PENGARUH SUHU PERENDAMAN TERHADAP KOEFISIEN DIFUSI DAN SIFAT FISIK KACANG MERAH (Phaseolus vulgaris L.)

ABSTRACT

THE EFFECT OF SOAKING TEMPERATURE ON

THE COEFFICIENT OF DIFFUSION AND THE PHYSICAL

PROPERTIES OF KIDNEY BEAN (

Phaseolus vulgaris

L.)

By Nanik Agustina

Water diffusion into seed on the soaking process at room temperature, in common, may take more than one day. Mean while, longer soaking time can cause microbial contamination and may influence product quality in term of color, taste, and smell. Soaking in warmer liquid method is a common method used for shortening the soaking time. The objective of this research was to determine the effect of soaking temperature on the coefficient of diffusion and on the physical properties of Kidney bean (Phaseolus vulgaris L.). The research was conducted at 5 different soaking temperatures: 28 oC (control), 35 oC, 40 oC, 45 oC, and 50 oC, with 3 replications for each treatment. The parameters measured were dimensions of specimen, weight of specimen, and temperature of water during soaking. The diffusivity of water were than derived from water content data. The results showed that the higher the soaking temperature, the faster the change of dimensions, weight, and water content. The coefficient of water diffusion of kidney bean at soaking temperatures: 28 oC, 35 oC, 40 oC, 45 oC, and 50 oC, was

12,91 x 10-11 m2/s; 6,42 x 10-11 m2/s; 25,64 x 10-11 m2/s; 60,20 x 10-11 m2/s and 48,24 x 10-11 m2/s, respectively. It showed that the higher temperature, the faster the water diffusion rate and it follows exponential equation D = 0,7272e0,087 T

with the coefficient of determination, R2 = 0,643.

Keywords: Kidney bean, soaking temperature, coefficient of water diffusion, physical properties

ABSTRAK

PENGARUH SUHU PERENDAMAN TERHADAP KOEFISIEN DIFUSI

DAN SIFAT FISIK KACANG MERAH

(

Phaseolus vulgaris

L.)

Oleh Nanik Agustina

Difusi air ke dalam biji-bijian pada proses perendaman dengan suhu lingkungan membutuhkan waktu lebih dari satu hari. Perendaman yang terlalu lama dapat menimbulkan kontaminasi mikroba sehingga berpengaruh terhadap kualitas produk, misalnya warna, rasa, dan bau. Metode perendaman dengan air hangat merupakan metode umum yang digunakan untuk mempersingkat waktu perendaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu perendaman terhadap koefisien difusi air dan sifat fisik kacang merah (Phaseolus vulgaris L.). Penelitian ini dirancang pada 5 perlakuan suhu: 28 oC (kontrol), 35

o

C, 40 oC, 45 oC, dan 50 oC dengan 3 ulangan untuk masing-masing perlakuan. Parameter yang diukur adalah perubahan dimensi, perubahan berat bahan selama perendaman dan riwayat suhu perendaman. Data perubahan kadar air bahan digunakan untuk mencari koefisien difusi air kacang merah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu perendaman, semakin cepat peningkatan dimensi, berat, dan kadar airnya hingga akhirnya mencapai titik maksimum. Koefisien difusi air kacang merah pada perendaman air bersuhu 28 oC, 35 oC, 40 oC, 45 oC, dan 50 oC, berturut-turut adalah 12,91 x 10-11 m2/s; 6,42 x 10-11 m2/s; 25,64 x 10-11 m2/s; 60,20 x 10-11 m2/s dan 48,24 x 10-11 m2/s. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu perendaman, maka semakin cepat laju difusinya

mengikuti persamaan eksponensial � = 0,7272�0,087 � dengan koefisien determinasi, R2 = 0,643.

PENGARUH SUHU PERENDAMAN TERHADAP KOEFISIEN DIFUSI DAN SIFAT FISIK KACANG MERAH (PHASEOLUS VULGARIS L.)

Oleh

Nanik Agustina

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada

Jurusan Teknik Pertanian

Fakultas Pertanian Universitas Lampung

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2013

PENGARUH SUHU PERENDAMAN TERHADAP KOEFISIEN DIFUSI DAN SIFAT FISIK KACANG MERAH (Phaseolus vulgaris L.)

(Skripsi)

Oleh

Nanik Agustina

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2013

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman 1. Struktur kacang merah (Phaseolus vulgaris) internal (kiri)

dan eksternal (kanan) ... 5

2. Kacang merah... 6

3. Perendaman biji kacang merah di dalam water bath ... 13

4. Diagram alir proses perlakuan perendaman kacang merah... 14

5. Orientasi pengukuran biji kacang merah... 15

6. Penampang silinder ... 18

7. Grafik perubahan panjang kacang merah selama perendaman pada suhu yang berbeda. ... 20

8. Grafik perubahan lebar kacang merah selama perendaman pada suhu yang berbeda. ... 20

9. Grafik perubahan tinggi kacang merah selama perendaman pada suhu yang berbeda. ... 21

10.Perubahan kacang merah pada awal perendaman ... 23

11.Grafik pengaruh suhu perendama terhadap perubahan berat kacang merah ... 25

12.Grafik nilai koefisien difusi air perendaman kacang merah pada suhu yang berbeda. ... 26

13.Grafik pengaruh suhu perendaman terhadap perubahan kadar air kacang merah ... 29

14.Grafik riwayat suhu perendaman ... 30

15. (a) Water bath dan (b) Kacang merah dalam water bath ... 62

17.(a) Oven listrik dan (b) Desikator ... 63 18.Foto-foto perubahan fisik kacang merah pada perendaman

suhu 28oC ... 64 19.Foto-foto perubahan fisik kacang merah pada perendaman

suhu 35oC ... 67 20.Foto-foto perubahan fisik kacang merah pada perendaman

suhu 40oC ... 70 21.Foto-foto perubahan fisik kacang merah pada perendaman

suhu 45oC ... 73 22.Foto-foto perubahan fisik kacang merah pada perendaman

suhu 50oC ... 76

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... viii

I. PENDAHULUAN ... 1

A.Latar Belakang ... 1

B.Tujuan Penelitian... 2

C.Manfaat Penelitian... 3

II.TINJAUAN PUSTAKA ... 4

A.Biji Kacang Merah ... 4

B.Difusi ... 7

C.Laju Difusi Air ... 8

D.Perendaman ... 9

III. METODOLOGI PENELITIAN ... 10

A.Tempat dan Waktu ... 10

B.Alat dan Bahan ... 10

C.Metode Penelitian ... 10

a. Persiapan Alat dan Bahan ... 10

b. Prosedur Penelitian ... 11

D.Diagram Alir Penelitian ... 14

E. Parameter Pengamatan ... 15

a. Dimensi Kacang Merah ... 15

b. Berat Bahan ... 15

c. Riwayat Suhu Perendaman ... 15

F. Analisis Data ... 16

a. Kadar Air ... 16

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 19

A.Pengaruh Suhu Perendaman Terhadap Perubahan Dimensi Kacang Merah ... 19

B.Pengaruh Suhu Perendaman Terhadap Perubahan Berat Kacang Merah ... 24

C.Pengaruh Suhu Perendaman Terhadap Perubahan Kadar Air dan Koefisien Difusi Kacang Merah ... 26

D.Riwayat Suhu Perendaman... 30

V.KESIMPULAN DAN SARAN ... 32

A.Kesimpulan... 32

B.Saran ... 32

DAFTAR PUSTAKA ... 34

LAMPIRAN ... 36

1. Tim Pengqji

Kefi.n

Sekretaris

IIIENGESAIII{AN

:

Sri

lllaluyo,

S.TP.,

Il.Sl.,

Ph.D,

:

lllarJl,

S.TP., ltl.SL

{vls{

i

v

: j

Penguji

Bukan

Pembimbing

:

Dr. Ir. Tamrln, lI.S.

lllan Alibas

Zakarla,

ll.$.

t98702

I

OO1

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kota Baru Martapura, Oku Timur pada tanggal 16 Agustus 1989, sebagai anak keempat dari lima bersaudara, pasangan Bapak Puani dan Ibu Paryati.

Pendidikan formal dimulai dengan memasuki jenjang pendidikan Sekolah Dasar (SD) di SD N 2 Martapura Oku Timur, yang diselesaikan pada tahun 2002. Sekolah Menengah Pertama (SMP) di SMP N 2 Martapura Oku Timur, yang diselesaikan pada tahun 2005, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di SMA N 1 Martapura Oku Timur, yang diselesaikan pada tahun 2008.

Tahun 2008, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian (FP) Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk

Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN). Tahun 2012, penulis melaksanakan Praktik Umum di PT. Indofood Sukses Makmur Tbk. Bogasari Flour Mills DivisionTanjung Priok, Jakarta Utara. Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di berbagai

organisasi, diantaranya sebagai anggota Bidang Pengabdian Kepada Masyaraka Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATEKTAN) FP dan Anggota Bidang Keputrian Forum Studi Islam (FOSI) FP Universitas Lampung periode 2009/2010, sebagai anggota Departmen Pengabdian Kepada Masyarakat Perhimpunan

Kesejahteraan Forum Studi Islam (FOSI) FP Universitas Lampung periode 2010/2011.

SANWACANA

Segala puja dan puji syukur hanyalah milik Allah SWT, karena atas rahmat, hidayah dan kehendak-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul :

“Pengaruh Suhu Perendaman Terhadap Koefisien Difusi dan Sifat Fisik Kacang Merah (Phaseolus vulgaris L.)”

Shalawat beriring salam selalu tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, beserta keluarga, sahabat, dan para pengikutnya hingga akhir zaman nanti.

Bersamaan dengan selesainya skripsi ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada: 1. Bapak Sri Waluyo, S.TP., M.Si., Ph.D., selaku pembimbing utama atas

kesediaannya untuk memberikan ilmu, bimbingan, kritik dan saran dalam proses penyelesaian skripsi ini.

2. Bapak Warji, S.TP., M.Si., selaku pembimbing kedua yang telah memberikan bimbingan, masukan dan kritikan dalam proses penyelesaian skripsi ini. 3. Bapak Dr. Ir. Tamrin, M.S., selaku pembahas yang telah banyak memberikan

kritikan, masukan dan saran dalam proses penyelesaian skripsi ini.

4. Bapak Dr. Ir. Agus Haryanto, M.P., selaku Ketua Jurusan Teknik Pertanian Universitas Lampung.

5. Bapak Prof. Dr. Ir. Wan Abbas Zakaria, M.S., selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Lampung.

6. Bapak Prof. Dr. Ir. Sugeng P. Harianto, M.S., selaku Rektor Universitas Lampung.

7. Seluruh staf dosen dan karyawan di Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.

8. Spesial untuk Alm. Ibunda yang paling tercinta Paryati Binti Poniman dan Bapak Puani Bin Kusen yang telah memberikan segenap kasih sayangnya dan perjuangan luar biasa yang tiada hentinya agar penulis tetap mengenyam pendidikan hingga sekarang. Engkau adalah motivator dalam segala kegiatan ku. Semoga Allah SWT membalas semua kebaikkan kalian, amin.

9. Mba Siti Aisayah, mas Marji, mas Juli, mba Yuli, mas Imam, adikku Tio serta mas Eko Harry Saputra, S.T yang telah memberikan kasih sayang, dorongan moril, do’a serta material yang tiada hentinya.

10. Sahabatku Uci, Resti, Anisa, Okta, Yuanita, Marinda (N-Dul), Malyan (Pu’ah). Tak lupa pula teman-teman TEP “08: Astrid, Anis, Leny (Lenong), Sri, Ira, Teddy, Rahmat, Gandi, Dwi, Arif, Derry, Fadil dan yang lainnya yang tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih atas kebersamaan, bantuan dan semangat yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. 11. Teman-temanku warga asrama aisyah : Anisa, mba Uyun, mba Tutik, Ayu, mba

Afiah, Ila, Dwi, Ghina, yuk Ve dan keluarga. Terima kasih atas pelajaran hidup dan canda tawanya yang sangat menghibur di kala sepi dan sedih.

Akhir kata, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua, Amin.

Bandar Lampung, 18 April 2013 Penulis,

Nanik Agustina

Segala Puji dan syukur kepada Allah SWT

Ku persembahkan karya sederhana ini, buah dari

kerja keras dan kesabaran.

Teruntuk :

Mamak (Alm) wanita terhebat sang pahlawan

hidupku dan Bapak sang penyemangatku atas

segala do’a, bimbingan, dukungan,

harapan dan

cinta kasihnya yang tak terhingga serta perjuangan

dan pengorbanan yang luar biasa untukku dan

saudara-saudaraku.

Kakak-kakakku dan adikku tersayang atas

keceriaannya.

Tidak semua kegagalan itu berarti gagal, selama proses

yang di jalankan itu adalah benar dan sungguh-sungguh.

Tidak semua keberhasilan/kesuksesan itu berarti

berhasil/sukses, selama proses yang dijalankan itu adalah

kecurangan.

Sesungguhnya ilmu itu diperoleh dengan belajar,

kesantunan itu diperoleh dengan kerendahan hati, sedangkan

kesabaran itu diperoleh dengan keteguhan hati,”

(HR. Ibnu

Fajar)

... niscahya Allah akan meninggikan orang-orang

yang beriman diantaramu dan orang-orang yang

diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat. Dan Allah

mengetahui apa yang kamu kerjakan.

(QS. Almujadilah, 58:11)

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kacang–kacangan termasuk famili Leguminosa atau polongan. Jenis kacang– kacangan yang banyak dikenal oleh masyarakat antara lain kacang merah, kacang kedelai, dan lain-lainnya. Kacang-kacangan merupakan sumber protein yang tinggi (Soedjono, 1995) dan mempunyai daya guna yang luas.

Kacang merah kering merupakan sumber protein nabati, karbohidrat kompleks, serat, vitamin B, tiamin, kalsium, fosfor, dan zat besi. Kacang merah memiliki kandungan lemak dan natrium yang sangat rendah, mengandung sedikit lemak jenuh, serta bebas kolesterol. Khasiat kacang merah tersebut dapat diperoleh secara sempurna dengan cara pengolahan terlebih dahulu, yaitu dengan perebusan dan perendaman. Perebusan dan perendaman tersebut perlu dilakukan untuk menghilangkan kemampuan kacang merah memproduksi gas dalam usus yang dapat menyebabkan perut kembung (http://aldihilal.student.umm.ac.id

/2010/10/07/kandungan-gizi-kacang-merah/).

Semua komoditas pertanian pada dasarnya mempunyai sifat higroskopis, yaitu kemampuan bahan menyerap air yang berada di udara sekitarnya dan melepaskan sebagian air yang berada di dalam bahan ke udara. Pengolahan kacang merah

dengan cara perebusan atau perendaman dapat mengakibatkan kacang merah terhidrasi sehingga menjadi lunak atau sering disebut masak.

Difusi air ke dalam biji-bijian pada proses perendaman membutuhkan waktu yang cukup lama (Engels dkk., 1986 dalam Kashaninejad dkk., 2009). Perendaman biji-bijian pada suhu ruang dengan waktu yang lama dapat menimbulkan mikroba kontaminasi dan dapat berpengaruh terhadap kualitas produk, misalnya warna, rasa, dan bau (Bello dkk., 2004). Metode yang biasa digunakan untuk

mempersingkat waktu perendaman yaitu metode perendaman dengan air hangat. Perendaman kacang merah dengan suhu yang lebih tinggi dapat meningkatkan difusivitas kelembaban kacang merah.

Berdasarkan latar belakang tersebut, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh suhu perendaman terhadap koefisien difusi air dan sifat fisik kacang merah. Pengaruh suhu perendaman terhadap koefisien difusi air dan sifat fisik kacang merah tersebut dapat digunakan untuk mengetahui suhu dan lama waktu perendaman yang optimum pada suatu proses pengolahan, serta diketahui pula seberapa cepat adsorpsi air dapat dicapai.

B. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu perendaman terhadap koefisien difusi air dan sifat fisik kacang merah (Phaseolus vulgaris L.).

C. Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai informasi ilmiah yang bermanfaat bagi pengembangan ilmu dan teknologi pengolahan pangan, khususnya tentang pengaruh suhu perendaman terhadap koefisien penyerapan massa/difusi pada kacang merah serta sifat fisik kacang merah.

I. TINJAUAN PUSTAKA

A. Biji Kacang Merah

Biji-bijian pada umumnya mempunyai bagian-bagian utama, yaitu : 1. Kulit biji (spermodermis). Kulit biji berasal dari selaput bakal biji

(integumen), oleh sebab itu biasanya kulit biji tumbuhan biji tertutup (Angiospermae) terdiri atas dua lapisan, yaitu:

 Lapisan kulit luar (testa). Lapisan ini mempunyai sifat yang bermacam-macam, ada yang tipis, ada yang kaku seperti kulit, dan ada yang keras seperti kayu atau batu. Bagian ini merupakan pelindung utama bagi bagian biji yang ada di dalam. Lapisan luar ini juga dapat memperlihatkan warna dan gambaran yang berbeda-beda : merah, biru, perang, kehijau-hijauan, ada yang licin rata dan ada pula yang keriput. Bagian lain yang ada pada kulit luar biji adalah pusar biji (hilus), yaitu bagian kulit luar biji yang merupakan bekas perlekatan dengan tali pusar, biasanya kelihatan kasar dan

mempunyai warna yang berlainan dengan bagian lain kulit biji. Pusar biji jelas kelihatan pada biji tumbuhan berbiji polong, seperti : kacang merah (Phaseolus vulgaria L.), kacang panjang (Vigna sinensis), dll.

 Lapisan kulit dalam (tegmen), biasanya tipis seperti selaput, sering juga dinamakan kulit ari.

2. Tali pusar (funiculus), merupakan bagian yang menghubungkan biji dengan tembuni. Biji akan terlepas dari tali pusarnya ketika biji tersebut masak, dan pada biji hanya tampak bekasnya saja yang dikenal sebagai pusar biji. 3. Inti biji atau isi biji (nucleus seminis), yaitu semua bagian biji yang terdapat

di dalam kulitnya. Inti biji ini terdiri atas :

 Lembaga (embriyo), merupakan calon individu baru.

 Putih lembaga (albumen), jaringan berisi cadangan makanan untuk masa permulaan kehidupan tumbuhan baru (kecambah) sebelum dapat mencari makanan sendiri (Tjitrosoepomo, 1990).

Gambar 1. Struktur kacang merah (Phaseolus vulgaris) internal (kiri) dan eksternal (kanan)

(Http://www.ibguides.com/biology/notes/reproduction-angiosperms-)

Kacang merah atau kacang jogo (kacang buncis tipe tegak) termasuk famili

Leguminosa genus Phaseolus, dan spesies Vulgaris (Rachmawan, 2001). Kacang merah merupakan tanaman semak yang tegak dan ada yang merambat. Tinggi tanaman kacang merah sekitar 3,5 – 4,5 meter, warna biji bertotol-totol merah tua dan buahnya berbentuk polong memanjang, sedikit lebih panjang dibandingkan buncis. Jumlah biji kacang merah sekitar 2-3 biji dalam satu polongnya (Zebua, 2009).

Gambar 2. Kacang merah

Kacang merah kaya akan asam folat, kalsium, serat, dan karbohidrat kompleks yang tergolong tinggi. Kandungan lemak dan natrium yang dimiliki oleh kacang merah sangat rendah, nyaris bebas lemak jenuh serta bebas kolesterol. Kacang merah juga merupakan sumber serat yang baik. Kacang merah kering sebanyak 100 g dapat menghasilkan 4 g serat yang terdiri dari serat yang larut air dan serat yang tidak larut air (Krisna, 2011). Komposisi kacang merah dapat dilihat pada Tabel 1 berikut ini.

Tabel 1. Komposisi kimia kacang merah

Komposisi (per 100 gram bahan) Kacang merah

kering

Kacang merah segar

Kacang merah rebus

Kalori (Kal) 314,00 171,00 144,00

Protein (g) 22,10 11,00 10,00

Lemak (g) 1,10 2,20 1,00

Karbohidrat (g) 56,20 28,00 24,70

Kalsium (mg) 502,00 29,30 144,00

Phospor (mg) 429,00 134,00 150,00

Besi (mg) 0,30 3,70 2,80

Vitami A (RE) 0,00 0,00 0,00

Vitamin C (mg) 0,00 0,00 0,00

Vitamin B1 0,40 0,15 0,10

Sumber: Departemen Kesehatan (1995) dalam Ekawati (1999)

Selain mengandung nilai gizi yang cukup baik, kacang merah juga mengandung senyawa anti nutrisi seperti anti tripsin, oligosakarida, dan asam fitat. Asam fitat

bersifat mengikat mineral terutama Fe, Zn, Mg, dan Ca. Senyawa ini sulit untuk dicerna, sehingga fosfor dalam asam fitat tidak dapat digunakan oleh tubuh. Senyawa anti gizi yang paling banyak terdapat pada kacang merah adalah hemaglutinin yang bersifat racun (Muchtadi, 1989a dalam Ekawati, 1999)

B. Difusi

Difusi/transfer massa merupakan proses fisika yang mempunyai peran sangat penting pada fisiologi tumbuhan. Difusi adalah gerakan molekul dari tempat yang berkonsentrasi tinggi ke tempat yang berkonsentrasi rendah (Agustriana dan Tripeni, 2006). Suyitno (2008) menambahkan bahwa difusi merupakan salah satu prinsip yang menggerakkan partikel zat seperti CO2,O2 dan H2O masuk ke dalam

jaringan. Air bergerak dari daerah yang airnya lebih banyak ke daerah yang airnya lebih sedikit. Suyitno (2008) menyatakan, bahwa gerak partikel zat dipengaruhi oleh beberapa faktor penting, meliputi :

 Beda suhu. Setiap zat cenderung dalam keadaan bergerak. Tenaga gerak semakin besar pada suhu yang semakin tinggi, sehingga gerak zat akan semakin cepat.

 Beda konsentrasi. Perbedaan konsentrasi zat membangkitkan tenaga gerak suatu zat.

 Beda tekanan, Pergerakan zat juga terjadi karena adanya beda tekanan antara dua daerah.

C. Laju Difusi Air

Hukum Ficks II menyatakan bahwa laju difusi tidak hanya bergantung dengan gradien konsentrasi saja, tetapi juga dengan waktu. Partikel-partikel suatu zat akan tersebar merata dalam ruang yang ada pada jangka waktu tertentu jika partikel tersebut dapat bergerak bebas tanpa terhambat oleh gaya tarik. Setelah distribusi merata, akan terdapat lebih banyak partikel yang bergerak dari daerah yang partikelnya lebih pekat ke daerah yang partikelnya kurang pekat dan sebaliknya. Difusi merupakan gerakan partikel secara menyeluruh pada arah tertentu. Perbedaan konsentrasi yang semakin besar pada suatu daerah, maka makin besar kecepatan difusinya. Partikel tetap terus bergerak bebas meskipun keseimbangan telah tercapai, tetapi tidak akan terjadi difusi lagi. Keseimbangan dinamis tersebut terjadi dikarenakan zat yang memasuki daerah tertentu dan zat yang dikeluarkannya mempunyai jumlah yang sama (Loveless, 1991).

Kulit biji yang keras dapat menghalangi penyerapan air ke dalam biji. Beberapa spesies lain, air dan oksigen tidak dapat menembus biji tertentu karena jalan masuk dihalangi oleh sumpal-gabus (sumpal stofiolar) pada lubang kecil (lekah strofiolar) di kulit biji, untuk melepaskan sumpal tersebut dibutuhkan energi goncangan pada biji sehingga biji tersebut mampu menyerap air (Salisbury dan Ross, 1995a).

Difusi akan terjadi dari daerah yang lebih hangat ke daerah yang lebih dingin (Loveless, 1991). Naiknya suhu dapat meningkatkan kecepatan rerata semua partikel berukuran molekul dan dapat mematahkan ikatan hidrogen pada air, sehingga laju difusinya meningkat (Salisbury dan Ross, 1995b). Suhu yang tinggi

digunakan untuk memperluas dan melunakkan biji-bijian (Kashaninejad, 2009), sehingga penyerapan air menjadi lebih tinggi. Dengan demikian, penerapan suhu yang lebih tinggi memiliki potensi untuk mempersingkat waktu perendaman yang diperlukan untuk mencapai kadar air tertentu (Kashaninejad, 2009).

D. Perendaman

Perendaman sangat penting dalam pengolahan biji-bijian menjadi berbagai macam makanan. _{Pengolahan kacang merah dengan cara perebusan atau perendaman} dapat mengakibatkan kacang merah terhidrasi sehingga menjadi lunak atau sering disebut masak dan mengalami pertambahan dimensi serta pertambahan bobot kacang. Selain itu, perendaman juga berfungsi untuk menghancurkan anti gizi dan anti nutrisi yang bersifat racun dari biji-bijian tersebut.

Hasil penelitian Muchtadi (1989b) dalam Ekawati (1999) menyatakan bahwa racun hemaglutinin dapat dihancurkan dengan pemanasan 100 o C, dimana untuk kacang-kacangan waktu pemanasan dapat dipersingkat apabila kacang-kacangan tersebut sebelumnya telah direndam dengan air semalaman (12 jam).

Menurut Muchtadi (1989b) dalam Ekawati (1999) pemanasan dalam autoklaf pada tekanan 15 psi selama 15-20 menit dapat menghancurkan hampir seluruh antitripsin terutama bila biji tersebut direndam terlebih dahulu selama beberapa waktu. Perendaman biji juga perlu dilakukan untuk menghilangkan kemampuan kacang merah untukmemproduksi gas dalam usus yang akan membuat perut terasa kembung (http://aldihilal.student.umm.ac.id/2010/10/07/kandungan-gizi-kacang-merah/).

I. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Oktober 2012 sampai dengan November 2012 di Laboratorium Rekayasa Bioproses dan Pascapanen, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah water bath, timbangan analitik OHAUS (Triple beam balance 2610 g 5 lb 2oz), timbangan digital OHAUS (Adventurer cap 2010 g), stopwatch, oven listrik (Venticell), thermometer, cawan, digital caliper, gelas ukur, dan kertas tisu. Bahan yang digunakan dalam

pengujian adalah kacang merah varietas lokal yang dibeli dari pasar tradisional di Bandar Lampung.

C. Metode Penelitian a. Persiapan Alat dan Bahan

1. Mengkondisikan alat-alat yang akan digunakan, seperti water bath dan oven dengan suhu yang telah ditentukan, serta mengkalibrasi timbangan analitik dan timbangan digital dengan akurasi 0,0001 g.

2. Mempersiapkan cawan, digital caliper, stopwatch, thermometer, gelas ukur, dan kertas tisu.

3. Kacang merah yang akan digunakan disortir terlebih dahulu. Tujuan

penyortiran kacang merah ini adalah untuk memisahkan kacang dari kotoran yang bercampur di dalamnya dan memisahkan kacang yang rusak serta

memisahkan kacang merah yang ukurannya terlalu kecil atau terlalu besar agar diperoleh ukuran kacang yang seragam.

b. Prosedur Penelitian

Kacang merah yang telah disortir kemudian ditentukan kadar airnya dengan cara pengambilan sampel secara acak sebanyak 10 biji kacang merah dan kemudian ditimbang dengan menggunakan timbangan digital OHAUS. Sampel kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu 105 oC selama 24 jam. Setelah kering total, sampel kacang merah ditimbang kembali. Selanjutnya, kadar air awal bahan dihitung dengan persamaan:

KA(%bb ) =

W0−W1

W0 x 100 %

... (1)

dan

KA(%bk ) =

W0−W1

W1 x 100 %

... (2)

dengan : KA (%bk) : kadar air basis kering (%)

KA (%bb) : kadar air basis basah (%)

W0 : berat awal kacang merah (g)

Semua perlakuan di atas dilakukan tiga kali ulangan. Setelah diketahui kadar air awalnya, kacang merah ditimbang sebanyak 500 g, kemudian direndam ke dalam tangki water bath yang berisi air 11 liter dengan perlakuan suhu dan waktu seperti pada Tabel 2.

Tabel 2. Variasi suhu dan waktu perendaman

Perlakuan Suhu (°C) Waktu (menit) Interval waktu pengamatan (menit)

PI (kontrol) 28 600 30

25 20 15 10

P2 35 500

P3 40 400

P4 45 300

P5 50 200

Interval waktu pengamatan pada Tabel 2 di atas ditentukan sesuai dengan suhu yang digunakan. Semakin tinggi suhu yang digunakan maka semakin kecil interval waktu pengamatannya. Suhu rendah membutuhkan waktu yang lebih lama bagi bahan untuk menyerap air dibandingkan dengan suhu yang tinggi, oleh sebab itu interval waktu pengamatan berbeda untuk suhu yang berbeda. Lama waktu perendaman ditentukan sesuai dengan kebutuhan pengambilan 20 titik pengamatan, sehingga semakin lama interval waktu pengamatan maka semakin lama waktu perendamannya.

Biji kacang merah diambil secara acak setelah tiba waktu pengamatannya, lalu diatuskan dan dilap menggunakan kertas tisu untuk menghilangkan air permukaan biji dan kemudian diukur dimensi dan beratnya. Semua perlakuan tersebut

dilakukan tiga kali ulangan setiap interval waktu yang ditentukan. Jumlah sampel yang digunakan untuk setiap ulangan adalah sebanyak 10 biji kacang merah. Perendaman dalam water bath dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 3. Perendaman biji kacang merah di dalam water bath Panel pengatur suhu

Tangki air

Heater dengan thermostat Kacang merah

D. Diagram Alir Penelitian

Proses perendaman kacang merah pada penelitian ini dimulai dengan penyortiran kacang merah, kemudian dilanjutkan dengan penimbangan, pengamatan sebelum perendaman, pengamatan selama perendaman. Data-data yang diperoleh

kemudian dilakukan analisis data. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Diagram alir proses perlakuan perendaman kacang merah Mulai

Penyortiran kacang merah

Penimbangan kacang merah sebanyak 500 g

Pegukuran dimensi awal Pengukuran berat awal Perendaman kacang merah dengan suhu 28 oC selama 600 menit

Perendaman kacang merah dengan suhu 35 oC selama 500 menit

Perendaman kacang merah dengan suhu 40 oC selama 400 menit

Perendaman kacang merah dengan suhu 45 oC selama 300 menit

Perendaman kacang merah dengan suhu 50 oC selama 200 menit

Δt = 30 menit Δt = 25 menit Δt = 20 menit Δt = 15 menit Pengukuran dimensi, berat kacang merah dan pengamatan suhu

Selesai

Δt = 10 menit

E. Parameter Pengamatan a. Dimensi Kacang Merah

Biji kacang merah diambil secara acak sebanyak 10 butir sebagai sampel untuk pengukuran dimensi kacang merah. Orientasi dimensi kacang merah yang diukur adalah panjang, lebar, dan tinggi (Gambar 5). Pengukuran dimensi panjang tersebut menggunakan digital caliper. Pengukuran dimensi panjang ini dilakukan sebelum proses perendaman dan selama waktu perendaman dengan sampel yang berbeda (tidak kontinyu).

Gambar 5. Orientasi pengukuran biji kacang merah

b. Berat Bahan

Pengamatan ini dilakukan dengan cara menimbang biji kacang merah sebelum perendaman dan selama perendaman dengan masing-masing interval waktu pengamatan sebagaimana Tabel 2 dengan menggunakan timbangan digital OHAUS.

c. Riwayat Suhu Perendaman

Riwayat suhu selama perendaman dimaksudkan untuk mengetahui peningkatan atau penurunan yang terjadi pada air perendaman selama proses perendaman

kacang merah. Riwayat suhu diamati dengan menggunakan thermometer untuk mengamati perubahan suhu air di tempat bahan diletakkan.

F. Analisis Data

Data-data hasil pengamatan dan perhitungan yang diperoleh akan dianalisis serta disajikan dalam bentuk tabel ataupun grafik.

a. Kadar Air

Pengukuran kadar air bertujuan untuk mengetahui jumlah air yang terkandung pada bahan. Pengukuran kadar air dilakukan sebelum perendaman dan di setiap waktu pengamatan dengan menggunakan metode gravimetri, yaitu sebagai berikut :

1. Menimbang cawan kosong

2. Mengambil sampel secara acak sebanyak 10 biji kacang merah atau  4 g dan kemudian memasukkannya ke dalam cawan yang telah ditimbang.

3. Memasukkan sampel ke dalam oven selama 24 jam dengan suhu 105 oC. 4. Mengeluarkan sampel yang telah dikeringkan dan menimbangnya kembali. Perhitungan kadar air yang terkandung dalam bahan dapat dihitung dengan rumus pengukuran kadar air pada persamaan (1) dan (2).

b. Koefisien difusi

Nilai koefisien difusi air dicari dengan cara :

1. Mencari koefisien laju pembasahan/penyerapan air (k) dengan Persamaan 6 berikut (hukum Lewis, 1921) :

dM

dt =−k . M−Ms ...(6) Persamaan 6 dapat diselesaikan dengan metode integrasi analitik, sehingga

diperoleh Persamaan 7 (Istadi dkk., 2002).

Mt−Ms

M₀−M_s

= e

−kt _...(7) Keterangan :

Mt : kadar air kacang merah pada waktu t saat perendaman (%)

M0 : kadar air awal kacang merah sebelum direndam (%)

Ms : kadar air kesetimbangan (%) k : konstanta pembasahan (1/menit) t : waktu (menit)

2. Menghitung nilai koefisien difusi dengan menggunakan persamaan Nishiyama, 1947 dalam Abdullah (1998):

k = A

V D... (8) dimana A adalah luas permukaan biji (ml), V adalah volume biji (ml), k adalah konstanta perendaman, dan D adalah difusivitas massa (cm2/s). Biji yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji kacang merah yang bentuknya

diasumsikan mendekati bentuk silinder panjang, sehingga rumus yang digunakan adalah :

k = 2πr L

πr2L �... (9) Persamaan (9) dapat disederhanakan menjadi :

D = k2r2

dimana r adalah jari-jari biji dan L adalah tinggi biji kacang merah.

Gambar 6. Penampang silinder L

Gambar 3. Perendaman biji kacang merah di dalam water bath Panel pengatur suhu

Tangki air

Heater dengan thermostat Kacang merah

D. Diagram Alir Penelitian

Proses perendaman kacang merah pada penelitian ini dimulai dengan penyortiran kacang merah, kemudian dilanjutkan dengan penimbangan, pengamatan sebelum perendaman, pengamatan selama perendaman. Data-data yang diperoleh

kemudian dilakukan analisis data. Diagram alir penelitian dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Diagram alir proses perlakuan perendaman kacang merah Mulai

Penyortiran kacang merah

Penimbangan kacang merah sebanyak 500 g

Pegukuran dimensi awal Pengukuran berat awal Perendaman kacang merah dengan suhu 28 oC selama 600 menit

Perendaman kacang merah dengan suhu 35 oC selama 500 menit

Perendaman kacang merah dengan suhu 40 oC selama 400 menit

Perendaman kacang merah dengan suhu 45 oC selama 300 menit

Perendaman kacang merah dengan suhu 50 oC selama 200 menit Δt = 30 menit Δt = 25 menit Δt = 20 menit Δt = 15 menit

Pengukuran dimensi, berat kacang merah dan pengamatan suhu

Selesai

Δt = 10 menit

E. Parameter Pengamatan

a. Dimensi Kacang Merah

Biji kacang merah diambil secara acak sebanyak 10 butir sebagai sampel untuk pengukuran dimensi kacang merah. Orientasi dimensi kacang merah yang diukur adalah panjang, lebar, dan tinggi (Gambar 5). Pengukuran dimensi panjang tersebut menggunakan digital caliper. Pengukuran dimensi panjang ini dilakukan sebelum proses perendaman dan selama waktu perendaman dengan sampel yang berbeda (tidak kontinyu).

Gambar 5. Orientasi pengukuran biji kacang merah b. Berat Bahan

Pengamatan ini dilakukan dengan cara menimbang biji kacang merah sebelum perendaman dan selama perendaman dengan masing-masing interval waktu pengamatan sebagaimana Tabel 2 dengan menggunakan timbangan digital OHAUS.

c. Riwayat Suhu Perendaman

Riwayat suhu selama perendaman dimaksudkan untuk mengetahui peningkatan atau penurunan yang terjadi pada air perendaman selama proses perendaman

kacang merah. Riwayat suhu diamati dengan menggunakan thermometer untuk mengamati perubahan suhu air di tempat bahan diletakkan.

F. Analisis Data

Data-data hasil pengamatan dan perhitungan yang diperoleh akan dianalisis serta disajikan dalam bentuk tabel ataupun grafik.

a. Kadar Air

Pengukuran kadar air bertujuan untuk mengetahui jumlah air yang terkandung pada bahan. Pengukuran kadar air dilakukan sebelum perendaman dan di setiap waktu pengamatan dengan menggunakan metode gravimetri, yaitu sebagai berikut :

1. Menimbang cawan kosong

2. Mengambil sampel secara acak sebanyak 10 biji kacang merah atau  4 g dan kemudian memasukkannya ke dalam cawan yang telah ditimbang.

3. Memasukkan sampel ke dalam oven selama 24 jam dengan suhu 105 oC. 4. Mengeluarkan sampel yang telah dikeringkan dan menimbangnya kembali. Perhitungan kadar air yang terkandung dalam bahan dapat dihitung dengan rumus pengukuran kadar air pada persamaan (1) dan (2).

b. Koefisien difusi

Nilai koefisien difusi air dicari dengan cara :

1. Mencari koefisien laju pembasahan/penyerapan air (k) dengan Persamaan 6 berikut (hukum Lewis, 1921) :

dM

dt =−k . M−Ms ...(6) Persamaan 6 dapat diselesaikan dengan metode integrasi analitik, sehingga

diperoleh Persamaan 7 (Istadi dkk., 2002).

Mt−Ms

M₀−M_s

= e

−kt _...(7)

Keterangan :

Mt : kadar air kacang merah pada waktu t saat perendaman (%)

M0 : kadar air awal kacang merah sebelum direndam (%)

Ms : kadar air kesetimbangan (%) k : konstanta pembasahan (1/menit) t : waktu (menit)

2. Menghitung nilai koefisien difusi dengan menggunakan persamaan Nishiyama, 1947 dalam Abdullah (1998):

k =

A

V

D

... (8) dimana A adalah luas permukaan biji (ml), V adalah volume biji (ml), k adalah konstanta perendaman, dan D adalah difusivitas massa (cm2/s). Biji yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji kacang merah yang bentuknya

diasumsikan mendekati bentuk silinder panjang, sehingga rumus yang digunakan adalah :

k =

2πr L

πr2L

�

... (9) Persamaan (9) dapat disederhanakan menjadi :

D =

k2r2

dimana r adalah jari-jari biji dan L adalah tinggi biji kacang merah.

Gambar 6. Penampang silinder L