Pengaruh Pengeringan Absorpsi dan Microwave Oven Pada Proses Curing Vanili Termodifikasi

PENGARUH PENGERINGAN ABSORPSI DAN

MICROWAVE OVEN PADA PROSES CURING

VANILI TERMODIFIKASI

FARIDA ANGGRAINI

SEKOLAH PASCA SARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2007

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Pengaruh Pengeringan Absorpsi dan Microwave Oven Pada Proses Curing Vanili Termodifikasi adalah karya saya sendiri dengan bimbingan Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS dan Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi serta belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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 tesis ini.

Bogor, Juli 2007

Farida Anggraini NIM F251040151

ABSTRACT

FARIDA ANGGRAINI. The Effect of Absorption Dying and Microwave Oven in Modified Vanilla Curing. Under direction of RIZAL SYARIEF and DWI SETYANINGSIH.

Vanilla (Vanilla planifolia Andrews) is one of the souce flavor plant. Indonesia is the second bigger vanilla producers in the world after Madagascar which can fulfill about 23% of world’s vanilla necessity (FAO 2005). Unfortunately, Indonesian cured vanilla has lower quality than its real potency, as results of the improper curing process.

The modified curing has been done by Setyaningsih (2006). This research reported that the vanillin content is lower in the last drying process (1.15% dw), meanwhile in the first stage during five days drying the vanillin content is the highest (2.8% dw). This research is done to complete that modified curing process by modifying the vanilla drying using absorption drying and microwave oven. It is also studied the way to increase β-glucosidase enzyme activator penetration into vanilla tissues using vacuum infiltration and high pressure application. This research also study the effect of stratching and puncturing in enzyme activity and the content of vanillin.

The data shows that the whole vanilla without stratching and puncturing has higher average enzyme activity and vanillin content from soaking stage to first drying, that is 1.15 fold the green vanilla in vacuum infiltration technique and 1.09 fold in high pressure application. The vanillin content is 0.70% dw in vacuum infiltration and 0.80% dw in high pressure application. From several pressure which is applicated, the higher average enzyme activity and vanillin content from soaking to drying stage shows that vacuum infiltration at 5 kPa for 10 minutes is the best treatment, which results enzyme activity 218.88 IU/g and vanillin content 1.08% dw.

At the first drying stage, the higher vanillin content is obtained from the fifth days drying (1.00% dw). Unfortunately, the vanillin content of dried vanilla from absorption drying is lower than that obtained from the first drying, that is 0.82% dw. In the case of drying using microwave oven, drying for 30 minutes each day results the higher vanillin content (0.49% dw) than that from 60 minutes and 90 minutes drying which results 0.36% dw and 0.32% dw. This last vanillin content also can not stabilize the vanillin content which has been obtained from the first drying.

Drying using oven at 60oC for 3 hours each days results the higher vanillin content and reducing sugar (1.40% dw and 8.57% dw). This value also higher than that obtained from standard curing method (Balitro II method) which has vanillin content 0.96% dw and reducing sugar 5.35% dw. From this research, it is concluded that using the whole vanilla and oven dryer is better to do the curing process. The application of vacuum infiltration technique at 5 kPa for 10 minutes can shortened the soaking at β-glucosidase enzyme activator.

Keyword : Vanilla planifolia, β-glucosidase enzyme activator, vacuum infiltration, high pressure, absorption drying, microwave oven

RINGKASAN

FARIDA ANGGRAINI. Pengaruh Pengeringan Absorpsi dan Microwave Oven

Pada Proses Curing Vanili Termodifikasi. Dibimbing oleh RIZAL SYARIEF dan DWI SETYANINGSIH.

Vanili (Vanilla planifolia Andrews) merupakan salah satu komoditas penghasil flavor yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Indonesia menempati posisi yang cukup penting sebagai pemasok vanili dunia, dimana Indonesia menjadi negara produsen vanili kedua terbesar di dunia setelah Madagaskar dan dapat memenuhi 23% dari kebutuhan vanili dunia (FAO 2005). Akan tetapi, vanili kering Indonesia mempunyai kualitas yang lebih rendah dibanding potensi sebenarnya, salah satu penyebabnya adalah proses curing (teknologi pasca panen vanili) yang kurang sempurna. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kualitas vanili kering Indonesia adalah dengan memodifikasi atau perbaikan dalam proses curing.

Perbaikan proses curing telah dilakukan oleh Setyaningsih (2006). Penelitian tersebut melaporkan bahwa terjadi penurunan kadar vanillin di akhir proses pengeringan (1,15% bk), padahal kadar vanillin pada pengeringan pertama hari ke-5 telah mencapai nilai yang cukup tinggi (2,8% bk). Proses curing

termodifikasi tersebut dilakukan dengan cara merendam buah vanili segar dalam aktivator enzim β-glukosidase yaitu butanol 0,3 M dan sistein 1 mM selama 2 jam.

Pada penelitian ini dilakukan perbaikan modifikasi proses curing vanili melalui modifikasi proses pengeringan, yaitu menggunakan pengering absorpsi dan microwave oven. Kajian juga dilakukan untuk meningkatkan absorpsi aktivator enzim β-glukosidase ke dalam jaringan buah vanili dengan teknik

vacuum infiltration maupun pemberian tekanan tinggi sehingga dapat mempersingkat waktu perendaman dalam aktivator enzim. Penelitian ini akan melihat pula bagaimana pengaruh penyayatan dan penusukan buah terhadap aktivitas enzim dan kadar vanillin buah vanili.

Berdasarkan hasil penelitian, buah vanili utuh tanpa mengalami penyayatan dan penusukan menghasilkan aktivitas enzim rata-rata dari tahap perendaman hingga pengeringan pertama hari pertama yang lebih tinggi, yaitu sebesar 1,15 kali buah segar untuk perendaman menggunakan tekanan vakum 5 kPa dan 1,09 kali untuk pemberian tekanan tinggi 100 kPa di atas tekanan normal. Sementara itu nilai rata-rata kadar vanillin buah utuh 0,70% untuk penerapan

vacuum infiltration adalah dan 0,8% bk untuk penerapan tekanan tinggi. Dari beberapa tekanan yang diberikan selama perendaman, hasil analisis rata-rata aktivitas enzim dan kadar vanillin tahap perendaman hingga pengeringan menunjukkan pemberian tekanan vakum 5 kPa selama 10 menit adalah perlakuan terbaik, dimana dihasilkan rata-rata aktivitas enzim dan kadar vanillin tertinggi, yaitu 218,88 IU/g dan 1,08% bk.

Pada pengeringan tahap pertama, kadar vanillin tertinggi dihasilkan pada hari ke-5 pengeringan, yaitu sebesar 1,0% bk. Upaya mempertahankan kadar vanillin tersebut dilakukan menggunakan pengering absorpsi dengan absorben kapur api yang mempunyai kandungan CaO 82,27%. Kadar vanillin vanili kering yang dihasilkan ternyata lebih rendah dibanding kadar vanillin pengeringan

pertama hari ke-5, yaitu 0,82%. Tahap pemeraman dan pengeringan yang berlangsung pada kisaran suhu kamar dan RH rendah, yaitu 27-30oC dan 49-62% diduga menjadi penyebab tidak sempurnanya hidrolisis glukovanilin menjadi vanillin dan glukosa.

Untuk pengeringan menggunakan microwave oven, pengeringan selama 30 menit tiap hari yang diselingi dengan pemeraman selama 24 jam menghasilkan kadar vanillin tertinggi, yaitu 0,49% dibandingkan dengan pengeringan selama 60 menit dan 90 menit tiap hari yang menghasilkan kadar vanillin berturut-turut 0,36% dan 0,32%. Kadar vanillin akhir yang dihasilkan ini juga tidak dapat mempertahankan kadar vanillin yang telah dicapai pada pengeringan tahap I. Tingginya tingkat suhu yang digunakan pada pengeringan microwave diduga menjadi penyebab rendahnya kadar vanillin yang dihasilkan.

Pengeringan menggunakan oven pengering pada suhu 60oC selama 3 jam tiap hari dapat menghasilkan kadar vanillin dan gula pereduksi yang lebih tinggi, yaitu rata-rata 1,40% bk dan 8,57% bk. Nilai ini juga lebih tinggi daripada vanili kering hasil pengeringan standar, yaitu metode Balitro II yang menghasilkan kadar vanillin 0,96%bk dan kadar gula pereduksi 5,35% bk. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa buah vanili lebih baik digunakan dalam bentuk utuh dan dikeringkan menggunakan oven. Waktu perendaman dalam aktivator enzim dapat dipersingkat melalui penerapan vacuum infiltration 5 kPa selama 10 menit. Kata kunci : vanili, aktivator enzim β-glukosidase, vakum infiltrasi, tekanan tinggi, pengeringan absorpsi, microwave

© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007 Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik

PENGARUH PENGERINGAN ABSORPSI DAN

MICROWAVE OVEN PADA PROSES CURING

VANILI TERMODIFIKASI

FARIDA ANGGRAINI

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Departemen Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCA SARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2007

Judul Tesis : Pengaruh Pengeringan Absorpsi dan Microwave Oven Pada Proses Curing Vanili Termodifikasi

Nama : Farida Anggraini NIM : F251040151

Disetujui Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Pangan

Prof.Dr.Ir.Betty Sri Laksmi Jenie,MS Prof.Dr.Ir.Khairil Anwar Notodiputro,MS

PRAKATA

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Tesis yang berjudul “Pengaruh Pengeringan Absorpsi dan Microwave Oven Pada Proses Curing Vanili Termodifikasi” ini merupakan hasil penelitian yang dilaksanakan penulis sejak bulan Juni 2006 hingga Maret 2007 di Program Studi Ilmu Pangan IPB. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS selaku ketua komisi pembimbing atas kebijakan, masukan dan bimbingannya selama penulis menempuh studi di Program Studi Ilmu Pangan.

2. Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan, serta dukungan moril selama penulis melaksanakan penelitian hingga terselesaikannya tesis ini. 3. Dr. Ir. Yadi Haryadi, MSc selaku penguji atas saran dan masukannya yang

berharga untuk perbaikan tesis ini.

4. Kedua orang tua penulis Bapak Noor Afandi dan Ibu Sri Endah Setyaningsih, terima kasih atas limpahan kasih sayang dan doa yang tak pernah putus serta dukungannya hingga penulis berhasil menyelesaikan program Magister ini.

5. Mertua kami Bapak dr. Sutarno, MM dan Ibu Rofi’ah, terima kasih atas doa, dukungan serta teladan kerja keras yang selalu dicontohkan kepada kami putra-putrinya.

6. Secara khusus kepada Suamiku tercinta, dr. Hendrawan Permadi, atas cinta dan kasih sayang, ketulusan, doa, motivasi, pengertian serta kesabarannya menanti penulis selama melaksanakan program Magister ini. 7. Adikku tersayang Indra Budi Satria, S.Sos serta adik-adik iparku

Dwinanto Adi Nugroho, ST; Triyanto Wibowo, ST; Diah Pratiwi dan Tomy Hendarto atas doa dan semangat yang selalu diberikan buat penulis. 8. Siti Kurniati, SPi atas bantuan dan kerja samanya di Laboratorium selama berlangsungnya penelitian penulis. Terima kasih Adikku atas segala

PENGARUH PENGERINGAN ABSORPSI DAN

MICROWAVE OVEN PADA PROSES CURING

VANILI TERMODIFIKASI

FARIDA ANGGRAINI

SEKOLAH PASCA SARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2007

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Pengaruh Pengeringan Absorpsi dan Microwave Oven Pada Proses Curing Vanili Termodifikasi adalah karya saya sendiri dengan bimbingan Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS dan Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi serta belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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 tesis ini.

Bogor, Juli 2007

Farida Anggraini NIM F251040151

ABSTRACT

FARIDA ANGGRAINI. The Effect of Absorption Dying and Microwave Oven in Modified Vanilla Curing. Under direction of RIZAL SYARIEF and DWI SETYANINGSIH.

Vanilla (Vanilla planifolia Andrews) is one of the souce flavor plant. Indonesia is the second bigger vanilla producers in the world after Madagascar which can fulfill about 23% of world’s vanilla necessity (FAO 2005). Unfortunately, Indonesian cured vanilla has lower quality than its real potency, as results of the improper curing process.

The modified curing has been done by Setyaningsih (2006). This research reported that the vanillin content is lower in the last drying process (1.15% dw), meanwhile in the first stage during five days drying the vanillin content is the highest (2.8% dw). This research is done to complete that modified curing process by modifying the vanilla drying using absorption drying and microwave oven. It is also studied the way to increase β-glucosidase enzyme activator penetration into vanilla tissues using vacuum infiltration and high pressure application. This research also study the effect of stratching and puncturing in enzyme activity and the content of vanillin.

The data shows that the whole vanilla without stratching and puncturing has higher average enzyme activity and vanillin content from soaking stage to first drying, that is 1.15 fold the green vanilla in vacuum infiltration technique and 1.09 fold in high pressure application. The vanillin content is 0.70% dw in vacuum infiltration and 0.80% dw in high pressure application. From several pressure which is applicated, the higher average enzyme activity and vanillin content from soaking to drying stage shows that vacuum infiltration at 5 kPa for 10 minutes is the best treatment, which results enzyme activity 218.88 IU/g and vanillin content 1.08% dw.

At the first drying stage, the higher vanillin content is obtained from the fifth days drying (1.00% dw). Unfortunately, the vanillin content of dried vanilla from absorption drying is lower than that obtained from the first drying, that is 0.82% dw. In the case of drying using microwave oven, drying for 30 minutes each day results the higher vanillin content (0.49% dw) than that from 60 minutes and 90 minutes drying which results 0.36% dw and 0.32% dw. This last vanillin content also can not stabilize the vanillin content which has been obtained from the first drying.

Drying using oven at 60oC for 3 hours each days results the higher vanillin content and reducing sugar (1.40% dw and 8.57% dw). This value also higher than that obtained from standard curing method (Balitro II method) which has vanillin content 0.96% dw and reducing sugar 5.35% dw. From this research, it is concluded that using the whole vanilla and oven dryer is better to do the curing process. The application of vacuum infiltration technique at 5 kPa for 10 minutes can shortened the soaking at β-glucosidase enzyme activator.

Keyword : Vanilla planifolia, β-glucosidase enzyme activator, vacuum infiltration, high pressure, absorption drying, microwave oven

RINGKASAN

FARIDA ANGGRAINI. Pengaruh Pengeringan Absorpsi dan Microwave Oven

Pada Proses Curing Vanili Termodifikasi. Dibimbing oleh RIZAL SYARIEF dan DWI SETYANINGSIH.

Vanili (Vanilla planifolia Andrews) merupakan salah satu komoditas penghasil flavor yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Indonesia menempati posisi yang cukup penting sebagai pemasok vanili dunia, dimana Indonesia menjadi negara produsen vanili kedua terbesar di dunia setelah Madagaskar dan dapat memenuhi 23% dari kebutuhan vanili dunia (FAO 2005). Akan tetapi, vanili kering Indonesia mempunyai kualitas yang lebih rendah dibanding potensi sebenarnya, salah satu penyebabnya adalah proses curing (teknologi pasca panen vanili) yang kurang sempurna. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kualitas vanili kering Indonesia adalah dengan memodifikasi atau perbaikan dalam proses curing.

Perbaikan proses curing telah dilakukan oleh Setyaningsih (2006). Penelitian tersebut melaporkan bahwa terjadi penurunan kadar vanillin di akhir proses pengeringan (1,15% bk), padahal kadar vanillin pada pengeringan pertama hari ke-5 telah mencapai nilai yang cukup tinggi (2,8% bk). Proses curing

termodifikasi tersebut dilakukan dengan cara merendam buah vanili segar dalam aktivator enzim β-glukosidase yaitu butanol 0,3 M dan sistein 1 mM selama 2 jam.

Pada penelitian ini dilakukan perbaikan modifikasi proses curing vanili melalui modifikasi proses pengeringan, yaitu menggunakan pengering absorpsi dan microwave oven. Kajian juga dilakukan untuk meningkatkan absorpsi aktivator enzim β-glukosidase ke dalam jaringan buah vanili dengan teknik

vacuum infiltration maupun pemberian tekanan tinggi sehingga dapat mempersingkat waktu perendaman dalam aktivator enzim. Penelitian ini akan melihat pula bagaimana pengaruh penyayatan dan penusukan buah terhadap aktivitas enzim dan kadar vanillin buah vanili.

Berdasarkan hasil penelitian, buah vanili utuh tanpa mengalami penyayatan dan penusukan menghasilkan aktivitas enzim rata-rata dari tahap perendaman hingga pengeringan pertama hari pertama yang lebih tinggi, yaitu sebesar 1,15 kali buah segar untuk perendaman menggunakan tekanan vakum 5 kPa dan 1,09 kali untuk pemberian tekanan tinggi 100 kPa di atas tekanan normal. Sementara itu nilai rata-rata kadar vanillin buah utuh 0,70% untuk penerapan

vacuum infiltration adalah dan 0,8% bk untuk penerapan tekanan tinggi. Dari beberapa tekanan yang diberikan selama perendaman, hasil analisis rata-rata aktivitas enzim dan kadar vanillin tahap perendaman hingga pengeringan menunjukkan pemberian tekanan vakum 5 kPa selama 10 menit adalah perlakuan terbaik, dimana dihasilkan rata-rata aktivitas enzim dan kadar vanillin tertinggi, yaitu 218,88 IU/g dan 1,08% bk.

Pada pengeringan tahap pertama, kadar vanillin tertinggi dihasilkan pada hari ke-5 pengeringan, yaitu sebesar 1,0% bk. Upaya mempertahankan kadar vanillin tersebut dilakukan menggunakan pengering absorpsi dengan absorben kapur api yang mempunyai kandungan CaO 82,27%. Kadar vanillin vanili kering yang dihasilkan ternyata lebih rendah dibanding kadar vanillin pengeringan

pertama hari ke-5, yaitu 0,82%. Tahap pemeraman dan pengeringan yang berlangsung pada kisaran suhu kamar dan RH rendah, yaitu 27-30oC dan 49-62% diduga menjadi penyebab tidak sempurnanya hidrolisis glukovanilin menjadi vanillin dan glukosa.

Untuk pengeringan menggunakan microwave oven, pengeringan selama 30 menit tiap hari yang diselingi dengan pemeraman selama 24 jam menghasilkan kadar vanillin tertinggi, yaitu 0,49% dibandingkan dengan pengeringan selama 60 menit dan 90 menit tiap hari yang menghasilkan kadar vanillin berturut-turut 0,36% dan 0,32%. Kadar vanillin akhir yang dihasilkan ini juga tidak dapat mempertahankan kadar vanillin yang telah dicapai pada pengeringan tahap I. Tingginya tingkat suhu yang digunakan pada pengeringan microwave diduga menjadi penyebab rendahnya kadar vanillin yang dihasilkan.

Pengeringan menggunakan oven pengering pada suhu 60oC selama 3 jam tiap hari dapat menghasilkan kadar vanillin dan gula pereduksi yang lebih tinggi, yaitu rata-rata 1,40% bk dan 8,57% bk. Nilai ini juga lebih tinggi daripada vanili kering hasil pengeringan standar, yaitu metode Balitro II yang menghasilkan kadar vanillin 0,96%bk dan kadar gula pereduksi 5,35% bk. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa buah vanili lebih baik digunakan dalam bentuk utuh dan dikeringkan menggunakan oven. Waktu perendaman dalam aktivator enzim dapat dipersingkat melalui penerapan vacuum infiltration 5 kPa selama 10 menit. Kata kunci : vanili, aktivator enzim β-glukosidase, vakum infiltrasi, tekanan tinggi, pengeringan absorpsi, microwave

© Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2007 Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik

PENGARUH PENGERINGAN ABSORPSI DAN

MICROWAVE OVEN PADA PROSES CURING

VANILI TERMODIFIKASI

FARIDA ANGGRAINI

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Departemen Ilmu Pangan

SEKOLAH PASCA SARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2007

Judul Tesis : Pengaruh Pengeringan Absorpsi dan Microwave Oven Pada Proses Curing Vanili Termodifikasi

Nama : Farida Anggraini NIM : F251040151

Disetujui Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Pangan

Prof.Dr.Ir.Betty Sri Laksmi Jenie,MS Prof.Dr.Ir.Khairil Anwar Notodiputro,MS

PRAKATA

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Tesis yang berjudul “Pengaruh Pengeringan Absorpsi dan Microwave Oven Pada Proses Curing Vanili Termodifikasi” ini merupakan hasil penelitian yang dilaksanakan penulis sejak bulan Juni 2006 hingga Maret 2007 di Program Studi Ilmu Pangan IPB. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS selaku ketua komisi pembimbing atas kebijakan, masukan dan bimbingannya selama penulis menempuh studi di Program Studi Ilmu Pangan.

2. Dr. Ir. Dwi Setyaningsih, MSi selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan, serta dukungan moril selama penulis melaksanakan penelitian hingga terselesaikannya tesis ini. 3. Dr. Ir. Yadi Haryadi, MSc selaku penguji atas saran dan masukannya yang

berharga untuk perbaikan tesis ini.

4. Kedua orang tua penulis Bapak Noor Afandi dan Ibu Sri Endah Setyaningsih, terima kasih atas limpahan kasih sayang dan doa yang tak pernah putus serta dukungannya hingga penulis berhasil menyelesaikan program Magister ini.

5. Mertua kami Bapak dr. Sutarno, MM dan Ibu Rofi’ah, terima kasih atas doa, dukungan serta teladan kerja keras yang selalu dicontohkan kepada kami putra-putrinya.

6. Secara khusus kepada Suamiku tercinta, dr. Hendrawan Permadi, atas cinta dan kasih sayang, ketulusan, doa, motivasi, pengertian serta kesabarannya menanti penulis selama melaksanakan program Magister ini. 7. Adikku tersayang Indra Budi Satria, S.Sos serta adik-adik iparku

Dwinanto Adi Nugroho, ST; Triyanto Wibowo, ST; Diah Pratiwi dan Tomy Hendarto atas doa dan semangat yang selalu diberikan buat penulis. 8. Siti Kurniati, SPi atas bantuan dan kerja samanya di Laboratorium selama berlangsungnya penelitian penulis. Terima kasih Adikku atas segala

kebersamaan, persahabatan, dan kesediaan menemani penulis serta menjadi teman berbagi dalam suka dan duka.

9. Mbak Mira Sofyaningsih, STP; Reni Rahmalia STP; Dorkas Sianipar, SP; Fajriyati Mas’ud STP; Marleni Limonu, SP serta teman-teman IPN 2004 lainnya atas bantuan, dukungan dan kebersamaan kita selama di Laboratorium serta selama menjalani studi di IPN ini.

10.Nur Rosyiah, STP, Pak Nurwanto, Pak Iyas, Pak Sobirin, Pak Rojak, Mbak Ida, Mas Edi, Mbak Ari, Pak Taufik serta laboran lainnya di Departemen ITP dan Seafast Center atas segala bantuan yang diberikan selama penulis melaksanakan penelitian.

11.Teman-teman Pondok Berkah : Mbak Wiyana L.S Siregar, STP, MSi; Lisa Navitasari dan Dik Rina Uswatun Hasanah. Terima kasih atas semua bantuan, doa dan dukungannya buat penulis.

12.Tak lupa juga penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan dan motivasi kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan tesis ini. Oleh karena itu saran dan kritik untuk perbaikan dan penyempurnaan tesis ini sangat diharapkan. Semoga tulisan ini bermanfaat bagi yang memerlukannya.

Bogor, Juli 2007

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Jepara pada tanggal 11 Februari 1982 dari ayah Noor Afandi dan ibu Sri Endah Setyaningsih. Penulis adalah anak pertama dari dua bersaudara. Kini penulis telah menikah dengan dr. Hendrawan Permadi. Pendidikan penulis dari SD hingga SMU ditempuh di Jepara. Pada tahun 1999 penulis mendapat kesempatan untuk menempuh studi Sarjana di Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Studi Sarjana tersebut diselesaikan pada tahun 2004. Pada tahun yang sama, penulis mendapat kesempatan untuk melanjutkan studi ke jenjang Magister pada Program Studi Ilmu Pangan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... xiv DAFTAR GAMBAR ... xv DAFTAR LAMPIRAN... xvii PENDAHULUAN ... 1

Latar Belakang ... 1 Perumusan Masalah ... 4 Tujuan ... 4 Hipotesa ... 5 Manfaat ... 5 TINJAUAN PUSTAKA ... 6

Vanili... 6 Pengolahan Vanili (Curing) ... 8 Flavor Vanili ... 12 Modifikasi Proses Curing Vanili ... 13 Standar Mutu Vanili... 14 Pengeringan Vanili... 16 Pengeringan Absorpsi ... 19 Pengeringan Microwave... 24

Vacuum Infiltration... 25 Infiltrasi dengan Pemberian Tekanan Tinggi... 27 METODOLOGI PENELITIAN... 28

Waktu dan Tempat Penelitian ... 28 Bahan dan Alat... 28 Metode Penelitian ... 29 Rancangan Percobaan ... 41 HASIL DAN PEMBAHASAN... 42

Pengaruh Penyayatan dan Penusukan Pada Aktivitas Enzim dan

Kadar Vanillin Buah Vanili ... 44 Aplikasi Tekanan pada Proses Curing Termodifikasi ... 49 Pengeringan Vanili Termodifikasi Menggunakan

Pengering Absorpsi ... 57 Pengeringan Vanili Termodifikasi Menggunakan Microwave Oven .... 71 Pengeringan Vanili Termodifikasi Menggunakan Oven Pengering ... 81 Pengeringan Vanili metode Balitro II ... 87 KESIMPULAN DAN SARAN... 96 DAFTAR PUSTAKA ... 98 LAMPIRAN... 105

DAFTAR TABEL

Halaman

1 Komposisi kimia buah vanili segar... 7 2 Syarat umum vanili ... 15 3 Syarat mutu vanili Indonesia ... 15 4 Aktivitas enzim buah vanili utuh, sayat, dan tusuk... 46 5 Kadar vanillin buah vanili utuh, sayat, dan tusuk ... 49 6 Aktivitas enzim dengan pemberian tekanan ... 50 7 Perbandingan aktivitas enzim ... 54 8 Kadar vanillin dengan pemberian tekanan... 55 9 Perbandingan kadar vanillin ... 57 10 Hasil pengujian mutu vanili berdasarkan SNI 01-0010-2002... 80 11 Perbandingan kandungan kimiawi vanili termodifikasi dan standar ... 91 12 Perbandingan karaktersitik fisik vanili termodifikasi dan standar... 91 13 Perbandingan waktu pengeringan vanili termodifikasi dan standar ... 94

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1 Buah vanili ... 7 2 Buah vanili kering... 11 3 Pemberian tekanan vakum dan tekanan tinggi

pada tahap perendaman dalam aktivator... 31 4 Vacuum evaporator... 31 5 Autoklaf untuk infiltrasi... 31 6 Pelayuan ... 33 7 Pemeraman... 33 8 Lemari pengering absorpsi... 34 9 Microwave oven... 35 10 Oven pengering ... 36 11 Proses pengeringan termodifikasi ... 38 12 Pengeringan termodifikasi menggunakan microwave oven... 39 13 Pengeringan vanili standar (Metode Balitro II) ... 40 14 Perubahan kadar vanillin pengeringan tahap I... 57 15 Kapur api... 58 16 Perubahan RH pada pengeringan absorpsi... 61 17 Perubahan suhu pada pengeringan absorpsi... 62 18 Perubahan kadar air pengeringan absorpsi... 63 19 Aktivitas enzim selama curing... 66 20 Vanili kering hasil pengeringan absorpsi... 66 21 Perubahan kadar vanillin pengeringan absorpsi... 68 22 Kadar gula pereduksi pengeringan absorpsi ... 68 23 Perubahan pH pengeringan absorpsi... 70 24 Perubahan total asam pengeringan absorpsi ... 70 25 Perubahan kadar vanillin pengeringan microwave... 73 26 Perubahan kadar vanillin pengeringan termodifikasi

menggunakan microwave... 74 27 Perubahan kadar air pengeringan microwave... 76 28 Perubahan kadar gula pereduksi pengeringan microwave... 78

29 Perubahan pH vanili pengeringan microwave... 79 30 Perubahan total asam vanili pengeringan microwave... 79 31 Penampakan vanili kering hasil pengeringan microwave... 80 32 Perubahan kadar vanillin pengeringan termodifikasi... 82 33 Perubahan kadar gula pereduksi pengeringan termodifikasi ... 83 34 Perubahan pH vanili pada pengeringan termodifikasi ... 84 35 Perubahan total asam vanili pada pengeringan termodifikasi... 84 36 Penampakan vanili kering termodifikasi... 86 37 Perubahan kadar vanillin metode Balitro II ... 87 38 Perubahan kadar gula pereduksi metode Balitro II... 88 39 Perubahan pH vanili metode Balitro II ... 89 40 Perubahan total asam vanili metode Balitro II... 90 41 Penampakan vanili kering metode Balitro II ... 90 42 Kromatogram ekstrak vanili metode termodifikasi ... 95 43 Kromatogram ekstrak vanili metode standar (Balitro II)... 95

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Pembuatan ekstrak enzim kasar ... 105 2 Prosedur analisis ... 106 3 Kurva standar vanillin, BSA, dan glukosa ... 112 4 Hasil analisis aktivitas enzim dan kadar vanillin buah vanili

utuh, sayat, dan tusuk ... 113 5 Kadar vanillin pengeringan termodifikasi dan standar ... 115 6 Kadar gula pereduksi metode termodifikasi dan standar ... 118 7 Perubahan pH dan total asam pengolahan termodifikasi

dan standar ... 121 8 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan pengaruh

penyayatan dan penusukan terhadap aktivitas enzim ... 123 9 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan pengaruh

penyayatan dan penusukan terhadap kadar vanillin ... 124 10 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan pemberian

tekanan pada tahap perendaman dalam aktivator enzim

(aktivitas enzim)... 125 11 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan pemberian

tekanan pada tahap perendaman dalam aktivator enzim

(kadar vanillin)... 127 12 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Vanili (Vanila planifolia Andrews) merupakan salah satu komoditas perkebunan bernilai ekonomi tinggi. Hal ini disebabkan oleh kandungan flavor vanili yang dihasilkannya. Berdasarkan informasi terakhir yang diperoleh dari para petani di Kuningan Jawa Barat pada bulan Februari 2007, vanili basah diperdagangkan dengan harga Rp 100.000 per kilogram, sedangkan vanili kering Rp 700.000 per kilogram. Adapun ekstrak vanili alami (salah satu produk olahan dari vanili kering) pada bulan November 2005 diperdagangkan pada US$ 30-60 per galon, sementara itu harga vanili sintetik hanya US$ 10-15 per galon (Schultz 2005, diacu dalam Melawati 2006). Ekstrak vanili alami mempunyai harga jual yang jauh lebih tinggi dibandingkan vanili sintetik karena flavor ekstrak vanili alami bersifat kompleks dan di dalamnya terkandung senyawa-senyawa aldehid aromatik yang bernilai ekonomi tinggi (Setyaningsih 2006). Oleh karena itulah penggunaan vanili sintetik tidak dapat menggantikan vanili alami (Dignum 2002).

Vanillin sebagai komponen utama flavor vanili saat ini digunakan sebesar 60% sebagai bahan aditif industri makanan dan minuman, 20-25% bagi industri parfum dan kosmetik, dan sekitar 5-10% bagi industri farmasi dan obat-obatan (Anonim 2007). Kegunaan vanili yang luas hingga skala internasional menjadikan komoditas tersebut sebagai komoditas ekspor penting Indonesia. Indonesia menjadi negara produsen vanili kedua terbesar di dunia setelah Madagaskar dan dapat memenuhi 23% dari kebutuhan vanili dunia (FAO 2005). Berdasarkan fakta tersebut sebenarnya Indonesia menempati posisi yang cukup penting sebagai pemasok vanili dunia, akan tetapi menurut Tombe et al. (2002), vanili Indonesia mempunyai kualitas dan produktivitas yang masih rendah.

Kualitas vanili kering Indonesia lebih rendah dibanding potensi sebenarnya, sebagai akibat dari pemanenan belum cukup tua dan proses curing

(teknologi pasca panen vanili) yang kurang sempurna. Vanili Indonesia memiliki flavor yang kurang manis dan creamy dibanding Bourbon, serta memiliki flavor kayu, asap, dan jerami. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kualitas vanili kering Indonesia adalah dengan memodifikasi atau perbaikan

2 dalam proses curing. Menurut Purseglove et al. (1981), buah vanili segar tidak memiliki flavor, baru setelah proses curing flavor vanili secara alami terbentuk secara enzimatis.

Komponen aroma fenolik penting pada buah vanili segar berada dalam bentuk glikosidanya (Dignum et al. 2002). Proses curing dimaksudkan untuk melepaskan aglikon membentuk komponen aroma dalam bentuk bebas. Reaksi biokimiawi utama yang terjadi selama proses curing adalah reaksi hidrolisis dari prekursor vanillin yaitu glukovanillin (vanillin-β-glukosida) oleh enzim β -glukosidase endogenus. Reaksi hidrolisis tersebut menyebabkan glukovanillin terpecah menjadi vanillin dan glukosa.

Setyaningsih et al. (2003) telah menggunakan aktivator enzim β -glukosidase, yaitu butanol, sistein dan dithiothreitol dengan maksud untuk memacu dan meningkatkan aktivitas enzim β-glukosidase endogenus sehingga kadar vanillin buah vanili dapat ditingkatkan. Penelitian tersebut melaporkan bahwa perlakuan perendaman buah vanili segar dalam aktivator enzim β -glukosidase yaitu butanol 0,3 M dan sistein 1 mM selama 2 jam dan perendaman dalam dithiothreitol 1 mM dan sistein 1 mM selama 1 jam menghasilkan aktivitas enzim, kadar vanillin dan kadar gula yang lebih tinggi dibanding pengeringan standar (Metode Balitro II). Hal ini menunjukkan terdapatnya peluang untuk meningkatkan kualitas vanili kering Indonesia melalui modifikasi proses curing

tersebut.

Modifikasi proses curing vanili yang dilakukan Setyaningsih (2006) dengan cara merendam buah vanili segar dalam aktivator enzim butanol 0,3 M dan sistein 1 mM selama 2 jam menghasilkan kadar vanillin yang tinggi pada pengeringan I (suhu 40°C) hari ke-5, yaitu sebesar 2,8%. Nilai ini lebih tinggi dibandingkan proses curing standar yang menghasilkan kadar vanillin 1,2%. Kadar vanillin yang tinggi tersebut dicapai pada kondisi kadar air vanili sekitar 70%. Jika pengeringan dilanjutkan sampai kadar air 35% sesuai standar vanili kering, maka kadar vanillin akan menurun (1,15%) meskipun masih lebih tinggi dibanding standar yaitu curing tanpa modifikasi (0,6%). Penurunan ini diduga disebabkan oleh terjadinya degradasi vanillin dan penguapan sebagian senyawa volatil oleh panas pada saat pengeringan II yang suhunya 60°C.

3 Penurunan kadar vanillin tersebut menyebabkan tidak dijumpainya kadar vanillin yang tinggi di akhir proses curing. Bahkan penambahan antioksidan yaitu asam askorbat dan BHT tidak dapat mencegah degradasi vanillin, tetapi justru diduga menghambat reaksi pembentukan vanillin (Setyaningsih 2006). Berdasarkan hal tersebut maka diperlukan teknologi pengeringan vanili yang lebih baik untuk menyempurnakan hidrolisis semua prekursor senyawa flavor yang terikat sehingga dapat diperoleh kadar vanillin yang sesuai potensinya.

Pada penelitian ini dilakukan perbaikan modifikasi proses curing vanili melalui modifikasi proses pengeringan. Kajian juga akan dilakukan untuk meningkatkan absorpsi aktivator enzim β-glukosidase ke dalam jaringan buah vanili dengan teknik vacuum infiltration maupun pemberian tekanan tinggi pada tahap perendaman.

Modifikasi proses pengeringan dilakukan menggunakan pengeringan kimia (pengeringan absorpsi) yang dapat berlangsung pada suhu lebih rendah dan pengeringan menggunakan oven gelombang mikro (microwave oven). Pengeringan absorpsi merupakan suatu teknologi pengeringan alternatif yang dapat diaplikasikan pada hasil pertanian atau produk yang bernilai ekonomis tinggi dan cocok untuk pengeringan bahan yang peka terhadap panas. Keunggulan lainnya dari pengeringan absorpsi adalah biayanya yang murah, dapat mempercepat proses pengeringan, dan dapat mencegah kehilangan zat volatil selama pengeringan (Soekarto 2000).

Adapun pengeringan vanili menggunakan microwave oven telah dilakukan Dewi (2005) dan memberikan hasil bahwa pengeringan dengan microwave daya rendah menghasilkan kadar vanillin yang lebih baik. Pengeringan menggunakan

microwave juga dapat mempercepat tercapainya kadar air vanili kering yang diinginkan (hanya sekitar 3 jam untuk mendapatkan kadar air 20%). Oleh karena itu, penelitian ini akan mencoba menggabungkan proses curing termodifikasi dengan pengeringan microwave juga pengeringan kimia menggunakan absorben kapur api (CaO). Melalui perbaikan modifikasi proses curing, diharapkan proses pengeringan dapat dipersingkat dan kadar vanillin vanili dapat dipertahankan hingga tahap akhir proses curing sehingga kualitas vanili kering dapat ditingkatkan.

4

Perumusan Masalah

Vanili kering Indonesia diketahui masih mempunyai kualitas yang rendah. Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk memperbaiki kualitas vanili kering tersebut adalah dengan memodifikasi proses curing. Berdasarkan penelitian Setyaningsih (2006), diketahui bahwa kadar vanillin vanili mengalami penurunan jika kadar air diturunkan dari 70% menjadi 35%. Hal ini diduga disebabkan oleh pemanasan suhu tinggi yang menyebabkan reaksi oksidasi vanillin dan penguapan sebagian senyawa volatil yang telah terbentuk. Pada penelitian ini akan dilakukan analisis kadar vanillin setiap hari pada pengeringan I suhu 40oC dan pengeringan dihentikan jika kadar vanillin telah mencapai maksimum. Selanjutnya dilakukan modifikasi proses pengeringan II dengan cara pengeringan kimia menggunakan absorben kapur api (CaO) dan pengeringan menggunakan microwave oven.

Modifikasi proses juga dilakukan dengan cara meningkatkan absorpsi aktivator enzim β-glukosidase ke dalam jaringan vanili dengan teknik vacuum infiltration dan dengan pemberian tekanan tinggi, sehingga diharapkan dapat mempersingkat waktu perendaman.

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Merperbaiki proses curing vanili termodifikasi, dengan cara meningkatkan absorpsi aktivator enzim β-glukosidase ke dalam jaringan buah menggunakan teknik vacuum infiltration dan pemberian tekanan tinggi sehingga dapat mempersingkat waktu perendaman.

2. Mempertahankan kadar vanillin supaya tetap tinggi hingga akhir proses pengeringan dengan cara mengaplikasikan pengeringan kimia menggunakan absorben kapur api (CaO) dan microwave oven.

5

Hipotesa

1. Perendaman buah vanili dalam aktivator enzim β-glukosidase dengan pemberian tekanan vakum maupun tekanan tinggi dapat mempercepat absorpsi aktivator ke dalam jaringan buah vanili, dengan demikian waktu perendaman dapat dipersingkat.

2. Perbaikan cara pengeringan yaitu dengan menggunakan pengering absorpsi bersuhu rendah dengan absorben kapur api (CaO) maupun pengeringan cepat menggunakan microwave oven berdaya rendah (80 Watt) dapat mencegah reaksi oksidasi vanillin dan pengupan komponen volatil vanili akibat suhu tinggi, dengan demikian kadar vanillin diharapkan tetap tinggi hingga akhir proses curing.

Manfaat

Manfaat penelitian ini antara lain :

1. Memberikan nilai tambah bagi pengolahan vanili di Indonesia dengan memberikan pengetahuan tentang alternatif teknologi proses pengolahan buah vanili.

2. Mempersingkat waktu perendaman dalam aktivator enzim β-glukosidase (karena pemberian tekanan vakum maupun tekanan tinggi).

6

TINJAUAN PUSTAKA

Vanili

Tanaman vanili merupakan warga dari famili Orchidaceae (anggrek-anggrekan), yang merupakan famili terbesar dalam tanaman berbunga. Vanili mempunyai 700 genus dan 20.000 spesies (Purseglove et al. 1981). Dari sekian banyak jenis, jenis yang mempunyai nilai ekonomi yaitu V. planifolia, V. pompona, dan V. tahitensis. Di antara ketiga jenis tersebut, V. planifolia atau dikenal pula dengan V. fragnans Salisba Mens. mempunyai produksi yang lebih tinggi dan lebih bermutu karena kadar vanillinnya yang lebih tinggi. V. planifolia

juga paling banyak dijumpai di Indonesia (Hadisutrisno 2005). Kedudukan tanaman ini dalam sistematika tumbuhan diklasifikasikan sebagai berikut :

Divisi : Spermatophyta

Kelas : Angiospermae

Subkelas : Monocotyledoneae

Ordo : Orchidales

Famili : Orchidaceae

Genus : Vanili

Species : Vanili spp.

Keadaan iklim yang diperlukan oleh tanaman vanili adalah suhu udara 25-38oC, kelembaban udara sekitar 80%, dan hujan berulang-ulang tetapi tidak banyak. Keasaman (pH) tanah yang dikehendaki adalah 6-7 dengan drainase yang baik. Di Indonesia dengan curah hujan antara 2000-3000 mm per tahun pada ketinggian 400-800 m di atas permukaan laut, tanaman vanili tumbuh dan berproduksi dengan baik (Salim 1993). Tanaman vanili mulai berbunga setelah dua tahun, mulai berbuah setelah 3 tahun dan mencapai hasil maksimal dalam 10-12 tahun (Heath dan Reineccius 1986).

Buah vanili berbentuk kapsul (polong), bersudut tiga, bertangkai pendek, panjang 10-25 cm, diameter 5-15 mm, dan permukaannya licin. Buah vanili akan cukup masak dalam waktu 8-9 bulan setelah pembuahan. Buah muda berwarna hijau, bila sudah masak warnanya menjadi kekuning-kuningan. Biji buahnya

7 banyak, berwarna hitam, dan berukuran rata-rata 0,2 mm (Rismunandar dan Sukma 2003). Buah vanili segar dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1 Buah vanili segar.

Richard (1991) menyatakan bahwa waktu panen adalah faktor penting yang harus diperhatikan untuk mendapatkan kualitas vanili yang baik. Buah hendaknya dipanen pada saat yang tepat (cukup masak), jangan terlalu awal (kurang masak) atau terlalu masak. Buah yang dipanen tepat waktu, kandungan vanillinnya di atas 2,2%, berwarna hitam, berminyak, dan mengkilat. Bila dipanen kurang masak, buah terlalu kaku dan flavornya kurang sempurna karena kadar vanillinnya rendah. Sedangkan bila dipetik terlalu masak, buah akan pecah, sehingga harganya akan rendah. Buah vanili yang dipanen sekitar umur 240 hari (8 bulan) setelah penyerbukan akan menghasilkan kadar vanillin tertinggi, yaitu 2,95% (Salim 1993). Komposisi kimia buah vanili segar dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1 Komposisi kimia buah vanili segar Komposisi Kimia Kandungan (%) Air

Karbohidrat Lemak Kalium Kalsium Klor Nitrogen Magnesium

78 – 82 8 – 20

4 -15 0.005 0.003 0.0024

0.004 0.0015 Sumber : Purseglove et al. (1981)

8

Pengolahan Vanili (Curing)

Buah vanili diperdagangkan tidak dalam bentuk mentah, oleh karena itu memerlukan proses lebih lanjut. Vanili kering merupakan produk buah vanili yang paling banyak permintaannya di pasar (Suwandi dan Sudibyanto 2005). Proses pengolahan buah vanili dikenal dengan istilah curing. Dalam proses

curing, terjadi proses biokimia yang menyebabkan perubahan-perubahan pada buah vanili. (Kantor Pusat BRI 1986).

Purseglove et al. (1981) menyatakan bahwa buah vanili yang memasuki perdagangan internasional adalah dalam bentuk cured vanili dari V. fragnans, V. tahitensis, dan V. pompona. Di pasaran internasional, vanili Indonesia dikenal dengan sebutan Java Vanilla Beans (Ruhnayat 2004). Penentu kualitas utama dari

cured vanili adalah karakter aroma atau flavornya. Faktor-faktor lain yang juga turut menentukan kualitas cured vanili adalah penampakannya secara umum (terutama warna), fleksibilitas, panjang, kadar air dan kandungan vanillinnya (Purseglove et al. 1981; Heath dan Reineccius 1986). Kandungan vanillin yang tinggi diinginkan akan tetapi nilai ini tidak secara langsung sebanding dengan kualitas aroma atau flavor dari buah vanili.

Proses curing buah vanili terdiri dari beberapa tahap berikut : 1. Pelayuan (wilting treatment/killing/scalding)

Pelayuan bertujuan untuk mematikan sel-sel kulit bagian luar buah, dan memberikan jalan untuk bekerjanya enzim serta membantu mempermudah proses pengeringan (Nurdjanah dan Rusli 1998; Purseglove et al. 1981). Mula-mula, air dimasak dalam wadah atau drum

yang terbuat dari besi atau stainless steel. Setelah suhu air mencapai 63-65oC, polong vanili dicelupkan menggunakan wadah yang terbuat dari pelat besi berlubang atau anyaman kawat atau keranjang bambu (Ruhnayat 2004). Polong yang tua dicelup selama 3 menit karena lebih tebal dan padat, sedangkan polong yang muda atau terlalu tua cukup 1.5-2 menit. Pencelupan yang terlalu lama akan melembekkan serat sehingga dapat menurunkan kualitas, sedangkan pencelupan yang terlalu cepat tidak dapat memacu kerja enzim secara maksimal (Hadisutrisno 2005). Proses pelayuan yang sempurna ditandai oleh perubahan warna buah menjadi

9 coklat (Purseglove et al. 1981). Disamping pencelupan dalam air panas, pelayuan dapat dilakukan dengan cara penghamparan dan penggoresan (Suwandi dan Sudibyanto 2005).

2. Pemeraman (sweating)

Setelah dilayukan, polong vanili ditiriskan dan diperam selama 24 jam dalam tempat pemeraman. Tempat pemeraman terbuat dari peti kayu yang berdinding ganda. Di antara kedua dinding tersebut dimasukkan sabut kelapa atau serbuk gergaji yang berfungsi sebagai isolator agar suhu dapat dipertahankan antara 38-40oC. Untuk meningkatkan daya isolator dan menyerap air yang keluar dari polong vanili, bagian dalam kotak harus dilapisi dengan kain yang agak tebal. Jika suhu polong vanili yang sudah ditiriskan kurang dari 38-40oC, perlu dilakukan penjemuran atau pemanasan awal selama 3 jam sebelum diperam. Setelah itu, polong vanili dibungkus dengan kain hitam (Ruhnayat 2004).

Pemeraman bertujuan agar terjadi reaksi enzimatis dalam polong vanili, dimana enzim β-glukosidase akan mengubah glukovanillin menjadi vanillin dan glukosa (Purseglove et al. 1981; Ruhnayat 2004; Hadisutrisno 2005). Pada proses pemeraman ini terjadi perubahan secara biokimiawi dan enzimatik yang dapat menimbulkan aroma khas vanili (Suwandi dan Sudibyanto 2005). Tujuan lain dari pemeraman adalah untuk memperoleh tekstur dan fleksibilitas tertentu (Kantor Pusat BRI 1986). Vanili yang berubah warna menjadi kecoklatan (sawo matang), lentur (lemas), dan berminyak menunjukkan bahwa fermentasi telah berjalan sempurna. 3. Pengeringan (drying)

Setelah pemeraman selesai, polong dikeluarkan dari kotak dan langsung dijemur. Penjemuran dilakukan di atas kawat kasa yang telah dialasi kain hitam. Penjemuran bertujuan untuk menurunkan kadar air dari 70% menjadi 40-42%. Polong yang tua memerlukan waktu penjemuran hingga 15-20 hari, sedangkan polong muda sekitar 10-14 hari. Penjemuran dilakukan pada pukul 08.00-10.00. Setelah itu, kain hitam ditutup untuk menghindari polong dari terik matahari. Pada pukul 14.00-16.00 kain kembali dibuka. Setelah pukul 16.00, kain ditutup kembali dan kotak kasa

10 disimpan di dalam ruangan yang bersih dan berventilasi baik. Keesokan harinya, kotak kasa berisi vanili dibawa keluar untuk dijemur kembali (Hadisutrisno 2005). Proses pengeringan dan pemeraman dilakukan berselang-seling selama 5-7 hari, sampai buah vanili berwarna hitam (atau hitam kecoklat-coklatan) mengkilat, cukup kering, dan lentur (lemas). Menurut Rismunandar dan Sukma (2003), pengeringan dapat dilakukan menggunakan alat pengering pada suhu 60-65oC selama 3 jam.

Kadar air yang telah mencapai 40-42% diturunkan lagi menjadi 22-25% (Hadisutrisno 2005). Menurut Arana (1943) diacu dalam Purseglove

et al. (1981), kadar air optimum untuk cured vanili adalah 30-35%. Dengan turunnya kadar air, aroma vanili semakin muncul. Caranya dengan pengeringan secara lambat yang dilakukan di dalam ruangan yang kering bersih, sejuk, dengan ventilasi yang baik, dengan suhu ruang sekitar 28-29oC dan kelembaban udara 70-80%. Polong diletakkan di atas rak tripleks yang disusun dengan jarak 6 cm. Selama pengeringan, vanili harus terus dipantau karena rawan terhadap cendawan. Bila terdapat jamur, polong harus segera dibersihkan dengan air dingin atau air panas bila cendawannya banyak, bahkan dapat menggunakan alkohol 70% bila sangat parah. Lalu, polong tersebut dijemur kembali. Polong basah ini dipisahkan dari polong yang kering. Pengeringan telah selesai bila polong berwarna coklat kemerahan hingga kehitaman, beraroma tajam, dan lentur. Bila dililitkan pada jari akan kembali seperti semula. Dalam keadaan seperti ini atau kadar air 22-25%, polong dapat disimpan hingga 1-2 tahun (Hadisutrisno 2005). Menurut Ruhnayat (2004), pengeringanginan dilakukan dalam ruangan selama 30-45 hari. Pengeringanginan ini dapat dikombinasikan dengan oven yang bersuhu 50oC selama 3 jam setiap hari. Mutu vanili yang dihasilkan dengan cara kombinasi tersebut jauh lebih baik dan waktu yang diperlukan lebih singkat, yaitu sekitar 10 hari.

4. Penyimpanan (Conditioning)

Conditioning bertujuan untuk menyempurnakan atau memantapkan aroma vanili (Heath dan Reineccius 1986; Richard 1991). Polong-polong vanili diikat dengan tali sebanyak 50-100 polong per ikat. Kemudian

11 masing-masing ikatan dibungkus dengan kertas minyak, kertas perkamon (parafin) atau plastik. Selanjutnya, dimasukkan ke dalam peti yang dilapisi kertas minyak. Peti tersebut kemudian disimpan di ruangan yang sejuk dan kering (Suwandi dan Sudibyanto 2005). Penyimpanan ini dilakukan selama 2-3 bulan atau lebih lama untuk menyempurnakan perkembangan aroma dan flavor yang dikehendaki (Purseglove et al. 1981). Secara rutin dilakukan pemeriksaan untuk melihat adanya serangan jamur. Polong yang terserang jamur segera dibersihkan dengan kapas atau kain halus yang dibasahi alkohol. Polong yang kurang atau tidak keluar aromanya dijemur dan diperam kembali (Ruhnayat 2004). Menurut Purseglove et al. (1981),

conditioning normalnya dilakukan pada suhu ruang. Buah vanili kering hasil proses curing dapat dilihat pada Gambar 2.

Setiap negara penghasil vanili mengembangkan proses curing dengan cara yang berbeda-beda, akan tetapi secara umum terdapat empat tahap utama yaitu

killing, sweating, drying dan conditioning (Purseglove et al. 1981; Heath dan Reineccius 1986; Dignum et al. 2002). Kesalahan dalam proses pengolahan buah vanili akan mengakibatkan turunnya mutu vanili (Suwandi dan Sudibyanto 2005). Pada tahap awal killing dan sweating, hanya 40% glukovanillin yang terhidrolisis menjadi vanillin (Odoux 2000).

12

Flavor Vanili

Flavor vanili terbentuk dari sejumlah komponen aromatik yang dihasilkan selama proses curing, dimana vanillin adalah komponen flavor yang paling dominan. Flavor vanili dari berbagai belahan dunia bervariasi bergantung pada iklim, tanah, derajat polinasi, tingkat kematangan pada saat panen dan metode

curing yang digunakan (Purseglove et al. 1981).

Pembentukan aroma dan flavor selama proses curing merupakan akibat dari proses fermentasi. Cured vanili mengandung vanillin, asam-asam organik (p-hydroxy benzoic acid dan p-coumaric-acid), wax, gum, resin, tanin, pigmen, gula, selulosa dan mineral (Purseglove et al. 1981; Farrel 1990). Flavor vanili yang kaya dan lengkap mengandung lebih dari 200 senyawa volatil dan sebagian besar senyawa tersebut berperan dalam sifat organoleptik secara keseluruhan, akan tetapi hanya 26 senyawa yang ditemukan dalam konsentrasi lebih dari 1 ppm. Senyawa yang paling besar adalah 4-hydroxy-3-metoxybenzaldehide (vanillin) yaitu 2-2,8%, p-hydroxybenzaldehyde 0,2%, asam vanillat 0,2%, dan p-hydroxybenzylmethyl eter 0,02% dan asam asetat sekitar 0.02% (Anklam 1993; Klimes dan Lamparsky 1976, diacu dalam Anklam et al. 1997).

Vanillin hanya merupakan salah satu diantara sekian banyak komponen yang menyusun karakter aroma, akan tetapi kadar vanillin masih menjadi indikator/parameter penting untuk menilai kualitas cured vanili (Purseglove et al. 1981; Anklam et al. 1997). Beberapa komponen non-volatil kemungkinan juga memegang peranan penting dalam memodifikasi persepsi flavor. Sebagai contoh, resin tidak mempunyai aroma, akan tetapi mempunyai taste yang menyenangkan, sehingga secara keseluruhan juga menguntungkan dalam memantapkan komponen volatil aromatik dalam larutan ekstrak (Purseglove et al. 1981).

Terdapat tiga jenis glukosida yang menghasilkan vanillin dan komponen-komponen fenol lainnya sebagai hasil pemecahan hidrolitik. Glukosida terbanyak diidentifikasi sebagai glukovanillin, sementara itu glucovanillyl alkohol ditemukan dalam jumlah yang lebih kecil. Glukosida ketiga adalah ptotocatechuic acid (3,4-dihydroxy benzoic acid) (Heath dan Reineccius 1986). Vanillin terbentuk dari prekursor glukovanillin yang kemudian terhidrolisis selama proses

13 Arana 1943, diacu dalam Ruiz-Teran et al. 2001). Hidrolisis dari glukosida-glukosida lainnya menghasilkan komponen-komponen volatil lain yang berkontribusi pada terbentuknya aroma dan flavor secara keseluruhan. Perubahan lebih lanjut dari vanillin yang dibebaskan dan substrat-substrat lainnya terjadi melalui aksi enzim-enzim oksidasi dan selama tahap conditioning perubahan non-enzimatik memegang peranan penting dalam pembentukan aroma (Purseglove et al. 1981).

Modifikasi Proses Curing Vanili

Modifikasi atau perbaikan dalam teknologi proses curing dimaksudkan untuk meningkatkan kualitas vanili kering Indonesia. Setyaningsih et al. (2003) telah melakukan modifikasi ini, yaitu dengan penambahan perlakuan sebelum tahap killing (pelayuan). Perlakuan tersebut dilakukan dengan cara penyayatan buah (straching) dan perendaman buah vanili dalam aktivator enzim β -glukosidase untuk memacu dan meningkatkan aktivitas enzim β-glukosidase endogenus. Penyayatan dimaksudkan untuk memudahkan masuknya aktivator enzim β-glukosidase ke dalam jaringan vanili.

Perlakuan scratching (penyayatan) ini telah dilakukan pula pada metode Guadeloupe (Purseglove et al. 1981). Adanya penyayatan memberikan hasil yang lebih baik, dimana tingkat pecahnya buah menjadi rendah, waktu untuk sweating

dan drying menjadi lebih pendek, serta kandungan vanillin dapat ditingkatkan. Akan tetapi, teknik ini menjadikan vanili lebih mudah terserang jamur dan mempunyai fleksibilitas dan penampakan yang lebih rendah daripada teknik yang umum dilakukan.

Pada modifikasi curing yang dilakukan Setyaningsih et al. (2003), aktivator enzim yang berhasil meningkatkan aktivitas enzim β-glukosidase endogenus adalah butanol 0,3 M dan sistein 1 mM serta dithiotreinol 1 mM dan sistein 1 mM, dengan waktu perendaman vanili berturut-turut selama dua jam dan satu jam. Modifikasi lain yang dilakukan adalah dengan melakukan pelayuan pada suhu 40oC selama 30 menit. Pada proses curing standar (metode Balitro II), pelayuan dilakukan pada suhu 60oC selama 3 menit. Suhu 40oC pada tahap

14 pelayuan modifikasi proses curing Setyaningsih et al. (2003) dipilih karena pada suhu tersebut enzim β-glukosidase menghasilkan aktivitas tertinggi.

Secara keseluruhan, pada proses modifikasi terdapat enam tahap pengolahan, yaitu penyayatan (statching), perendaman dalam aktivator enzim β -glukosidase, pelayuan (killing), pemeraman (sweating), pengeringan (drying) dan

conditioning. Modifikasi proses curing yang dilakukan Setyaningsih et al. (2003) ini menghasilkan peningkatan aktivitas enzim, kadar vanillin, dan kadar gula dibandingkan metode curing standar (metode Balitro II).

Penggunaan butanol sebagai aktivator enzim β-glukosidase dikarenakan enzim cenderung menggunakan alkohol dibandingkan dengan air sebagai penerima bagian glikosil sehingga dapat meningkatkan reaksi. Gugus hidroksil n-butanol akan terikat pada enzim β-glukosidase melalui ikatan hidrogen. Gugus hidroksil pada butanol menyebabkan butanol dapat larut dalam air melalui sistem kopelarut satu fase. Sistem kopelarut adalah sistem yang melarutkan pelarut organik (butanol) pada larutan penyangga yaitu air dalam satu fase sehingga enzim masih dapat mengikat air. Adanya air menyebabkan struktur enzim menjadi lebih fleksibel sehingga lebih mudah berikatan dengan substrat (Setyaningsih 2006).

Adapun sistein termasuk asam amino non esensial dalam pertumbuhan sel dan mempunyai karakter berupa kristal putih, bersifat higroskopis, larut dalam air dan alkohol. Sistein mempunyai gugus SH yang membantu kestabilan struktur enzim. Gugus SH adalah gugus yang mudah teroksidasi. Ketika ada reaksi oksidasi, gugus SH akan diserang terlebih dahulu sehingga enzim dapat terlindungi (Setyaningsih 2006).

Standar Mutu Vanili

Ekspor vanili Indonesia selama ini ditujukan ke pasar Amerika Serikat. Namun, perkembangan sepuluh tahun terakhir, selain Amerika Serikat, vanili Indonesia juga diekspor ke beberapa negara Eropa seperti Jerman, Inggris, dan Perancis; Australia; dan beberapa negara Asia seperti Jepang dan Korea. Di pasar Amerika Serikat, vanili yang berkadar air rendah (20-25%) lebih disukai karena sebagian besar digunakan untuk keperluan industri ekstraksi. Untuk pasar

15 Perancis, Jerman, dan Jepang, dikehendaki vanili yang berpenampilan baik, berkadar vanillin tinggi, dan beraroma tajam. Ini disebabkan sebagian vanili di negara tersebut digunakan untuk konsumsi rumah tangga yang dipasarkan dalam kemasan glass tube (Risfaheri et al. 1998; Suwandi dan Sudibyanto 2005).

Untuk menyeragamkan mutu vanili, Organisasi Standar Internasional (ISO) telah menetapkan spesifikasi komoditi vanili yang diperdagangkan di pasar dunia dengan menggunakan ISO 5565-1982. Semua negara produsen (termasuk Indonesia) maupun konsumen mengacu pada standar ISO tersebut (Suwandi dan Sudibyanto 2005). Adapun di Indonesia, standar mutu vanili yang digunakan adalah berdasarkan SNI 01-0010-2002 yang merupakan hasil revisi pada rapat kaji ulang, prakonsensus dan konsensus nasional pada tanggal 17 Oktober 2002. Standar ini mengacu pada acuan normatif ISO 948:1980, tentang Spices and Condiments-Sampling.

Tabel 2 Syarat umum vanili

No Jenis Mutu Persyaratan 1 Bau Bau khas vanilla

2 Warna Hitam mengkilat, hitam kecoklatan mengkilap, sampai coklat

3 Keadaan polong Penuh berisi sampai dengan kurang berisi, berminyak, lentur sampai dengan kaku

4 Benda-benda asing Bebas 5 Kapang Bebas Sumber : SNI 01-0010-2002

Tabel 3 Syarat mutu vanili Indonesia

Persyaratan Jenis Mutu

Mutu 1A Mutu 1B Mutu II Mutu III Bentuk Utuh Utuh Utuh/dipotong Utuh/dipotong Ukuran polong

utuh (cm)

Min. 11 Min. 11 Min. 8 Min. 8 Ukuran polong

dipotong-potong

Tidak ada Tidak ada Tidak disyaratkan

Tidak disyaratkan %Polong utuh

yang pecah dan terpotong

Maks. 5 Tidak disyaratkan

Tidak disyaratkan

Tidak disyaratkan % kadar air Maks. 38 Maks. 38 Maks. 30 Maks. 25 % kadar vanilin Min. 2,25 Min. 2,25 Min. 1,50 Min. 1,00 % kadar abu Maks. 8 Maks. 8 Maks. 9 Maks. 10 Sumber : SNI 01-0010-2002

16 Keterangan :

1. Buah polong vanili yang cukup tua adalah yang hijau kekuning-kuningan dengan ujung yang menguning.

2. Polong utuh yang pecah adalah vanili yang disajikan dalam bentuk utuh, tetapi pecah lebih dari 4 cm ukuran panjangnya.

3. Benda asing adalah bahan-bahan bukan vanili, misalnya ranting, batu, tanah, bagian tubuh serangga dan lain-lainnya yang terikut dalam vanili. 4. Vanili yang ditumbuhi atau diserang oleh kapang dapat dilihat dengan

mata biasa

5. Polong utuh yang terpotong adalah polong vanili yang pada bagian ujungnya terpotong sebagian tapi persyaratan panjang minimumnya masih terpenuhi.

Pengeringan Vanili

Pengeringan didefinisikan sebagai proses pemberian panas di bawah kondisi yang terkontrol untuk menghilangkan sebagian besar air yang terkandung dalam bahan (Fellows 2000). Pengeringan merupakan metode tertua untuk tujuan preservasi (pengawetan) bahan (Edmont et al. 1957; Singh dan Heldman 2001). Beberapa faktor yang mempengaruhi laju pengeringan diantaranya adalah kondisi proses (temperatur dan kelembaban udara), jenis bahan pangan yang dikeringkan dan desain alat pengering.

Mekanisme pengeringan diterangkan melalui teori tekanan uap. Air yang diuapkan terdiri dari air bebas dan air terikat. Air bebas berada di permukaan dan yang pertama kali mengalami penguapan. Bila air permukaan telah habis, maka terjadi migrasi air dan uap air dari bagian dalam bahan secara difusi karena perbedaaan konsentrasi atau tekanan uap pada bagian dalam dan luar bahan (Fellows 2000). Pengeringan akan mengurangi massa dan volume produk dalam jumlah yang signifikan dan meningkatkan efisiensi untuk transportasi produk dan penyimpanan (Singh dan Heldman 2001). Secara umum, produk-produk hortikultura dikeringkan dengan dua cara, yaitu pengeringan secara alami ( sun-drying) dan pengeringan buatan (Edmont et al. 1957).

17 Pengeringan vanili dapat dilakukan dengan cara penjemuran di bawah sinar matahari atau menggunakan pengering buatan. Pengeringan menggunakan sinar matahari dilakukan dengan menghamparkan vanili di atas lembaran kain hitam tebal berukuran kira-kira 1,5 m yang kurang lebih dapat membungkus 10-15 kg buah vanili. Untuk memudahkan penjemuran, dapat dibuat para-para dari bambu setinggi 0,9 m, lebar 1,5 m, dan panjang 10-12 m (untuk menjemur 10 kg buah vanili). Di atas para-para ini dihamparkan kain katun sebagai alas vanili, yang dijemur selama 2-2,5 jam (tergantung dari panas teriknya matahari). Selama penjemuran ini, vanili tersebut dibungkus kembali menggunakan kain hitam dan dipanaskan lagi selama 2 jam (Kantor Pusat BRI 1996).

Pengeringan buatan buah vanili telah banyak dipelajari untuk mengatasi permasalahan yang sering muncul dalam pengeringan tradisional. Arana (1944)

diacu dalam Purseglove et al. (1981) membandingkan pengeringan tradisional dengan matahari dengan oven pada suhu 45oC dimana kelembaban dijaga tetap tinggi. Pemeraman dan pengeringan menggunakan oven dilaporkan menghasilkan keuntungan dimana tumbuhnya jamur dapat dikurangi dan waktu proses menjadi lebih singkat. Penggunaan lampu infra merah juga telah dipelajari oleh Cernuda dan Loustalot (1948) diacu dalam Purseglove et al. (1981), akan tetapi metode pengeringan ini dilaporkan tidak memberikan keuntungan (mahal) dan dapat memacu oksidasi yang pada akhirnya merusak cured vanili.

Widodo (1988) melakukan percobaan pengeringan vanili menggunakan alat pengering kabinet bertenaga listrik. Diperoleh hasil bahwa untuk menurunkan kadar air vanili dari 70,06% bb sampai kadar air 35,80% bb dibutuhkan waktu 48 jam dengan suhu pengeringan rata-rata 67,8°C. Energi yang dibutuhkan adalah sebesar 91.000 kJ. Percobaan ini juga memberikan informasi bahwa setelah pengujian mutu secara organoleptik, vanili hasil pengeringan tersebut lebih baik daripada mutu pengeringan hasil pengeringan dengan sinar matahari.

Pengeringan vanili menggunakan microwave oven dilakukan oleh Dewi (2005). Penelitian tersebut menyatakan bahwa pengeringan microwave dengan daya rendah yaitu 80 Watt menghasilkan kadar vanillin yang lebih baik daripada daya lebih tinggi. Semakin lama waktu pengeringan maka proses penurunan kadar air semakin cepat dan laju pengeringan semakin meningkat. Secara umum terjadi

18 penurunan kadar air dan peningkatan kadar vanillin selama proses pemeraman tetapi terjadi penurunan kadar vanillin selama proses pengeringan sebagai akibat suhu pemanasan yang tinggi sehingga merusak enzim.

Selama pengeringan, produk akan mengalami perubahan warna, tekstur, flavor dan aroma. Dinyatakan oleh Mazza dan LeMaguer (1980) diacu dalam

Fellows (2000), bahwa panas tidak hanya menguapkan air selama pengeringan, akan tetapi juga menyebabkan hilangnya komponen volatil dari bahan pangan dan sebagai akibatnya sebagian besar bahan pangan yang dikeringkan mempunyai flavor yang lebih rendah daripada bahan asalnya. Tingkat hilangnya komponen volatil bahan tergantung pada temperatur, kandungan air dalam bahan, tekanan uap komponen volatil dan solubilitas komponen volatil tersebut dalam uap air. Komponen volatil yang mempunyai volatilitas dan difusivitas relatif tinggi akan hilang pada tahap awal pengeringan. Bahan pangan yang mempunyai kandungan flavor dengan nilai ekonomi tinggi (misalnya herba dan rempah) hendaknya dipanaskan pada suhu yang rendah.

Menurut Fellows (2000), struktur porous yang terbuka dari produk yang dikeringkan kemungkinan akan terisi oleh oksigen, dan hal ini menjadi penyebab kedua terpenting dari hilangnya aroma karena terjadinya oksidasi komponen-komponen volatil dan lemak selama penyimpanan. Perubahan flavor dalam buah-buahan sebagai akibat oksidasi atau aktivitas enzim hidrolitik dapat dicegah dengan menggunakan sulfur dioksida, asam askorbat atau asam sitrat atau melalui pasteurisasi pada susu atau jus buah dan blanching pada sayur-sayuran. Pencegahan dapat pula dilakukan dengan penambahan enzim atau aktivasi enzim yang secara alami terkandung dalam bahan yang dikeringkan yang dapat menghasilkan flavor dari prekursor flavor dalam bahan pangan.

Anklam et al. (1997) melaporkan bahwa vanillin dapat teroksidasi menjadi asam vanilat dan juga divanillin. Divanillin yaitu produk dimerik vanili terdeteksi setelah vanillin mengalami oksidasi dalam larutan yang mengandung hidrogen peroksida dan enzim peroksidase. Penambahan peroksida saja tidak menyebabkan terbentuknya produk oksidasi vanillin. Adapun asam vanilat merupakan produk oksidasi vanillin dengan adanya enzim xanthine oksidase. Kecepatan oksidasi

19 vanillin yang dihasilkan dari ekstrak vanili alami diketahui lebih rendah dibandingkan vanillin sintetik.

Pengeringan Absorpsi

Pengeringan absorpsi adalah proses pengeringan melalui penyerapan air di dalam bahan pangan oleh material penghisap yang bersifat poros. Mekanisme yang terjadi adalah proses penarikan air dari dalam bahan pangan dengan prinsip kapiler oleh absorben. Air yang terhisap absorben tidak hanya pada bagian permukaan absorben tersebut, tetapi terdistribusi secara merata ke seluruh bagian absorben (Hall 1957).

Dalam proses pengeringan absorpsi, sejumlah bahan dan absorben diletakkan dalam suatu ruangan yang tertutup rapat. Bahan pengisap yang digunakan harus memiliki tekanan uap air yang lebih rendah dibandingkan dengan bahan yang akan dikeringkan (Christensen 1974). Pengeringan absorpsi tidak menggunakan aliran udara pengering dan suhu tinggi, sehingga faktor yang mempengaruhi proses pengeringan adalah kelembaban udara pengering.

Jenis Pengeringan Absorpsi

Sifat penyerapan air oleh bahan absorben telah banyak digunakan terutama di dalam kemasan untuk mencegah penyerapan air oleh produk (dikenal sebagai proses desikasi dalam kemasan). Menurut Samuel dan Vedamurthy (1984), absorben atau desikan yang digunakan untuk pengurangan air dari udara yang kontak dengan bahan pangan harus bersifat non korosif, tidak berbau, tidak beracun, tidak mudah terbakar, secara kimiawi bersifat inert terhadap ketidakmurnian udara, dan mudah didaur ulang. Selain itu, harganya juga harus relatif murah. Untuk bahan pangan, desikan yang umum digunakan berupa silika gel atau kalsium oksida (CaO), karena bahan-bahan ini merupakan bahan pengering yang mudah diperoleh dan tidak berbahaya, sehingga bila terserap ke dalam bahan pangan tidak membahayakan konsumen.

Kapur api (CaO) juga merupakan material penyerap air atau absorben yang sangat baik untuk pengeringan secara absorpsi. Pengeringan absorpsi dengan

20 kapur api merupakan metode pengeringan yang sederhana dengan bahan absorben yang relatif murah.

Prinsip Pengeringan Absorpsi dengan Kapur Api

Proses terjadinya pengeringan secara absorpsi dengan absorben kapur api (CaO) adalah terjadinya penyerapan uap air yang ada di udara (lingkungan) pengering oleh absorben sehingga uap air udara pengering menjadi sangat rendah. Rendahnya RH udara pengering mengakibatkan terjadinya penguapan air bahan yang dikeringkan ke lingkungan udara pengering. Menurut Soekarto (2000), prinsip pengeringan dengan kapur api atau CaO di dalam lemari pengering absorpsi berlangsung melalui proses penting sebagai berikut : (1) CaO menyerap dan bereaksi dengan uap air dalam ruangan pengering; (2) reaksi CaO dengan air melepaskan energi panas dan menurunkan RH ruang pengering; (3) energi panas diserap bahan untuk menguapkan kandungan air meninggalkan bahan; (4) uap air dari bahan mengalir ke ruang pengering untuk kemudian diserap CaO. Proses tersebut berlangsung secara terus-menerus sampai tercapai kondisi kesetimbangan atau ekuilibrium.

Jadi dalam proses pengeringan secara absorpsi dengan absorben kapur api (CaO), pengeringan bahan disebabkan oleh adanya perbedaan RH udara pengering karena diabsorpsi oleh absorben dengan aktivitas air (aw) bahan, karena

uap air yang ada di udara diserap oleh absorben.

Karakteristik Kapur Api

Kapur api atau disebut juga kapur gamping maupun kapur tohor merupakan padatan berwarna putih yang berbentuk bongkahan dengan rumus kimia CaO dan mempunyai titik cair 2570oC serta titik didih 2850oC. Kapur api merupakan bahan pengering yang telah banyak digunakan dalam desikator dengan kapasitas yang sedang dan meninggalkan udara yang cukup kering. CaO mudah diperoleh sebagai kapur api dengan harga yang murah. CaO bersifat tidak mencair, bereaksi dengan air membentuk basa, dengan menyisakan 3 x 10-3 mg air/l udara yang dikeringkan (Harjadi 1990). Kapur api yang telah mati berupa

21 serbuk sehingga bila dipakai dalam desikator harus diusahakan agar debunya tidak mengganggu, misalnya dengan memberi tutup kain halus.

Gaspary dan Bucher (1981) meyatakan bahwa CaO diproduksi dengan memanaskan batu kapur pada suhu 800oC-1200oC. Kapur api dapat dikelaskan berdasarkan derajat panas yang diberikan pada waktu pembentukannya, yaitu :

1. Soft burnt lime, dihasilkan melalui pembakaran pada kisaran suhu 800oC dengan sifat produk yang sangat reaktif (berupa CaO).

2. Hard burnt lime, dihasilkan melalui pembakaran pada kisaran suhu sekitar 1200oC dan waktu yang lebih lama, sehingga terbentuk kristal dengan sifat yang reaktivitasnya rendah (berupa Ca).

3. Medium burnt lime, dihasilkan melalui proses dengan waktu dan suhu di antara kedua proses di atas.

Komposisi kimia kapur api dari Kabupaten Pasaman, Sumatera Barat yaitu dari Kajai dan Kemang Udik masing-masing mengandung CaO sebesar 93,6% dan 94,2% (Gaspary dan Bucher 1981). Sedangkan kapur api produksi PD Djaja Ciampea Bogor yang dianalisa oleh Sucofindo pada tahun 1998, mengandung CaO sebesar 88,82%.

Energi Panas Dari Kapur Api

CaO disebut kapur api karena apabila material tersebut bereaksi dengan air akan dihasilkan panas yang tinggi. Menurut Halim (1995), dibandingkan dengan desikan atau absorben yang lain yang sering digunakan untuk pengeringan bahan pangan, CaO memiliki kelebihan yaitu dapat menghasilkan energi panas saat bereaksi dengan air. Fenomena pelepasan energi dalam CaO ini dapat dimanfaatkan untuk mempercepat proses pengeringan di dalam bahan pangan.

Chang dan Tikkanen (1988) mengemukakan bahwa umur simpan kapur api relatif singkat (sekitar 60 hari), karena kapur api ini cepat bereaksi secara eksotermik dengan air untuk membentuk Ca(OH)2. Reaksi yang bersifat

eksotermik ini mengakibatkan terjadinya peningkatan suhu akibat pelepasan energi reaksi CaO dengan air sebagai berikut :

22 Reaksi yang bersifat eksotermik tersebut menghasilkan peningkatan suhu, tetapi suhu bahan selama pengeringan berlangsung kurang lebih konstan karena energi panas yang dilepaskan kapur (reaksi eksotermik) terus diserap bahan dan segera digunakan untuk penguapan air yang dikandung bahan (reaksi endotermik), dengan proses endotermik dan eksotermik yang kurang lebih setimbang (Soekarto 2000).

Aplikasi Pengeringan Absorpsi Dengan Kapur Api

Pemanfaatan kapur api sebagai absorben dalam proses pengeringan absorpsi telah dicobakan pada beberapa produk yaitu pada pengeringan biji lada (Halim 1995), pengeringan brem padat (Hersasi 1996), pengeringan fillet ikan (Asikin 1998), pengeringan gabah (Fuadi 1999), pengeringan biji pala (Suryani 1999), pengeringan benih tomat (Suzana 2000), dan pengeringan lada hitam (Wulandari 2002).

Pengeringan absorpsi pada lada hitam yang dilakukan Halim (1995), memerlukan waktu pengeringan yang sama dengan waktu pengeringan secara penjemuran yaitu selama 8 hari, dengan rendemen lada hitam yang relatif sama. Tetapi pengeringan absorpsi dapat menghambat proses kehilangan minyak atsiri lada selama pengeringan, dimana kehilangan minyak atsiri dapat dihambat sebanyak 5 kali lipat untuk lada segar dan 14 kali lipat untuk lada kering petani dibandingkan dengan metode oven.

Penggunaan kapur api sebagai absorben pada pengeringan brem padat dapat mempersingkat waktu pengeringannya. Pengeringan brem padat untuk mencapai kadar air 16% basis kering pada suhu kamar yang biasanya memerlukan waktu 18 jam, dapat dipersingkat waktunya menjadi 12 jam (Hersasi 1996). Selain lebih cepat, pengeringan brem dapat dilakukan di daerah yang memiliki RH udara rata-rata yang tinggi seperti di daerah Bogor, yang sulit digunakan untuk mengeringkan brem padat.

Pengeringan absorpsi telah diaplikasikan pula untuk mengeringkan bahan hewani seperti fillet ikan dengan menurunkan kadar air ikan menjadi 9,04% basis basah. Pengeringan fillet ikan dengan alat pengering absorpsi pada RH 20% dan suhu 29oC memiliki laju pengeringan yang lebih lambat dibandingkan dengan

23 pengeringan menggunakan alat pengering model terowongan pada RH 40%, suhu 40oC dan aliran udara 2,0 m/detik (Asikin 1998).

Pada pengeringan biji pala bertempurung, waktu yang dibutuhkan pengeringan absorpsi lebih lama, yaitu 8-9 hari dibanding waktu pengeringan dengan penjemuran selama 7 hari (rata-rata lama penjemuran 3 jam/hari). Rendemen minyak atsiri kedua metode tersebut juga tidak berbeda nyata, yaitu sebesar 11,78% pada pengeringan absorpsi dan 10,92% pada penjemuran. Meskipun demikian, biji pala yang dikeringkan dengan pengering absorpsi memiliki penampakan dan warna yang paling baik (Suryani 1999).

Hasil penelitian Suzana (2000) menunjukkan bahwa pengeringan benih tomat dengan alat pengering absorpsi selama satu hari dapat menghasilkan benih tomat kering dengan kadar air 5,5% bb. Uji viabilitas menunjukkan bahwa benih tomat memiliki daya kecambah yang cukup baik yaitu antara 70% sampai 94,5%.

Adapun hasil penelitian Wulandari (2002) menunjukkan bahwa pengeringan absorpsi pada lada hitam dapat memperkecil hilangnya minyak atsiri pada lada dibanding pengeringan menggunakan sinar matahari. Proses pengeringan absorpsi juga dapat berlangsung lebih cepat (sekitar 4-5 hari) untuk mencapai kadar air 12% dibandingkan pengeringan menggunakan sinar matahari (7-8 hari).

Keunggulan Pengering Absorpsi Dengan Kapur Api

Menurut Soekarto (2000), pengeringan dengan kapur api memiliki beberapa keunggulan yaitu : (1) bahan absorben kapur api mudah didapat dan harganya murah; (2) daya pengeringannya kuat; (3) cocok untuk pengeringan bahan yang peka terhadap panas dan sinar; (4) dapat mencegah kehilangan zat volatil selama pengeringan; (5) tidak memerlukan bahan bakar yang dapat mencemari lingkungan; (6) hasil sampingnya berupa bahan kapur Ca(OH)2 yang

banyak manfaatnya; dan (7) laju pengeringannya dapat dikendalikan.

Pengeringan absorpsi juga memiliki rendemen yang baik karena dapat menekan kehilangan bahan akibat tercecer (Halim 1995). Selain itu, pengering absorpsi mudah dalam proses pengeringannya dan peralatan yang digunakan relatif sederhana.

24

Pengeringan Microwave

Microwave merupakan bentuk dari energi gelombang elektromagnetik dengan frekuensi berkisar antara 300 MHz-300GHz yang dapat diaplikasikan secara luas dalam industri. Pengeringan adalah salah satu aplikasi dari penggunaan microwave yang telah dilakukan selama 40 tahun terakhir untuk mengeringkan bahan pangan, produk-produk kayu, kertas, tekstil, produk-produk mineral dan bahan-bahan kimia (Mujumdar 2003).

Pemanasan dan pengeringan menggunakan microwave berbeda dengan metode pengeringan konvensional. Metode konvensional diatur oleh gradien temperatur antara temperatur luar dan temperatur dalam bahan, sedangkan mekanisme pemanasan dari frekuensi microwave tidak diatur oleh gradien temperatur. Energi yang dihasilkan diserap oleh bahan yang masih basah. Peralatan microwave terdiri dari tiga komponen utama, yaitu microwave generator, waveguide, dan applicator. Keuntungan pengeringan menggunakan

microwave diantaranya prosesnya cepat, kecepatan pengeringan tinggi, waktu pengeringan lebih singkat, kualitas produk menjadi lebih seragam dan lebih baik jika dikombinasikan dengan proses pengeringan konvensional lainnya (misalnya

vacuum drying atau freeze drying), konsumsi energi menjadi lebih rendah, dan menghemat biaya (Mujumdar 2003; Wang et al. 2004). Bahan pangan dengan kandungan air tinggi seperti buah dan sayuran dapat menyerap energi microwave

dengan cepat.

Pemanasan dengan microwave merupakan akibat dari interaksi kimia kandungan bahan pangan dengan medan elektromagnetik. Ketika gelombang

microwave diaplikasikan pada bahan pangan, dipol-dipol molekul air dan molekul polar lainnya akan berusaha berorientasi ke dalam medan elektromagnetik tersebut (seperti halnya kompas di dalam medan magnet). Karena terjadi perubahan osilasi yang sangat cepat dalam medan elektromagnet antara kutup positif dan negatif berjuta-juta kali setiap menit, maka dipol-dipol tersebut akan berusaha mengikutinya. Perubahan yang sangat cepat tersebut pada akhirnya akan menimbulkan panas friksi. Meningkatnya temperatur dalam molekul air akan memanaskan komponen-komponen di sekitarnya dalam bahan pangan tersebut melalui konduksi maupun konveksi (Mujumdar 2003). Dapat dikatakan bahwa

Lampiran 11 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan pemberian tekanan pada tahap perendaman dalam aktivator enzim (Kadar vanillin)

Lampiran 11a Analisis sidik ragam rata-rata kadar vanillin tahap perendaman hingga pengeringan (tekanan 5 kPa)

Sumber Keragaman df JK KT F hit F α=0,05 F α=0,01 Waktu perendaman 4 0,04982 0,0124 5387,60 5,192 11,392 Error 5 0,00001 0,000002

Total 9

Lampiran 11b Uji lanjut Duncan rata-rata kadar vanillin (tekanan 5 kPa) Perlakuan Rata-rata Peringkat α=0,05

10 menit 1,0755 A

30 menit 1,0719 A

20 menit 0,9764 B

40 menit 0,9692 C

5 menit 0,8877 D

Lampiran 11c Analisis sidik ragam rata-rata kadar vanillin tahap perendaman hingga pengeringan (tekanan 50 kPa)

Sumber Keragaman df JK KT F hit F α=0,05 F α=0,01 Waktu perendaman 4 0,0396 0,00992 16,26 5,192 11,392 Error 5 0,0030 0,00061

Total 9 0,0426

Lampiran 11d Uji lanjut Duncan rata-rata kadar vanillin (tekanan 50 kPa) Perlakuan Rata-rata Peringkat α=0,05

30 menit 1,02360 A

10 menit 1,01855 A

20 menit 0,98410 A

40 menit 0,89585 B

5 menit 0,87240 B

Lampiran 11e Analisis sidik ragam rata-rata kadar vanillin tahap perendaman hingga pengeringan (tekanan 100 kPa)

Sumber Keragaman _{df JK KT F hit} F α=0,05 F α=0,01 Waktu perendaman 4 0,04406 0,01102 35,67 5,192 11,392 Error 5 0,00154 0,0003

Total 9 0,0456

Lampiran 11f Uji lanjut Duncan rata-rata kadar vanillin (tekanan 100 kPa) Perlakuan Rata-rata Peringkat α=0,05

10 menit 0,84185 A

Lampiran 11g Analisis sidik ragam rata-rata kadar vanillin tahap perendaman hingga pengeringan (tekanan tinggi 100 kPa di atas normal)

Sumber Keragaman df JK KT F hit F α=0,05 F α=0,01 Waktu perendaman 4 0,02161 0,0054 1655,82 5,192 11,392 Error 5 0,00002 0,000003

Total 9 0,02163

Lampiran 11h Uji lanjut Duncan rata-rata kadar vanillin (tekanan tinggi 100 kPa di atas normal)

Perlakuan Rata-rata Peringkat α=0,05

15 menit 0,947100 A

20 menit 0,903950 B

5 menit 0,862200 C

10 menit 0,85625 D

3 menit 0,80975 E

Lampiran 11i Analisis sidik ragam rata-rata kadar vanillin tahap perendaman hingga pengeringan (tekanan tinggi 150 kPa di atas normal)

Sumber Keragaman df JK KT F hit F α=0,05 F α=0,01 Waktu perendaman 4 0,011109 0,002777 914,53 5,192 11,392 Error 5 0,000015 0,000003

Total 9 0,011124

Lampiran 11j Uji lanjut Duncan rata-rata kadar vanillin (tekanan tinggi 150 kPa di atas normal)

Perlakuan Rata-rata Peringkat α=0,05

15 menit 0,87390 A

5 menit 0,87350 A

20 menit 0,85555 B

3 menit 0,80430 C

Lampiran 12 Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan vanili kering hasil pengeringan

Lampiran 12a Analisis sidik ragam kadar vanillin metode pengeringan

Sumber Keragaman _{df JK KT F hit} F α=0,05 F α=0,01 Metode pengeringan 3 0,89709 0,29903 11,94 6,591 16,694 Error 4 0,10016 0,02504

Total 7 0,99725

Lampiran 12b Uji lanjut Duncan rata-rata kadar vanillin Perlakuan Rata-rata Peringkat α=0,05 Oven (modifikasi) 1,3996 A

Balitro 0,9592 B Pengering Absorpsi 0,8158 B C Microwave Oven 0,4864 C

Lampiran 12c Analisis sidik ragam gula pereduksi metode pengeringan

Sumber Keragaman df JK KT F hit F α=0,05 F α=0,01 Metode pengeringan 3 33,8215 11,2738 7,81 6,591 16,694 Error 4 5,7736 1,4434

Total 7 39,5951

Lampiran 12d Uji lanjut Duncan rata-rata gula pereduksi Perlakuan Rata-rata Peringkat α=0,05 Oven (modifikasi) 8,571 A

Balitro 5,352 A B Microwave Oven 4,841 B Pengering Absorpsi 2,842 B

Lampiran 12e Analisis sidik ragam pH metode pengeringan

Sumber Keragaman df JK KT F hit F α=0,05 F α=0,01 Metode pengeringan 3 0,80894 0,269646 7190,56 6,591 16,694 Error 4 0,00015 0,000038

Total 7 0,80909

Lampiran 12f Uji lanjut Duncan rata-rata pH

Perlakuan Rata-rata Peringkat α=0,05 Pengering Absorpsi 5.885 A

Microwave Oven 5.275 B

Balitro 5.190 C

Oven (modifikasi) 5.055 D

Lampiran 12g Analisis sidik ragam total asam metode pengeringan

Sumber Keragaman df JK KT F hit F α=0,05 F α=0,01 Metode pengeringan 3 222,1055 74,0351 8,92 6,591 16,694 Error 4 33,2113 8,3028

Total 7 255,3168

Lampiran 12h Uji lanjut Duncan rata-rata total asam Perlakuan Rata-rata Peringkat α=0,05 Oven (modifikasi) 28,580 A

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Hasil analisis aktivitas enzim dan kadar vanillin rata-rata dari buah segar hingga tahap pengeringan pertama hari pertama menunjukkan bahwa buah vanili utuh tanpa mengalami penyayatan serta penusukan menghasilkan nilai lebih tinggi. Aktivitas enzim yang dihasilkan lebih tinggi 1,15 kali aktivitas enzim buah segar untuk perendaman menggunakan teknik vakum 5 kPa dan 1,11 kali untuk perendaman menggunakan tekanan tinggi 100 kPa di atas tekanan normal, sedangkan buah yang disayat dan ditusuk menghasilkan aktivitas enzim rata-rata yang lebih rendah. Sementara itu kadar vanillin buah vanili utuh lebih tinggi 1,52 kali buah segar untuk pemberian tekanan vakum 5 kPa dan lebih tinggi 1,48 kali untuk pemberian tekanan tinggi 100 kPa di atas tekanan normal.

Penerapan teknik vacuum infiltration selama 10 menit menghasilkan peningkatan aktivitas enzim dan kadar vanillin yang lebih baik dibandingkan perlakuan lainnya. Aktivitas enzim rata-rata dari tahap perendaman hingga pengeringan pertama hari pertama adalah 218,88 IU/g, sedangkan kadar vanillin rata-rata 1,08% b.k. Dengan demikian waktu perendaman dalam aktivator enzim dapat dipersingkat.

Proses curing termodifikasi menggunakan pengering absorpsi maupun microwave oven tidak dapat mempertahankan kadar vanillin hasil pengeringan pertama hari ke-5. Kadar vanillin yang diperoleh, yaitu 0,82% bk untuk pengeringan absorpsi dan 0,49% bk untuk pengeringan menggunakan microwave oven. Proses curing termodifikasi menggunakan oven pengering justru dapat menghasilkan kadar vanillin yang lebih tinggi, yaitu rata-rata 1,40% b.k. Selama proses berlangsung kadar vanillin tertinggi dicapai pada pengeringan kedua hari ke-1, yaitu sebesar 1,58% bk. Lebih rendahnya kadar vanillin hasil pengeringan absorpsi dan microwave oven menjadikan metode pengeringan ini kurang cocok diaplikasikan untuk mengeringkan vanili.

berdasarkan SNI 01-0010-2002, kadar vanillin metode termodifikasi masuk ke dalam kelas mutu III. Hasil analisis menggunakan HPLC menunjukkan hal yang sama bahwa ekstrak vanili kering hasil pengeringan termodifikasi lebih tinggi dibandingkan metode Balitro II, yaitu 1,43 g/l untuk vanili hasil modifikasi, sementara itu vanili hasil metode Balitro II adalah 0,78 g/l.

Hasil analisis gula pereduksi setiap tahap pengolahan tidak selalu sejalan dengan perubahan kadar vanillinnya. Pada proses curing termodifikasi menggunakan oven pengering, kadar gula pereduksi tertinggi dicapai pada pengeringan hari terakhir yaitu sebesar 8,57%. Titik dihasilkannya kadar gula pereduksi tertinggi ini tidak sama dengan titik dihasilkannya kadar vanillin tertinggi.

Hasil analisis total asam buah vanili kering memberikan hasil bahwa total asam dari metode termodifikasi menggunakan oven (28,58 ml NaOH 0,1 N/100 g bahan) lebih tinggi daripada pengeringan absorpsi (16,37 ml NaOH 0,1 N/100 g bahan), akan tetapi relatif sama dengan hasil pengeringan microwave oven (28,54 ml NaOH 0,1 N/100 g bahan) dan metode Balitro II (28,53 ml NaOH 0,1 N/100 g bahan). Hal ini berarti jumlah asam-asam organik yang terkandung dalam vanili kering hasil pengeringan menggunakan oven lebih tinggi daripada pengeringan lainnya. Nilai pH berbanding terbalik dengan nilai total asamnya, yaitu semakin tinggi total asam maka semakin rendah pH buah vanili.

Secara umum, dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa untuk melakukan proses curing, lebih baik digunakan vanili utuh yang direndam selama 10 menit menggunakan tekanan vakum 5 kPa. Kadar vanillin akan lebih baik hasilnya jika vanili dikeringkan menggunakan oven pengering biasa.

Saran

Pengeringan vanili dengan mekanisme pengeluran air yang lain dapat dicoba misalnya dengan cara pengaturan RH ataupun aliran udara. Aliran udara diperlukan agar laju pengeluaran uap air dari vanili dapat berlangsung lebih cepat (penurunan kadar air lebih cepat sehingga mempercepat proses pengeringan).