OPTIMASI PARAMETER PROSES PEMBUATAN NATA DE COCO DARI AIR KELAPA MENGGUNAKAN STATISTICAL EXPERIMENTAL DESIGN

SKRIPSI Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat

Mencapai Derajat Sarjana S-1 Oleh:

NONI INDRIANTI 0703020003 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2012

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

! " " ! #

" $% $ && ' '

( # % # ! )

%*+ , '

)..&

ABSTRAK

Nata adalah lapisan polisakarida ekstraseluler (selulosa) yang dibentuk oleh mikroba pembentuk kapsul. Nata termasuk produk fermentasi yang menggunakan bakteri Acetobacter xylinum, jika ditumbuhkan di media cair yang mengandung gula misalnya air kelapa, bakteri ini menghasilkan lapisan putih nata yang terapung-apung di permukaan media tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyeleksi variabel yang berpengaruh dari variabel sumber karbon (gula), sumber nitrogen (urea), sumber phospat (K HPO4), sumber vitamin

(vitamin B syrup), lama fermentasi, pH dan jumlah starter dalam fermentasi nata

de coco menggunakan Placket-Burman Screening Design kemudian

mengoptimasi tiga variabel yang paling berpengaruh dalam fermentasi tersebut menggunakan Response Surface Method. Dari hasil Placket-Burman Screening

Design diperoleh bahwa lama fermentasi (LF) dan jumlah sumber karbon (C) merupakan variabel yang sangat berpengaruh terhadap hasil yield fermentasi.

Sedangkan interaksi variabel yang berpengaruh yaitu jumlah sumber karbon (C), jumlah asam cuka (pH), dan lama fermentasi (LF). Sedangkan hasil uji Response

Surface Method menggunakan Central Composite Design (CCD) untuk

mendapatkan yield yang optimum adalah dengan jumlah sumber karbon (C) sebanyak 17,5 gr/500 ml air kelapa, kondisi medium pada pH 5 dan lama fermentasi selama 10 hari, dengan hasil yield yang didapat sebanyak 90,365% dan hasil uji organoleptis rata-rata responden menyukai rasa dan tekstur nata de coco.

Kata kunci: nata de coco, Placket-Burman Screening Design, Response Surface Method, Central Composite Design

ABSTRACT

Nata is a layer of extracellular polysaccharides (cellulose) that is formed

by the capsule-forming microbes. It is a fermented food that is created by

Acetobacter xylinum, when it is grown in a liquid media containing sugar such as coconut water, it will produce a white layer of nata that floated on the surface media. The objective of this study is firstly to screen the variables that influence such as the amount of the carbon source using sugar (C), amount of the nitrogen source using urea, (N), amount of phosphate source using K2HPO4, (P), amount of the source of vitamins using vitamin B syrup,(V), fermentation time (LF), pH and the starter volume (JS) of nata de coco using Placket-Burman Screening Design, secondly optimalize the three most influential variables in the fermentation using the Response Surface Method. The result of Placket-Burman Screening Design show that the fermentation time (LF) and the amount of carbon source (C) are main factor that influence to yield, whereas the main interaction variable are C, pH, and LF. Meanwhile the result of Central Composite Design (CCD) show that the optimum yield for the amount of the carbon source using sugar at 17.5 gr/500 ml of coconut water, pH 5, and fermentation time for 10 days, it is obtained yield at 90.365% and the organoleptis test result show that respondents like taste and texture of it’s nata.

Keywords: nata de coco, Placket-Burman Screening Design, Response Surface Method, Central Composite Design

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan Skripsi dengan judul “Optimasi Parameter Proses Pembuatan Nata de Coco dari Air Kelapa menggunakan Statistical Experimental Design.”

Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan program studi Strata Satu (S1) dan memperoleh gelar Sarjana Teknik Kimia di Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

Skripsi ini tidak akan selesai tepat waktu tanpa bantuan berbagai pihak, oleh sebab itu penulis sampaikan ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada: 1. Kedua orangtua serta keluarga yang telah memberikan motivasi.

2. Bapak Anwar Ma’ruf, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Teknik

3. Ibu Endar Puspawiningtiyas, S.T., MT. selaku Kaprodi Teknik Kimia serta Pembimbing Akademik.

4. Bapak Alwani Hamad, S.T., M. Sc. Selaku Dosen Pembimbing I

5. Bapak A. Haris Mulyadi, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II

6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

7. Tata Usaha dan Civitas Akademika Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

8. Vivi, Heru, Haryo (yang udah ikut bantuin waktu penelitian…), Ndis (nyusul sidang say…), 3 serangkai Betty, Mira, Ghina (pesennya cuma 1.. kuliahnya yang rajin, biar ga nyesel nduk…..).

9. Teman-teman angkatan 2007 dan semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan Skripsi ini masih sangat jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun penulis akan menerima dengan senang hati. Semoga Skripsi ini dapat memberikan manfaat.

Purwokerto, Juli 2012 Penulis

DAFTAR ISI

7 2.1 Kelapa …………………………………..…………………..

3.3 Prosedur ……………………………………………………..

3.2 Alat dan Bahan ……………………………………………...

16 3.1 Penentuan Variabel ………………………………………….

15 BAB III METODOLOGI PENELITIAN ………….……………………..

2.4 Nata de Coco ……………………..……………………....…

8 2.3 Acetobacter xylinum ………………………………………...

7 2.2 Air Kelapa ……..…………………………………………….

6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ……………………….………………..

HALAMAN JUDUL ………………………………………………………... i HALAMAN PERSETUJUAN ……………………………………………… ii HALAMAN PENGESAHAN ……………………………………………… iii PERNYATAAN …………………………………………………………….. iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN ………………………………………….. v ABSTRAK ………………………………………………………………….. vi

1.5 Kegunaan ……………………………………………………

1.4 Luaran yang Diharapkan ………………………………….…

1.3 Tujuan Penelitian ………...……………………………….…

1 1.2 Perumusan Masalah …...…………………………………….

1 1.1 Latar Belakang Masalah …………..………………………...

BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………

KATA PENGANTAR ……………………………………………………… viii DAFTAR ISI ………………………………………………………………... x DAFTAR TABEL …………………………………………………………... xii DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………….. xiii DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………………... xiv

ABSTRACT ……..……………………………………………..…………….. vii

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN …………………………………

29 4.1 Hasil …………………….…………………………………...

29 4.2 Pembahasan ……………..…………………………………..

47 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …….…………………………...

65 5.1 Kesimpulan …….…………..………………………………..

65 5.2 Saran …………………..…………………………………….

66 DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………….

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Komposisi Kimia Air Buah Kelapa ..………………………..….

32 Tabel 4.3 Analysis of Variance for Yield …………………………...……..

39 Tabel 4.9 Hasil ANOVA terhadap Model ………………………………...

37 Tabel 4.8 Estimasi Koefisien Regresi Terhadap Model ……...…………...

37 Tabel 4.7 Matriks Rancangan Percobaan dan Hasil Percobaan ...................

36 Tabel 4.6 Rentang dan Level Variabel Bebas Berdasarkan Hasil

Screening dengan Metode Placket-Bruman …………………….

33 Tabel 4.5 Model Placket-Burman dengan Respon WHC, Berat Basah, Berat Kering, Moisture, dan Ketebalan ………………..……….

33 Tabel 4.4 Interaksi Antar Variabel ………………………………...………

29 Tabel 4.2 Estimasi Efek dan Koefisien Terhadap Yield …………………..

65 Tabel 3.1 Level Tiap Variabel yang Akan Dikaji ........................................

28 Tabel 4.1 Matriks Rancangan dan Hasil Percobaan menggunakan Placket- Burman dengan Respon Yield ……………..…………………...

28 Tabel 3.6 Skala Numerik dan Hedonik dalam Uji Organoleptis (Tekstur)..

23 Tabel 3.5 Skala Numerik dan Hedonik dalam Uji Organoleptis (Rasa) ......

23 Tabel 3.4 Tempuhan Berdasarkan Design Eksperiment Menggunakan

Central Composite Design ………………………………..........

21 Tabel 3.3 Rentang dan Level Variabel Bebas …………………………….

Tabel 3.2 Rancangan Placket-Burman Screening Method ……..…………

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Tahap-tahap pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum

11 dalam kondisi normal …………...…………………………...

Gambar 4.1 Contour plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari pH dan Jumlah sumber karbon, gula (C) berdasarkan hasil

dari experiment central composite design …………………...

41 Gambar 4.2 Surface Plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari pH dan jumlah sumber karbon, gula (C) berdasarkan hasil dari experiment central composite design ….…………………

41 Gambar 4.3 Contour plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF (lama fermentasi, hari) dan jumlah sumber karbon, gula (C) berdasarkan hasil dari experiment central composite design ………………………………….…………………….

42 Gambar 4.4 Surface plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF (lama fermentasi, hari) dan jumlah sumber karbon, gula (C) berdasarkan hasil dari experiment central composite design ..

42 Gambar 4.5 Contour plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF (lama fermentasi, hari) dan pH berdasarkan hasil dari experiment central composite design ……………………......

43 Gambar 4.6 Surface plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF (lama fermentasi, hari) dan pH berdasarkan hasil dari experiment central composite design ………...……………...

43 Gambar 4.7 Tingkat Penilaian terhadap Aspek Rasa dan Tekstur Nata de Coco ………………………………………………...……….

46 Gambar 4.8 Fase Pertumbuhan Bakteri Acetobacter xylinum ……..……..

49 Gambar 4.9 Main Effect Respon Yield ………………………………...…

OPTIMASI PARAMETER PROSES PEMBUATAN NATA DE COCO DARI AIR KELAPA MENGGUNAKAN STATISTICAL EXPERIMENTAL DESIGN