11
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN
Penelitian dilaksanakan selama 5 bulan yaitu Maret – Agustus 2012 di Laboraturium Kimia
dan Biokimia Pangan, Techno Park, SEAFAST, dan Pilot Plan Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan Institut Pertanian Bogor.
3.2 BAHAN DAN ALAT
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari bahan-bahan untuk membuat beras analog, ekstrak teh hitam, dan analisis. Bahan untuk membuat beras analog adalah menir, air,
Gliserol Monostearat GMS, dan ekstrak teh hitam. Bahan untuk membuat ekstrak teh hitam adalah teh hitam merek Walini mutu BP1 Broken Pekoe 1 produksi PT Perkebunan Nusantara
Gunung Mas Bogor, dan air. Bahan untuk analisis antara lain etanol 95, pereaksi folin ciocalteau 50, Na
2
CO
3
5, asam galat 250mgL, asam tanat 250 mgL, akuades, larutan bufer fosfat 0.1 M pH 7.0, larutan enzim alfa amilase 1 mgml dalam bufer fosfat; dibuat segar, pereaksi DNS 1 g
3,5-asam dinitrosalisilat + 30 g Na-K tartarat + 1.6 g NaOH dalam 100 ml akuades, larutan stok maltosa standar 5 mg maltosa10 ml akuades, sampel darah manusia, dan etanol 70, serta
bahan-bahan untuk analisis uji proksimat.
Alat yang digunakan di dalam penelitian ini adalah ekstruder ulir tunggal merek Lab Tech Engineering company LTD, disc mill, blender, ayakan 40-60 mesh, gelas piala, kain saring,
sentrifus, penyaring vakum, kertas saring Whatman No.41, penangas air, water bath, vortex, hot plate, cawan alumunium, cawan porselen, oven, tanur, pH meter, aw meter, termometer, gelas
ukur, pisaugunting, baskom, loyang, pengaduk kayu, spektrofotometer, kuvet, tabung reaksi bertutup, sudip, pipet Mohr, alumunium foil, neraca analitik, wadah plastik, pipet, label, rice
cooker, dan glukometer merek One Touch Ultra
TM
2 LifeScan Johnson Johnson Co, strip analisis glukosa, lancet, dan kapas swab.
3.3 METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan dalam tiga tahap yaitu: 1 persiapan bahan baku dan penentuan karakteristiknya; 2 pembuatan beras analog dan penentuan karakteristiknya; serta 3 pengujian
indeks glikemik IG produk akhir terpilih. Secara garis besar tahapan penelitian ditampilkan pada Gambar 3.
3.3.1 Tahap persiapan bahan baku dan penentuan karakteristiknya
Pada tahap pertama yaitu tahap persiapan bahan baku dilakukan proses: 1 pembersihan menir; 2 pembuatan ekstrak teh hitam cair konsentrasi 4 bv; dan 3 pengujian kadar total
fenol bahan baku ekstrak teh hitam cair dan menir.
1 Pembersihan menir
Pembersihan menir bertujuan memisahkan menir dari sekam, kerikil, gabah, maupun kotoran lain yang mungkin terbawa. Pembersihan dilakukan dengan 2 cara: 1 cara kering yaitu menir
ditampih menggunakan alat tampih dan kotoran dipilih secara manual; dan 2 cara basah yaitu menir dibilas dengan air 2-3 kali bilasan. Kotoran nantinya akan terbawa oleh air bilasan.
2 Pembuatan ekstrak teh hitam cair 4 bv
Pembuatan ekstrak teh hitam diawali dengan penggilingan kering teh hitam sampai menghasilkan partikel halus bubuk yang homogen lolos saringan 40 mesh. Penggilingan bertujuan agar teh
12
hitam lebih mudah diekstrak. Ekstraksi dilakukan dengan menyeduh teh hitam bubuk didalam air panas suhu 70°C selama 15 menit. Penggunaan suhu 70°C mengacu pada hasil penelitian
Anggraeni 2011 mengenai suhu dan lama penyeduhan teh hitam terbaik dalam menghambat enzim α-amilase dan α-glukosidase. Konsentrasi teh hitam dibuat sama yaitu sebesar 0.04 gml 4
g teh dalam 100 ml air panas. Konsentrasi teh hitam yang digunakan dua kali konsentrasi yang digunakan pada penelitian Anggraeni 2011. Larutan teh hitam yang telah diekstrak kemudian
disaring dengan kain saring.
Gambar 3 Tahapan penelitian
Gambar 3 Tahapan Penelitian
3 Analisis awal kadar air serta total fenol bahan baku ekstrak teh hitam cair dan menir
Analisis kadar air ekstrak teh hitam dan menir menggunakan metode oven SNI 01-2891-1992. Analisis total fenol ekstrak teh hitam dilakukan dengan metode spektrofotometri folin-ciocalteau
Zega, 2010. Analisis total fenol menir menggunakan modifikasi preparasi sampel yang dilakukan oleh Chotimarkron et. al. 2008. Analisis awal ini bertujuan mengetahui besar
kandungan fenol pada ekstrak teh hitam yang digunakan serta kandungan awal total fenol pada menir.
3.3.2 Tahap pembuatan beras analog dan penentuan karakteristiknya
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan beras analog adalah menir dan teh hitam. Menir diperoleh dari penggilingan padi di CIFOR, kecamatan Dramaga. Sedangkan teh hitam
diperoleh dari PTPN Gunung Mas Bogor, yaitu teh hitam merek Walini mutu Broken Pekoe 1. Proses pembuatan beras analog secara rinci dapat dilihat pada Gambar 4. Alat utama yang
digunakan pada tahapan ini adalah ekstruder ulir tunggal dengan spesifikasi seperti yang disajikan pada Tabel 7. Ekstruder dan bentuk die disajikan pada Gambar 6.
Tahap 1 Persiapan bahan baku dan penentuan karakteristiknya:
1. Pembersihan menir
2. Pembuatan ekstrak teh hitam cair 4 bv
3. Pengujian kadar air dan total fenol bahan baku teh dan menir
Tahap 2 Pembuatan beras analog dan penentuan karakteristiknya:
1. Pembuatan beras analog dengan teknologi ekstrusi
menggunakan 4 perlakuan penambahan ekstrak teh hitam cair 2.
Pengujian kadar air dan total fenol tepung beras produk antara 3.
Perhitungan rendemen dan pengujian fisik warna dan waktu tanak keempat produk akhir
4. Pengujian kadar air dan total fenol beras analog produk akhir
5. Pengujian daya cerna pati keempat produk akhir parameter
utama penentuan sampel terpilih 6.
Pengujian proksimat beras analog terpilih kadar air, abu, lemak, protein, dan karbohidrat by different
Tahap 3 Pengujian indeks glikemik produk akhir sampel terpilih:
1. Penetapan subjek relawan uji indeks glikemik
2. Penetapan jumlah sajian nasi uji indeks glikemik proksimat
3. Perhitungan nilai energi beras dan nasi analog terpilih
4. Pengujian nilai indeks glikemik IG nasi analog terpilih
5. Perhitungan nilai beban glikemik BG nasi analog terpilih
13
Gambar 4 Tahapan proses pembuatan beras analog
Analisis kadar air dan
total fenol bahan baku
Analisis produk akhir: 1
Rendemen 2
Fisik warna dan waktu tanak
3 Kadar air dan total fenol
4 Daya cerna pati
5 Proksimat beras
Beras analog
KONTROL
produk akhir
Beras analog
P2
produk akhir
Beras analog
P1
produk akhir
Beras analog
P3
produk akhir
Pengeringan oven
T 60 C, t 45’
Pengeringan oven
T 60 C, t 45’
Pengeringan oven
T 60 C, t 45’
Pengeringan oven
T 60 C, t 45’
Ekstrusi T 80 C, 60 rpm
Ekstrusi T 80 C, 60 rpm
Ekstrusi T 80 C, 60 rpm
Ekstrusi T 80 C, 60 rpm
Pemotongan beras
Pemotongan beras
Pemotongan beras
Pemotongan beras
Menir Pembersihan
Menir bersih Teh hitam
bubuk Penyeduhan t 15’
4 bv Ekstrak teh
hitam cair Air
T 25 C Air
T 70 C
Perendaman dengan air rasio 1:1 ± 1 jam
Perendaman dengan teh rasio 1:1 ± 1 jam
Penirisan dan pengeringan oven T 60
C, t λ0’ Penirisan dan pengeringan
oven T 60 C, t λ0’
Penggilingan pin disc mill 60 mesh
Penggilingan pin disc mill 60 mesh
Pengayakan 60 mesh Pengayakan 60 mesh
Tepung beras air
produk antara
Tepung beras teh
produk antara
Teh
Pembuatan adonan P3
Ka ±45 + GMS 1 bk
Pembuatan adonan
KONTROL Ka ±45
+ GMS 1 bk Air
Air Teh
Beras analog terpilih parameter: DC pati terendah
Analisis produk terpilih : 1
Seleksi relawan IG 2
Proksimat nasi 3
Nilai energi beras dan nasi analog
4 Nilai IG dan BG
Pembuatan adonan P1
Ka ±45 + GMS 1 bk
Pembuatan adonan P2
Ka ±45 + GMS 1 bk
Analisis produk antara: 1
kadar air tepung 2
total fenol tepung
14
a b
Gambar 5 Menir a dan teh hitam b sebagai bahan baku Tabel 7 Spesifikasi ekstruder ulir tunggal single screw extruder
Spesifikasi Keterangan
Merk Lab Tech Engineering company LTD
Panjang barel 31 inch
Panjang ulir 35 inch
Diameter ulir 0.8 inch
Jumlah lubang die 9 lubang
Secara umum, tahap pembuatan beras analog ini adalah: 1 perendaman menir; 2 pereduksian ukuran menir menjadi tepung ± 60 mesh penepungan; 3 analisis kadar air dan total
fenol tepung; 4 pembuatan adonan dengan kadar air ± 45; 5 ekstrusi sekaligus pembentukan beras analog; dan 6 pengeringan beras.
Perendaman bertujuan agar beras lebih mudah direduksi dan dihasilkan rendemen tepung yang lebih baik. Selain itu dilakukan perendaman pada suhu 50°C agar mengoptimalkan proses
penyerapan cairan ke dalam menir. Setelah proses perendaman kadar air meningkat dari ± 14 menjadi ± 30. Beras kemudian dikeringkan hingga kadar air turun menjadi ± 10 sebelum
ditepungkan menggunakan pin disc mill. Pereduksian ukuran penepungan bertujuan menghancurkan campuran menir dan beras patah sehingga air maupun ekstrak teh yang nantinya
akan ditambahkan bisa meresap secara optimal. Analisis kadar air tepung beras bertujuan mengetahui secara pasti jumlah air maupun ekstrak teh hitam yang akan ditambahkan pada
pembuatan adonan dengan kadar air ± 45. Analisis total fenol tepung beras bertujuan mengetahui banyaknya senyawa polifenol yang masih tertahan pada perlakuan perendaman
dengan ekstrak teh hitam cair.
a b
Gambar 6 Lubang die a, Ekstruder ulir tunggal b Dari tahap ekstrusi didapat suhu dan kecepatan ulir ekstruder optimal sebesar 80 C dan 60
rpm. Pemilihan suhu 80ºC digunakan dengan mempertimbangkan suhu gelatinisasi beras yaitu berada dibawah 80ºC Winarno, 2008. Perlakuan 80ºC diharapkan dapat menyebabkan produk
tergelatinisasi sebagian yang menyebabkan adonan tidak hancur saat keluar dari ekstruder dan setelah dimasak. Kecepatan ulir disesuaikan menjadi 60 rpm agar produk yang keluar tidak terlalu
cepat sehingga proses pemotongan dapat berjalan tanpa terburu-buru.
15
Gliserol Monostearat GMS ditambahkan pada adonan beras analog sebesar 1 bk. GMS berfungsi sebagai pelumas anti lengket pada adonan beras analog. Hal ini bertujuan agar produk
beras analog yang dihasilkan tidak lengket satu sama lain dan terpisah saat saat proses maupun saat penanakan. Jumlah GMS yang dimasukkan didapat dari percobaan acak untuk menentukan
takaran yang optimal dalam pembuatan beras analog.
Proses penambahan air maupun teh hitam cair pada tepung beras menjadi kadar air adonan sebesar ± 45 dihitung menggunakan diagram kesetimbangan massa seperti pada Gambar 7.
Output beras analog yang dihasilkan menyerupai mi memanjang. Beras dipotong manual dengan gunting sesuai panjang beras giling pada umumnya, yaitu 5-7 mm.
Gambar 7 Kesetimbangan adonan beras analog Penelitian ini menggunakan variasi perlakuan penambahan ekstrak teh hitam cair ke dalam
adonan beras analog. Terdapat empat perlakuan penambahan ekstrak teh hitam seperti yang dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8 Perlakuan penambahan ekstrak teh hitam cair Perlakuan
Kode Perendaman menir
sebelum milling Peningkatan kadar air ± 45
adonan sebelum ekstrusi Air
Teh Air
Teh Kontrol
1 2
3 K
P1 P2
P3 v
- v
- -
v -
V v
v -
- -
- v
v Tahap selanjutnya adalah perhitungan rendemen dan pengujian fisik yaitu warna dan waktu
tanak dari keempat produk akhir perlakuan yang dihasilkan. Selain itu dilakukan analisis kadar fenol keempat produk dan dilanjutkan dengan analisis daya cerna DC pati. Analisis DC pati in
vitro didasarkan pada prinsip: semakin tinggi daya cerna suatu pati maka semakin banyak pati yang dapat dihidrolisis dalam waktu tertentu. Hal ini ditunjukkan oleh semakin banyaknya glukosa
dan maltosa yang dihasilkan. Kedua zat ini akan bereaksi dengan DNS asam dinitrosalisilat sehingga kadar keduanya dapat diukur secara spektrofotometri.
Hasil analisis total fenol dan daya cerna pati kemudian dibandingkan secara statistik. Analisis ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan ekstrak teh hitam terhadap
karakteristik beras analog dari kadar total fenol dan daya cerna patinya. Hasil uji daya cerna pati merupakan parameter utama dari tahap ini. Dari keempat perlakuan yang memiliki nilai daya cerna
pati terendah akan dilanjutkan dengan analisis IG. Pada produk beras terpilih dilakukan uji proksimat meliputi kadar air, abu, lemak, protein, dan karbohidrat by different untuk mengetahui
karakteristik kimia beras.
3.3.3 Tahap pengujian indeks glikemik produk akhir terpilih
Tahap ketiga yaitu tahapan pengujian indeks glikemik produk terpilih. Pada tahap ini dilakukan: 1 penetapan subjek relawan uji indeks glikemik; 2 pengujian proksimat nasi analog
terpilih untuk menentukan jumlah sajian sampel yang diberikan pada relawan; 3 perhitungan nilai energi beras maupun nasi; 4 pengujian nilai indeks glikemik; dan 5 perhitungan nilai
beban glikemik. Tepung beras Y
Ka 14 Ks 86 Adonan beras Z
Ka 45 Ks 55 Air X
Ka 100 Ks 0 0.86Y = 0.55Z
0.14Y + X = 0.45Z Keterangan : Ka = kadar air, Ks = kadar solid
16
Menurut FAO dan WHO 1997, jumlah minimal relawan dalam pengukuran indeks glikemik adalah 6 orang. Namun untuk mengantisipasi adanya data bias sehingga data lebih valid maka
digunakan relawan sebanyak 10 orang. Jumlah relawan tersebut tidak dianggap mewakili suatu populasi tertentu. Selanjutnya dilakukan uji proksimat meliputi kadar air, abu, lemak, protein, dan
karbohidrat by different pada nasi menir dan nasi analog terpilih. Proksimat bertujuan menentukan jumlah sajian nasi yang akan diberikan pada pengujian indeks glikemik. Penentuan didapatkan
melalui perhitungan kesetaraan 25 g karbohidrat. Pangan standar yang digunakan adalah glukosa murni.
Analisis indeks glikemik menggunakan metode in-vivo dengan sampel uji darah manusia Rimbawan dan Siagian, 2004. Pada penelitian ini digunakan manusia sebagai objek pengujian
indeks glikemik karena metabolisme tubuh manusia sangat rumit sehingga sulit untuk ditiru secara in-vitro. Sampel yang diuji adalah glukosa murni sebagai standar, nasi menir, dan nasi dari beras
analog perlakuan teh hitam terpilih. Perbandingan IG dari produk beras analog dengan bahan baku menir bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh penambahan ekstrak teh hitam cair
pada proses pembuatan beras analog. Dari hasil IG dilakukan pula analisis beban glikemik BG. BG produk diperoleh melalui perhitungan.
3.4 METODE ANALISIS
3.4.1 Rendemen proses
Dalam pembuatan beras analog teknologi ekstrusi, data rendemen diperlukan untuk mengetahui produktivitas beras analog yang dihasilkan. Selain itu persen rendemen juga
menunjukkan adanya kehilangan produk selama proses. Perhitungan rendemen produk beras analog yang dihasilkan didasarkan pada rumus:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3.4.2
Fisik 1
Derajat warna Mugendi et al., 2010
Pengukuran warna dilakukan dengan menggunakan Chromameter CR-300 Minolta. Cara kerjanya adalah melakukan kalibrasi awal dengan menekan tombol “Calibrate”. Kemudian
dimasukkan data kalibrasi Y, x, dan y yang terdapat pada penutup bagian plat kalibrasi. Selanjutnya measuring head diletakkan pada plat kalibrasi yang berwarna putih dan tombol
“Measure” ditekan. Alat dibiarkan bekerja secara otomatis dan ditekan sebanyak tiga kali hingga pengukuran selesai. Setelah kalibrasi selesai, pengukuran contoh atau sampel bisa dilakukan.
Pertama, measuring head diletakkan pada contoh yang akan diukur dan tekan tombol “Measure”. Selanjutnya alat dibiarkan bekerja dan tunggu beberapa saat hingga pengukuran
selesai. Pengujian warna dilakukan sebanyak tiga kali ulangan. Dari pengukuran didapat nilai L, a, dan b yang digunakan sebagai pencitraan objektif warna produk akhir. Selain itu, nilai a dan b
digunakan untuk menghitung nilai hue. Nilai hue h dapat dikalkulasikan dengan rumus:
-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Keterangan:
L = nilai yang menunjukkan kecerahan, berkisar antara 0-100 a
= merupakan campuran warna merah-hijau a positif + antara 0-100 untuk warna merah
a negatif - antara 0--80 untuk warna hijau b = merupakan campuran warna biru-kuning
b positif + antara 0-70 untuk warna kuning b negatif - antara 0--80 untuk warna biru
h = hue, parameter untuk kisaran warna Tabel 9 dalam derajat
17
Tabel 9 Parameter warna berdasarkan nilai h hue Warna
Nilai h hue Warna
Nilai h hue Merah keunguan
342-18 Hijau
162-198 Merah
18-54 Biru kehijauan
198-234 Merah kekuningan
54-90 Biru
234-270 Kuning
90-126 Biru keunguan
270-306 Kuning kehijauan
126-162 Ungu
306-342 sumber: Hutching 1999 di dalam Djuanda 2003
2 Waktu tanak modifikasi Nugraha, 2008; modifikasi Bhattacharya dan Sowbhagya,
1971
Waktu tanak dianalisis menggunakan metode parallel plates. Sebanyak 5 g beras analog dimasak ke dalam 135 ml air mendidih suhu ± 90ºC selama 5 menit. Ambil sepuluh butir beras,
letakkan di salah satu sisi cawan petri, kemudian tekan dengan dua sisi cawan petri. Ulangi tiap satu menit. Waktu tanak diperoleh jika minimal 90 keseluruhan butir beras analog tidak lagi
menunjukkan bagian putih atau bening di tengahnya bagian tengah sudah tidak berupa tepung.
3.4.3 Proksimat
Analisis proksimat meliputi analisis kadar air metode oven, abu metode gravimetri, protein metode Kjeldahl, lemak metode Soxhlet, dan karbohidrat by difference.
1 Kadar air SNI 01-2891-1992
Cawan aluminium dikeringkan oven selama 15 menit. Didinginkan dalam desikator dan ditimbang beratnya A. Sejumlah sampel sekitar 1-2 gram ditimbang dalam cawan B. Cawan
beserta isinya dikeringkan dalam oven pada suhu 105
o
C selama 3 jam. Kemudian cawan dipindahkan ke dalam desikator lalu didinginkan dan ditimbang. Cawan beserta isinya dikeringkan
kembali sampai diperoleh bobot konstan C. Kadar air dapat dihitung dengan rumus berikut:
- -
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
- -
-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 Keterangan:
A = bobot cawan kosong g B = bobot contoh sebelum dikeringkan g
C = bobot contoh cawan sesudah dikeringkan g
2 Kadar abu SNI 01-2891-1992
Cawan disiapkan untuk pengabuan, kemudian dikeringkan dalam oven selama 15 menit. Selanjutnya cawan didinginkan dalam desikator dan ditimbang A. Sampel ditimbang sebanyak 2-
3 gram dalam cawan B, kemudian dibakar dalam ruang asap sampai tidak mengeluarkan asap lagi. Kemudian dimasukkan ke dalam tanur listrik pada suhu maksimum 550
o
C sampai pengabuan sempurna atau memiliki berat konstan. Abu beserta cawan didinginkan di dalam desikator
kemudian ditimbang beratnya C. Kadar abu dapat dihitung dengan rumus:
-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 Keterangan:
A = bobot cawan kosong g B = bobot contoh sebelum diabukan g
C = bobot contoh cawan sesudah diabukan g
18
3 Kadar lemak SNI 01-2891-1992
Labu lemak disiapkan sesuai dengan ukuran alat ekstraksi soxhlet yang digunakan. Labu lemak dikeringkan dalam oven dengan suhu 105 sekitar 15 menit, kemudian didinginkan dalam
desikator lalu ditimbang A. Sejumlah sampel 1-2 gram ditimbang dalam kertas saring B, kemudian ditutup dengan kapas bebas lemak dan dikeringkan dalam oven pada suhu 80
o
C selama 1 jam. Kertas saring beserta isinya dimasukkan ke dalam soxhlet yang telah dihubungkan ke labu
lemak. Pelarut heksana dituangkan ke dalam labu soxhlet secukupnya. Kemudian dilakukan refluks selama 6 jam. Pelarut yang tersisa dalam labu lemak didestilasi dan kemudian labu
dipanaskan dalam oven pada suhu 105
o
C. Setelah dikeringkan sampai berat tetap dan didinginkan pada desikator. Labu beserta lemak ditimbang C. Kadar lemak dihitung dengan rumus:
-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
-
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 Keterangan:
A = bobot labu lemak kosong g B = bobot contoh g
C = bobot labu lemak + lemak hasil ekstraksi g
4 Kadar protein AOAC, 1995
Sejumlah sampel 100-250 mg dimasukkan ke dalam labu Kjeldahl, ditambah dengan K
2
SO
4
1 0.1 g, HgO 40 10 mg, dan H
2
SO
4
pekat 2 0.1 ml. Sampel didestruksi selama 30 menit sampai cairan menjadi jernih. Pindahkan isi labu ke dalam alat destilasi dan bilas 5
–6 kali dengan air destilasi sebanyak 1
–2 ml. Selanjutnya ditambahkan 8–10 ml campuran larutan NaOH 60 + Na
2
S
2
O
3
5. Labu disambungkan dengan alat destilasi dan kondensor yang telah dilengkapi dengan penampung berisi larutan H
3
BO
3
. Dilakukan destilasi sampai volume destilat 15 ml kemudian dititrasi dengan NaOH 0.1 N sampai larutan berwarna kuning titik akhir titrasi. Kadar
protein dapat dihitung dengan rumus: Kadar protein bb =
. . . . . . . . . . . . . . .9 Kadar protein bk =
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
5 Kadar karbohidrat by different
Kadar Karbohidrat dihitung by difference yaitu mengurangkan 100 dengan kadar air, abu, protein, dan lemak dalam basis basah. Kadar karbohidrat dihitung dengan rumus:
Kadar karbohidrat = 100 - kadar protein bb + kadar air bb +
kadar abu bb + kadar lemak bb . . . . . . . . . . .11
3.4.4 Total fenol modifikasi Chotimarkron et al., 2008; Zega, 2010
Ekstrak teh sebanyak 50 mg dilarutkan dalam 2.5 ml etanol 95. Campuran disentrifus dengan kecepatan 4000 rpm selama 5 menit. Supernatan diambil sebanyak 0.5 ml dan dilarutkan
dalam 0.5 ml etanol 95, 2.5 ml akuades, dan 2.5 ml larutan reagen folin ciocalteau 50. Larutan didiamkan selama 5 menit dalam ruang gelap. Ditambahkan 0.5 ml larutan Na
2
CO
3
5 dan diinkubasi kembali dalam ruang gelap selama 1 jam. Larutan divortex dan diukur absorbansinya
pada panjang gelombang 725 nm. Untuk sampel ekstrak teh hitam cair dilakukan pengenceran sebesar 5 kali untuk mendapatkan kisaran absorbansi yang diharapkan. Dilakukan langkah yang
sama untuk larutan standar asam galat. Larutan standar dibuat pada lima konsentrasi yaitu 50, 100, 150, 200, dan 250 ppm. Absorbansi dari masing-masing konsentrasi diplotkan ke dalam kurva
standar Lampiran 8. Setelah didapatkan kurva standar, dicari persamaan regresi linear berupa y=ax+b. Persamaan regresi tersebut digunakan dalam perhitungan untuk menentukan besarnya
19
total fenol pada sampel. Total fenol dihitung sebagai ekuivalensi dari asam galat dan diekspresikan sebagai gallic acid equivalent GAE dalam mgg sampel.
Untuk total fenol pada menir dilakukan preparasi sampel terlebih dulu. Preparasi sampel dengan metode yang dimodifikasi dari Chotimakron et.al. 2008 untuk preparasi sampel tepung
beras merah, yaitu sebanyak 12.5 gram tepung beras diekstrak dengan 25 ml etanol 95 perbandingan sampel dan etanol sebesar 1:2 kemudian diaduk dengan shaker selama ± 4 jam.
Hasil dari shaker disentrifus 4000 rpm selama 10 menit. Supernatan dari hasil sentrifus diambil untuk sampling dengan metode yang sama seperti ekstrak. Diagram alir uji total fenol untuk
sampel tepung-tepungan dapat dilihat pada Gambar 8.
Analisis total fenol dilakukan untuk melihat kemampuan mereduksi dari komponen fenol. Prinsipnya adalah reduksi reagen fosfomolibdat MoO
4 2-
dan fosfotungstat WO
4 2-
sehingga terbentuk kompleks warna biru molibdenum blue yang diukur secara spektrofotometri sinar
tampak. Total fenol dihitung berdasar persamaan rumus: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Gambar 8 Tahapan uji total fenol sampel tepung-tepungan
3.4.5 Daya cerna pati Muchtadi, 1992
Secara lengkap, diagram alir analisis daya cerna pati dapat dilihat pada Gambar 9. Daya cerna pati in vitro dinyatakan sebagai persentase nilai relatif terhadap pati murni. Pati murni diasumsikan
data dicerna dengan sempurna dalam saluran pencernaan. Hasil spektrofotometri dihitung nilai daya cerna patinya menggunakan rumus:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Keterangan :
A = Kadar maltosa sampel a = Kadar maltosa blanko sampel
B = Kadar maltosa pati murni b = Kadar maltosa blanko pati murni
Kurva standar maltosa dibuat dengan cara memplotkan beberapa absorbansi dengan konsentrasi maltosa yang telah ditentukan Lampiran 11. Konsentrasi maltosa dibuat sebesar 0,
0.1, 0.2, 0.3, 0.4, dan 0.5 mgml. Masing-masing dari maltosa tersebut direaksikan langsung
12.5 g sampel 25 ml etanol 95
Shaker 35 rpm ± 4 jam Sentrifus 4000 rpm 5’
Supernatan ambil 0.5 ml
0.5 ml etanol 95 2.5 ml akuades
2.5 ml folin 50 Inkubasi gelap 5’
0.5 ml Na
2
CO
3
5 Inkubasi gelap 60’
Ukur absorbansi 725 nm
20
0,5 g sampel + 10 ml akuades
Masukkan ke dalam tabung reaksi bertutup
Panaskan dalam waterbath hingga mencapai T 90°C
Dinginkan sampai T 37°C Ambil 1 ml dan masukkan ke dalam
tabung reaksi bertutup
Tabung A:
+ 1,5 ml akuades
Tabung B:
+ 1,5 ml akuades + 2,5 ml larutan
enzim alfa amilase + 2,5 ml bufer
fosfat pH 7.0 Inkubasi selama 30 menit pada T
37°C Ambil 0,5 ml + 1 ml DNS
Panaskan dalam air mendidih selama 10 menit
Segera dinginkan dengan air mengalir
+ 10 ml akuades, vortex Ukur absorbansi pada
520 nm
Gambar 9 Tahapan pengukuran daya cerna pati secara in vitro
Daya cerna pati
dengan pereaksi DNS dan diukur nilai absorbansinya. Sumbu X pada kurva standar maltosa menunjukkan konsentrasi maltosa standar, dan sumbu Y menunjukkan absorbansi. Setelah
didapatkan kurva standar, dicari persamaan regresi linear berupa y=ax+b. Persamaan ini digunakan untuk menghitung konsentrasi maltosa yang ada pada sampel.
21
3.4.6 Nilai energi Almatsier, 2001
Penentuan nilai energi melalui perhitungan dapat dilakukan menurut komposisi karbohidrat, protein, dan lemak makanan tersebut.
Energi =
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.4.7
Seleksi subjek relawan indeks glikemik
Syarat menjadi subjek relawan indeks glikemik antara lain: 1 individu yang sehat; 2 tidak menderita penyakit diabetes, yaitu kadar gula darah normal 55-140 mgdL Sardesai, 2003; 3
nilai indeks massa tubuh IMT berada dalam kisaran normal 18.5-25 kgm
2
; serta 4 lolos screening gula darah.
Screening gula darah bertujuan untuk mengetahui respon gula terhadap respon glukosa dari masing-masing relawan. Relawan yang dinyatakan lolos adalah yang mempunyai respon gula
darah normal setelah puasa ± 12 jam sebesar 70-100 mgdL atau yang mempunyai respon gula darah yang baik setelah 2 jam pengujian. Pada tahap screening, masing-masing relawan diminta
untuk meminum sejumlah glukosa ± 25 g yang dilarutkan dalam 200 ml air. Selama pengujian, relawan dikondisikan pada ruangan khusus serta diminta untuk tidak melakukan apapun. Hal ini
dilakukan untuk meminimalisir terjadinya ketidakvalidan data.
Perekrutan subjek dilakukan melalui proses sosialisasi kegiatan penelitian kepada beberapa mahasiswa IPB. Alasannya dikarenakan usia mahasiswa yang termasuk ke dalam persyatan
subjek, yaitu 18-30 tahun. Selain itu kemudahan akses untuk melakukan penelitian di dalam kampus juga menjadi pertimbangan. Mahasiswa yang bersedia menjadi subjek relawan wajib
mengikuti penjelasan secara lengkap. Jika setuju untuk meneruskan, subjek diminta untuk menandatangani informed consent formulir kesediaan tanpa paksaan. Meskipun demikian, subjek
tetap memiliki hak untuk mengundurkan diri apabila mereka menginginkannya.
3.4.8 Penentuan jumlah sajian sampel uji indeks glikemik
Penentuan jumlah sajian nasi menir dan nasi analog teh hitam yang diberikan dihitung berdasar kesetaraan 25 g karbohidrat glukosa murni Rimbawan dan Siagian, 2004. Kesetaraan
tersebut dihitung menggunakan total karbohidrat by difference yang didapatkan pada uji analisis proksimat nasi baik menir maupun nasi analog. Jumlah nasi yang akan dikonsumsi ditentukan
dengan rumus berikut:
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.4.9
Indeks dan beban glikemik El, 1999
Pengukuran indeks glikemik IG dilakukan pada kondisi relawan telah melakukan puasa ± 12 jam overnight fasting. Pengujian pertama dilakukan dengan memberikan glukosa murni sebagai
pangan acuanstandar. Sebanyak 25 g glukosa dicampur dalam 200 ml air dan dikonsumsi oleh relawan. Relawan diambil darahnya menggunakan finger prick sebanyak 20 uL pada menit ke-0
sebelum diberi larutan glukosa, dan setiap 30 menit selama 2 jam yaitu pada menit ke-30, 60, 90, dan 120. Pengukuran kadar gula darah dilakukan dengan menggunakan Glucometer merek
One Touch Ultra
TM
2 LifeScan Johnson Johnson Co. Data gula darah subjek relawan per 30 menit pada pengujian indeks glikemik diolah dan
disajikan dalam bentuk kurva. Terdapat lima data gula darah setiap subjek. Dari data tersebut diplotkan pada kurva. Sumbu X menunjukkan waktu pengambilan darah dan Y menunjukkan
kadar gula darah. Luas daerah dibawah kurva tersebut dihitung menggunakan rumus integral maupun trapezoid Lampiran 14 dan 15. Pembagian kurva dilakukan untuk mempermudah
perhitungan luasan. Dengan menggunakan rumus segitiga maupun trapesium yang disesuaikan dengan bentuk masing-masing kurva didapatkan empat luasan Luasan I, II, III, dan IV. Keempat
22
luasan kurva dijumlahkan dan didapat luasan kurva total. Untuk mendapatkan nilai indeks glikemik, luasan kurva total nasi menir tersebut dibagi luasan kurva total glukosa murni yang
digunakan sebagai standar subjek yang sama dan dikali 100.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Dihitung rataan IG nasi menir maupun nasi analog perlakuan penambahan ekstrak teh hitam
sehingga dapat diketahui IG produk. Nilai IG dibandingkan dengan literatur Powell et. al., 2002 terbagi dalam kelompok IG
tinggi IG70, IG sedang 55IG70, atau IG rendah IG55. Dari perhitungan nilai IG dapat diperoleh pula perhitungan nilai beban glikemik BG produk. Nilai BG diperoleh dari
perhitungan. Nilai perhitungan BG tersebut kemudian dibandingkan dengan literatur Powell et.al., 2002. Nilai BG dikategorikan sebagai BG tinggi BG20, BG sedang 10BG20, atau BG
rendah BG10.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.5 PENGOLAHAN DAN PENYAJIAN DATA
Pengolahan data warna produk, total fenol, dan daya cerna pati pada penelitian diolah menggunakan One-way ANOVA dengan perangkat lunak Statistical Package for Social Science
SPSS tipe 17. Jika analisisnya berbeda nyata, dilanjutkan uji Tuckey HSD dengan taraf signifikansi sebesar 5. Pengolahan data IG menggunakan uji t-berpasangan dengan taraf
signifikansi sebesar 5. Uji t-berpasangan bertujuan melihat apakah terdapat perbedaan nyata antara sebelum dan sesudah perlakuan. Keseluruhan hasil penelitian disajikan sebagai nilai x±SD.
Nilai x merupakan rataan data, dan SD standar deviasi merupakan tingkatderajat variasi dari data tersebut. SD memperlihatkan seberapa besar perbedaan data yang ada dibandingkan data itu
sendiri.
23
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 KARAKTERISTIK KIMIA BAHAN BAKU DAN PRODUK ANTARA SERTA
KARAKTERISTIK FISIK DAN KIMIA PRODUK AKHIR BERAS ANALOG 4.1.1
Karakteristik kimia bahan baku
Bahan baku yang digunakan dalam pembuatan beras analog adalah menir dan teh hitam. Tahap awal dilakukan pembersihan menir. Pembersihan menir mengurangi bobot menir awal
karena terdapat proses pembuangan kotoran dan bagian-bagian yang tidak diperlukan. Rendemen pembersihan sebesar 87.06 ± 2.24 Lampiran 1. Hal ini menunjukkan jumlah terbuang selama
proses cukup banyak, lebih dari 10 bobot awal. Jumlah tersebut dikarenakan menir yang diperoleh dari tempat penampungan cukup kotor. Proses pembersihan dilakukan dengan dua tahap
dengan dua kali pengulangan untuk memastikan menir bersih sebelum diproses lebih lanjut.
Karakteristik kimia bahan baku, baik menir maupun teh hitam, yang diuji meliputi total fenol dan kadar air. Analisis total fenol bertujuan mengetahui kandungan polifenol di dalam menir
maupun ekstrak teh hitam cair yang digunakan. Komponen fenol dalam pangan khususnya tumbuhan merupakan komponen hasil metabolisme sekunder dari fenilalanin atau tirosin Shahidi
dan Ho, 2005. Senyawa yang termasuk dalam komponen fenolik sangat beragam, mulai dari senyawa sederhana, berbobot molekul rendah, bercincin aromatik tunggal, hingga senyawa yang
kompleks seperti tanin. Senyawa yang mengandung banyak gugus fenolik disebut polifenol. Hasil analisis total fenol akan mewakili secara kasar jumlah komponen polifenol pada bahan.
Total fenol yang dikandung ekstrak teh hitam cair dengan suhu ektraksi 70 C dan waktu seduh 15 menit sebesar 27.89 mg GAEg ± 0.45 mg GAEg. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat
27.89 mg komponen fenolik dalam 1 gram teh hitam. Nilai total fenol tersebut lebih rendah jika dibandingkan dengan penelitian Moraes de Souza et al. 2008 yang menyebutkan bahwa teh
hitam umumnya mengandung total polifenol dengan rentang 35-40 mg GAEg. Pada penelitian
Anggraeni 2011 teh hitam pada suhu ekstraksi 70 C 15 menit sebesar 19.46 mg GAEg, sedang pada Bijaksana 2012 sebesar 36.02 mg GAEg pada suhu dan waktu seduh yang sama.
Perbedaan kandungan total fenol dalam teh antara lain dipengaruhi oleh varietas, unsur hara dalam tanah, musim, dan proses pengolahannya, serta proses pengekstrakan, pelarut, jumlah tahap
ekstraksi, ukuran, dan bentuk partikel teh sebelum dianalisis. Untuk analisis total fenol menir didapat hasil sebesar 0 mg GAEg sampel. Hal ini sesuai dengan penelitian Widowati 2007 yang
menyebutkan tidak adanya kadar fenol bebas pada beras.
Kadar air menir dan teh hitam disajikan pada Tabel 10. Analisis ini untuk mengetahui kadar air awal dari bahan baku. Tidak ada standar baku kadar air untuk menir dalam SNI 01-6128-2008,
sehingga diasumsikan kadar air menir yaitu 14.44 bk setara dengan kadar air beras giling yaitu sebesar 14. Kadar air teh hitam didapat sebesar 7.59 bk. Kadar air teh hitam yang didapat
masih berada di bawah kadar air teh hitam menurut SNI 01-1902-1995 yaitu 8.00 bb.
Tabel 10 Kadar air bahan baku Sampel
Ka bb Ka bk
Menir 12.62 ± 0.04
14.44 ± 0.05 Teh hitam merek Walini BP1
7.05 ± 0.02 7.59 ± 0.02
4.1.2 Karakteristik kimia produk antara
Tepung beras merupakan produk antara. Tabel 11 menunjukkan bahwa kadar air tepung beras kontrol sebesar 14.09±0.13 bb dan 11.16±0.07 bb untuk tepung beras dengan
perendaman ekstrak teh hitam. Data kadar air beras perlakuan kontrol lebih tinggi dibanding dengan persyaratan SNI 2549-2009 untuk bahan pangan tepung beras sebesar 13.00 bb. Kadar