Optimasi Formula Stirred Yogurt Menggunakan Disain Campuran (Mixture Design)
OPTIMASI FORMULA STIRRED YOGURT MENGGUNAKAN
DISAIN CAMPURAN (MIXTURE DESIGN)
ACHMAD FIRNANDA FAISAL
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Optimasi Formula
Stirred Yogurt Menggunakan Disain Campuran (Mixture Design) adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi
yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Achmad Firnanda Faisal
NIM F24110003
ABSTRAK
ACHMAD FIRNANDA FAISAL. Optimasi Formula Stirred Yogurt Menggunakan
Disain Campuran (Mixture Design). Dibimbing oleh BUDI NURTAMA.
Penelitian bertujuan untuk mendapatkan formula stirred yogurt dengan mutu
fisik, kimia dan organoleptik yang optimum. Formula optimum diperoleh
menggunakan program design expert 7 dengan rancangan disain campuran doptimum. Variabel bebas yang digunakan adalah jumlah susu skim, gula dan
Carboxymethylcellulose (CMC), sedangkan variabel tetap adalah susu sapi segar.
Respon yang dipilih adalah kadar asam laktat, pH, dan viskositas. Formula
optimum yang terpilih adalah susu skim 77%, gula 23% dan CMC 0%. Stirred
yogurt dengan formula optimum akan dikarakterisasi dari segi fisik, kimia, dan
organoleptik. Hasil analisis fisik dan kimia formula optimum menunjukkan
viskositas, pH, kadar asam laktat, kadar protein, kadar lemak, kadar abu dan kadar
air secara berturut-turut adalah (2428.5±39.3) m.Pas, (4.34±0.01), (1.45±0.01)%,
(5.43±0.10)%, (5.43±0.05)%, (1.28±0.02)%, dan (78.55±0.07)%. Segi
organoleptik dapat diterima oleh konsumen dengan warna, rasa, dan tekstur
(mouthfeel) yang berturut-turut memiliki skor 7.23, 6.10, 7.26 (skala 1-9) dalam uji
rating hedonik.
Kata kunci: optimasi, stirred yogurt, disain campuran
ABSTRACT
ACHMAD FIRNANDA FAISAL. Stirred Yoghurt Formula Optimation using
Mixture Design. Supervised by BUDI NURTAMA.
This reaserch was aimed to obtain stirred yoghurt formula with optimum
quality of physic, chemistry, and organoleptic. Optimum formula gained from
design expert 7 program with d-optimum mixture design. The independent
variables were amounts of skim milk, sugar, and carboxymethylcellulose (CMC),
while fixed variable was fresh cow’s milk. The selected responses were lactic acid
level, pH and viscosity. Selected optimum formula was 77% skim milk, 23% sugar,
and 0% CMC. The results of physical and chemical analysis showed viscosity, pH,
lactic acid levels, protein content, fat content, ash content and moisture content was
(2428.5±39.3) m.Pas, (4.34±0.01), (1.45±0.01)%, (5.43±0.10)%, (5.43±0.05)%,
(1.28±0.02)%, dan (78.55±0.07)%, respectively. Organoleptic aspect was
acceptable to consumers with color, flavor, and texture (mouthfeel) score was 7.23,
6.10, and 7.26 (scale 1-9), respectively, in the hedonic rating test.
Keywords: optimation, stirred yogurt, mixture design
OPTIMASI FORMULA STIRRED YOGURT MENGGUNAKAN
DISAIN CAMPURAN (MIXTURE DESIGN)
ACHMAD FIRNANDA FAISAL
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi : Optimasi Formula Stirred Yogurt Menggunakan Disain Campuran
(Mixture Design)
Nama
: Achmad Firnanda Faisal
NIM
: F24110003
Disetujui oleh
Dr Ir Budi Nurtama, M.Agr
Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr Ir Feri Kusnandar, M.Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus: (
)
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga skripsi yang berjudul Optimasi Formula Stirred
Yogurt Menggunakan Disain Campuran (Mixture Design) berhasil diselesaikan.
Skripsi ini dibuat setelah melakukan penelitian pada bulan Februari – Juni 2015 di
Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Budi Nurtama, M.Agr.
selaku pembimbing, Dr. Nugraha Edhi Suyatma, STP, DEA selaku dosen penguji,
dan Dr. Ir. Budiatman Satiawihardja, M.SC selaku dosen penguji. yang senantiasa
memberikan arahan, motivasi dan ilmu yang telah diberikan untuk menyelesaikan
skripsi ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua tercinta Ibu
Anies Fadlilah dan Bapak Bedjo, adik Rozak Muzaki Ashari, Choirudin Alza
Nurohman dan Muhamad Nur Fais serta keluarga besar penulis yang telah
memberikan dukungan moril dan semangat selama penulis menjalankan studi dan
penelitian. Tidak lupa pula ucapan terima kasih pada sahabat, teman-teman ITP 48,
serta para Laboran di Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan yang
senantiasa menemani dan mendukung penulis. Terima Kasih atas segala doa dan
kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
Achmad Firnanda Faisal
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODOLOGI
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
2
Prosedur Penelitian
2
Metode Analisis
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimasi Formula Stirred yogurt
8
8
Verifikasi Formula Optimum Stirred Yogurt
11
Karakteristik Stirred Yogurt
11
SIMPULAN DAN SARAN
13
Simpulan
13
Saran
13
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
16
RIWAYAT HIDUP
28
DAFTAR TABEL
1 Hasil nilai selang prediksi dan verifikasi formula optimum strirred
yogurt
11
2 Karakteristik fisik dan kimia produk stirred yogurt
12
3 Hasil uji rating hedonik produk stirred yogurt
12
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
Proses pembuatan kultur starter
Proses pembuatan stirred yogurt
Grafik optimasi respon pH
Grafik optimasi respon asam laktat
Grafik optimasi respon viskositas
3
3
8
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
Rancangan optimasi formula stirred yogurt
16
Hasil analisis ragam ANOVA terhadap nilai pH stirred yogurt
17
Hasil analisis ragam anova terhadap kadar asam laktat stirred yogurt 18
Hasil analisis ragam anova terhadap nilai viskositas stirred yogurt
19
Skor uji rating hedonik terhadap atribut warna stirred yogurt
20
Skor uji rating hedonik terhadap atribut tekstur stirred yogurt
22
Skor uji rating hedonik terhadap atribut rasa stirred yogurt
24
Hasil analisis ragam anova dan uji duncan terhadap atribut warna, tekstur,
dan rasa stirred yogurt
26
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Susu sapi merupakan bahan pangan yang banyak dikonsumsi oleh
masyarakat. Susu sapi sebagian besar dimanfaatkan sebagai bahan pangan, baik
diminum dalam keadaan segar maupun diolah menjadi produk tertentu. Komposisi
utama susu terdiri dari air, protein, lemak, laktosa, mineral, dan vitamin.
Komponen-komponen lainnya yang terkandung dalam susu yang jumlahnya sedikit
tetapi penting antara lain lesitin , kolesterol, dan asam-asam organik (Suardana dan
Swacita 2009). Salah satu produk olahan susu adalah yogurt.
Yogurt dibuat dengan proses fermentasi gula susu (laktosa) oleh kultur
bakteri untuk menghasilkan asam laktat (Widodo 2002). Yogurt memiliki pH
berkisar 3-4 dan manfaat gizi kaya protein, kalsium, riboflavin, dan vitamin B12.
Produk ini cocok untuk penderita lactose intolerant, melawan pertumbuhan bakteri
patogen yang sudah ada maupun yang baru masuk didalam saluran pencernaan
(Legowo et al. 2009). Yogurt juga telah dianggap sebagai makanan sehat dan
bergizi, sehingga popularitasnya semakin meluas di berbagai kalangan (McKinley
2005).
Jenis yogurt berdasarkan teksturnya, terbagi dalam beberapa jenis, yaitu: Set
yogurt, merupakan yogurt dengan tekstur sangat kental, umumnya warnanya putih dan
terasa sangat asam. Stired yogurt, teksturnya lebih encer dibandingkan set yogurt tetapi
masih terasa kental mirip dengan ice cream. Drink yogurt, merupakan yogurt
bentuknya cair sama seperti susu cair dapat langsung diminum (Rozi et al. 2014).
Perbedaan proses pembuatan stirred yogurt dengan set dan drink yogurt terdapat
pada proses pengadukan setelah proses inkubasi dengan cara merusak gel,
kemudian dilakukan proses pendinginan dan pengemasan (Nielsen 2009).
Bahan yang umumnya digunakan untuk pembuatan stirred yogurt adalah susu
segar, susu skim, gula dan bahan penstabil. Susu skim adalah padatan susu bukan
lemak yang mengandung laktosa, protein, dan mineral (Mulyani 2013).
Konsentrasi susu skim yang ditambahkan akan mempengaruhi kadar protein,
viskositas, pH dan kadar asam laktat yang dihasilkan (Agustina dan Andriana
2010). Gula (sukrosa) digunakan oleh bakteri asam laktat sebagai nutrisi tambahan
untuk metabolisme dan pertumbuhan sel. Senyawa metabolit yang dihasilkan
adalah asam laktat. Konsentrasi gula yang ditambahkan akan mempengaruhi kadar
asam laktat, pH dan viskositas ((Oberman and Libudzisz (1998) dalam Rahmawati
(2006)). Bahan penstabil berperan sebagai pengikat air dan pembentuk gel yang
akan menghasilkan tekstur yang lebih kompak. Penggunaan bahan penstabil akan
mempengaruhi viskositas produk (Prabandari 2011). Salah satu jenis bahan
penstabil yang sering digunakan dalam produk pangan adalah carboxymethyl
cellulose (CMC). CMC dipilih karena, penambahan dengan konsentrsasi lebih kecil
dibanding bahan penstabil lain akan menghasilkan viskositas yang sama.
Oleh karena itu diperlukan penelitian tentang formulasi stirred yogurt.
Formulasi yang diperoleh diharapkan akan menghasilkan produk yang memiliki
pH, viskositas dan kadar asam laktat yang optimum. Penelitian ini diharapkan
mendapatkan formulasi stirred yogurt yang optimum sehingga dapat diaplikasikan
oleh pelaku bisnis yogurt di Indonesia.
2
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan formula strirred yogurt
dengan mutu fisik, kimia dan organoleptik yang optimum.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah formula yang
diperoleh menjadi panduan aplikasi pembuatan stirred yogurt dengan mutu yang
terbaik. Sehingga dapat diaplikasikan pada pelaku bisnis yogurt.
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai Februari sampai Juni 2015. Penelitian
dilakukan pada Laboratorium Pengolahan Pangan, Laboratorium L2, Laboratorium
Analisis Pangan dan laboratorum mikrobiologi pangan Departemen Ilmu dan
Teknologi Pangan, Fateta IPB serta Laboratorium Evaluasi Sensori SEAFAST
Center IPB.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah susu segar, susu skim, gula,
Carboxymethylcellulose (CMC), starter ABT®-5 (streptococcus thermophilus,
lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus, lactobacilus acidophilus, dan
bifidobacteria lactis), bahan yang digunakan analisis kadar asam laktat, protein dan
lemak, serta produk komersial stirred yogurt yaitu yummy dan cimory.
Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah timbangan, baskom
plastik, panci, kompor gas, kain penyaring, pengaduk, erlenmeyer, pengaduk gelas,
sudip, termometer, pH meter, viscometer, buret, inkubator, soxlet, labu Kjeldahl,
oven dan autoclave.
Prosedur Penelitian
Proses Pembuatan Stirred Yogurt
Proses pembuatan yogurt terdiri dari dua tahap yaitu pembuatan starter atau
inokulum dan pembuatan strirred yogurt. Skema pembuatan kultur dan stirred
yogurt dapat dilihat pada gambar 1 dan 2. Proses pasteurisasi menggunakan suhu
900C selama 5 menit. Suhu ini dipilih karena memiliki nilai rendemen yang
optimum (Nielsen 2009). Pasteurisasi merupakan proses penting karena pada tahap
ini membunuh sel vegetatif mikroba pembusuk. Proses fermentasi dilakukan pada
suhu 370C selama 18 jam. Suhu ini dipilih karena memiliki suhu optimum untuk
3
proses fermentasi (Bozanic et al. 2011). Proses pengadukan menggunakan hand
mixer dengan kecepatan skala satu selama satu menit. Waktu pengadukan ini
ditentukan berdasarkan trial and error yang telah dilakukan.
Susu skim : Air
1: 7
Pasteurisasi
100 oC 6 menit
Inokulasi
Inkubasi
37 oC 18 jam
Kultur Starter
Gambar 1 Proses pembuatan kultur starter
Susu segar, susu
skim, gula, CMC
Pencampuran
Pasteurisasi susu 90 oC 5 menit
Pendinginan hingga 42 oC
Kultur
Starter
Inokulasi
Pemindahan ke wadah
Inkubasi 37 oC 18 Jam
Pengadukan
Stirred yogurt
Gambar 2 Proses pembuatan stirred yogurt
4
Optimasi Formula
Penelitian ini melalui tiga tahap yaitu tahap pertama untuk menentukan batas
atas dan bawah, tahap kedua menentukan formula yang optimum, dan tahap ketiga
karakterisasi dan uji organoleptik formula stirred yogurt. Penelitian ini diawali
dengan penentuan variabel tetap dan variabel bebas kemudian diikuti dengan
penentuan batas atas dan batas bawah dari variabel bebas dan diakhiri dengan
penentuan respon. Variabel bebas yang digunakan adalah jumlah susu skim, gula
dan Carboxymethylcellulose (CMC).
Rancangan Formulasi
Pertama dilakukan penentuan batas atas dan batas bawah diperoleh dari trial
and error. Batas-batas ini akan menjadi input dalam perancangan formula oleh
program design expert 7 untuk mendapatkan rancangan formulasi optimum.
Kemudian tahap penentuan respon dilakukan berdasarkan karakteristik yang akan
berubah akibat perubahan proporsi relatif terhadap komponen-komponen
(Wulandari 2007). Respon yang ditetapkan pada penelitian ini adalah viskositas,
pH, dan kadar asam laktat. Respon tersebut dipilih berdasarkan parameter mutu
yang digunakan untuk menentukan mutu produk stirred yogurt.
Setelah diperoleh batas atas, batas bawah, dan respon, dilakukan rancangan
formulasi menggunakan program design expert 7. Rancangan menggunakan disain
campuran d-optimum. Tahapan selanjutnya adalah aplikasi hasil rancangan tersebut
pada skala laboratorium. Pengukuran respon dilakukan secara objektif yaitu
mengukur viskositas mengunakan viskometer, pH menggunakan pHmeter, dan
kadar asam laktat menggunakan metode titrasi.
Penentuan Formula Optimum
Hasil dari pengukuran respon kemudian diinput kembali ke dalam rancangan
penelitian dengan program design exper 7. Respon optimal diperoleh jika nilai
desirability mendekati 1. Pada tahap ini dilakukan pembobotan kepentingan
terhadap setiap komponen dan respon untuk mencapai tujuan yang diinginkan.
Semakin tinggi tingkat kepentingan maka semakin banyak tanda positif yang
diberikan. Program akan memberikan rekomendasi salah satu formula yang paling
sesuai untuk setiap respon (Diptasari 2010). Hasil rekomendasi oleh program
design expert kemudian diaplikasikan pada skala laboratorium untuk memperoleh
nilai hasil aktual formula optimum stirred yogurt terhadap respon yang ditentukan.
Tahapan ini disebut verifikasi.
Karakterisasi Stirred Yogurt
Karakterisasi dilakukan pada formula optimum. Karakter yang akan dilihat
yaitu dari segi fisik, kimia dan organoleptik. Karakter dari segi fisik akan dilihat
mengunakan uji viskositas, sedangkan dari segi kimia akan diuji kadar lemak, kadar
abu, kadar protein, kadar asam laktat, pH dan kadar air. Uji kadar asam laktat, abu,
protein dan lemak, akan dibandingkan dengan SNI (Standar Nasional Indonesia)
produk yogurt. karakteristik organoleptik dilakukan uji organoleptik dengan
membandingkan produk pasaran. Sehingga dapat diketahui karakteristik stirred
yogurt yang dihasilkan dibanding produk yang telah ada di pasaran.
5
Metode Analisis
Viskositas (Peleg dan Bagley (1983) dalam Andarwulan et al. (2011))
Tahap pertama sampel yogurt disiapkan sebanyak 300 mL kedalam gelas
pengujian viscositas. Spindel dipasang nomor 63 atau no 3 kemudian dicelupkan
spindel kedalam contoh yang akan diukur dan diatur ketinggian viskometer hingga
tanda garis tercelup. Dilakukan pengukuran dengan menekan tombol ON dan
lepaskan ‘clamp lever’. Spindle berputar selama sekitar 20-30 detik untuk
menghasilkan viskositas yang tepat. Setelah jarum stabil, ditekan tuas penjepit
sehingga jarum penunjuk tidak berubah posisi kemudian motor dimatikan dengan
memindah tombol ke posisi OFF. Kemudian dibaca angka yang ditunjukkan, dan
catat kemudian dikembalikan jarum menunjuk posisi 0.
pH (Peleg dan Bagley (1983) dalam Andarwulan et al. (2011))
Tahap pertama pengkalibrasian pH meter nyalakan alat, dibiarkan stabil
selama 10 menit kemudian disiapkan larutan buffer pH 4,00 dan 7,00 dan
dibersihkan elektroda dengan air destilata, lap secara hati-hati dengan tisu. Ditekan
tombol mode hingga terbaca CALIBRATE 7-4 setelah itu celupkan elektroda pada
buffer pH 7,00 lalu ditunggu sampai muncul angka 7,00 dan tekan YES.
Selanjutnya elektroda dibilas dengan air destilata dan dikeringkan dengan tissue
kemudian dicelupkan elektroda pada buffer pH 4, kemudian ditunggu sampai
muncul angka 4,00 dan tekan YES kemudian dibilas elektroda dengan air destilata.
Tahap kedua adalah pengukuran contoh, pertama-tama elektroda dibilas dengan air
destilata dan dikeringkan dengan tisu. Elektroda dimasukkan ke dalam gelas piala
berisi contoh. Selanjutnya dibiarkan beberapa saat sampai pembacaan stabil
kemudian dicatat pH yang terbaca. Elektroda diilas dengan air destilata dan
dikeringkan dengan tisu.
Kadar Asam Laktat (AOAC 2005)
Tahap pertama pembuatan larutan NaOH 0,1 N, pertama ditimbang 0,4 gr
NaOH kristal dalam gelas piala, kemudian dilarutkan dengan 50 mL air destilata
hingga homogen dan dipindahkan ke dalam labu takar 100 mL. Air destilata
ditambahkan hingga tanda tera. Larutan diaduk hingga homogen kemudian
dipindahkan dalam botol, tutup rapat dan beri label. Tahap kedua larutan NaOH 0,1
N distandardisasi, pertama ditimbang 0,8 gr asam potassium phtalate, tera dengan
menggunakan labu takar 50 mL. Pipet sebanyak 25 mL ke dalam erlenmeyer dan
ditambahkan 2-3 tetes indikator fenolftalein kemudian dititrasi dengan NaOH 0,1
N. Tahap ketiga contoh dititrasi, ditimbang sebanyak 20 g contoh (W) kemudian
dimasukkan kedalam erlenmayer. Aquades ditambahkan sebanyak 40 mL.
Indikator p.p diteteskan sebanyak 2 mL kemudian dititrasi menggunakan larutan
NaOH 0,1 N sampai terbentuk merah muda.
Keterangan:
V × N × 90 × 100%
W
= bobot contoh (mg)
= volum larutan NaOH (mL)
= normalitas larutan NaOH
= bobo setara asam laktat
Jumlah asam (b⁄b) %=
W
V
N
90
6
Kadar Protein Metode Kjeldahl (AOAC 2005)
Pengukuran kadar protein dilakukan dengan metode kjeldahl. Sampel akan
melalui tiga tahap, yakni digesti, destilasi dan titrasi. Pada tahap penghancuran
(digestion), sampel sebanyak 250 mg ditimbang terlebih dahulu kedalam labu
kjeldahl, ditambahkan 1.0 + 0.1 gram HgO dan 2 + 0.1 ml H2SO4, lalu ditambahkan
juga 2- 3 butir batu didih dan contoh didihkan selama 1-1.5 jam dengan kenaikan
suhu secara bertahap sampai cairan jernih, lalu didinginkan.
Pada tahap destilasi, sejumlah kecil air destilata ditambahakan secara
perlahan lewat dinding labu dengan digoyang perlahan agar kristal yang terbentuk
dapat larut kembali. Selanjutnya isi labu dipindahkan ke dalam alat destilasi dan
labu dibilas sebanyak lima sampai enam kali dengan 1-2 ml air destilata. Air cucian
dipindahkan ke labu destilasi dan ditambahkan 8-10 ml larutan 60% NaOH- 5%
Na2SO3. Erlenmeyer 250 ml yang berisi 5 ml larutan H3BO3 dan 2-4 tetes indikator
red-metilen blue diletakkan dibawah kondensor, sehingga diperoleh sekitar 15 ml
destilat dan dilanjutkan pada tahap titrasi.
Pada tahap titrasi, dilakukan standarisasi larutan HCl 0.02 N terlebih dahulu.
Sebanyak 25 ml larutan HCl 0.02 N dipipet kedalam erlenmeyer 250 ml, lalu
ditambahkan 2-3 tetes indikator fenolftalein 1%. Larutan HCl 0.02 N dititrasi
dengan NaOH 0.02 N yang telah distandarisasi, sehingga dapat diketahui volume
NaOH yang diperlukan untuk titrasi hingga menyebabkan perubahan warna larutan
menjadi merah muda. Normalitas (N) larutan HCl dapat dihitung menggunakan
rumus:
ml NaOH × (N NaOH)
N HCl =
ml HCL
Setelah dilakukan standarisasi larutan HCl 0.02 N, destilat diencerkan dalam
erlenmeyer hingga kira- kira 50 ml, lalu dititrasi dengan HCl 0.02 N terstandar
sampai terjadi perubahan warna menjadi abu- abu sehingga diperoleh volume HCl
0.02 N terstandar yang diperlukan untuk titrasi. Selain itu, dengan prosedur yang
sama juga dilakukan penetapan volume HCl standar yang digunakan untuk titrasi
blanko. Kadar protein contoh dapat dihitung menggunkaan rumus berikut:
%N =
ml HCL contoh − ml HCL blanko × N HCl × 14.007 × 100%
mg contoh
Kadar protein (b⁄b) % = %N × Faktor konversi (6.25)
Kadar Lemak Metode Soxhlet (AOAC 2005)
Analisis kadar lemak dilakukan dengan metode ekstraksi soxhlet. Untuk
produk kering sampel perlu dilakukan hidrolisis terlebih dahulu karena matriks
bahan yang cukup kompleks. Labu lemak yang akan digunakan dikeringkan dalam
oven, kemudian didinginkan dalam desikator lalu ditimbang. Sebanyak 1-2 gram
contoh ditambahkan dengan 20 ml air dan 30 ml HCl 25%. Kemudian dididihkan
selama 15 menit dalam gelas piala yang ditutup gelas arloji.Kemudian larutan
tersebut disaring dengan kertas saring, selanjutnya dicuci dengan air panas hingga
pH netral bila diuji dengan kertas lakmus.Kertas saring tersebut dikeringkan dalam
oven bersuhu 105°C hingga kering.
7
Kertas saring yang telah dikeringkan dimasukkan ke dalam selongsong
dengan sumbat kapas.Selongsong tersebut kemudian dimasukan ke dalam alat
ekstraksi soxhlet dan dihubungkan dengan kondensor dan labu lemak. Alat
kondensor diletakkan di atasnya dan labu lemak diletakkan di bawahnya. Pelarut
hexana dimasukan ke dalam labu lemak secukupnya. Selanjutnya dilakukan
ekstraksi selama 6 jam. Pelarut yang ada dalam labu lemak didestilasi dan
ditampung kembali. Kemudian labu lemak yang berisi lemak hasil ekstraksi
dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC, didinginkan dalam desikator dan
ditimbang. Kadar lemak dapat dihitung melalui rumus berikut:
Keterangan:
Kadar lemak (b⁄b) % =
W1-W2 x100%
W
W = Bobot sampel (gram)
W1 = Bobot labu+lemak (gram)
W2 = Bobot labu (gram)
Kadar Abu (AOAC 2005)
Pengukuran kadar abu dilakukan dengan metode pengabuan kering. Cawan
porselin yang telah diberi kode beserta tutupnya dikeringkan terlebih dahulu di
dalam oven bersuhu 105oC selama 15 menit, lalu didinginkan dalam desikator dan
ditimbang. Sampel sebanyak 2-3 gram ditimbang ke dalam cawan porselin tersebut.
Cawan porselin yang telah berisi sampel, dibakar terlebih dahulu sampai tidak
berasap dan selanjutnya diabukan kedalam tanur listrik pada suhu 550oC sampai
proses pengabuan sempurna. Setelah pengabuan selesai, cawan yang berisi sampel
didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga diperoleh berat yang relatif
konstan. Penghitungan kadar abu berdasarkan rumus berikut:
Kadar abu (b⁄b) % =
W1-W2 × 100%
W
Keterangan : W = bobot contoh sebelum diabukan (g)
W1 = bobot contoh + cawan setelah diabukan (g)
W2 = bobot cawan kosong (g)
Rangking Hedonik ((Meilgaard et al. (1999) dalam Adawiyah et al. (2013))
Uji rangking hedonik digunakan untuk membandingkan kesukaan panelis
terhadap keseluruhan atau atribut sensori. Jumlah panelis minimum pada pengujian
ini adalah 70 panelis tidak terlatih. Cara pengujiannya adalah tiga sampel
ditempatkan pada wadah penyajian yang memiliki kode tiga digit angka acak.
Sampel yang digunakan adalah formula optimum, yummy dan cimory. Sampel
disajikan dengan seragam agar menghilangkan identitas produk. Panelis kemudian
diminta melakukan pengujian kesukaan mutu dari warna, tekstur, dan rasa.
Kemudian panelis diminta memilih tingkat kesukaan dari (1) amat sangat tidak
suka; (2) sangat tidak suka; (3) tidak suka; (4) agak tidak suka; (5) netral; (6) agak
suka; (7) suka; (8) sangat suka; (9) amat sangat suka dengan tidak membandingkan
antar produk. Panelis selanjutnya mengisi lembar pernyataan uji rating hedonik.
8
Hasil dari uji rating hedonik akan diolah menggunakan SPSS 20 dengan taraf
kepercayaan 95%, selanjutnya dilakukan uji lanjut Duncan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimasi Formula Stirred yogurt
Penentuan batas atas dan batas bawah diperoleh dari trial and error. Batas
atas dan bawah yang diproleh yaitu batas atas (susu skim 77%, gula 70% dan CMC
4%) dan batas bawah (susu skim 27%, gula 23%, dan CMC 0%). Kemudian
diaplikasikan kedalam program design expert 7 dan mengkasilkan rancangan enam
belas formula. Rancangan optimasi formula dapat dilihat pada lampiran 1.
Selanjutnya, keenam belas formula yang diperoleh dari disain campuran d-optimum
diaplikasikan pada skala laboratorium. Pengukuran respon dilakukan secara
objektif yaitu mengukur viskositas mengunakan viskometer, pH menggunakan
pHmeter, dan kadar asam laktat menggunakan metode titrasi.
pH
Tingkat keasaman atau pH merupakan salah satu faktor penting bagi
konsumen dalam pemilihan produk yogurt. Secara subyektif, konsumen cenderung
memilih produk yogurt tidak terlalu asam. Tingkat keasaman ini tidak cukup dinilai
indra perasa manusia yang bersifat subjektif. Oleh sebab itu, digunakan pHmeter
sebagai alat untuk analisis tingkat keasaman secara objektif. Tingkat keasaman atau
pH dipengaruhi oleh kadar asam laktat, semakin tinggi kadar asam laktat yang
dihasilkan semakin rendah nilai pH. Hasil analisis pH pada 16 formula stirred
yogurt dapat dilihat pada gambar 3.
Des ign-Expert® Software
pH
4.24
Model
pH = 4,04
3.86
X1 = A: SUSU SKIM
X2 = B: GULA
X3 = C: CMC
A: SUSU SKIM
77
4.24
2
4.145
2
pH
4.05
3.955
2
0
23
3.86
A (77)
B (23)
2
73
B: GULA
C (50)
C (0)
2
27
pH
A (27)
50
C: CMC
B (73)
Gambar 3 Grafik optimasi respon pH
9
Proses optimasi menggunakan 16 formula dengan respon pH memiliki
selang antara 3.84 sampai 4.24. Hasil uji respon pH menghasilkan nilai rata-rata
sebesar 4.04. Susu skim, gula dan CMC yang ditambahkan dengan jumlah yang
berbeda tidak mempengaruhi nilai pH stirred yogurt. Hasil penelitian ini sejalan
dengan penelitian Bonczar et al. (2002) menyebutkan, penambahan starter ABT®5 (streptococcus thermophilus, lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus,
lactobacilus acidophilus, dan bifidobacteria lactis) tidak mempengaruhi nilai pH
yogurt yang dihasilkan. Hasil analisis ragam ANOVA terhadap pH stirred yogurt
(Lampiran 2) tidak menghasilkan model dan tidak menunjukkan ada perbedaan
yang nyata antar formula (p
DISAIN CAMPURAN (MIXTURE DESIGN)
ACHMAD FIRNANDA FAISAL
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Optimasi Formula
Stirred Yogurt Menggunakan Disain Campuran (Mixture Design) adalah
benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan
dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi
yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Achmad Firnanda Faisal
NIM F24110003
ABSTRAK
ACHMAD FIRNANDA FAISAL. Optimasi Formula Stirred Yogurt Menggunakan
Disain Campuran (Mixture Design). Dibimbing oleh BUDI NURTAMA.
Penelitian bertujuan untuk mendapatkan formula stirred yogurt dengan mutu
fisik, kimia dan organoleptik yang optimum. Formula optimum diperoleh
menggunakan program design expert 7 dengan rancangan disain campuran doptimum. Variabel bebas yang digunakan adalah jumlah susu skim, gula dan
Carboxymethylcellulose (CMC), sedangkan variabel tetap adalah susu sapi segar.
Respon yang dipilih adalah kadar asam laktat, pH, dan viskositas. Formula
optimum yang terpilih adalah susu skim 77%, gula 23% dan CMC 0%. Stirred
yogurt dengan formula optimum akan dikarakterisasi dari segi fisik, kimia, dan
organoleptik. Hasil analisis fisik dan kimia formula optimum menunjukkan
viskositas, pH, kadar asam laktat, kadar protein, kadar lemak, kadar abu dan kadar
air secara berturut-turut adalah (2428.5±39.3) m.Pas, (4.34±0.01), (1.45±0.01)%,
(5.43±0.10)%, (5.43±0.05)%, (1.28±0.02)%, dan (78.55±0.07)%. Segi
organoleptik dapat diterima oleh konsumen dengan warna, rasa, dan tekstur
(mouthfeel) yang berturut-turut memiliki skor 7.23, 6.10, 7.26 (skala 1-9) dalam uji
rating hedonik.
Kata kunci: optimasi, stirred yogurt, disain campuran
ABSTRACT
ACHMAD FIRNANDA FAISAL. Stirred Yoghurt Formula Optimation using
Mixture Design. Supervised by BUDI NURTAMA.
This reaserch was aimed to obtain stirred yoghurt formula with optimum
quality of physic, chemistry, and organoleptic. Optimum formula gained from
design expert 7 program with d-optimum mixture design. The independent
variables were amounts of skim milk, sugar, and carboxymethylcellulose (CMC),
while fixed variable was fresh cow’s milk. The selected responses were lactic acid
level, pH and viscosity. Selected optimum formula was 77% skim milk, 23% sugar,
and 0% CMC. The results of physical and chemical analysis showed viscosity, pH,
lactic acid levels, protein content, fat content, ash content and moisture content was
(2428.5±39.3) m.Pas, (4.34±0.01), (1.45±0.01)%, (5.43±0.10)%, (5.43±0.05)%,
(1.28±0.02)%, dan (78.55±0.07)%, respectively. Organoleptic aspect was
acceptable to consumers with color, flavor, and texture (mouthfeel) score was 7.23,
6.10, and 7.26 (scale 1-9), respectively, in the hedonic rating test.
Keywords: optimation, stirred yogurt, mixture design
OPTIMASI FORMULA STIRRED YOGURT MENGGUNAKAN
DISAIN CAMPURAN (MIXTURE DESIGN)
ACHMAD FIRNANDA FAISAL
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi : Optimasi Formula Stirred Yogurt Menggunakan Disain Campuran
(Mixture Design)
Nama
: Achmad Firnanda Faisal
NIM
: F24110003
Disetujui oleh
Dr Ir Budi Nurtama, M.Agr
Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr Ir Feri Kusnandar, M.Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus: (
)
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga skripsi yang berjudul Optimasi Formula Stirred
Yogurt Menggunakan Disain Campuran (Mixture Design) berhasil diselesaikan.
Skripsi ini dibuat setelah melakukan penelitian pada bulan Februari – Juni 2015 di
Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Budi Nurtama, M.Agr.
selaku pembimbing, Dr. Nugraha Edhi Suyatma, STP, DEA selaku dosen penguji,
dan Dr. Ir. Budiatman Satiawihardja, M.SC selaku dosen penguji. yang senantiasa
memberikan arahan, motivasi dan ilmu yang telah diberikan untuk menyelesaikan
skripsi ini. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua tercinta Ibu
Anies Fadlilah dan Bapak Bedjo, adik Rozak Muzaki Ashari, Choirudin Alza
Nurohman dan Muhamad Nur Fais serta keluarga besar penulis yang telah
memberikan dukungan moril dan semangat selama penulis menjalankan studi dan
penelitian. Tidak lupa pula ucapan terima kasih pada sahabat, teman-teman ITP 48,
serta para Laboran di Laboratorium Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan yang
senantiasa menemani dan mendukung penulis. Terima Kasih atas segala doa dan
kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2015
Achmad Firnanda Faisal
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
METODOLOGI
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Bahan
2
Alat
2
Prosedur Penelitian
2
Metode Analisis
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimasi Formula Stirred yogurt
8
8
Verifikasi Formula Optimum Stirred Yogurt
11
Karakteristik Stirred Yogurt
11
SIMPULAN DAN SARAN
13
Simpulan
13
Saran
13
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
16
RIWAYAT HIDUP
28
DAFTAR TABEL
1 Hasil nilai selang prediksi dan verifikasi formula optimum strirred
yogurt
11
2 Karakteristik fisik dan kimia produk stirred yogurt
12
3 Hasil uji rating hedonik produk stirred yogurt
12
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
Proses pembuatan kultur starter
Proses pembuatan stirred yogurt
Grafik optimasi respon pH
Grafik optimasi respon asam laktat
Grafik optimasi respon viskositas
3
3
8
9
10
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
Rancangan optimasi formula stirred yogurt
16
Hasil analisis ragam ANOVA terhadap nilai pH stirred yogurt
17
Hasil analisis ragam anova terhadap kadar asam laktat stirred yogurt 18
Hasil analisis ragam anova terhadap nilai viskositas stirred yogurt
19
Skor uji rating hedonik terhadap atribut warna stirred yogurt
20
Skor uji rating hedonik terhadap atribut tekstur stirred yogurt
22
Skor uji rating hedonik terhadap atribut rasa stirred yogurt
24
Hasil analisis ragam anova dan uji duncan terhadap atribut warna, tekstur,
dan rasa stirred yogurt
26
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Susu sapi merupakan bahan pangan yang banyak dikonsumsi oleh
masyarakat. Susu sapi sebagian besar dimanfaatkan sebagai bahan pangan, baik
diminum dalam keadaan segar maupun diolah menjadi produk tertentu. Komposisi
utama susu terdiri dari air, protein, lemak, laktosa, mineral, dan vitamin.
Komponen-komponen lainnya yang terkandung dalam susu yang jumlahnya sedikit
tetapi penting antara lain lesitin , kolesterol, dan asam-asam organik (Suardana dan
Swacita 2009). Salah satu produk olahan susu adalah yogurt.
Yogurt dibuat dengan proses fermentasi gula susu (laktosa) oleh kultur
bakteri untuk menghasilkan asam laktat (Widodo 2002). Yogurt memiliki pH
berkisar 3-4 dan manfaat gizi kaya protein, kalsium, riboflavin, dan vitamin B12.
Produk ini cocok untuk penderita lactose intolerant, melawan pertumbuhan bakteri
patogen yang sudah ada maupun yang baru masuk didalam saluran pencernaan
(Legowo et al. 2009). Yogurt juga telah dianggap sebagai makanan sehat dan
bergizi, sehingga popularitasnya semakin meluas di berbagai kalangan (McKinley
2005).
Jenis yogurt berdasarkan teksturnya, terbagi dalam beberapa jenis, yaitu: Set
yogurt, merupakan yogurt dengan tekstur sangat kental, umumnya warnanya putih dan
terasa sangat asam. Stired yogurt, teksturnya lebih encer dibandingkan set yogurt tetapi
masih terasa kental mirip dengan ice cream. Drink yogurt, merupakan yogurt
bentuknya cair sama seperti susu cair dapat langsung diminum (Rozi et al. 2014).
Perbedaan proses pembuatan stirred yogurt dengan set dan drink yogurt terdapat
pada proses pengadukan setelah proses inkubasi dengan cara merusak gel,
kemudian dilakukan proses pendinginan dan pengemasan (Nielsen 2009).
Bahan yang umumnya digunakan untuk pembuatan stirred yogurt adalah susu
segar, susu skim, gula dan bahan penstabil. Susu skim adalah padatan susu bukan
lemak yang mengandung laktosa, protein, dan mineral (Mulyani 2013).
Konsentrasi susu skim yang ditambahkan akan mempengaruhi kadar protein,
viskositas, pH dan kadar asam laktat yang dihasilkan (Agustina dan Andriana
2010). Gula (sukrosa) digunakan oleh bakteri asam laktat sebagai nutrisi tambahan
untuk metabolisme dan pertumbuhan sel. Senyawa metabolit yang dihasilkan
adalah asam laktat. Konsentrasi gula yang ditambahkan akan mempengaruhi kadar
asam laktat, pH dan viskositas ((Oberman and Libudzisz (1998) dalam Rahmawati
(2006)). Bahan penstabil berperan sebagai pengikat air dan pembentuk gel yang
akan menghasilkan tekstur yang lebih kompak. Penggunaan bahan penstabil akan
mempengaruhi viskositas produk (Prabandari 2011). Salah satu jenis bahan
penstabil yang sering digunakan dalam produk pangan adalah carboxymethyl
cellulose (CMC). CMC dipilih karena, penambahan dengan konsentrsasi lebih kecil
dibanding bahan penstabil lain akan menghasilkan viskositas yang sama.
Oleh karena itu diperlukan penelitian tentang formulasi stirred yogurt.
Formulasi yang diperoleh diharapkan akan menghasilkan produk yang memiliki
pH, viskositas dan kadar asam laktat yang optimum. Penelitian ini diharapkan
mendapatkan formulasi stirred yogurt yang optimum sehingga dapat diaplikasikan
oleh pelaku bisnis yogurt di Indonesia.
2
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah mendapatkan formula strirred yogurt
dengan mutu fisik, kimia dan organoleptik yang optimum.
Manfaat Penelitian
Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah formula yang
diperoleh menjadi panduan aplikasi pembuatan stirred yogurt dengan mutu yang
terbaik. Sehingga dapat diaplikasikan pada pelaku bisnis yogurt.
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai Februari sampai Juni 2015. Penelitian
dilakukan pada Laboratorium Pengolahan Pangan, Laboratorium L2, Laboratorium
Analisis Pangan dan laboratorum mikrobiologi pangan Departemen Ilmu dan
Teknologi Pangan, Fateta IPB serta Laboratorium Evaluasi Sensori SEAFAST
Center IPB.
Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah susu segar, susu skim, gula,
Carboxymethylcellulose (CMC), starter ABT®-5 (streptococcus thermophilus,
lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus, lactobacilus acidophilus, dan
bifidobacteria lactis), bahan yang digunakan analisis kadar asam laktat, protein dan
lemak, serta produk komersial stirred yogurt yaitu yummy dan cimory.
Alat
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah timbangan, baskom
plastik, panci, kompor gas, kain penyaring, pengaduk, erlenmeyer, pengaduk gelas,
sudip, termometer, pH meter, viscometer, buret, inkubator, soxlet, labu Kjeldahl,
oven dan autoclave.
Prosedur Penelitian
Proses Pembuatan Stirred Yogurt
Proses pembuatan yogurt terdiri dari dua tahap yaitu pembuatan starter atau
inokulum dan pembuatan strirred yogurt. Skema pembuatan kultur dan stirred
yogurt dapat dilihat pada gambar 1 dan 2. Proses pasteurisasi menggunakan suhu
900C selama 5 menit. Suhu ini dipilih karena memiliki nilai rendemen yang
optimum (Nielsen 2009). Pasteurisasi merupakan proses penting karena pada tahap
ini membunuh sel vegetatif mikroba pembusuk. Proses fermentasi dilakukan pada
suhu 370C selama 18 jam. Suhu ini dipilih karena memiliki suhu optimum untuk
3
proses fermentasi (Bozanic et al. 2011). Proses pengadukan menggunakan hand
mixer dengan kecepatan skala satu selama satu menit. Waktu pengadukan ini
ditentukan berdasarkan trial and error yang telah dilakukan.
Susu skim : Air
1: 7
Pasteurisasi
100 oC 6 menit
Inokulasi
Inkubasi
37 oC 18 jam
Kultur Starter
Gambar 1 Proses pembuatan kultur starter
Susu segar, susu
skim, gula, CMC
Pencampuran
Pasteurisasi susu 90 oC 5 menit
Pendinginan hingga 42 oC
Kultur
Starter
Inokulasi
Pemindahan ke wadah
Inkubasi 37 oC 18 Jam
Pengadukan
Stirred yogurt
Gambar 2 Proses pembuatan stirred yogurt
4
Optimasi Formula
Penelitian ini melalui tiga tahap yaitu tahap pertama untuk menentukan batas
atas dan bawah, tahap kedua menentukan formula yang optimum, dan tahap ketiga
karakterisasi dan uji organoleptik formula stirred yogurt. Penelitian ini diawali
dengan penentuan variabel tetap dan variabel bebas kemudian diikuti dengan
penentuan batas atas dan batas bawah dari variabel bebas dan diakhiri dengan
penentuan respon. Variabel bebas yang digunakan adalah jumlah susu skim, gula
dan Carboxymethylcellulose (CMC).
Rancangan Formulasi
Pertama dilakukan penentuan batas atas dan batas bawah diperoleh dari trial
and error. Batas-batas ini akan menjadi input dalam perancangan formula oleh
program design expert 7 untuk mendapatkan rancangan formulasi optimum.
Kemudian tahap penentuan respon dilakukan berdasarkan karakteristik yang akan
berubah akibat perubahan proporsi relatif terhadap komponen-komponen
(Wulandari 2007). Respon yang ditetapkan pada penelitian ini adalah viskositas,
pH, dan kadar asam laktat. Respon tersebut dipilih berdasarkan parameter mutu
yang digunakan untuk menentukan mutu produk stirred yogurt.
Setelah diperoleh batas atas, batas bawah, dan respon, dilakukan rancangan
formulasi menggunakan program design expert 7. Rancangan menggunakan disain
campuran d-optimum. Tahapan selanjutnya adalah aplikasi hasil rancangan tersebut
pada skala laboratorium. Pengukuran respon dilakukan secara objektif yaitu
mengukur viskositas mengunakan viskometer, pH menggunakan pHmeter, dan
kadar asam laktat menggunakan metode titrasi.
Penentuan Formula Optimum
Hasil dari pengukuran respon kemudian diinput kembali ke dalam rancangan
penelitian dengan program design exper 7. Respon optimal diperoleh jika nilai
desirability mendekati 1. Pada tahap ini dilakukan pembobotan kepentingan
terhadap setiap komponen dan respon untuk mencapai tujuan yang diinginkan.
Semakin tinggi tingkat kepentingan maka semakin banyak tanda positif yang
diberikan. Program akan memberikan rekomendasi salah satu formula yang paling
sesuai untuk setiap respon (Diptasari 2010). Hasil rekomendasi oleh program
design expert kemudian diaplikasikan pada skala laboratorium untuk memperoleh
nilai hasil aktual formula optimum stirred yogurt terhadap respon yang ditentukan.
Tahapan ini disebut verifikasi.
Karakterisasi Stirred Yogurt
Karakterisasi dilakukan pada formula optimum. Karakter yang akan dilihat
yaitu dari segi fisik, kimia dan organoleptik. Karakter dari segi fisik akan dilihat
mengunakan uji viskositas, sedangkan dari segi kimia akan diuji kadar lemak, kadar
abu, kadar protein, kadar asam laktat, pH dan kadar air. Uji kadar asam laktat, abu,
protein dan lemak, akan dibandingkan dengan SNI (Standar Nasional Indonesia)
produk yogurt. karakteristik organoleptik dilakukan uji organoleptik dengan
membandingkan produk pasaran. Sehingga dapat diketahui karakteristik stirred
yogurt yang dihasilkan dibanding produk yang telah ada di pasaran.
5
Metode Analisis
Viskositas (Peleg dan Bagley (1983) dalam Andarwulan et al. (2011))
Tahap pertama sampel yogurt disiapkan sebanyak 300 mL kedalam gelas
pengujian viscositas. Spindel dipasang nomor 63 atau no 3 kemudian dicelupkan
spindel kedalam contoh yang akan diukur dan diatur ketinggian viskometer hingga
tanda garis tercelup. Dilakukan pengukuran dengan menekan tombol ON dan
lepaskan ‘clamp lever’. Spindle berputar selama sekitar 20-30 detik untuk
menghasilkan viskositas yang tepat. Setelah jarum stabil, ditekan tuas penjepit
sehingga jarum penunjuk tidak berubah posisi kemudian motor dimatikan dengan
memindah tombol ke posisi OFF. Kemudian dibaca angka yang ditunjukkan, dan
catat kemudian dikembalikan jarum menunjuk posisi 0.
pH (Peleg dan Bagley (1983) dalam Andarwulan et al. (2011))
Tahap pertama pengkalibrasian pH meter nyalakan alat, dibiarkan stabil
selama 10 menit kemudian disiapkan larutan buffer pH 4,00 dan 7,00 dan
dibersihkan elektroda dengan air destilata, lap secara hati-hati dengan tisu. Ditekan
tombol mode hingga terbaca CALIBRATE 7-4 setelah itu celupkan elektroda pada
buffer pH 7,00 lalu ditunggu sampai muncul angka 7,00 dan tekan YES.
Selanjutnya elektroda dibilas dengan air destilata dan dikeringkan dengan tissue
kemudian dicelupkan elektroda pada buffer pH 4, kemudian ditunggu sampai
muncul angka 4,00 dan tekan YES kemudian dibilas elektroda dengan air destilata.
Tahap kedua adalah pengukuran contoh, pertama-tama elektroda dibilas dengan air
destilata dan dikeringkan dengan tisu. Elektroda dimasukkan ke dalam gelas piala
berisi contoh. Selanjutnya dibiarkan beberapa saat sampai pembacaan stabil
kemudian dicatat pH yang terbaca. Elektroda diilas dengan air destilata dan
dikeringkan dengan tisu.
Kadar Asam Laktat (AOAC 2005)
Tahap pertama pembuatan larutan NaOH 0,1 N, pertama ditimbang 0,4 gr
NaOH kristal dalam gelas piala, kemudian dilarutkan dengan 50 mL air destilata
hingga homogen dan dipindahkan ke dalam labu takar 100 mL. Air destilata
ditambahkan hingga tanda tera. Larutan diaduk hingga homogen kemudian
dipindahkan dalam botol, tutup rapat dan beri label. Tahap kedua larutan NaOH 0,1
N distandardisasi, pertama ditimbang 0,8 gr asam potassium phtalate, tera dengan
menggunakan labu takar 50 mL. Pipet sebanyak 25 mL ke dalam erlenmeyer dan
ditambahkan 2-3 tetes indikator fenolftalein kemudian dititrasi dengan NaOH 0,1
N. Tahap ketiga contoh dititrasi, ditimbang sebanyak 20 g contoh (W) kemudian
dimasukkan kedalam erlenmayer. Aquades ditambahkan sebanyak 40 mL.
Indikator p.p diteteskan sebanyak 2 mL kemudian dititrasi menggunakan larutan
NaOH 0,1 N sampai terbentuk merah muda.
Keterangan:
V × N × 90 × 100%
W
= bobot contoh (mg)
= volum larutan NaOH (mL)
= normalitas larutan NaOH
= bobo setara asam laktat
Jumlah asam (b⁄b) %=
W
V
N
90
6
Kadar Protein Metode Kjeldahl (AOAC 2005)
Pengukuran kadar protein dilakukan dengan metode kjeldahl. Sampel akan
melalui tiga tahap, yakni digesti, destilasi dan titrasi. Pada tahap penghancuran
(digestion), sampel sebanyak 250 mg ditimbang terlebih dahulu kedalam labu
kjeldahl, ditambahkan 1.0 + 0.1 gram HgO dan 2 + 0.1 ml H2SO4, lalu ditambahkan
juga 2- 3 butir batu didih dan contoh didihkan selama 1-1.5 jam dengan kenaikan
suhu secara bertahap sampai cairan jernih, lalu didinginkan.
Pada tahap destilasi, sejumlah kecil air destilata ditambahakan secara
perlahan lewat dinding labu dengan digoyang perlahan agar kristal yang terbentuk
dapat larut kembali. Selanjutnya isi labu dipindahkan ke dalam alat destilasi dan
labu dibilas sebanyak lima sampai enam kali dengan 1-2 ml air destilata. Air cucian
dipindahkan ke labu destilasi dan ditambahkan 8-10 ml larutan 60% NaOH- 5%
Na2SO3. Erlenmeyer 250 ml yang berisi 5 ml larutan H3BO3 dan 2-4 tetes indikator
red-metilen blue diletakkan dibawah kondensor, sehingga diperoleh sekitar 15 ml
destilat dan dilanjutkan pada tahap titrasi.
Pada tahap titrasi, dilakukan standarisasi larutan HCl 0.02 N terlebih dahulu.
Sebanyak 25 ml larutan HCl 0.02 N dipipet kedalam erlenmeyer 250 ml, lalu
ditambahkan 2-3 tetes indikator fenolftalein 1%. Larutan HCl 0.02 N dititrasi
dengan NaOH 0.02 N yang telah distandarisasi, sehingga dapat diketahui volume
NaOH yang diperlukan untuk titrasi hingga menyebabkan perubahan warna larutan
menjadi merah muda. Normalitas (N) larutan HCl dapat dihitung menggunakan
rumus:
ml NaOH × (N NaOH)
N HCl =
ml HCL
Setelah dilakukan standarisasi larutan HCl 0.02 N, destilat diencerkan dalam
erlenmeyer hingga kira- kira 50 ml, lalu dititrasi dengan HCl 0.02 N terstandar
sampai terjadi perubahan warna menjadi abu- abu sehingga diperoleh volume HCl
0.02 N terstandar yang diperlukan untuk titrasi. Selain itu, dengan prosedur yang
sama juga dilakukan penetapan volume HCl standar yang digunakan untuk titrasi
blanko. Kadar protein contoh dapat dihitung menggunkaan rumus berikut:
%N =
ml HCL contoh − ml HCL blanko × N HCl × 14.007 × 100%
mg contoh
Kadar protein (b⁄b) % = %N × Faktor konversi (6.25)
Kadar Lemak Metode Soxhlet (AOAC 2005)
Analisis kadar lemak dilakukan dengan metode ekstraksi soxhlet. Untuk
produk kering sampel perlu dilakukan hidrolisis terlebih dahulu karena matriks
bahan yang cukup kompleks. Labu lemak yang akan digunakan dikeringkan dalam
oven, kemudian didinginkan dalam desikator lalu ditimbang. Sebanyak 1-2 gram
contoh ditambahkan dengan 20 ml air dan 30 ml HCl 25%. Kemudian dididihkan
selama 15 menit dalam gelas piala yang ditutup gelas arloji.Kemudian larutan
tersebut disaring dengan kertas saring, selanjutnya dicuci dengan air panas hingga
pH netral bila diuji dengan kertas lakmus.Kertas saring tersebut dikeringkan dalam
oven bersuhu 105°C hingga kering.
7
Kertas saring yang telah dikeringkan dimasukkan ke dalam selongsong
dengan sumbat kapas.Selongsong tersebut kemudian dimasukan ke dalam alat
ekstraksi soxhlet dan dihubungkan dengan kondensor dan labu lemak. Alat
kondensor diletakkan di atasnya dan labu lemak diletakkan di bawahnya. Pelarut
hexana dimasukan ke dalam labu lemak secukupnya. Selanjutnya dilakukan
ekstraksi selama 6 jam. Pelarut yang ada dalam labu lemak didestilasi dan
ditampung kembali. Kemudian labu lemak yang berisi lemak hasil ekstraksi
dikeringkan dalam oven pada suhu 105oC, didinginkan dalam desikator dan
ditimbang. Kadar lemak dapat dihitung melalui rumus berikut:
Keterangan:
Kadar lemak (b⁄b) % =
W1-W2 x100%
W
W = Bobot sampel (gram)
W1 = Bobot labu+lemak (gram)
W2 = Bobot labu (gram)
Kadar Abu (AOAC 2005)
Pengukuran kadar abu dilakukan dengan metode pengabuan kering. Cawan
porselin yang telah diberi kode beserta tutupnya dikeringkan terlebih dahulu di
dalam oven bersuhu 105oC selama 15 menit, lalu didinginkan dalam desikator dan
ditimbang. Sampel sebanyak 2-3 gram ditimbang ke dalam cawan porselin tersebut.
Cawan porselin yang telah berisi sampel, dibakar terlebih dahulu sampai tidak
berasap dan selanjutnya diabukan kedalam tanur listrik pada suhu 550oC sampai
proses pengabuan sempurna. Setelah pengabuan selesai, cawan yang berisi sampel
didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga diperoleh berat yang relatif
konstan. Penghitungan kadar abu berdasarkan rumus berikut:
Kadar abu (b⁄b) % =
W1-W2 × 100%
W
Keterangan : W = bobot contoh sebelum diabukan (g)
W1 = bobot contoh + cawan setelah diabukan (g)
W2 = bobot cawan kosong (g)
Rangking Hedonik ((Meilgaard et al. (1999) dalam Adawiyah et al. (2013))
Uji rangking hedonik digunakan untuk membandingkan kesukaan panelis
terhadap keseluruhan atau atribut sensori. Jumlah panelis minimum pada pengujian
ini adalah 70 panelis tidak terlatih. Cara pengujiannya adalah tiga sampel
ditempatkan pada wadah penyajian yang memiliki kode tiga digit angka acak.
Sampel yang digunakan adalah formula optimum, yummy dan cimory. Sampel
disajikan dengan seragam agar menghilangkan identitas produk. Panelis kemudian
diminta melakukan pengujian kesukaan mutu dari warna, tekstur, dan rasa.
Kemudian panelis diminta memilih tingkat kesukaan dari (1) amat sangat tidak
suka; (2) sangat tidak suka; (3) tidak suka; (4) agak tidak suka; (5) netral; (6) agak
suka; (7) suka; (8) sangat suka; (9) amat sangat suka dengan tidak membandingkan
antar produk. Panelis selanjutnya mengisi lembar pernyataan uji rating hedonik.
8
Hasil dari uji rating hedonik akan diolah menggunakan SPSS 20 dengan taraf
kepercayaan 95%, selanjutnya dilakukan uji lanjut Duncan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Optimasi Formula Stirred yogurt
Penentuan batas atas dan batas bawah diperoleh dari trial and error. Batas
atas dan bawah yang diproleh yaitu batas atas (susu skim 77%, gula 70% dan CMC
4%) dan batas bawah (susu skim 27%, gula 23%, dan CMC 0%). Kemudian
diaplikasikan kedalam program design expert 7 dan mengkasilkan rancangan enam
belas formula. Rancangan optimasi formula dapat dilihat pada lampiran 1.
Selanjutnya, keenam belas formula yang diperoleh dari disain campuran d-optimum
diaplikasikan pada skala laboratorium. Pengukuran respon dilakukan secara
objektif yaitu mengukur viskositas mengunakan viskometer, pH menggunakan
pHmeter, dan kadar asam laktat menggunakan metode titrasi.
pH
Tingkat keasaman atau pH merupakan salah satu faktor penting bagi
konsumen dalam pemilihan produk yogurt. Secara subyektif, konsumen cenderung
memilih produk yogurt tidak terlalu asam. Tingkat keasaman ini tidak cukup dinilai
indra perasa manusia yang bersifat subjektif. Oleh sebab itu, digunakan pHmeter
sebagai alat untuk analisis tingkat keasaman secara objektif. Tingkat keasaman atau
pH dipengaruhi oleh kadar asam laktat, semakin tinggi kadar asam laktat yang
dihasilkan semakin rendah nilai pH. Hasil analisis pH pada 16 formula stirred
yogurt dapat dilihat pada gambar 3.
Des ign-Expert® Software
pH
4.24
Model
pH = 4,04
3.86
X1 = A: SUSU SKIM
X2 = B: GULA
X3 = C: CMC
A: SUSU SKIM
77
4.24
2
4.145
2
pH
4.05
3.955
2
0
23
3.86
A (77)
B (23)
2
73
B: GULA
C (50)
C (0)
2
27
pH
A (27)
50
C: CMC
B (73)
Gambar 3 Grafik optimasi respon pH
9
Proses optimasi menggunakan 16 formula dengan respon pH memiliki
selang antara 3.84 sampai 4.24. Hasil uji respon pH menghasilkan nilai rata-rata
sebesar 4.04. Susu skim, gula dan CMC yang ditambahkan dengan jumlah yang
berbeda tidak mempengaruhi nilai pH stirred yogurt. Hasil penelitian ini sejalan
dengan penelitian Bonczar et al. (2002) menyebutkan, penambahan starter ABT®5 (streptococcus thermophilus, lactobacillus delbrueckii ssp.bulgaricus,
lactobacilus acidophilus, dan bifidobacteria lactis) tidak mempengaruhi nilai pH
yogurt yang dihasilkan. Hasil analisis ragam ANOVA terhadap pH stirred yogurt
(Lampiran 2) tidak menghasilkan model dan tidak menunjukkan ada perbedaan
yang nyata antar formula (p