bahan awal (g) W a = Bobot bahan akhir penyimpanan (g) ( ) Pengukuran Nilai Kekerasan Perubahan kekerasan selama penyimpanan diukur berdasarkan ketahanan buah terhadap alat penekan (probe). Pengukuran kekerasan dilakukan setiap pengamatan dengan menggunakan Rheometer model CR-3000. Alat diatur dengan mode 20, beban maksimum 10 kg, kedalaman penekanan 20 mm, kecepatan penurunan beban 60 mm/menit, dengan diameter probe 5 mm. Setelah alat di-setting, produk diletakkan hingga stabil, kemudian tombol start ditekan dan jarum akan bergerak ke bawah dan menusuk produk. Besarnya tekanan yang diperlukan untuk menusuk produk menunjukkan ketegaran produk. Pengamatan kekerasan yang diukur dari tiga titik secara melintang untuk masing-masing buah yang disimpan. Buah yang diukur tingkat kekerasannya sebanyak dua buah dari tiap-tiap kemasan. Nilai pengukuran dapat dilihat pada alat yang dinyatakan dengan Newton. Pengukuran Perubahan Warna Pengukuran warna tomat dan paprika selama pengamatan dilakukan dengan menggunakan chromameter Minolta CR-310. Melalui alat ini akan diperoleh tingkat intensitas cahaya dengan sistem notasi warna Hunter dalam bentuk 3 parameter yaitu L *, a * dan b * seperti pada Gambar 2. Nilai L * menunjukkan tingkat kecerahan [L * = 0 (Hitam) dan L * =100 (Putih)]. Nilai a * terdiri dari +a * yang menunjukkan warna merah dengan nilai 0 hingga 60, sedangkan a * menunjukkan warna hijau dengan nilai 0 hingga -60. Nilai b * terdiri dari +b * yang menunjukkan warna kuning dengan nilai 0 hingga 60, serta nilai b * yang menunjukkan warna biru dengan nilai 0 hingga -60.
21 Hasil pengukuran nilai a * dan b * dikonversikan ke dalam satuan kromatik C * dan derajat Hue ( o hue). Nilai C* menunjukkan intensitas suatu warna sedangkan nilai o hue mendeskripsikan warna murni dimana menunjukkan warna dominan dalam campuran beberapa warna. Untuk memperoleh nilai C* dan o hue digunakan rumus sebagai berikut : ( ) Gambar 2 Sistem notasi warna Hunter Pengukuran Total Padatan Terlarut dengan Refraktometer (AOAC, 1990) Total padatan terlarut diukur dengan menggunakan refraktometer Atago PR-210 yang telah diatur pada suhu ruang, kemudian cairan dari buah diletakkan pada prisma refraktometer yang telah dibersihkan terlebih dahulu. Setiap sebelum pembacaan prisma tersebut dikalibrasi menggunakan aquades. Selanjutnya dibaca nilai total padatan terlarut dalam satuan o Brix. Kadar Vitamin C (Apriyantono et al. 1989) Sampel dihancurkan kemudian ditimbang sebanyak 10 g. Masukkan dalam labu ukur 250 ml kemudian ditambahkan air suling sampai tanda tera. Saring dengan menggunakan kertas saring. Filtrat sebanyak 25 ml langsung dititrasi dengan larutan iod 0.01 N. Ditambahkan indikator kanji pada filtrat sebelum dititrasi. Dilakukan titrasi sampai terjadi perubahan warna yang stabil (terbentuk warna biru ungu). Asam Askorbat (mg/ 100 g bahan) = P = faktor pengenceran