METODE PENELITIAN
A. Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium TLB Teknik Lingkungan Biosistem, Laboratorium TPPHP, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem.
Laboratorium Kimia Pangan, Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei 2012 sampai
November 2012.
B. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis gabah dari varietas Ciherang sebanyak 50 kg. Gabah tersebut diperoleh dari petani di Desa Pura Sari,
kecamatan Leuwiliang-Bogor Barat. Dua jenis plastik LDPE dan PP, garam jenuh NaOH, KF, K
2
CO
3
, NaBr, KI, NaCl, KCl, K
2
SO
4,
dan akuades. Peralatan yang digunakan adalah unit pengolahan beras pratanak drum perendaman, tangki
pengukusan gabah, steam boiler, thermometer, kompor gas, termokopel, timbangan analitik, grain moisture tester, mesin penggilingan milik petani di desa
Marga Jaya tipe ICHI N50. Peralatan yang digunakan dalam penentuan umur simpan adalah inkubator, desikator modifikasi toples, oven, Permatran W 331,
neraca analitik, cawan alumunium, hygrometer, sealer dan Whitennestester. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4 dan 5.
a b
Gambar 4 Unit pengolahan beras pratanak : drum perendaman a, tangki pengukusan dan steam boiler b
a b
Gambar 5 Alat bantu penelitian : grain moisture tester a, Timbangan analitik b, inkubator c, dan chamber modifikasi toples d
C. Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan 3 tahap yaitu tahap proses pengolahan beras pratanak, tahap Pendugaan umur simpan beras pratanak berdasarkan kadar air
kritis dan tahap pendugaan umur simpan berdasarkan model Arrhenius.
Tahap I. Proses pengolahan beras pratanak
Pada tahap ini gabah terlebih dahulu di bersihkan dari kotoran-kotoran seperti jerami, benda asing dan gabah hampa dengan menggunakan mesin
precleaner .
Gabah kering giling GKG yang telah disortasi direndam dalam air, perendaman dilakukan dengan air hangat di dalam drum pada suhu 60
o
C selama 4, 6 dan 8 jam dengan terlebih dahulu melakukan penelitian pendahuluan
sehingga akan di dapatkan lama perendaman terpilih yang mendekati kadar air
terserap ±30 . Gabah yang telah direndam selanjutnya dikukus didalam tangki pengukusan pada suhu 90
o
C selama 30 menit, sehingga diperoleh gabah yang mengalami gelatinisasi dan sekam yang sedikit terbuka pecah.
Gabah selanjutnya dikeringkan pada lantai jemur dengan memanfaatkan panas sinar matahari sampai kadar air gabah mencapai 12-14. Untuk lebih
jelasnya diagram alir proses pengolahan beras pratanak dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Diagram alir proses pengolahan beras pratanak Gabah GKG
Perendaman T=60
o
C selama 6 jam Pengukusansteaming T=90
o
C selama 30 menit Pengeringan , KA = 12- 14
Penggilingan Kontrol
Gabah pratanak
Beras kontrol Beras Pratanak
Pembersihan Precleaning
Analisis fisik dan kimia : Rendemen giling, kadar air, mutu giling, kadar abu, kadar lemak, kadar protein,
kadar karbohidrat, kadar amilosa dan derajat keputihan.
Organoleptik : warna, aroma, dan tekstur.
Tahap II. Pendugaan umur simpan berdasarkan kadar air kritis
Untuk menentukan umur simpan beras pratanak berdasarkan kadar air kritis maka diperlukan pengukuran beberapa atribut seperti kadar air awal, kadar air
kesetimbangan, kadar air kritis, slope kurva kadar air kesetimbangan, permeabilitas kemasan, luas kemasan, berat padatan per kemasan dan tekanan uap
air jenuh pada suhu 30
o
C. Diagram alir penentuan umur simpan beras pratanak dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Diagram alir pendugaan umur simpan beras pratanak berdasarkan kadar air kritis
a. Penentuan kadar air kesetimbangan Me
Penentuan kadar air kesetimbangan diawali dengan melarutkan garam tertentu hingga jenuh atau tidak larut kembali. Garam yang digunakan antara lain
NaOH, KF, K
2
CO
3
, NaBr, KI, NaCl, KCl dan K
2
SO
4
. Sebanyak 200 ml larutan garam jenuh dimasukkan kedalam chamber yang di modifikasi untuk mengatur
Beras pratanak
Pengukuran kadar air awal
Penyimpanan dalam desikator pada suhu 30
o
C RH 7, 27, 43, 58, 69, 76, 84 dan 97
Penentuan nilai kemiringan b kurva sorpsi isotermis
Penimbangan setiap hari sampai kadar air konstan Penentuan kadar air kesetimbangan
Penentuan pola kurva sorpsi isotermis Penentuan model persamaan sorpsi isotermis
Dan uji ketepatan model
RH ruangan chamber modifikasi toples. Sekitar ±5 gram sampel diletakkan pada cawan almunium yang telah diketahui beratnya. Cawan berisi sampel tersebut
diletakkan di dalam chamber yang telah berisi larutan garam jenuh. Chamber kemudian disimpan pada suhu ruang 30±1
o
C dan sampel ditimbang secara periodik tiap 24 jam hingga mencapai bobot yang konstan yang berarti kadar air
kesetimbangan telah tercapai Arpah, 2001. Menurut Adawiyah 2006, bobot yang konstan ditandai dengan selisih bobot antara tiga kali penimbangan tidak
lebih dari 2 mgg untuk sampel yang disimpan pada RH dibawah 90 dan tidak lebih dari 10 mgg untuk sampel yang disimpan pada RH diatas 90. Sampel
yang telah mencapai bobot konstan kemudian diukur kadar airnya berdasarkan AOAC 2005. Nilai RH dan larutan garam jenuh yang digunakan dapat dilihat
pada Tabel 9. Tabel 9 Nilai RH dan a
w
dari larutan garam jenuh yang digunakan Suhu 30
o
C No
Larutan garam jenuh RH
a
w
1 NaOH 7 0.07
2 KF 27
0.27 3 K
2
CO
3
43 0.43
4 NaBr 58
0.58 5 KI
69 0.69
6 NaCl 76
0.76 7 NaI
84 0.84
8 K
2
SO
4
97 0.97
Sumber: Julianti et al., 2005
b. Kurva sorpsi isotermis
Penentuan kurva sorpsi isotermis dibuat dengan cara memplotkan nilai kadar air kesetimbangan hasil percobaan dengan nilai kelembaban relatif RH atau
aktivitas air a
w
. Labuza 1982 menyatakan bahwa aktivitas air suatu bahan pangan dapat dihitung dengan membandingkan tekanan uap air bahan P dengan
tekanan uap air murni Po pada kondisi sama atau dengan membagi kelembaban relatif keseimbangan equilibrium relative humidity = ERH lingkungan dengan
nilai 100. Rumus a
w
tersebut adalah: 100
ERH Po
P a
w
= =
………………………………………………………………..3
Keterangan: a
w
= Aktivitas air P
= Tekanan uap air bahan mmHg Po
= Tekanan uap air murni pada suhu yang sama mmHg ERH = Kelembaban relatif keseimbangan
c. Penentuan model persamaan sorpsi isotermis
Penentuan model persamaan sorpsi isotermis dilakukan untuk memperoleh kemulusan kurva yang terbaik. Persamaan yang dipilih adalah persamaan yang
dapat di aplikasikan pada bahan pangan dengan kisaran RH 0–98 sehingga dapat mewakili ketiga daerah pada kurva sorpsi isotermis. Model persamaan yang
digunakan pada penelitian ini ada 5, yaitu model Hasley, Henderson, Caurie, Oswin, dan Chen-Clayton. Henderson mengemukakan persamaan yang
menggambarkan hubungan antara kadar air kesetimbangan bahan pangan dengan kelembaban relatif ruang simpan. Persamaan ini berlaku untuk bahan pangan pada
semua aktivitas air dan merupakan salah satu persamaan yang paling banyak digunakan pada bahan pangan kering. Model Caurie berlaku untuk kebanyakan
bahan pangan pada selang a
w
0.0-0.85 dan model Oswin berlaku untuk bahan pangan pada RH 0-85. Sedangkan model Chen-Clayton berlaku untuk bahan
pangan pada semua aktivitas air. Pada percobaanya Hasley mengemukakan suatu persamaan yang dapat menggambarkan proses kondensasi pada lapisan
multilayer . Persamaan tersebut dapat digunakan untuk bahan makanan dengan
kelembaban relatif 0-98 Arpah dan Syarief, 2000. Model-model persamaan sorpsi isotermis yang digunakan diubah ke dalam
bentuk linear, sehingga nilai-nilai konstantanya dapat ditentukan dengan metode kuadrat terkecil Walpole, 1993. Adapun model persamaan Hasley, Henderson,
Caurie, Oswin dan Chen Clayton dapat dilihat pada Tabel 10. Tabel 10 Linierisasi model-model sorpsi isotermi
Model Bentuk linier
Caurie
ln Me = ln P1 - P2a
w
Chen-Clayton
lnln1a
w
=ln P1-P2Me
Halsey
log ln1a
w
= log P1-P2log Me
Henderson
logln11-a
w
= log K + n log Me
Oswin
ln Me = ln P1 + P2 ln aw1-a
w
Keterangan: Me
= Kadar air kesetimbangan a
w
= Aktivitas air K dan n
= Konstanta P1 dan P2
= Konstanta Data kadar air kesetimbangan KAK dan a
w
hasil penelitian digunakan dalam perhitungan dengan kelima model diatas, lalu dilakukan evaluasi ketepatan
hasil perhitungan KAK berdasarkan model. Uji ketepatan model sorpsi isotermis dilakukan dengan menggunakan perhitungan nilai MRD Mean Relative
Determination Walpole, 1990.
⎥⎦ ⎤
⎢⎣ ⎡
− =
∑
=
Mi Mpi
Mi n
MRD
n i
1
100
…………………………………………………...4 Dimana Mi adalah kadar air hasil percobaan, Mpi adalah kadar air hasil
perhitungan, dan n adalah jumlah data. Jika nilai MRD5 maka model isotermi sorpsi itu dapat menggambarkan keadaan yang sebenarnya, dan jika nilai
5MRD10 maka model tersebut agak tepat. Sedangankan jika nilai MRD10 maka model tersebut tidak tepat untuk menggambarkan keadaan sebenarnya.
Model dengan nilai MRD terkecil dinyatakan sebagai model terbaik dan digunakan dalam perhitungan pendugaan masa simpan beras pratanak Tarigan et
al ., 2006.
d. Penentuan nilai kemiringan b kurva sorpsi isotermis
Menurut Rahayu dan Arpah 2003, kemiringan b kurva sorpsi isotermis ditentukan dari garis lurus yang terbentuk pada kurva model persamaan sorpsi
isotermis terpilih. Titik-titik hubungan antara kelembaban relatif RH dan kadar air kesetimbangan memiliki persamaan linier y = a + bx. Nilai b dari persamaan
linier tersebut merupakan nilai kemiringan kurva sorpsi isotermis. Penentuan nilai kemiringan b dilakukan untuk melihat pengaruhnya terhadap umur simpan
produk melalui persamaan Labuza.
e. Umur simpan berdasarkan kadar air kritis
Masa simpan beras pratanak ditentukan dengan mensubtitusikan data kadar air awal, kadar air kesetimbangan, kadar air kritis, berat kering bahan, luas
Kategori