19
III. METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Pangan Universitas
Muhammadiyah Malang. Kegiatan ini dimulai pada bulan Oktober 2018 sampai
dengan bulan Januari 2019.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah pisau, kain saring, baskom,
cabinet dryer, blender, loyang, kompor dan panci. Alat-alat yang digunakan pada
pembuatan sirup glukosa diantaranya adalah evaporator, beaker glass, waterbath,
hotplate, thermometer, timbangan analitik, batang pengaduk, pipet ukur, pipet tetes,
pH meter, gelas ukur, semprotan aquades, cup plastik, kertas Whatman no.1.
Sedangkan alat-alat yang digunakan untuk analisis adalah seperangkat alat kaca
(glassware Iwaki Pyrex), kurs porselen, desikator merk Glaswerk Wertheim 6132,
timbangan analitik merk Pioneer Ohaus PA413, centrifuge, spatula, color reader CR-
10 merk Konica Minolta, oven merk WTC Binder 7200 tipe E53 no. 89749, viscometer
rion co, hand refractometer tipe N1-α merk Atago, vortex, waterbath, texture analyzer.
3.2.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam hidrolisis sirup glukosa adalah kulit sukun
(Artocarpus altilis) (5-6 bulan setelah berbunga) kulitnya bewarna hijau kekuningan
dan getah sudah mulai keluar dari kulit (didapatkan dari Kecamatan Sukun, Malang),
garam, aquades, enzim alfa-amilase, enzim glukoamilase diekstrak dari Aspergilus
niger (didapatkan dari Laboratorium ITP IPB), asam sitrat, dan kapur sirih (didapatkan
20
analisa kimia adalah kalium iodine 20%, asam sulfat 25%, larutan luff school,
indikator pati 1%, natrium thiosulfat 0,1 N (didapatkan dari Laboratorium ITP
UMM)
3.3 Rancangan Penelitian
Penelitan ini akan dilakukan dengan 2 tahapan penelitian, yaitu:
Tahap I: Hidrolisis enzimatis dari pati kulit sukun menjadi sirup glukosa
Penelitian mengenai perbandingan pati dengan air sebagai substrat dengan
konsentrasi penambahan enzim alfa-amilase. Rancangan yang digunakan pada
tahap satu adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) faktorial dengan 2 faktor
dilakukan sebanyak 3 kali ulangan, faktor pertama dan kedua terdiri dari 3 taraf.
Adapun faktor pertama adalah perbandingan pati dengan air dan faktor kedua
adalah konsentrasi enzim alfa-amilase. Penambahan enzim alfa-amilase merupakan
titik kritis dalam pembuatan sirup glukosa, enzim ini akan mengkatalis proses
hidrolisis dan mampu menghasilkan sirup glukosa dengan atau tanpa penambahan
enzim glukoamilase. Percobaan ini diulang sebanyak 3 kali ulangan sehingga
diperoleh 27 perlakuan. Parameter pengujian yang digunakan antara lain kadar air,
kadar abu, kadar glukosa, total padatan terlarut, rendemen dan intensitas warna.
Faktor Pertama: Perbandingan pati dengan air (P)
P1= Pati:Air(1:3)
P2= Pati:Air (1:4)
P3= Pati:Air (1:5)
Faktor Kedua: Konsentrasi enzim alfa-amilase (v/b dari pati kulit sukun) (A)
A1 = 0,2%
A2 = 0,3%
A3 = 0,4%
21
Tabel 1. Matriks Perlakuan Hidrolisis Enzimatis dari Pati Kulit Sukun
Perbandingan
pati dengan air
Konsentrasi enzim alfa-amilase
A1 A2 A3
P1 P1A1 P1A2 P1A3
P2 P2A1 P2A2 P2A3
P3 P3A1 P3A2 P3A3
Keterangan:
P1A1: Perbandingan pati dan air 1:3 dengan konsentrasi enzim alfa-amilase 0,2%
P1A2: Perbandingan pati dan air 1:3 dengan konsentrasi enzim alfa-amilase 0,3%
P1A3: Perbandingan pati dan air 1:3 dengan konsentrasi enzim alfa-amilase 0,4%
P2A1: Perbandingan pati dan air 1:4 dengan konsentrasi enzim alfa-amilase 0,2%
P2A2: Perbandingan pati dan air 1:4 dengan konsentrasi enzim alfa-amilase 0,3%
P2A3: Perbandingan pati dan air 1:4 dengan konsentrasi enzim alfa-amilase 0,4%
P3A1: Perbandingan pati dan air 1:5 dengan konsentrasi enzim alfa-amilase 0,2%
P3A2: Perbandingan pati dan air 1:5 dengan konsentrasi enzim alfa-amilase 0,3%
P3A3: Perbandingan pati dan air 1:5 dengan konsentrasi enzim alfa-amilase 0,4%
Hasil penelitian tahap I, diperoleh sirup glukosa dengan perlakuan terbaik
yang akan diaplikasikan pada pembuatan hard candy.
Tahap II: Aplikasi sirup glukosa pada hard candy
Penelitian tentang pembuatan hard candy dengan perbandingan antara
sukrosa dan sirup glukosa. Rancangan percobaan tahap II adalah Rancangan Acak
Kelompok Kontras Orthogonal. Perlakuan yang digunakan adalah proporsi sukrosa
dan sirup glukosa dengan 3 level perlakuan. Setiap perlakuan diulang sebanyak 4
kali sehingga diperoleh 12 kali percobaan.
Tahap II: Aplikasi sirup glukosa pada hard candy
K = Sukrosa: Sirup Glukosa Komersil (1:1)
K1= Sukrosa: Sirup Glukosa Penelitian (1:1)
K2= Sukrosa: Sirup Glukosa Penelitian (1:2)
K3= Sukrosa: Sirup Glukosa Penelitian (2:1)
22
3.4 Pelaksanaan Penelitian
3.4.1 Ekstraksi Pati Kulit Sukun (Ristiyoningsih, 2011)
Pati kulit sukun direndam dengan air garam selama 3 jam untuk mengurangi
getah. Kulit sukun dihancurkan dengan penambahan aquades 1:2 kemudian
diendapkan selama 12 jam, ambil pati basah dan keringkan di cabinet dryer pada
suhu 55°C selama 24 jam.
3.4.2 Hidrolisis Pati Kulit Sukun Menjadi Sirup Glukosa (Fridayani, 2006)
1. Proses Likuifikasi
Bubur kulit sukun yang sudah menjadi pati ditambahkan air dengan
perbandingan sesuai dengan perlakuan. Campuran tersebut ditambahkan sejumlah
enzim alfa-amilase sesuai dengan perlakuan, pH diatur sampai 5,5-6 selama 1 jam
dengan suhu 95°C.
2. Proses Sakarifikasi
Perubahan dekstrin menjadi gula. Pati yang telah terpecah menjadi dekstrin
didinginkan dari suhu 95°C menjadi suhu 55°C pH 4-5. Kemudian tambahkan
enzim gklukoamilase 1 ml/kg pati, panaskan selama 24 jam. Setelah itu, sirup
glukosa disaring dan dipekatkan.
3.4.3 Pembuatan Hard Candy (Halimah, 2007)
Penyiapan komposisi perbandingan sukrosa dan sirup glukosa dengan
komposisi 1:1, 1:2, dan 2:1. Sukrosa ditambahkan dengan air 50 ml dan dipanaskan
pada suhu 110°C selama 15 menit. Larutan sukrosa ditambah sirup glukosa dengan
pemanasan 150°C selama 10 menit kemudian dicetak. Larutan tersebut didinginkan
dan ditunggu hingga mengeras.
23
3.5 Diagram Alir Penlitian
3.5.1 Ekstraksi Pati Kulit Sukun
Gambar 1. Diagram Alir Ekstraksi Pati Kulit Sukun (Ristiyoningsih, 2011)
Dengan Modifikasi
Sukun
Pengupasan
Air kotor dan
residu
Air
Air: Kulit sukun (2:1)
Larutan garam 5%
Ampas
Pengendapan (t= 12 jam)
Air:Kulit Sukun (2:1)
Air
Kulit Sukun
Pencucian
Perendaman selama 3 jam
Penghancuran dengan blender
Pemerasan
Filtrat Pati
1 Kadar Air
2 Kadar Abu
3 Kadar Lemak
4 Kadar Pati
5 Kadar Protein
6 Kadar Serat
Pengeringan pati (T= 55°C; t= 24 jam)
menggunakan cabinet dryer
Penghalusan menggunakan blender
Pati Kulit Sukun
Pati Basah
Pengayakan menggunakan ayakan 80 mesh
Pati Kasar
Daging
buah dan
Keterangan :
: Bahan
: Proses
: Paramenter
Penelitian
24
3.5.2 Hidrolisis Pati Kulit Sukun Menjadi Sirup Glukosa
Gambar 2. Diagram Alir Hidrolisis Sirup Glukosa (Fridayani, 2006)
Dengan Modifikasi
Keterangan: *perbandingan pati dan aquades (1:3; 1:4; 1:5)
** penambahan enzim alfa-amilase 0,2%; 0,3%; 0,4%
= Bahan
= Proses
= Parameter penelitan
1. Kadar air
2. Kadar abu
3. Kadar
glukosa
4. Total padatan
Terlarut
5. Rendemen
6. Warna
7. Viskositas
Penguapan
Enzim α-
Amilase*
*
Enzim
Glukoami
-lase
Pati Kulit Sukun
Pencampuran
Likuifikasi pada pH 5,5-6; t=1 jam; T=95oC
menggunakan waterbath
Penurunan suhu sampai 55oC
Sakarifikasi pada pH 4-5; t=24 jam; T=55oC
menggunakan waterbath
Sirup Glukosa
Penyaringan
Aquades*
25
3.5.3 Pembuatan Hard Candy
Gambar 3. Diagram Alir Pembuatan Hard Candy (Halimah, 2007)
Keterangan: *= perbandingan sukrosa dan sirup glukosa hasil eksperimen (1:1;
1:2; 2:1) dibandingkan dengan sukrosa dan sirup glukosa komersil
(1:1)
= Bahan
= Proses
= Parameter penelitian
Pencampuran dan pengadukan
Pemanasan T=150°C t=10 menit
Pencetakan
Hard Candy
1. Kadar air
2. Kadar abu
3. Gula
Reduksi
4. Kekerasan
5. Warna
6. Organolepti
k
Sirup
Glukosa* Larutan sukrosa
Sukrosa
Pencampuran dan pengadukan
Pemanasan T= 110°C selama 15 menit
Air
26
3.6 Parameter Penelitian
Parameter yang dianlisa pada penelitian ini meliputi analisa kadar air, kadar
abu, kadar lemak, kadar pati, kadar protein, kadar serat, analisa gula reduksi yang
dihitung sebagai D-glukosa, total padatan terlarut sirup glukosa, rendemen, analisa
warna, analisa hardness (kekerasan),
3.6.1 Analisa Kadar Air (AOAC, 2005)
1. Cawan porselen ditimbang.
2. Cawan porselen yang sudah ditimbang dimasukkan kedalam oven selama 24
jam dengan suhu 100-105ºC.
3. Cawan porselen didinginkan dalam desikator selama 15 menit.
4. Cawan porselen ditimbang untuk mendapatkan berat cawan porselen (A).
5. Bahan ditimbang sebanyak 2 gram dalam cawan porselen dan dicatat sebagai
berat bahan dalam cawan porselen (B).
6. Sampel dikeringkan dalam oven pada suhu 100-105ºC selama 6 jam.
7. Sampel didinginkan selama 15 menit dalam desikator.
8. Sampel ditimbang sebagai bobot akhir sampel (C).
9. Kadar air sampel dihitung menggunakan rumus:
Kadar air (%) = B-C x 100%
B-A
3.6.2 Analisa Kadar Abu (AOAC, 2005)
1. Cawan dalam oven didinginkan pada suhu 105ºC selama 1 jam.
2. Cawan didinginkan dalam desikator selama 15menit.
3. Cawan kosong ditimbang sebagai berat cawan kosong (A).
4. Sampel sebanyak 1,5–2 gram (B) ditimbang, selanjutnya cawan dimasukkan
dalam tanur dengan suhu 600ºC selama 3 jam.
5. Cawan didinginkan hingga suhu ± 120ºC, kemudian dimasukan dalam desikator
27
6. Cawan dan abu ditimbang hingga mendapatkan berat konstan.
7. Kadar abu dihitung menggunakan rumus:
Kadar abu (%) = C-A x 100%
B-A
3.6.3 Analisa Kadar Lemak (AOAC, 2005)
Analisa kadar lemak diawali dengan tahap preparasi dan analisa sampel
dengan metode lemak hidrolisis asam, kemudian dilakukan perhitungan kadar
lemak yang mengacu pada rumus AOAC (2005). Tahapan meliputi :
1. Sampel ditimbangsebanyak 2 g (a), dimasukkan kedalam tabung reaksi lalu
ditambahkan 4 ml etanol 96% dan 2 ml HCl sebelumnya cawan porselin yang
kosong disiapkan kemudian ditimbang beratnya.
2. Waterbath dipanaskan pada suhu 70°C selama 30 menit.
3. Larutan dituangkan ke dalam corong pemisah yang bagian atas diletakkan
corong dan kertas saring, kemudian ditambahkan 25 ml petroleum benzene.
4. Gojog larutan selama 1 menit lalu dibiarkan hingga terpisah menjadi dua larutan,
buang larutan yang bagian bawah dengankran corong pisah diputar hingga yang
tertinggal pada corong pisah adalah larutan yang bagian atas (fase benzene
lemak).
5. Fase benzene lemak tersebut ditampung dalam beaker glass yang telah dketahui
bobotnya (b), kemudian oven cawan porselin yang luas permukaannya tersebut
dalam oven hingga kering pada suhu 80°C.
6. Cawan porselin ditimbang yang luas permukaanya dalam desikator kemudian
ditimbang.
7. Kadar lemak dihitung dengan rumus :
% Kadar Lemak = bobot cawan akhir – bobot cawan kosong (awal) x 100
bobot sampel (g)
28
3.6.4 Analisa Kadar Pati (Sudarmadji dkk., 2003)
1. Sampel ditimbang sampel sebanyak 2 gram.
2. 50 ml aquades ditambahkan dan aduk selama 1 jam.
3. Suspensi disaring dengan kertas saring dan dicuci dengan aquades sampai
volume filtrat 250 ml.
4. Sampel dicuci lagi dengan 150 ml alkohol 10% untuk membebaskan
karbohidrat yang terlarut.
5. Residu dari kertas saring dipindahkan ke dalam erlenmeyer dengan pencucian
200 ml aquades dan ditambahkan 20 ml HCl 25%.
6. Ditutup dengan pendingin balik dan panaskan di atas penangas air mendidih
selama 2,5 jam.
7. Setelah dingin dinetralkan dengan larutan NaOH 45% dan diencerkan sampai
volumenya 500 ml lalu saring.
3.6.5 Analisa Kadar Protein (AOAC, 1988).
Analisa kadar protein diawali dengan tahap preparasi dan analisa sampel
dengan metode semi-mikro kjedahl, kemudian dilakukan perhitungan kadar protein
yang mengacu pada rumus AOAC (1988). Tahapan meliputi :
1. Bahan diambil 10 ml atau sesuai kondisi sampel, jika sampel diduga
mengandung protein tinggi dapat menggunakan sampel dalam jumlah yang
lebih sedikit demikian juga sebaliknya.
2. Bahan dimasukkan ke dalam tabung kjedahl, lalu tambahkan 2 ml H2SO4 pekat
98% dan tambahkan 1 spatula campuran Na2SO4 – HgO (20:1) untuk
katalisator.
3. Sampel didihkan sampai jernih (kurang lebih 4 jam) dan lanjutkan pendidihan
30 menit lagi (pengerjaan harus dilakukan di lemari asam).
29
4. Didinginkan kemudian menambahkan 15 ml aquades.
5. Isi labu dipindahkan kedalam alat destilasi kemudian dibilas dengan 10 ml
aquades.
6. 10 ml larutan NaOH ditambahkan ke dalam tabung destilasi.
7. Erlenmeyer 125 ml yang berisi 10 ml H2BO4 4% yang telah diberi tetesan
indikator MM atau MB.
8. Destilasi diletakkan sampel tertampung kira-kira 15 ml destilat berwarna
kehijauan dalam erlenmeyer.
9. Total N dan persentase protein dengan rumus:
Perhitungan % N = (ml HCl x N HCl x 14,008) x 100
berat bahan (mg)
Kadar Protein = % N × faktor konversi (6,25)
3.6.6 Analisa Serat Kasar (Sudarmadji dkk., 2003)
1. Sampel dihaluskan lalu ditimbang 2 gram dalam botol lemak, bebaskan
lemaknya dengan cara ekstraksi dengan cara soxlet.
2. Contoh dikeringkan dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer 500 ml.
3. 50 mL larutan H2SO4 1,25% dilarutkan kemudian didihkan selama 30 menit
dengan pendingin balik.
4. 50 mL NaOH 3,25% ditambahkan dan dididihkan lagi selama 30 menit.
5. Disaring dengan corong Bucher yang berisi kertas saring tak berabu Whatman
no. 42 yang telah dikeringkan dan diketahui bobotnya.
6. Endapan dicuci yang terdapat pada kertas saring berturut – turut dengan H2SO4
1,25% panas, air panas dan etanol 96%.
7. Kertas whatman beserta isinya diangkat dan dimasukkan ke dalam kotak
timbang yang telah diketahui bobotnya, keringkan pada suhu 100oC dinginkan
dan timbang sampai bobot tetap.
30
8. Kadar serat dihitung dengan rumus:
Serat Kasar (%) = Residu basah x 100%
Residu kering
3.6.7 Analisa Gula Reduksi (AOAC, 2005)
1. Sampel gula diambil sebanyak 2,5 ml.
2. Bahan diencerkan hingga 52,5 ml pada labu ukur.
3. 12,5 ml bahan diambil dan diletakkan pada erlenmeyer.
4. Ditambahkan larutan luff – school 12,5 ml.
5. Dididihkan pada hot plate dan pendingin balik, dipertahankan 10 menit proses
pendidihan.
6. Didinginkan bahan dengan air mengalir.
7. Ditambahkan 7,5 ml KI 20 %, 12,5 ml H2SO4 dan 5 tetes amilum.
8. Dilakukan titrasi dengan Na2S2O3 sampai berwarna putih keruh.
9. Kadar gula ditambahkan dengan bantuan tabel dan dengan rumus:
Δm Na2S2O3 : ml Blanko – ml Na2S2O3
Kadar Gula : mg glukosa x FP x 100
Berat bahan
Mg : utama x faktor + (angka belakang koma x D)
3.6.8 Analisa Total Padatan Terlarut (Yuwono dan Susanto, 1998)
1. Alat dan bahan disiapkan, penutup kaca prisma dibuka, lalu diteteskan aquades
satu tetes, menutup kaca prisma perlahan dan dipastikan aquades memenuhi
kaca prisma.
2. Refraktometer diarahkan ke cahaya terang, dilihat pembacaan skala dapat
melalui lubang teropong, jika skala kabur, putar lubang teropong dan pastikan
garis biru pada 0° Brix.
31
3. Kaca prisma dibuka dan dibersihkan menggunakan bahan lembut dan kering
dengan cara satu arah.
4. Kaca prisma dibuka kembali kemudian diteteskan sampel sebanyak 1 tetes
kemudian tutup kaca prisma.
5. Skala dilihat melalui lubang teropong, batas garis skala adalah antara garis putih
dan biru.
3.6.9 Analisa Viskositas (Yuwono dan Susanto, 1998)
Spindel dipilih sesuai dengan konsentrasi bahan atau tingkat kekentalan
bahan. Pangkal spindle dimasukkan pada lubang penghubung rotor. Spindel pada
sampel diturunkan sampai batas, kemudian kecepatan spindle diatur dan tunggu
hingga stabil. Pengatur kecepatan diatur dan baca skala yang ditunjukkan. Hal yang
sama diulang hingga didapatkan data yang valid. Viskositas (dPas) = Skala yang
ditunjuk.
3.6.10 Analisa Rendemen (Abdilah, 2006)
Pengukuran rendemen dihitung berdasarkan perbandingan berat akhir yang
diperoleh terhadapt berat awal yang dinyatakan dalam persen (%) (Abdilah, 2006).
Perhitungannya dilakukan dengan menggunakan rumus :
Rendemen (%) = berat akhir sirup glukosa (g)
berat pati (g)
3.6.11 Analisa Warna dengan Menggunakan Colour Reader (Yuwono dan
Susanto, 1998)
Skala kolorimeter didapat berdasarkan standar warna yang telah ditentukan
dengan alat kolorimeter dengan tahapan sebagai berikut:
1. Sampel disiapkan pada plastik bening .
2. Colour reader dihidupkan.
3. Target pembacaan ditentukan (L, a+, b+).
x 100%
32
4. Diukur warnanya.
Keterangan:
a dan b : koordinat kromatisitas,
3.6.12 Analisa Hardness
Profil tekstur produk menggunakan texture analyzer TA-XT2. Sampel
diapit oleh dua cincin dengan diameter 3 cm, kemudian ditempatkan pada bagian
tengah area pengujian, kemudian probe spherical ball probe dengan diameter 0,25
inch menekan sampel. Gaya dengan besaran yang diberikan terhadap sampel akan
dapat mengukur profil tekstur sampel tersebut. Pengaturan TA-XT2 yang
digunakan ialah sebagai berikut.
Test Mode and Option: Measure Force in Compression
Pre-Test Speed: 1.0 mm/s
Test Speed:1.0 mm/s
Post-Test Speed: 10.0 mm/s
Distance: 3.0 mm
Trigger Type: Auto-5g
3.6.13 Uji Organoleptik (Rahayu, 2001)
Uji organoleptik yang dilakukan meliputi rasa, aroma, dan kenampakan oleh
panelis. Pengujian dilakukan dengan memberikan sampel yang masing-masing
telah terdapat kode yang berbeda kepada 30 panelis. Panelis diminta untuk
memberikan penilaian terhadap sampel sesuai dengan skala hedonik yang
tercantum. Pengujian menggunakan uji skala hedonik terdiri atas 5 nilai dengan 5
pertanyaan seperti yang tercantum pada tabel berikut ini:
33
Tabel 2. Skor Organoleptik
Nilai Kenampakan Aroma Rasa
1 Sangat tidak
menarik
Sangat tidak
sedap
Sangat enak
2 Tidak menarik Tidak sedap Tidak enak
3 Cukup menarik Cukup sedap Cukup enak
4 Menarik Sedap Enak
5 Sangat menarik Sangat sedap Sangat enak