37
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. BAHAN DAN ALAT
Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan produk ekstrusi yaitu sorgum jenis Kawali yang diperoleh dari petani sorgum di kawasan
Bojonegoro, air dan margarin Forvita. Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis adalah DPPH 1,1-diphenil-2-picrylhydrazil, metanol pro analysis,
heksana, asam metafosfat 2, asam askorbat, 0.1 M buffer asetat pH 5.5, HCl, pepsin, aluminium foil, NaOH, pankreatin, aseton, etanol 78, etanol 95 ,
kertas saring, aquades dan aquabides. Alat-alat yang digunakan dalam pembuatan produk ekstrusi sorgum
adalah alat penyosoh Satake Grain Mill kapasitas 200 gram, disc mill, mixer, ekstruder collet single-screw bertempat di Seafast, dan ekstruder twin-screw
model puffing 2256 bertempat di Technopark. Alat yang digunakan untuk analisis adalah pipet mohr, neraca analitik, gelas kimia, gelas ukur, tabung
reaksi, sudip, erlenmeyer, labu takar, tabung sentrifuse, pipet tetes, centrifuse, desikator, spectofotometer, Atomic Absorption Spectrophotometer, Texture
Analyzer, labu kjeldahl, batu didih, pemanas listrik, labu destilasi, alat destilasi dan kondensor, dan buret.
B. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan dalam 2 tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Tahap pertama adalah penelitian
pendahuluan yang bertujuan untuk menentukan ekstruder serta parameter proses eskrusi yang digunakan pada penelitian utama. Tahap kedua adalah
penelitian utama yang bertujuan untuk karakterisasi produk ekstrusi meliputi analisis fisik, dan pemilihan produk terbaik berdasarkan sifat organoleptik dan
aktifitas antioksidan untuk kemudian dianalisis proksimat, serat dan kandungan mineralnya.
38
1. Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan bertujuan untuk menentukan ekstruder dan parameter proses ekstrusi yang digunakan pada penelitian utama.
Penelitian ini menggunakan dua buah ekstruder diantaranya ekstruder ulir tunggal dan ulir ganda. Penentuan ekstruder yang digunakan
memperhitungkan bentuk bahan yang digunakan serta parameter proses ekstrusi untuk masing-masing ekstruder. Penentuan parameter proses
ekstrusi dilakukan untuk mengetahui kondisi optimum proses serta mendapatkan produk ekstrusi yang bisa dibentuk sesuai cetakan karena
spesifikasi mesinekstruder yang berbeda memiliki parameter proses yang berbeda. Penentuan parameter proses ekstrusi dilakukan secara uji coba
dengan memperhitungkan
parameter-parameter proses
yang mempengaruhi proses ekstrusi. Ekstruder yang memberikan hasil dan
kondisi proses terbaik digunakan dalam proses ekstrusi pada penelitian utama.
1.1. Persiapan Bahan
Biji sorgum utuh diberi dua perlakuan yaitu disosoh dan tidak disosoh. Penyosohan merupakan salah satu standar pengolahan serealia
yang bertujuan menghilangkan lapisan terluar kulit dan pengotor. Biji sorgum utuh masih dengan kulit disosoh menggunakan Satake
Grain Mill selama 20 detik dengan kapasitas 200 gram sekali sosoh. Biji sorgum yang telah disosoh dan biji sorgum yang tidak disosoh
masih dengan kulit kemudian ditepungkan menggunakan disc mill dengan menggunakan saringan 60 mesh. Kemudian tepung diayak
dengan menggunakan ayakan 100 mesh sehingga diperoleh tepung yang lolos ayakan 100 mesh dan tepung tidak lolos ayakan 100 mesh
yang berupa grits. Tepung yang tidak lolos ayakan grits digunakan dalam pembuatan produk ekstrusi menggunakan ekstruder ulir ganda,
sedangkan biji utuh digunakan dalam pembuatan ekstruder ulir tunggal. Diagram alir pembuatan grits sorgum sosoh dan tidak sosoh
ditunjukan pada Gambar 6 dan 7.
39
Gambar 6 . Diagram alir pembuatan grits sorgum sosoh
Gambar 7 . Diagram alir pembuatan grits sorgum tidak sosoh
1.2. Spesifikasi Ekstruder
Ekstruder ulir tunggal yang digunakan pada penelitian ini memiliki panjang barel sebesar 21 cm dengan diameter barel belakang
sebesar 8 cm dan diameter barel depan sebesar 7.5 cm. Ekstruder ini memiliki panjang ulir sebesar 22 cm dengan diameter ulir 7.1 cm.
Ukuran die cetakan yang digunakan adalah sebesar 0.5 cm. Gambar
Biji sorgum
Grits sorgum tidak sosoh Penepungan dengan disc mill
Pengayakan 100 mesh Tepung sorgum
tidak sosoh Biji sorgum
Biji sorgum Bebas dari kulit luar dan
lapisan testa
Grits sorgum sosoh Penyosohan 20 detik
Penepungan dengan disc mill
Pengayakan 100 mesh Tepung
sorgum sosoh
40 ekstruder ulir tunggal ditunjukan pada gambar 8 dan tampak depan die
dan pisau ditunjukan pada gambar 9.
Gambar 8 . Ekstruder ulir tunggal
Gambar 9 . Tampak depan die dan pisau ekstruder ulir tunggal
Ekstruder ini memiliki panjang barel sebesar 98 cm dan diameter barel sebesar 64 mm. Panjang ulir sebesar 93 cm dan
memiliki diameter ulir sebesar 54 mm. Diameter diecetakan yang digunakan berbentuk oval dengan diameter 11 mm x 7 mm. Gambar
ekstruder ulir ganda ditunjukan pada gambar 10 dan tampak depan die dan pisau ditunjukkan pada gambar 11.
41
Gambar 10. Ekstruder ulir ganda
Gambar 11.
Tampak depan die dan pisau ekstruder ulir ganda
1.3. Kondisi Proses Ekstrusi 1.3.1. Ekstruder Ulir Tunggal
Ekstruder ulir tunggal yang digunakan pada penelitian ini tidak dapat melakukan pengaturan kecepatan putar ulir dan pemasukan
bahan. Bentuk bahan yang digunakan pada ekstruder ulir tunggal berupa biji. Ekstruder ulir tunggal menggunakan variasi suhu
diantaranya 100
o
C, 120
o
C dan 140
o
C. Parameter proses yang diujikan menggunakan ekstruder ulir
tunggal ditunjukan pada Tabel 4 berikut.
42
Tabel 4 . Parameter proses yang diujikan menggunakan ekstruder ulir
tunggal
Proses ekstrusi menggunakan ekstruder ulir tunggal diawali dengan pengaturan suhu ekstruder sesuai kondisi proses yang
diinginkan. Ketika suhu proses yang diinginkan sudah tercapai, bahan baku berupa biji dimasukan ke dalam feeder. Jumlah bahan yang
digunakan sebanyak 500 gram untuk setiap uji agar proses ekstrusi dapat berjalan secara kontinu di dalam ekstruder. Kecepatan
pemasukan bahan pada ekstruder ulir tunggal ini dilakukan secara manual dengan menuangkan sedikit demi sedikit biji secara konstan ke
dalam feeder. Proses dilakukan secara kontinu hingga bahan dapat keluar dari cetakan.
1.3.2. Ekstruder Ulir Ganda
Ekstruder ulir ganda yang digunakan pada penelitian ini memungkinkan
untuk mengatur
secara leluasa
faktor-faktor pengolahan seperti suhu, kecepatan putar ulir, kecepatan pemasukan
bahan, dan kecepatan putar pisau di dalam proses dibandingkan ekstruder ulir tunggal yang hanya bisa mengatur suhu proses.
Kecepatan putar ulir ekstruder diatur pada kecepatan 20 Hz 373 rpm, 22 Hz 411 rpm dan 25 Hz 467 rpm, sedangkan kecepatan
putar pemasukan bahan diatur sebesar 1 Hz 19 rpm di bawah kecepatan putar ulir yang digunakan untuk menjaga agar seluruh
bagian ulir terisi bahan saat proses ekstrusi berlangsung. Bentuk bahan Bentuk Bahan
Suhu Ekstruder Biji tidak sosoh
100
o
C 120
o
C 140
o
C Biji sosoh
100
o
C 120
o
C 140
o
C
43 yang digunakan pada ekstruder ulir ganda berupa grits. Variasi suhu
yang digunakan adalah 130°C, 140°C, dan 150°C. Bahan baku grits sorgum yang digunakan untuk pembuatan
produk ekstrusi, diukur terlebih dahulu kadar airnya. Pengukuran kadar air menggunakan metode oven. Kadar air yang digunakan pada
penelitian ini yaitu 13, 15, dan 16. Penambahan air diperlukan untuk mencapai kadar air awal bahan yang diperlukan pada penelitian.
Parameter-parameter proses
ekstrusi yang
diujikan menggunakan ekstruder ulir ganda ditunjukan pada Tabel 5 berikut.
Tabel 5. Parameter proses yang diujikan menggunakan ekstruder ulir
ganda
K Keterangan: S = grits sorgum sosoh
TS= grits sorgum tidak sosoh Proses ekstrusi sebelum bahan baku berupa grits dimasukan ke
dalam ekstruder, terlebih dahulu dilakukan proses ekstrusi menggunakan pancinganpengumpan yang bertujuan untuk membuat
kondisi di dalam ekstruder sesuai dengan kondisi proses yang diinginkan. Pancingan yang digunakan adalah grits sorgum. Proses
penambahan air ke dalam ulir dilakukan sedikit demi sedikit pada bagian keluaran feeder hingga pancingan mulai keluar dari cetakan.
Setelah hasil yang keluar dari ekstruder sudah kering dan matang serta proses sudah berjalan kontinu, bahan utama yang digunakan pada
pembuatan produk ekstrusi dapat dimasukan ke feeder. Jumlah grits sorgum yang digunakan sebanyak 3 kg untuk setiap uji. Jumlah ini
Kadar air
Suhu 130 °C Suhu 140°C
suhu 150°C 373
rpm 411
rpm 467
rpm 373
rpm 411
rpm 467
rpm 373
rpm 411
rpm 467
rpm 13
S S
S S
S S
S S
S 15
S S
S S
S S
S S
S 16
S S
S S
S S
S S
S 13
TS TS
TS TS
TS TS
TS TS
TS 15
TS TS
TS TS
TS TS
TS S
TS 16
TS TS
TS TS
TS TS
TS TS
TS
44 merupakan jumlah minimal bahan yang digunakan agar mesin dapat
bekerja optimal sesuai dengan kondisi proses yang ditentukan. Grits sorgum dicampurkan lemak berupa margarin, yang
berfungsi sebagai pelumas untuk melicinkan bahan ketika di dalam ulir. Margarin dicairkan terlebih dahulu, kemudian dicampur dengan
grits menggunakan mixer hingga menjadi adonan rata dan homogen. Variasi margarin yang ditambahkan per 3 kg bahan yang digunakan
yaitu sebesar 50 gram 1.67, 100 gram 3.3 dan 150 gram 5. Diagram alir pancingan dan proses ekstrusi menggunakan
ekstruder ulir ganda dapat dilihat pada Gambar 12 dan 13.
Gambar 12. Diagram alir pancingan pada ekstruder ulir ganda
Grits Sorgum pancingan
Ekstrusi pada kondisi proses
yang
ditetapkan
Timbang
3 Kg
Produk Pancingan
Air
45
Gambar 13 . Diagram alir pembuatan ekstrudat pada ekstruder ulir
ganda
2. Penelitian Utama
Penelitian ini menggunakan grits sorgum sosoh dan tidak sosoh sebagai bahan baku dalam pembuatan produk ekstrusi. Proses ekstrusi
pada tahap penelitian utama dilakukan sesuai kondisi optimum yang diperoleh dari penelitian pendahuluan agar dihasilkan produk ekstrusi
dengan tektur yang baik dan dapat bekerja secara kontinu. Proses ekstrusi untuk menghasilkan ekstrudat dilakukan
menggunakan ekstruder yang terpilih dan kondisi proses yang optimum berdasarkan hasil penelitian pendahuluan. Produk yang diperoleh dari
penelitian utama dilakukan analisis fisik, uji organoleptik dan uji DPPH aktivitas antioksidan. Produk terbaik dipilih berdasarkan kombinasi skor
tertinggi dari uji organoleptik dan uji DPPH. Produk terbaik dilakukan analisis proksimat kadar air, abu, lemak dan protein, kadar serat pangan
dan kandungan mineral Ca,Fe dan Zn.
Produk Ekstrusi
Grits Sorgum
Ekstrusi pada kondisi proses yang ditetapkan
Timbang 3
Kg Pencampuran
Lemak pelumas
46
C. PERLAKUAN