Optimasi Penghambatan Pengendapan Jus Jambu Biji Merah dengan Metode Sonikasi

OPTIMASI PENGHAMBATAN PENGENDAPAN JUS JAMBU
BIJI MERAH DENGAN METODE SONIKASI

ADE DAMAYANTI

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Optimasi
Penghambatan Pengendapan Jus Jambu Biji Merah dengan Metode Sonikasi”
adalah benar karya saya dengan arahan dari 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, Oktober 2013

Ade Damayanti
NIM F34090064

ABSTRAK
ADE DAMAYANTI. Optimasi Penghambatan Pengendapan Jus Jambu
Biji Merah dengan Metode Sonikasi. Dibimbing oleh SAPTA RAHARJA.
Jus jambu biji merah merupakan minuman segar yang mempunyai khasiat
karena mengandung zat antioksidan. Produk jus atau sari buah jambu biji merah
yang beredar di pasaran masih ditemukan adanya pengendapan. Pengendapan
tersebut kurang disukai oleh sebagian masyarakat. Oleh karena itu, perlu
dilakukan upaya perbaikan kualitas jus jambu biji merah agar pengendapan dapat
dihambat. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi pengaruh waktu sonikasi
dan amplitudo terbaik dalam meningkatkan stabilitas suspensi jus jambu biji
merah, dan mengetahui penerimaan jus jambu biji merah oleh panelis pada
kombinasi waktu sonikasi dan amplitudo terbaik. Berdasarkan penelitian yang
dilakukan, kondisi optimum terjadi pada amplitudo 23% dan waktu sonikasi 50
menit dengan ukuran partikel sebesar 298.48 nm, sedangkan sampel tanpa

sonikasi sebesar 311.78 nm. Penggunaan metode sonikasi pada pengecilan ukuran
jus jambu kurang cocok untuk diterapkan karena hasil pengecilan ukuran yang
didapat tidak jauh berbeda. Berdasarkan uji organoleptik, tekstur dan penampakan
jus jambu biji merah dengan proses sonikasi tidak berbeda signifikan dengan sampel
tanpa sonikasi, sedangkan untuk parameter rasa berbeda secara signifikan. Hasil
pengujian stabilitas suspensi menunjukan bahwa sampel dengan perlakuan sonikasi
lebih baik dibanding tanpa sonikasi.
Kata kunci : jus jambu biji merah, pengendapan, sonikasi, optimum,
ukuran partikel
ABSTRACT
ADE DAMAYANTI. Optimization Inhibition of Precipitation Guava Juice by
Sonication. Supervised by SAPTA RAHARJA.

The guava juice is one kind of beverage product and has benefit as
antioxidant. It was found that precipitation still happens to this product on
marketplace which consumers are less preferable of precipitation guava juice.
Therefore, it is necessary to improve the quality of the guava juice in order to
inhibit precipitation. The aim of this research are to identify the effect of
sonication time and amplitude ultrasonic wave to the stability of guava juice.
Moreover, the purpose of this study is to identify the acceptances of panelist

toward product sample applied by best combined of sonication time and
amplitude value. Based on the research, the most optimum result determined was
amplitude of 23% and sonication time of 50 minute where average particle size of
guava juice was 298.48 nm with sonication and 311.78 nm without sonication.
The application of sonication on guava juice is not recommended because the
result of size particle is not much different. Based on organoleptic test, texture and
appearance of guava juice by sonication were not different significantly with any
sample without sonication, whereas for the parameter texture was different
significantly. Suspension stability test results showed that samples with sonication
treatment were better than samples without sonication.
Keywords : guava juice, precipitation, sonication, optimal, particle size

OPTIMASI PENGHAMBATAN PENGENDAPAN JUS JAMBU
BIJI MERAH DENGAN METODE SONIKASI

ADE DAMAYANTI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian

pada
Departemen Teknologi Industri Pertanian

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Skripsi : Optimasi Penghambatan Pengendapan Jus Jambu Biji Merah
dengan Metode Sonikasi
Nama
: Ade Damayanti
NIM
: F34090064

Disetujui oleh

Tanggal Lulus:

Judul Skripsi : Optimasi Penghambatan Pengendapan Jus Jambu Biji Merah
dengan Metode Sonikasi
Nama
: Ade Damayanti
NIM
: F34090064

Disetujui oleh

Dr Ir Sapta Raharja, DEA
Pembimbing

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Nastiti Siswi Indrasti
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga penyusunan skripsi berjudul “Optimasi Penghambatan
Pengendapan Jus Jambu Biji Merah dengan Metode Sonikasi” berhasil
diselesaikan. Tema yang diangkat dalam penelitian yang dilaksanakan selama
April 2013 sampai Agustus 2013 ini ialah proses pengecilan ukuran partikel.
Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan teristimewa kepada:
1. Bapak Dr. Ir Sapta Raharja, DEA selaku Pembimbing Akademik atas
perhatian dan bimbingannya selama penelitian dan penyelesaian skripsi.
2. Ibu Dr. Ir. Liesbetini Haditjaroko, MS dan Ibu Dr. Dwi Setyaningsing. M.Si
selaku dosen penguji.
3. Seluruh dosen, laboran dan staf Departemen Teknologi Industri Pertanian atas
ilmu dan bantuannya selama masa perkuliahan.
4. Bapak Dr. Akhiruddin. M.Si, Ibu Mercy Kurniati. M.Si, Pak Faisal dan Mba
Irna yang telah memberikan arahan selama penelitian di laboratorium
Biofisika Material IPB.
5. Mba Zulfa atas saran dan bantuan selama melakukan penelitian.
6. Kedua orang tua, kakak dan adik beserta keluarga besar atas do’a dan kasih
sayangnya.
7. Keluarga besar TIN 46 atas keceriaan dan kenangan indah tak terlupakan.
8. Kakak-kakak TIN 45 atas informasi dan semangat yang telah diberikan
selama melakukan penelitian.

9. Seluruh sanak dan kerabat yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Oktober 2013

Ade Damayanti

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

2

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

2

METODE

3

Waktu dan Tempat Penelitian

3

Bahan

3

Alat

3

Metode Penelitian

3

HASIL DAN PEMBAHASAN

6

Analisis Karakteristik Bahan

6

Vitamin C

8

Pengendapan pada Sari Buah Atau Jus Jambu Biji Merah

9

Penggunaan Metode Sonikasi pada Jus Jambu Biji Merah

10

Analisis Ukuran Partikel dengan Metode Response Surface Method (RSM)

13

Uji Ukuran Partikel dengan PSA

14

Stabilitas Suspensi

18

Pengujian Mutu Jus Jambu Biji Merah

21

Uji Organoleptik

24

SIMPULAN DAN SARAN

25

Simpulan

25

Saran

25

DAFTAR PUSTAKA

26

LAMPIRAN

29

RIWAYAT HIDUP

54

DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Level dari faktor-faktor sonikasi
Desain matriks percobaan
Hasil analisis proksimat jambu biji merah
Kandungan vitamin C beberapa buah
Hasil pengujian vitamin C jambu biji merah
Hasil pengujian ukuran partikel dengan mikroskop digital
Perbandingan ukuran partikel sampel dengan produk pasaran
Hasil uji statistik pengecilan ukuran partikel jus jambu biji merah
Hasil pengujian stabilitas suspensi
Hasil uji statistik stabilitas suspensi jus jambu biji merah
Hasil pengujian stabilitas suspensi akhir
Hasil pengujian mutu jus jambu biji merah
Hasil pengukuran warna dengan colortec colormeter
Hasil pengujian vitamin C jus jambu biji merah

5
5
7
8
9
13
14
15
18
20
21
21
23
23

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Diagram alir penelitian
Rumus bangun pektin
ultrasonic processor Cole-Parmer
Proses kavitasi akustik
Hubungan waktu sonikasi dengan ukuran partikel pada amplitudo 20%
Hubungan amplitudo dengan ukuran partikel pada waktu sonikasi 50
menit
Kurva hubungan ukuran partikel dengan distribusi volume
Permukaan respon ukuran partikel dengan variasi waktu sonikasi
dan amplitudo
Kontur ukuran partikel dengan variasi waktu sonikasi dan amplitudo
Pengujian stabilitas suspensi
Respon permukaan hubungan waktu sonikasi dan amplitudo
terhadap stabilitas suspensi
Kontur plot hubungan waktu sonikasi dan amplitudo terhadap
stabilitas suspensi
Hubungan antara parameter organoleptik terhadap bobot kesukaan

4
9
11
11
12
12
15

16
16
19
20
20
24

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4

Prosedur pengujian karakterisasi jambu biji merah
Diagram alir pembuatan jus jambu biji merah
Hasil Uji Particle Size Analyzer (PSA) pada jus jambu optimum
Hasil Uji Particle Size Analyzer (PSA) pada jus jambu
tanpa sonikasi

29
32
33
35

DAFTAR LAMPIRAN LANJUTAN
5
6
7
8
9
10

Analisis statistik ukuran partikel
Analisis statistik stabilitas suspensi
Form isian uji organoleptik
Pengujian mutu jus jambu biji merah
Hasil analisis uji ukuran partikel menggunakan mikroskop
Hasil uji organoleptik

37
38
39
40
43
46

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jus buah merupakan cairan yang diperoleh dengan cara memeras buah
secara langsung. Saat ini, jus dijadikan minuman alternatif yang praktis dan
modern. Jenis minuman sari buah atau jus dapat dibagi menjadi dua macam yaitu
keruh (cloud juice) dan jernih (unclear juice). Sifat keruh pada jus atau sari buah
merupakan parameter fisik yang dikehendaki, terutama berasal dari pektin dan
komponen tidak larut yang terdapat pada buah-buahan. Pektin yang terdapat pada
sari buah akan membantu mempertahankan kenampakan keruh (Tamaroh 2004).
Sifat keruh pada jus menjadi kendala pada saat penyajian yaitu terjadinya
pengendapan pada dasar wadah atau botol. Hal ini dapat terjadi karena bahan yang
bersifat tidak larut penyebab kekeruhan jus atau sari buah akan mengendap dalam
waktu tertentu dan menjadikan kenampakan tidak menarik (Tamaroh 2004).
Pengendapan tersebut dapat menurunkan ketertarikan konsumen dan dapat
berakibat kehilangan pasar.
Bahan bersifat tidak larut biasanya mempunyai ukuran partikel yang tidak
seragam sehingga tidak akan terdispersi secara merata pada minuman dan
mempunyai berat molekul (BM) yang tinggi sehingga akan cepat mengendap
karena adanya gaya berat (Tamaroh 2004). Jus jambu biji merah yang saat ini
berkembang di pasaran masih mengalami pengendapan dan diperlukan
pengadukan atau pengocokan sari buah atau jus sebelum dikonsumsi.
Pengendapan pada produk jus jambu biji merah pada kemasan tertutup tidak dapat
terlihat namun dapat dirasakan secara tekstur oleh lidah. Oleh karena itu, perlu
dilakukan upaya agar kestabilan jus jambu biji merah dapat dipertahankan
sehingga pengendapan dapat dihambat. Salah satu usaha yang dimungkinkan
dapat mengatasi masalah tersebut yaitu dengan mengecilkan ukuran partikel untuk
meningkatkan stabilitas suspensi.
Metode pengecilan ukuran partikel dapat dilakukan dengan cara metode
presipitasi, mechanical process, gas phase synthesis, forrm in place seperti
lithography (khusus pembuatan coating), dan penggunaan gelombang ultrasonik.
Pemakaian metode sonikasi diharapkan dapat mengecilkan ukuran partikel jus
jambu biji merah sehingga pada penelitian ini metode sonikasi dicoba karena
penggunaan alat ini praktis, prosesnya yang mudah, waktu, dan amplitudo dapat
diatur sesuai kebutuhan dan tidak berlangsung lama. Keuntungan penggunaan
metode sonikasi yaitu mengurangi waktu proses, memiliki ketelitian tinggi, dan
konsumsi energi rendah (Tiwari et al. 2009).
Dalam teknologi pangan, nanoteknologi dapat memperbaiki daya
spreadability dan stabilitas, serta menciptakan pangan yang lebih rendah lemak.
Misalnya vitamin dan mineral dapat dibuat dalam bentuk emulsi nano sehingga
bisa mempercepat daya serap oleh tubuh (Winarno 2010). Aplikasi gelombang
ultrasonik bermanfaat dalam menimbulkan efek kavitasi akustik yang akan
digunakan dalam pembuatan bahan berukuran nano (Nakahira et al. 2007). Energi
gelombang ultrasonik tersebut melalui jaringan akan melepaskan energi (kalor)
sehingga terjadi pemanasan yang mengakibatkan suhu jaringan meningkat dan
kemudian menimbulkan efek kavitasi, yaitu pembentukan, pertumbuhan, dan

2
pecahnya gelembung di dalam sebuah cairan sehingga memiliki diameter lebih
kecil dan dapat berukuran nano (Jos et al. 2011).
Pengujian ini dilakukan dengan mengamati pengaruh waktu sonikasi dan
amplitudo gelombang ultrasonik pada stabilitas suspensi yang terbentuk.
Pembuatan ukuran lebih kecil pada jus jambu biji merah ini diharapkan dapat
menghambat pengendapan sehingga meningkatkan kualitas dari jus jambu dan
memperbaiki penampilan yaitu memberikan kenampakan yang lebih menarik
(estetis). Selain itu, produk jus jambu hasil sonikasi dapat memicu daya serap
lebih tinggi oleh tubuh karena ukuran yang super kecil (nanopartikel) dapat lebih
leluasa memasuki bagian-bagian tubuh, yang dikenal bioavailability dibanding
dengan material yang berukuran besar sehingga nanopartikel akan lebih mudah
diserap oleh sel secara individu (Winarno dan Fernades 2010).
Perumusan Masalah
1. Penentuan ukuran partikel dari produk minuman sari buah/jus jambu biji
merah yang terdapat di pasaran.
2. Penerapan metode sonikasi (waktu sonikasi dan amplitudo gelombang
ultrasonik) terhadap ukuran partikel dan stabilitas suspensi.
3. Uji organoleptik terhadap jus jambu biji merah sebelum dan sesudah
sonikasi.
Tujuan Penelitian
Mengidentifikasi pengaruh waktu sonikasi dan amplitudo terbaik dalam
meningkatkan stabilitas suspensi jus jambu biji merah.
2. Mengetahui penerimaan jus jambu biji merah oleh panelis pada kombinasi
waktu sonikasi dan amplitudo terbaik.

1.

Manfaat Penelitian
Optimasi penghambatan pengendapan pada jus jambu biji merah dengan
metode sonikasi diharapkan dapat memperkecil ukuran partikel jus jambu
sehingga pengendapan pada jus jambu dapat dihambat dan memiliki nilai tambah
berupa penampilan yang lebih menarik dan peningkatan daya serap lebih tinggi
oleh tubuh. Bagi industri, dapat membuat produk jus atau sari buah kesehatan
dengan manfaat tambahan berupa peningkatan daya serap lebih tinggi. Hal ini
dikarenakan, masyarakat mulai tertarik untuk mencoba produk pangan baru
dengan manfaat lebih yang terkandung pada produk.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini difokuskan pada pengecilan ukuran partikel jus jambu biji
merah dengan melihat hubungan antara variasi waktu sonikasi dan amplitudo
terbaik yang digunakan. Selanjutnya dilakukan uji penerimaan jus jambu biji
merah pada waktu sonikasi dan amplitudo terbaik dibandingkan terhadap jus
jambu tanpa sonikasi.

3

METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Pelaksanaan penelitian dilaksanakan sejak bulan April 2013 sampai
Agustus 2013. Penelitian dilakukan di Laboratorium Dasar Ilmu Terapan,
Laboratorium Teknologi Pengemasan, Distribusi dan Transportasi, Laboratorium
Pengawasan mutu, Laboratorium Instrumen Departemen Teknologi Industri
Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian serta Laboratorium Biofisika Material
Departemen Fisika, Fakultas Ilmu Pengetahuan Alam dan Matematika, Institut
Pertanian Bogor.
Bahan
Bahan baku yang digunakan adalah jambu biji merah varietas jambu biji
lokal yang diperoleh dari Pasar Anyar, Bogor, Jawa Barat. Sedangkan bahan
untuk analisis yaitu aquades, heksana, CuSO4, H2SO4 1.25%, asam borat, NaOH
3.25%, kertas saring, etanol 95%, NaOH 6N dan bahan kimia lainnya.

Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian antara lain ultrasonic processor
(Cole Parmer 20 KHz, 130 watt) dengan kapasitas proses untuk sampel 10 ml –50
ml untuk skala lab, timbangan, blender, saringan probe 250 mesh, cawan porselen,
cawan alumunium, buret, desikator, pipet, mikroskop digital merk Sony.ccd IRIS
COLOR (ZEISS) dan PSA (Particle Size Analyzer) merk Horiba Instruments Inc,
dan alat gelas lainnya.

Metode Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan terbagi menjadi dua yaitu penelitian
pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan yang dilakukan
meliputi proses karakterisasi jambu biji merah (analisis proksimat, total padatan
terlarut, warna, dan vitamin C), pengukuran partikel produk minuman jus jambu
biji merah di pasaran, dan formulasi pembuatan jus jambu biji merah. Penelitian
utama yang dilakukan meliputi proses sonikasi, pengujian mutu jus jambu biji
merah, uji stabilitas suspensi, uji ukuran partikel, dan uji organoleptik. Adapun
diagram alir tahapan penelitian yaitu sebagai berikut :

4
Daging jambu biji
merah

Pengujian karakteristik jambu
biji merah

Pembuatan jus
jambu biji merah

Sonikasi :
(Waktu sonikasi 10, 20, 30, 40
dan 60 menit)
Sonikasi:
(Amplitudo gelombang 20 %,
25%, 30%, 35% dan 40%)

Jus jambu biji merah
berukuran nano

Analisis akhir

Pengujian stabilitas dan mutu
jus jambu biji merah

Selesai

Gambar 1 Diagram alir tahapan penelitian
Response Surface Methodology (RSM) merupakan suatu metode gabungan
antara teknik matematika dan teknik statistika, digunakan untuk membuat model
dan menganalisa suatu respon Y yang dipengaruhi oleh beberapa variabel bebas
(faktor X) guna mengoptimalkan respon tersebut (Montgomery 2001). Model orde
dua, biasanya terdapat kelengkungan dan digunakan model polinomial orde kedua
yang berbentuk fungsi kuadratik.
k

k

i 1

i 1

Y   0    i X i    ii X i2    ij X i X j  
i j

Keterangan :
Y = Respon Pengamatan (ukuran partikel)

5
βo
βi
βii
βij
Xi
Xj
k

= Intersep
= Koefisien linier
= Koefisien kuadratik
= Koefisien interaksi perlakuan
= Kode perlakuan untuk faktor ke-I (waktu sonikasi)
= Kode perlakuan untuk faktor ke-j (amplitudo)
= Jumlah faktor yang dicobakan

Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian adalah CCD
(Central Composit Design) dengan nilai α = 1.414. CCD digunakan karena model
orde utama dapat diketahui melalui pengujian apakah range variabel bebas
bersifat optimum yaitu dengan mengambil data yang ada perlakuan 1,1; -1,1; 1,-1;
-1,-1; dan 0,0. Nilai-nilai tiap level dari waktu sonikasi dan amplitudo dapat
ditentukan rentangnya seperti ditunjukan Tabel 1.
Tabel 1 Level dari faktor-faktor sonikasi
Level
Faktor
1.414
-1
0
Waktu (menit)
57
45
50
Amplitudo (%)
37
25
30

1
55
35

-1.414
43
23

Desain matrik percobaan dari Tabel 1 diolah menggunakan software SAS
9.1 dan menghasilkan desain seperti yang ditunjukan Tabel 2.
Tabel 2 Desain matriks percobaan
Waktu Sonikasi
Sampel
(menit)
1
45
2
45
3
55
4
55
5
43
6
57
7
50
8
50
9
50
10
50
11
50
12
50
13
50

Amplitudo
(%)
25
35
25
35
30
30
23
37
30
30
30
30
30

Ukuran Partikel
(μm)
X1
X2
X3
X4
X5
X6
X7
X8
X9
X10
X11
X12
X13

Tahap awal untuk penelitian ini dilakukan karakterisasi bahan untuk
mengetahui komponen yang ada pada jambu biji merah. Parameter yang diuji
terdiri dari kadar protein, kadar lemak, kadar abu, kadar air, kadar serat, dan kadar

6
karbohidrat (by difference). Prosedur uji analisis proksimat ini dapat dilihat pada
Lampiran 1. Setelah bahan dianalisis, maka dilakukan pembuatan jus jambu biji
merah. Cara pembuatan jus jambu biji menurut Kumalaningsih (2007) ada dua
cara yaitu cara pertama mencuci jambu biji sampai bersih, kemudian jambu biji
dimasukan ke dalam blender kemudian ditambahkan air matang dengan
perbandingan jambu dan air sebesar 1:2. Proses penghancuran dilakukan hingga
halus dan homogen. Cara kedua, dengan menekan bagian tengah jambu biji
hingga hancur kemudian ditambahkan air matang dan diaduk hingga tercampur
rata lalu disaring. Formulasi pembuatan jus jambu biji merah dapat dilihat pada
Lampiran 2. Formulasi yang dipilih adalah cara pertama dengan alasan agar
mendapatkan karakter jus yang hampir serupa dengan produk di pasaran. Pada jus
jambu biji merah yang telah dibuat akan dilakukan metode sonikasi dengan
gelombang ultrasonik dan selanjutnya akan dilakukan pengujian ukuran partikel.
Penelitian utama yaitu penggunaan gelombang ultrasonik untuk
mengecilkan ukuran partikel jus jambu dan optimasi dilakukan dengan Response
Surface Method (RSM). Pada penelitian ini titik optimum pada jus jambu biji
merah dengan metode sonikasi belum diketahui sehingga dilakukan penentuan
titik optimum yang akan menjadi titik tengah pada Response Surface Method
(RSM). Penentuan tersebut dilakukan dengan cara jus jambu biji merah yang telah
dibuat dikecilkan ukuran partikelnya dengan alat ultrasonic processor dengan
variasi waktu 10 menit, 20 menit, 30 menit, 40 menit, 50 menit, dan 60 menit
serta amplitudo 20%, 25%, 30%, 35%, 40%.
Prosedur penentuan titik optimum dilakukan dengan cara melihat waktu
sonikasi dan amplitudo terbaik yang dapat menghasilkan ukuran partikel terkecil.
Selanjutnya data akan diolah dengan software SAS. Software SAS dipilih karena
bentuk dari respon permukaan dapat terlihat dengan jelas, hasil analisis
pengolahan data dilaporkan secara lengkap tanpa terpisah dengan analisis anova,
penentuan nilai titik kritis dapat langsung diketahui karena solusi yang dihasilkan
hanya satu.
Optimasi menggunakan Response Surface Method (RSM) memberikan
keuntungan karena dapat menghemat biaya dan waktu (Muhandri et al. 2011).
Selain itu, RSM merupakan teknik yang populer untuk studi optimasi akhir-akhir
ini seperti pada optimasi kondisi klarifikasi enzimatis jus pisang menggunakan
metode respon permukaan (RSM) (Lee et al. 2005), optimasi kondisi respon
permukaan klarifikasi dari jus buah carambola menggunakan enzim komersial
(Abdullah 2006), dan efek sonikasi terhadap warna, asam askorbat, dan inaktivasi
ragi pada jus tomat (Adekunte et al. 2010).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis Karakteristik Bahan
Jambu biji (P. guajava L) merupakan buah yang mengandung senyawa
vitamin C, kalium, β-karoten, Fe, Se, Cu, Zn, likopen, lutein, xantin,
cryptoxanthin, zeaxanthine, anthozyanidin, quercetin, lignin serta anti inflamasi
(Wiralis dan Purwaningsih 2009). Jambu biji mengandung likopen, yaitu zat

7
karotenoid yang memiliki aktivitas antioksidan yang bermanfaat memberikan
perlindungan pada tubuh dari radikal bebas. Jambu biji yang banyak mengandung
likopen terutama jambu biji yang berdaging merah (Parimin 2006).
Buah jambu biji memiliki manfaat untuk pengobatan (terapi) bermacammacam penyakit, seperti memperlancar pencernaan, menurunkan kolesterol,
antioksidan, menghilangkan rasa lelah, lesu, demam berdarah, dan sariawan.
(Cahyonoa 2010). Jambu biji merah yang dipakai pada penelitian ini yaitu varietas
jambu biji lokal. Jambu biji lokal daging buahnya berwarna merah, berbiji
banyak, buahnya berukuran kecil dan rasanya manis (Cahyono a 2010). Uji total
padatan terlarut dan uji warna dilakukan untuk menggambarkan kondisi buah
yang digunakan dalam pembuatan sampel jus jambu biji merah. Pengujian total
padatan terlarut menggunakan refraktometer bertujuan untuk melihat konsentrasi
bahan terlarut sedangkan pada uji warna menggunakan colortex colormeter
bertujuan untuk melihat kematangan buah.
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan buah jambu biji merah yang
dipakai adalah buah dengan kondisi matang tua dengan hasil refraktometer sekitar
23.33 brix. Hal ini berarti dalam 100 g bahan, 23.33 g merupakan zat padat
terlarut dan 76.67 adalah air dan padatan tidak terlarut. Perolehan nilai brix pada
sampel jus jambu biji merah berbeda yaitu sebesar 2.9 brix. Hal ini dikarenakan
bahan sudah mengandung air dalam jumlah tinggi sehingga nilai brix yang
diperoleh kecil. Hasil uji colortex colormeter sebesar A*= 3331, L*= 3012, B*=
7953. Nilai B yang besar dan nilai Hue 23.980 menunjukan bahwa buah berwarna
merah yang berarti sudah matang. Buah-buah jambu biji yang telah mencapai
derajat kematangan optimal (masak petik) memiliki ciri-ciri sebagai berikut
(Cahyonoa 2010):
a. Kulit buah telah menguning (hijau kekuning-kuningan atau putih kekuningkuningan dengan warna yang menarik, sehat, dan segar).
b. Permukaan kulit buah halus dan tekstur agak lunak (bila dipegang terasa
empuk)
c. Buah berukuran maksimal menurut varietasnya
Analisis proksimat terdiri dari komponen yang ada pada bahan
berdasarkan komposisi kimia dan fungsinya. Analisis proksimat pada umumnya
terdiri dari kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar serat kasar, kadar lemak, dan
kadar karbohidrat (by difference). Karakterisasi jus jambu dimulai dengan analisis
proksimat dan formulasi pembuatan jus jambu biji merah. Analisis proksimat
pada jambu biji merah didapatkan hasil seperti berikut :
Tabel 3 Hasil analisis proksimat jambu biji merah
Parameter Uji
Hasil Penelitian
Kadar air (% bb)
73.56
Kadar abu (% bb)
0.76
Kadar lemak (% bk)
0.42
Kadar Protein (% bk)
1
Kadar serat (% bk)
2.83
Kadar karbohidrat (by difference) (%)
21.43
* Sumber : (Cahyonob 2010)

Literatur*
77 – 86
0.43 - 0.7
0.4 - 0.5
0.9 - 1.0
2.8 - 5.5
9.5 – 10

8
Pada Tabel 3 memperlihatkan perolehan hasil proksimat untuk kadar abu,
kadar protein, kadar serat kasar, dan kadar lemak sudah sesuai dengan literatur
tetapi kadar air mengalami sedikit perbedaan dengan literatur. Hal ini dapat
disebabkan karena tempat dan proses panen dari jambu biji merah berbeda dan
ketebalan dari potongan jambu yang tidak seragam. Kadar air merupakan
parameter utama yang terlibat dalam reaksi perusakan bahan dan kandungan air
dalam buah ikut menentukan kesegaran dan daya terima konsumen. Menurut
(Muchtadi et al. 2010), setiap buah-buahan mempunyai komposisi yang berbedabeda dan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu perbedaan varietas, keadaan
iklim, tempat tumbuh, pemeliharaan tanaman, cara pemanenan, tingkat
kematangan, waktu panen, kondisi selama pemeraman dan kondisi saat
penyimpanan. Kadar karbohidrat yang didapat jauh lebih besar dibandingkan
dengan literatur (Tabel 3) karena perolehan kadar karbohidrat dilakukan secara by
difference yaitu 100% dikurangi dengan kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar
protein dan kadar serat.
Vitamin C
Buah-buahan yang segar, sayuran, dan beberapa tablet suplemen asam
askorbat sintetik dapat memenuhi segala kebutuhan tubuh. Vitamin C atau L-asam
askorbat merupakan antioksidan yang larut dalam air (aqueous antioxidant).
Vitamin C merupakan vitamin yang larut dalam air dan esensial untuk biosintesis
kolagen (Naidu 2003). Antioksidan merupakan senyawa pemberi elektron
(electron donor) atau reduktan. Senyawa ini memiliki berat molekul kecil, tetapi
mampu menginaktivasi berkembangnya reaksi oksidasi, dengan cara mencegah
terbentuknya radikal akibatnya, kerusakan sel akan dihambat (Winarsi 2007).
Tabel 4 Kandungan vitamin C beberapa buah
Buah
Vitamin C (mg/100 g)
Pepaya
26.67
Nanas
12.86
Jeruk Mandarin
10.11
Jeruk Valencia
31.02
Mangga Indramayu
37.14
Jambu Biji
52.06
Apel malang
5.82
Pisang Raja
12.12
*Sumber : (Zakaria et al. 2000)
Jambu biji memiliki kandungan vitamin C lebih besar dibanding buahbuahan yang lain (Tabel 4 ). Salah satu efek antioksidan vitamin C tampak pada
perbaikan sistem imun. Sistem imun manusia memiliki peran utama untuk
melindungi diri dari berbagai faktor penyebab penyakit. Selain itu, vitamin C
dibutuhkan untuk menjaga fungsi kolagen sehingga mengurangi kekeriputan kulit
dan menjaga tubuh dari serangan infeksi dan alergi (Winarsi 2007). Pada
penelitian ini dilakukan uji vitamin C pada jambu biji merah dan didapatkan hasil
sebagai berikut :

9
Tabel 5 Hasil pengujian vitamin C jambu biji merah
Parameter uji
Hasil penelitian
Vitamin C (mg/100 g)
38.72
*Sumber : (Zakaria et al. 2000)

Literatur*
52.06

Berdasarkan Tabel 5 di atas vitamin C yang diperoleh tidak sesuai dengan
literatur. Hal ini dapat disebabkan karena varietas jambu yang dipakai tidak sama,
begitu pula dengan kematangannya. Hal ini didukung oleh literatur bahwa
komponen kimia di dalam buah-buahan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor
antara lain perbedaan varietas, keadaan iklim, tempat tumbuh, dan cara
pemeliharaan tanaman, cara pemanenan, kematangan pada waktu panen, dan
kondisi penyimpanan setelah panen (Susanto dan Sethoyadi 2011).
Pengendapan pada Jus atau Sari Buah Jambu Biji Merah
Di pasaran, jus buah atau sari buah terdiri dari dua macam yaitu sari buah
yang berbentuk keruh (cloud juice) dan sari buah yang jernih (clear juice). Pada
cloud juice sering timbul gangguan stabilitas kekeruhan yang menyebabkan jus
mengalami pengendapan dibagian dasar kemasan sehingga mempunyai
penampakan jernih di bagian permukaan (Anugrahati et al. 2004). Kekeruhan
yang terjadi pada jus atau sari buah dikarenakan masih mengandung pulp dari
buah tersebut. Pulp yang halus tersuspensi tersebut menyebabkan jus buah tampak
keruh (Iriani et al. 2005). Pulp yang tersuspensi dalam jus atau sari buah
mengandung pektin yang dapat berfungsi sebagai penstabil suspensi.
Pektin merupakan senyawa yang dalam larutan akan bersifat sebagai
pembentuk koloid. Sifat koloid senyawa pektin dapat mencegah pengendapan
suspensi sari buah atau jus. Pada waktu ekstraksi sari buah atau jus akan
dihidrolisis oleh enzim pektin metilesterase (PM) sehingga kehilangan sifat
koloidnya akibatnya partikel tersuspensi termasuk pektin yang menyebabkan
kekeruhan pada jus atau sari buah akan mengendap (Iriani et al. 2005). Pektin
ialah polimer linier dari asam D-galakturonat yang berikatan dengan ikatan 1,4-αglikosidik. Asam D-galakturonat memiliki sturktur yang sama seperti struktur Dgalaktosa, perbedaannya terletak pada gugus alkohol primer C6 yang memiliki
gugus karboksilat (Hart et al. 2003).

Gambar 2 Rumus bangun pektin (Sulistijani 2002)
Enzim pektin metilesterase (PM) akan menghidrolisis gugus metal ester
pada molekul pektin sehingga terbentuk metanol dan gugus karboksil bebas, tetapi
rantai polimer tetap utuh (Syah 2012). Gugus karboksil bebas ini akan bereaksi

10
dengan ion kalsium yang terdapat dalam sari buah atau jus dan membentuk garam
pektat yang tidak larut sehingga menyebabkan timbulnya endapan. Kandungan
terbesar pada analisis proksimat jambu biji merah adalah kandungan karbohidrat
sebesar 21.43%. Karbohidrat dengan berat molekul tinggi seperti pektin, pati,
selulosa dan lignin. Komponen yang dapat menyebabkan kekeruhan pada jus
jambu biji adalah pektin yang apabila kehilangan sifat koloidnya akan
mengendap. Hal ini didukung oleh literatur bahwa Jenis serat yang cukup banyak
terkandung di dalam jambu biji adalah pektin yang merupakan serat yang bersifat
larut di dalam air (Astawan 2008).
Pada minuman dalam kemasan botol, pengendapan menyebabkan bagian
bawah dari minuman tersebut terlihat lebih kental dari bagian atasnya. Bila
pengendapan dibiarkan terus berlanjut, bahkan tidak mungkin bagian atas menjadi
bening. Semakin ke bawah semakin kental dan semakin mencolok warnanya.
Produk yang penampilannya seperti itu akan kehilangan daya tariknya, padahal
kehilangan daya tarik dapat berakibat kehilangan pasar (Suparno 2012). Oleh
karena itu, berbagai usaha perlu dilakukan agar tidak terjadinya proses koagulasi
dan proses pengendapan partikel ke bagian bawah. Salah satu usaha yang
dilakukan untuk menghambat pengendapan tersebut yaitu dengan metode
sonikasi. Tujuan pengecilan ukuran partikel ini yaitu menjaga kestabilan
suspensi, memperbaiki penampilan dan dapat meningkatkan daya serap lebih
tinggi oleh tubuh. Pengecilan ukuran partikel diharapkan dapat membuat
penampakan jus lebih baik. Menurut Philip dan Woodroof (1980) dalam
Anugrahati (2004) semakin besar ukuran partikel kemungkinan terjadinya
penggumpalan antar partikel semakin besar.
Penggunaan Metode Sonikasi pada Jus Jambu Biji Merah
Salah satu aplikasi nanoteknologi yang telah diterapkan pada jambu biji yaitu
nanopartikel untuk edible coating. Penelitian yang dilakukan Zaragoza et al. (2013)
yaitu pembuatan edible coating jambu biji dengan memakai solid lipid nanopartikel
(SLNs) untuk mempertahankan umur simpan didapatkan ukuran 326 nm, 290 nm,
239 nm, 238 nm, 227 nm untuk masing-masing cycle homogenisasi yang berbeda.
Penelitian tentang efek sonikasi dengan karbonasi pada jus jambu biji merah telah
dilakukan oleh Cheng et al. (2007) dengan hasil bahwa sonikasi dengan perlakuan
karbonasi tidak efisien untuk menginaktivasi mikrobial di dalam suhu ruang.
Pengecilan ukuran partikel sampel menggunakan alat ultrasonic processor
Cole-Parmer yang mempunyai spesifikasi, frekuensi sebesar 20 KHz, dan daya
sebesar 130 Watt. Alat tersebut memiliki waktu sonikasi, amplitudo, dan pulsa
gelombang yang dapat diatur sesuai kebutuhan. Ultrasonik dalam bentuk
gelombang akan ditransmisikan melewati suatu media menggunakan tekanan
gelombang dari induksi gerakan vibrasi molekul. Pada keadaan tersebut
gelombang akan menyebabkan blending (penekukan) dan stretching
(perenggangan) struktur molekul medium dengan variasi waktu. Secara umum,
frekuensi ultrasonik berada pada rentang 20 kHz -10 MHz dan terbagi menjadi
tiga bagian yaitu ultrasonik frekuensi rendah (20 - 100 kHz), ultrasonik frekuensi
sedang (100 kHz - 2 MHz), dan ultrasonik frekuensi tinggi (2-10 MHz) (Sitorus
2011).

11

Gambar 3 ultrasonic processor Cole-Parmer

Pada alat ultrasonic processor Cole-Parmer terpasang daya maksimum
yang dapat digunakan sebesar 130 watt. Daya adalah energi yang ditransferkan
dan diekspresikan dalam satuan watt. Persen amplitudo yang sering digunakan
berkisar antara 20-40% dari daya yang telah tersedia. Hal ini dikarenakan pada
rentang tersebut memiliki efisiensi cukup tinggi. Daya akustik diukur dalam Watts
(W) atau miliwatts (mW) yang menjelaskan jumlah energi akustik yang dihasilkan
tiap waktu. Besarnya daya yang dibawa gelombang ultrasonik (P) adalah :
E
P=
t
Pemakaian amplitudo akan berpengaruh terhadap intensitas yang
dikeluarkan alat sehingga penggunaan waktu sonikasi dan amplitudo harus diatur
dan disesuaikan dengan karakteristik bahan. Gelombang ultrasonik yang
digunakan adalah gelombang ultrasonik dengan intensitas rendah agar tidak
merusak bahan atau medium yang dilaluinya (Rejo 2002). Intensitas adalah
sejumlah tenaga (energi per waktu) per luas dan sebanding dengan kuadrat
amplitudo tekanan.
I ∞ P2
Gelombang ultrasonik digunakan untuk membuat gelembung kavitasi
(cavitation bubbles) pada material larutan. Ketika gelembung pecah dekat dengan
dinding sel maka akan terbentuk gelombang kejut dan pancaran cairan (liquid jets)
yang akan membuat dinding sel pecah. Pecahnya dinding sel akan membuat
komponen di dalam sel keluar bercampur dengan larutan. Energi dalam ultrasonik
merupakan intensitas gelombang ultrasonik yang merambat dan membawa energi
pada suatu luas permukaan per satuan waktu. Jika energi gelombang ultrasonik
tersebut melalui jaringan, maka akan melepaskan energi (kalor) sehingga terjadi
pemanasan yang mengakibatkan suhu jaringan meningkat dan kemudian
menimbulkan efek kavitasi, yaitu pembentukan, pertumbuhan dan pecahnya
gelembung di dalam sebuah cairan (Jos et al. 2011).
Tekanan suara
Gelombang tekanan
Perubahan ukuran gelembung
Waktu

Gambar 4 Proses kavitasi akustik (Hapsari 2007)

12

Ukuran partikel (µm)

Tahap awal sonikasi dimulai dengan mencari waktu dan amplitudo terbaik.
Tahap awal amplitudo yang dipakai yaitu 20% dengan variasi waktu sonikasi 10
menit, 20 menit, 30 menit, 40 menit, 50 menit, dan 60 menit. Selanjutnya
dilakukan pengukuran ukuran partikel menggunakan mikroskop digital. Hasil
rentang waktu yang terbaik yaitu pada selang 50 menit dengan rata-rata ukuran
partikel sebesar 12.1 µ m. Penetapan ini berdasarkan perolehan rata-rata ukuran
partikel terkecil yang didapat diantara sampel yang diuji cobakan seperti
ditunjukan Gambar 5.
25
20

21.4

19.55 21.05

17.05
12.1

15

13.75

10
5
0
10

20

30

40

50

60

Waktu sonikasi (menit)

Gambar 5 Hubungan waktu sonikasi dengan ukuran partikel pada amplitudo
20%

Ukuran partikel (µm)

Pengujian selanjutnya yaitu menentukan amplitudo terbaik dengan variasi
amplitudo mulai dari 20%, 25%, 30%, 35% dan 40%. Rentang amplitudo terbaik
yang terpilih yaitu pada amplitudo 30% dengan waktu sonikasi 50 menit dengan
rata-rata ukuran partikel sebesar 10.8 µm. Penetapan ini berdasarkan perolehan
rata-rata ukuran partikel terkecil yang didapat diantara sampel yang diuji cobakan
seperti ditunjukan Gambar 6.
20
15

16.6
12.1

12.55

20

25

13.9
10.8

10
5
0

30

35

40

Amplitudo (%)

Gambar 6 Hubungan amplitudo dengan ukuran partikel pada waktu sonikasi 50
menit
Pada waktu sonikasi 50 menit dan amplitudo 30% ditetapkan sebagai titik
center pada rancangan RSM. Penetapan model untuk respon yang diukur yaitu
ukuran partikel dan stabilitas suspensi mengunakan Central Composite Design

13
(CCD) dengan model kuadratik. Desain CCD dibuat rotatable oleh pemilihan α.
Nilai α bergantung dari jumlah titik pada factorial portion dalam desain. Nilai α =
(nf)1/4 menghasilkan sebuah rotatable CCD dimana nf adalah jumlah titik yang
digunakan pada factorial portion. Rotatable artinya variansi dari nilai prediksi
respon pada titik x (V[ŷ(x)] ) sama pada semua titik x yang jaraknya sama pada
desain pusat atau konstan di lingkaran. Selanjutnya dilakukan pengujian ukuran
partikel terhadap beberapa kombinasi waktu sonikasi dan amplitudo yang telah
didesain secara metode respon permukaan (RSM).

Analisis Ukuran Partikel dengan Metode Response Surface Method (RSM)
Pengujian ukuran partikel dilakukan untuk mengetahui ukuran partikel jus
jambu biji merah yang telah melalui proses sonikasi. Pengujian ini menggunakan
mikroskop digital dan uji PSA (Particle Size Analyzer). Mikroskop digital digunakan
untuk melihat ukuran rata-rata partikel yang diujikan. Mikroskop optis dengan
perbesaran 1000 x dapat dengan jelas dipergunakan untuk mengenai bentuk partikel
yang memiliki ukuran sampai 1 µm (Astawan 2012). Sedangkan uji PSA digunakan
untuk melihat ukuran, sebaran, dan distribusi partikel pada sampel optimum jus
jambu biji merah. Ukuran partikel 13 sampel dengan rancangan RSM dapat dilihat
pada Tabel 6 .

Tabel 6 Hasil pengujian ukuran partikel dengan mikroskop digital
Ukuran Partikel (µm)
Sampel
Rata-rata (µm)
Besar
Kecil
11.55
A = 25% T= 45 menit
17
6.1
6.2
A = 35% T= 45 menit
10.2
2.2
11.65
A = 25% T= 55 menit
20.6
2.7
7.75
A = 35% T= 55 menit
13.7
1.8
10.3
A = 30% T= 43 menit
17.9
2.7
13
A = 30% T= 57 menit
22.4
3.6
5.2
A = 23% T= 50 menit
8.6
1.8
8.1
A = 37% T= 50 menit
14.4
1.8
8.5
A = 30% T= 50 menit
14.3
2.7
8.05
A = 30% T= 50 menit
12.5
3.6
10.8
A = 30% T= 50 menit
18
3.6
10.75
A = 30% T= 50 menit
19.7
1.8
11.2
A = 30% T= 50 menit
19.7
2.7
Keterangan : A = Amplitudo dan T = Waktu sonikasi
Hasil pengujian ukuran partikel optimum dengan mikroskop digital (Tabel
6) yang telah didesain oleh RSM yaitu pada waktu sonikasi 50 menit dan
amplitudo 23 menit dengan ukuran partikel rata-rata terbesar 5.2 µm. Namun titik
ini belum dikatakan optimum karena hasil pengujian selanjutnya akan dimasukan
kedalam software SAS untuk mengetahui titik kritis yang dapat mengoptimumkan

14
ukuran partikel. Pada produk jus atau minuman sari buah jambu biji merah yang
terdapat di pasaran dilakukan pengujian ukuran partikel dengan tujuan sebagai
pembanding dengan sampel yang telah dibuat pada penelitian ini. Perbandingan
ukuran partikel yang dihasilkan yaitu sebagai berikut :
Tabel 7 Perbandingan ukuran partikel sampel dengan produk pasaran
Nama
Ukuran partikel (µm)
Keterangan
Merk A
93.8
Pergerakan partikel cepat
Merk B
136.8
Pergerakan partikel cepat
Blanko (Tanpa sonikasi)
51.1
Pergerakan partikel cepat
Sampel optimum sementara
5.2
Pergerakan lambat

Pada tahap ini ukuran partikel jus jambu hasil sonikasi sudah lebih kecil
dibandingkan merk A dan merk B sehingga laju pergerakan partikel melambat
yang mengakibatkan larutan menjadi stabil. Pada titik optimum ini akan dilakukan
uji Particle Size Analyzer (PSA) untuk melihat distribusi ukuran partikel dan
ukuran terkecil yang didapat setelah mengalami sonikasi.
Analisis ukuran partikel dengan Particle Size Analyzer (PSA)
Analisis lebih lanjut ukuran partikel jus jambu biji merah dilakukan
dengan Particle Size Analyzer (PSA). Hasil dari uji PSA akan menunjukan
distribusi ukuran partikel menurut intensitas, number, dan volume. Pengujian
analisis PSA, sampel jus jambu biji merah terlebih dahulu harus diketahui indeks
biasnya. Indeks bias jus jambu biji merah yang diperoleh sebesar 1.3372. Indeks
bias dipakai karena prinsip pengukuran PSA yang menggunakan sinar laser yaitu
mendeteksi penyebaran cahaya. Sampel yang diletakan pada kuvet (wadah) akan
dideteksi ukuran partikelnya melalui pemberian sinar laser. Seberkas sinar yang
dihamburkan oleh partikel-partikel koloid yang bergerak di dalam larutan akan
mengalami fluktuasi intesitas cahaya dan terjadinya pergeseran frekuensi. yang
akan mengalami gerak brown yang berfluktuasi terhadap waktu (Astawan 2012).
Pada Gambar 7 menunjukan ukuran partikel dengan distribusi volume jus jambu
biji merah yang terbaca dengan metode cummulant method sebagai berikut :

(A)

15

(B)
Gambar 7 Kurva hubungan antara ukuran partikel dengan distribusi volume
dengan variasi sampel :
(A) Jus jambu biji merah tanpa sonikasi
(B) Jus jambu optimum
Hasil uji PSA untuk sampel optimum dengan amplitudo 23% dan waktu
sonikasi 50 menit menghasilkan ukuran rata-rata sebesar 298.48 nm (Lampiran 3)
dan 311.78 nm untuk blanko (tanpa sonikasi) (Lampiran 4). Hasil pengukuran
pada sampel optimum dan blanko (jus jambu tanpa sonikasi) menghasilkan
ukuran yang tidak jauh berbeda dengan selisih antara keduanya yaitu sebesar
13.13 nm. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 7 yang menunjukan distribusi
volume pada sampel A dan B memperlihatkan kurva hanya bergeser sedikit
sehingga ukuran partikel yang didapat tidak jauh berbeda Hasil pengolahan
menggunakan software SAS didapat persamaan model ukuran partikel sebagai
berikut:
Y = 65.03147 - 4.015803 X1 + 2.91577 X2 + 0.037175 X12 - 0.062825X22
+ 0.0145 X1X2
Keterangan:
Y = Ukuran Partikel (µm)
X1 = Waktu sonikasi (menit)
X2 = Amplitudo (%)
Berdasarkan persamaan Y (ukuran partikel) di atas dapat diketahui bahwa
koefisien X22 (-0.062825) lebih kecil dibandingkan koefisien X12 (0.037175)
yang artinya respon ukuran partikel lebih dipengaruhi waktu sonikasi (X12)
daripada faktor amplitudo (X22). Variabel yang dilihat pada persamaan Y yaitu
X12 dan X22 karena model yang digunakan adalah model orde kedua kuadratik.
Tabel 8 Hasil uji statistik pengecilan ukuran partikel jus jambu biji merah
Parameter
Keterangan
Hasil Analisis Statistika (Nilai p)
X1
0.3924
Tidak signifikan
X2
0.4193
Tidak signifikan
X1*X1
0.2858
Tidak signifikan
X2*X2
X1*X2
Lack of Fit

0.0918
0.7426
0.12688

Tidak signifikan
Tidak signifikan
tidak ada lack of fit

16
Hasil analisis statistik pada Tabel 8 dapat dilihat bahwa waktu sonikasi
dan amplitudo tidak berpengaruh terhadap respon artinya menerima H1. Hal ini
dapat diketahui dari nilai p untuk waktu dan amplitudo lebih besar dari α (0.05).
Bila nilai p lebih besar dari α, maka menolak H0 (waktu sonikasi dan amplitudo
berpengaruh terhadap respon) dan menerima H1 (waktu sonikasi dan amplitudo
tidak mempunyai pengaruh terhadap respon). Nilai R2 untuk persamaan model
relatif rendah yaitu sebesar 51.79%. Nilai koefisien determinasi menjelaskan
bahwa sekitar 51.79 % data dari hasil penelitian merupakan pengaruh dari faktorfaktor perlakuan sedangkan 48.21 % berasal dari variabel luar lainnya yang tidak
diteliti. Hasil analisis SAS dapat dilihat pada Lampiran 5 yang menunjukan hasil
ANOVA untuk model dan prediksi model.
Hasil uji lack of fit menunjukkan bahwa nilai p sebesar 0.126188 lebih
besar dari α (0.05) berarti tidak ada lack of fit. Hasil ini berarti bahwa model
cukup menggambarkan sebaran data yang dihasilkan dari penelitian ini sehingga
model dapat digunakan. Penggambaran permukaan respon dan kontur dari data
hubungan waktu sonikasi dan amplitudo terhadap ukuran partikel dapat dilihat
pada Gambar 8 dan 9.

Gambar 8 Permukaan respon ukuran partikel dengan variasi waktu sonikasi dan
amplitudo

Gambar 9 Kontur ukuran partikel dengan variasi waktu sonikasi dan amplitudo
Gambar 8 menunjukkan bahwa ukuran partikel memperlihatkan bentuk
pelana atau saddle point. Optimasi pada ukuran partikel tidak menunjukan hasil
yang diinginkan terlihat pada kurva yang terbentuk. Pada Gambar 9 kontur plot
tidak menunjukan semakin kecil lingkaran yang dibentuk tetapi membelakangi
daerah-daerah optimum sedangkan titik-titik berwarna merah merupakan titik
percobaan yang telah dilakukan. Pada SAS diberikan titik kritis yang dapat
mengoptimumkan ukuran partikel yaitu dengan kombinasi waktu sonikasi selama
48.3971 menit dan amplitudo sebesar 28.7906% tetapi bentuk respon permukaan

17
berbentuk saddle point. Setelah diujikan titik kritis tersebut menghasilkan ratarata ukuran partikel sebesar 365 nm. Ukuran partikel tersebut jauh lebih besar
dibanding blanko 311.78 nm dan sampel optimum hasil pengujian RSM melalui
mikroskop sebesar 298.48 nm. Hal ini menunjukan ternyata titik kritis yang
direkomendasikan belum tentu memiliki ukuran yang kecil. Ukuran partikel yang
didapat berkaitan dengan ketidakcocokan penggunaan metode sonikasi pada jus
jambu biji merah dan lamanya waktu sonikasi pada sampel .
Hasil pengujian ukuran partikel pada titik kritis dibandingkan dengan hasil
analisis penentuan titik optimum melalui mikroskop. Kombinasi terbaik yang
terpilih yaitu pada amplitudo 23 % dan waktu sonikasi 50 menit. Hal ini karena
pada kombinasi tersebut ukuran yang didapat jauh lebih kecil dan lebih homogen
dibandingkan dengan titik kritis yang direkomendasikan pada SAS. Nilai Poly
Dispersity Index (PDI) atau distribusi ukuran partikel pada sampel (amplitudo
23% dan waktu sonikasi 50 menit) yaitu 1.2790 lebih homogen dibanding sampel
titik kritis (amplitudo 28.7906% dan waktu sonikasi 48.3971 menit) sebesar
2.0880. Nilai indeks polidipersitas menunjukkan penyebaran distribusi ukuran
partikel. Semakin kecil nilai indeks polidispersitas menunjukkan distribusi ukuran
partikel dan semakin sempit, yang berarti ukuran diameter partikel semakin
homogen (Yuan 2008).
Pengecilan ukuran partikel jus jambu biji merah dengan metode sonikasi
kurang cocok digunakan. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu
komponen yang ada pada jus jambu tidak dapat dipecah menjadi bagian yang
lebih kecil, lama sonikasi, dan ketidakhomogenan sampel. Komponen dalam jus
jambu tersebut dapat berupa serat larut air yang terdapat pada jambu. Usaha
pemecahan pektin menggunakan metode sonikasi mungkin kurang cocok dan
salah satu usaha lain yang dapat digunakan yaitu pemakaian enzim pektinase.
Menurut Pedrolli et al. (2009) pektinase merupakan enzim yang mampu memecah
polisakarida pektin menjadi asam galakturonat.
Energi yang dihasilkan ketika penggunaan sonikasi ini berkisar antara
1153 joule sampai dengan 7414 joule. Besarnya energi yang dihasilkan belum
bisa memecah pektin atau serat yang terkandung pada jus jambu biji merah. Hal
ini dapat disebabkan karena terjadi proses penyerapan gelombang ultrasonik oleh
medium yang dilewati. Proses absorpsi menyebabkan arah gelombang menyebar
dan dapat merubah beberapa parameter gelombang seperti panjang gelombang
dan amplitudo.
Banyaknya energi yang masuk ke dalam sistem dapat menambah formasi
dari partikel-partikel teraglomerasi (Konwarh 2011). Hal ini menyebabkan ukuran
dari partikel semakin besar karena terjadi pengikatan partikel bersamaan sehingga
saling berdekatan. Selain itu, pada sampel terdapat waktu optimum untuk
memperkecil ukuran partikel, dimana setelah waktu optimum itu terlewati maka
ukuran tidak dapat kecil lagi tetapi justru kembali membesar (Timuda et al. 2010).
Lama waktu sonikasi yang diujikan pada jus jambu biji merah berkisar
antara 23-57 menit. Waktu sonikasi yang dicobakan tersebut mungkin kurang
lama sehingga ukuran partikel berukuran kecil tidak tercapai. Perlakuan sonikasi
menyebabkan timbulnya kavitasi sehingga semakin lama waktu sonikasi, maka
ukuran dari partikel-partikel yang terbentuk semakin mengecil (Nakahira et al.
2007). Metode pengecilan ukuran partikel selain metode sonikasi yaitu metode
emulsifikasi, metode pemecahan, metode pengendapan dan metode difusi emulsi

18
mungkin dapat digunakan. Material yang nanometer memiliki sejumlah sifat
kimia dan fisika yang lebih unggul dari material berukuran besar. Sifat-sifat
tersebut dapat diubah dengan melakukan pengontrolan terhadap komposisi
kimiawi, modifikasi permukaan, pengontrolan partikel, dan ukuran material (Lead
2007).
Stabilitas Suspensi
Stabilitas didefinisikan sebagai kemampuan suatu produk untuk bertahan
dalam batas waktu yang ditetapkan sepanjang periode penyimpanan dan
penggunaan. Stabilitas fisika berarti contoh mempertahankan sifat fisika awal
termasuk penampilan, kesesuaian, keseragaman, disolusi, dan kemampuan untuk
disuspensikan (Agoes 2001). Pada pengujian stabilitas jus jambu biji merah
dilakukan penambahan gula pasir. Penambahan tersebut dilakukan untuk
mendapat karakter jus yang hampir serupa dengan produk di pasaran yaitu dibuat
dengan perbandingan jus dan gula 4:1 lalu dipanaskan sampai suhu mencapai
700C selama 15 menit.
Suspensi yang baik dapat diperoleh dengan memerhatikan beberapa faktor
yaitu fase dispersi mengendap secara lambat, jika mengendap dapat segera
terdispersi kembali menjadi campuran yang homogen jika dikocok dan suspensi
tidak boleh terlalu kental agar dapat dituang dengan mudah melalui botol atau
dapat mengalir (Ansel et al. 1989). Salah satu masalah yang umum terjadi pada
stabilitas suspensi yaitu bagaimana menimbun ukuran partikel dan menjaga
keseragaman dari partikel tersebut agar stabilitas bahan tetap dapat dijaga.
Pengamatan stabilitas suspensi jus jambu biji merah dilakukan dengan melihat
waktu yang diperlukan sampel untuk membentuk dua lapisan yang terpisah.
Pengukuran stabilitas suspensi dilakukan setelah sampel didiamkan selama 24 jam
(1 hari). Adapun pengujian 13 sampel kombinasi waktu sonikasi dan amplitudo
dengan RSM didapatkan hasil sebagai berikut:
Tabel 9 Hasil pengujian stabilitas suspensi jus jambu biji merah
Waktu sonikasi (menit)
Amplitudo (%)
Stabilitas suspensi (%)
45
25
85
45
35
73
55
25
80
55
35
75
43
30
97
57
30
97
50
23
84
50
37
84
50
30
79
50
30
96
50
30
99
50
30
96
50
30
99

19
Pada Tabel 9 dapat dilihat bahwa sampel yang dapat meningkatkan
suspensi pada amplitudo 20% dengan waktu sonikasi 50 menit sebesar 99%.
Namun, titik ini belum dikatakan optimum karena hasil pengujian stabilitas
suspensi selanjutnya akan dimasukan ke dalam software SAS untuk mengetahui
titik optimum pada