Pengembangan dan Pendugaan Umur Simpan Minuman Sari Tebu (Saccharum officinarum L) dalam Kemasan Cup menggunakan Metode Arrhenius

PENGEMBANGAN DAN PENDUGAAN UMUR SIMPAN MINUMAN
SARI TEBU (Saccharum officinarum L) DALAM KEMASAN
CUP MENGGUNAKAN METODE ARRHENIUS

RETNO WULANDARI

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengembangan
dan Pendugaan Umur Simpan Minuman Sari Tebu (Saccharum officinarum
L) dalam Kemasan Cup menggunakan Metode Arrhenius adalah benar karya
saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan
dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar

Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, November 2014
Retno Wulandari
NIM F24100131

ABSTRAK
RETNO WULANDARI. Pengembangan dan Pendugaan Umur Simpan Minuman
Sari Tebu (Saccharum officinarum L) dalam Kemasan Cup menggunakan Metode
Arrhenius. Dibimbing oleh SLAMET BUDIJANTO.
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan minuman sari tebu dalam
kemasan cup dan menduga umur simpannya menggunakan metode Arrhenius.
Parameter yang diujikan untuk menentukan umur simpan adalah angka lempeng
total, pH, perubahan warna, dan sensori. Penentuan umur simpan dilakukan
dengan menyimpan sampel pada inkubator dengan tiga suhu akselerasi yang
berbeda, yaitu 350C, 450C, dan 550C selama lima minggu. Parameter kritis yang
digunakan untuk menentukan umur simpan adalah parameter pH. Sampel
memiliki nilai pH awal 4.22 dan memiliki nilai pH kritis 4.09. Persamaan regresi
linier didapatkan sebesar y = -2947.9641x + 4.0277 dan energi aktivasi sebesar

5854.6567 kal/mol. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan umur simpan produk
untuk penyimpanan pada suhu 50C, 300C, 350C, 450C dan 550C berturut-turut
adalah 22.4 minggu, 9.5 minggu, 8 minggu, 5.9 minggu, dan 4.5 minggu.
Kata kunci: metode Arrhenius, parameter kritis, sari tebu, umur simpan

ABSTRACT
RETNO WULANDARI. Estimating Shelf life of Sugarcane Juice (Saccharum
officinarum L) in Cup Packaging Using Arrhenius Method. Supervised by
SLAMET BUDIJANTO.
The objectives of this research is to develop of sugarcane juice in cup
packaging and estimate his shelf life using Arrhenius method. Parameters that
used to estimated shelf life of sugarcane juice are total plate count, pH, color
change, and sensory evaluation. To estimated shelf life of acidified sugarcane
juice, the sample placed in incubator with three conditions temperature, there are
350C, 450C, and 550C for five weeks. The critical parameter that used to estimate
shelf life of sugarcane juice is pH value. In begining the sample has pH value 4.22
and has critical pH value 4.09. The linier regression was obtained at y = 2947.9641x + 4.0277 and activation energy 5854.6567 cl/mol. Shelf life of the
product that stored at 50C, 300C, 350C, 450C, and 550C are 22.4 weeks, 9.5 weeks,
8 weeks, 5.9 weeks, and 4.5 weeks.
Keywords: Arrhenius method, critical parameter, shelf life, sugarcane juice


PENGEMBANGAN DAN PENDUGAAN UMUR SIMPAN MINUMAN
SARI TEBU (Saccharum officinarum L) DALAM KEMASAN
CUP MENGGUNAKAN METODE ARRHENIUS

RETNO WULANDARI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
rahmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan.
Penelitian yang berjudul “Pengembangan dan Pendugaan Umur Simpan Minuman
Sari Tebu (Saccharum officinarum L) dalam Kemasan Cup menggunakan Metode
Arrhenius” ini dilaksanakan sejak bulan Januari 2014 hingga Mei 2014 di
laboratorium F-Technopark, laboratorium SEAFAST centre, dan laboratorium
ITP Fateta IPB.
Atas terselesaikannya kegiatan penelitian dan penulisan skripsi ini, penulis
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Slamet Budijanto, M. Agr. selaku dosen pembimbing skripsi
dan akademik sejak semester ke-3 atas bimbingan, dorongan, masukan,
serta saran-saran yang diberikan selama penulis menjalani perkuliahan dan
penelitian.
2. Dr. Nancy Dewi Yuliana, STP., M. Sc. Dan Dr. Ir. Muhammad Arpah, M.
Si. selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktu serta memberikan
saran dan masukan kepada penulis dalam penyelesaian skripsi.
3. Drs. Harsono dan Muanah, S. Ag. yang merupakan kedua orang tua
penulis atas pengorbanan, doa, nasihat, dan kasih sayang yang tulus
sehingga penulis dapat menyelesaikan studi pada tingkat sarjana.
4. Kak Iif, Mbak Nurul, Mbak Pipit, dan Kak Fiki yang merupakan kakak

kandung dan kakak ipar penulis atas nasihat dan semangat yang telah
diberikan kepada penulis selama penelitian dan penyelesain skripsi.
5. Triatmaja Pramudhita Wisnu Kusuma atas kasih sayang dan kesabarannya
menemani penulis selama ini.
6. Balqis, Kak Trina, Norman, Arya, yang telah banyak membantu selama
penelitian serta teman-teman ITP 47 atas persahabatan yang luar biasa
selama ini.
7. Pak Zaenal, Pak Sadar, Mas Ade, Pak Ujang, Pak Rozak, Mas Edi, Mba
Nurul, Bu Antin, Pak Gatot, Bu Rubiah (Almh), dan Bu Sri serta seluruh
teknisi dan staff UPT Departemen ITP atas bantuannya selama penulis
melakukan penelitian di laboratorium ITP, F-Technopark, dan SEAFAST.
8. Seluruh pihak yang turut membantu kelancaran pengerjaan tugas akhir ini.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, November 2014
Retno Wulandari

DAFTAR ISI


DAFTAR ISI

vi

DAFTAR GAMBAR

viii

DAFTAR TABEL

viii

DAFTAR LAMPIRAN

ix

PENDAHULUAN

1


Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

3

Tujuan Penelitian

3

Manfaat Penelitian

3

Ruang Lingkup Penelitian

3


METODE

3

Alat dan Bahan

3

Metode Penelitian

4

Penentuan Formulasi Minuman Sari Tebu

4

Penentuan Umur Simpan Minuman Sari Tebu (Saccharum officinarum L)
dengan Formulasi Terpilih

6


HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Formulasi Minuman Sari Tebu (Saccharum officinarum L)

10
10

Penentuan pH minuman

10

Penentuan Total Padatan Terlarut (TPT) minuman

11

Perbandingan formulasi dengan produk sejenis

12

Perubahan Mutu Minuman Sari Tebu (Saccharum officinarum L) selama

penyimpanan

13

Parameter total mikroba

13

Perubahan warna (E)

16

Parameter sensori

19

Penentuan Parameter dan Titik Kritis

20


Pendugaan Umur Simpan

21

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan

22
22

Saran

23

DAFTAR PUSTAKA

23

LAMPIRAN

26

RIWAYAT HIDUP

68

DAFTAR GAMBAR
1.
2.
3.
4.

Diagram alir proses pembuatan minuman sari tebu
Hasil uji sensori terhadap tingkat kemanisan
Hasil uji sensori minuman sari tebu dengan produk sejenis
Penampakan secara visual sari tebu penelitian (kiri) dan
sari tebu merk Z (kanan)
5. Grafik penurunan nilai pH selama penyimpana n
6. Plot Arrhenius perubahan pH selama penyimpanan orde satu
7. Grafik total perubahan warna selama penyimpan
8. Kondisi produk pada penyimpanan minggu ke-5
9. Plot Arrhenius perubahan warna selama penyimpanan orde nol
10. Grafik penurunan skor penerimaan sensori
11. Perbandingan mutu awal (kiri) dan mutu kritis (kanan) produk

5
11
12
13
15
16
17
17
19
19
21

DAFTAR TABEL
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Data karakterisasi sari buah komersial
Data Angka Lempeng Total (ALT) selama penyimpanan
Rata-rata perubahan nilai pH selama penyimpanan
Persamaan regresi linier parameter nilai pH
Rata-rata perubahan nilai E selama penyimpanan
Persamaan regresi linier parameter perubahan warna (E)
Persamaan Arrhenius dan energi aktivasi setiap parameter
Karakteristik mutu awal dan mutu akhir minuman sari tebu
Pendugaan umur simpan minuman sari tebu pada berbagai suhu
penyimpanan
10. Perbandingan umur simpan minuman sari tebu dengan beberapa
produk sejenis

10
13
14
16
16
18
20
20
21
22

DAFTAR LAMPIRAN
1. Data hasil uji rating hedonik pada tahap formulasi penentuan
tingkat kemanisan
2. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan pada uji rating
hedonik penentuan tingkat kemanisan
3. Data hasil uji rating hedonik perbandingan kesukaan produk
penelitian terhadapa produk sejenis
4. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan pada uji rating
hedonik perbandingan kesukaan produk penelitian terhadap
produk sejenis
5. Data pertumbuhan mikroba (ALT) selama penyimpanan
6. Data perubahan nilai pH selama penyimpanan
7. Data perubahan tingkat kecerahan (L) selama penyimpanan
8. Data perubahan warna kromatik (a) selama penyimpanan
9. Data perubahan intensitas warna (b) selama penyimpanan
10. Data perubahan nilai perubahan warna (E) selama penyimpanan
11. Data hasil uji rating hedonik pada awal penyimpanan
12. Data hasil uji rating hedonik pada minggu pertama penyimpanan
13. Data hasil uji rating hedonik pada minggu kedua penyimpanan
14. Data hasil uji rating hedonik pada minggu ketiga penyimpanan
15. Data hasil uji rating hedonik pada minggu keempat penyimpanan
16. Data hasil uji rating hedonik pada minggu kelima penyimpanan
17. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
pH pada 3 suhu penyimpanan di awal penyimpanan
18. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
pH pada 3 suhu penyimpanan di minggu pertama penyimpanan
19. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
pH pada 3 suhu penyimpanan di minggu kedua penyimpanan
20. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
pH pada 3 suhu penyimpanan di minggu ketiga penyimpanan
21. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
pH pada 3 suhu penyimpanan di minggu keempat penyimpanan
22. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
pH pada 3 suhu penyimpanan di minggu kedua penyimpanan
23. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
pH selama penyimpanan pada suhu 35oC
24. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
pH selama penyimpanan pada suhu 45oC
25. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
pH selama penyimpanan pada suhu 55oC
26. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
E pada 3 suhu penyimpanan di minggu pertama penyimpanan
27. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
E pada 3 suhu penyimpanan di minggu kedua penyimpanan
28. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
E pada 3 suhu penyimpanan di minggu ketiga penyimpanan

26
27
28

29
30
31
32
33
35
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55

29. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
E pada 3 suhu penyimpanan di minggu keempat penyimpanan
30. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
E pada 3 suhu penyimpanan di minggu kelima penyimpanan
31. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
E selama penyimpanan pada suhu 35oC
32. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
E selama penyimpanan pada suhu 45oC
33. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk parameter
E selama penyimpanan pada suhu 55oC
34. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk uji rating
hedonik pada minggu pertama penyimpanan
35. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk uji rating
hedonik pada minggu kedua penyimpanan
36. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk uji rating
hedonik pada minggu ketiga penyimpanan
37. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk uji rating
hedonik pada minggu keempat penyimpanan
38. Hasil analisis sidik ragam dan uji lanjut Duncan untuk uji rating
hedonik pada minggu kelima penyimpanan
39. Scoresheet
40. SNI 01-3719-1995 Minuman sari buah

56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Sari tebu merupakan suatu alternatif diversifikasi produk dari
komoditas tebu. Ketertarikan masyarakat untuk mengonsumsi sari tebu
terlihat terus meningkat yang dapat dilihat dari semakin banyaknya outletoutlet yang menjual minuman sari tebu segar di berbagai tempat, baik di
pinggir-pinggir jalan maupun di pusat keramaian lainnya. Bisnis minuman
sari tebu segar ini sebenarnya cukup menjanjikan dan menguntungkan,
hanya saja memiliki masalah yaitu umur simpannya yang singkat. Oleh
karena itu diperlukan suatu proses yang dapat memperpanjang umur simpan
sari tebu sehingga nantinya minuman ini dapat didistribusikan lebih luas.
Selain proses pengawetan, penentuan umur simpan dari produk yang telah
diolah juga perlu dilakukan untuk menjamin bahwa produk aman ketika
sampai ke tangan konsumen.
Kemasan pangan merupakan salah satu faktor penting yang dapat
menjamin mutu suatu produk. Kesalahan dalam memilih bahan pengemas
dapat berakibat terhadap berkurangnya mutu produk selama penyimpanan.
Plastik merupakan bahan pengemas yang berkembang pesat saat ini. Plastik
memiliki keunggulan, diantaranya bersifat fleksibel, transparan, tidak
mudah pecah, tidak korosif, dan harganya relatif murah. Pada penelitian ini
digunakan bahan pengemas berupa plastik cup polipropilen (PP). Pemilihan
bahan pengemas ini selain didasarkan pada harganya murah dan kemudahan
untuk didapatkan, plastik polipropilen juga memiliki sifat yang dianggap
sesuai untuk minuman sari tebu. Menurut Syarief dan Halid (1993),
polipropilen memiliki sifat umum antara lain : memiliki permeabilitas uap
air yang rendah, permeabilitas gas sedang, tahan terhadap suhu tinggi
sampai dengan 150oC, titik leburnya tinggi, tahan terhadap asam kuat, basa,
dan minyak, baik untuk kemasan sari buah dan minyak, ringan, kaku,
mudah dibentuk, dan transparan.
Minuman sari tebu yang dikemas dalam kemasan cup plastik perlu
dilakukan proses pengawetan untuk memperpanjang umur simpan produk.
Salah satu teknik pengawetan yang biasa diaplikasikan pada minuman yang
dikemas dengan kemasan plastik adalah dengan pasteurisasi. Pasteurisasi
merupakan proses pemanasan dengan suhu dibawah 100oC dengan tujuan
untuk mengurangi populasi mikroorganisme patogen atau menginaktivasi
enzim-enzim yang dapat merusak mutu produk. Prinsip dari pasteurisasi
adalah pemanasan produk secara singkat sampai mencapai kombinasi suhu
dan waktu tertentu yang cukup untuk mengurangi mikroorganisme patogen,
tetapi hanya menyebabkan kerusakan seminimal mungkin terhadap produk
akibat panas. Nilai pH minuman yang diproses dengan pasteurisasi
merupakan faktor penting yang akan mempengaruhi efektivitas proses
pemanasan. Proses pasteurisasi hanya efektif untuk produk pangan berasam
tinggi dengan nilai pH