optimasi parameter pembuatan nata de leri …repository.ump.ac.id/1006/1/giswantara cover.pdfiii...

i

OPTIMASI PARAMETER PEMBUATAN

NATA DE LERI

MENGGUNAKAN STATISTICAL EXPERIMENTAL DESIGN

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat

Mencapai Derajat Sarjana S-1

Oleh:

GISWANTARA

1103020014

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

2015

i

ii

HALAMAN PERSETUJUAN


NATA DE LERI


GISWANTARA

1103020014

Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing I

Alwani Hamad, ST., M.Sc.

NIP. 198104262005011001

Pembimbing II

Endar Puspawiningtyas, ST., MT.

NIDN. 0605117801

ii

Optimasi Parameter Pembuatan..., Giswantara, Fak Teknik UMP, 2015

iii

HALAMAN PENGESAHAN


NATA DE LERI


GISWANTARA

1103020014

Telah dipertahankan di depan Panitia Ujian Skripsi

pada hari Sabtu tanggal 2 Mei 2015

Susunan Panitia Ujian

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik

Tito Pinandita, S.Si., M.Kom.

NIK. 2160312

Ketua,

Tito Pinandita, S.Si., M.Kom.

NIK. 2160312

Sekretaris,

Anwar Ma’ruf, ST., MT.

NIDN. 0604027501

Penguji I,

Abdul Haris M., ST.,MT.

NIDN. 0615106601

Penguji II,

Anwar Ma’ruf., ST.,MT.

NIDN. 0604027501


iv

PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini saya:

Nama : Giswantara

NIM : 1103020014

Fakultas/Program Studi : Teknik/ Teknik Kimia

Universitas : Universitas Muhammadiyah Purwokerto

Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa Skripsi ini adalah hasil karya saya

dan bukan hasil penjiplakan dari hasil karya orang lain.

Demikian pernyataan ini dan apabila kelak di kemudian hari terbukti ada unsur

penjiplakan, maka saya bersedia mempertanggung jawabkan sesuai dengan

ketentuan yang berlaku.

Purwokerto, 2 Mei 2015

Yang menyatakan,

Giswantara

iv


v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Motto:

“Pahlawan bukanlah orang yang berani meletakkan pedangnya ke pundak lawan,tetapi

pahlawan sebenarnya ialah orang yang sanggup menguasai dirinya dikala ia marah”

(Nabi Muhammad SAW)

“Nothing is Impossible Beyond Determination”

“Kata yang paling indah di bibir umat manusia adalah kata „ibu‟,dan panggilan paling

indah adalah „ibuku‟ .Ini adalah kata penuh harapan dan cinta,kata manis dan baik yang

keluar dari kedalaman hati”

(Khalil Gibran)

“Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal,tetapi bangkit

kembali setiap kali kita jatuh ”

(Confusius)

“Pasang niat kuat,berusaha keras dan berdoa khusyuk,lambat laun apa yang kalian

perjuangkan akan berhasil”

(Negeri 5 Menara)

Persembahan:

Allah SWT dan rasulNya

Bapak, Ibu dan adikku

My Beloved and My Friends

Teman-teman Teknik Kimia 2011

Kakak dan adik di Teknik Kimia

v Optimasi Parameter Pembuatan..., Giswantara, Fak Teknik UMP, 2015

vi

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 leri, bakteri ini menghasilkan lapisan putih nata

yang terapung-apung di permukaan media tersebut. Tujuan dari penelitian ini

adalah; (1) menyeleksi variabel yang paling pengaruh pada proses pembuatan

nata de leri menggunakan Placket-Burman Screening Design Method.Variabel

yang akan dikaji adalah rasio perbandingan air dan beras, sumber karbon (gula),

sumber nitrogen (urea), sumber phospat (K2HPO4), sumber vitamin (vitamin B

syrup), lama fermentasi, dan jumlah starter); (2) mengoptimasi empat variabel

yang paling berpengaruh dalam fermentasi tersebut menggunakan Response

Surface Method. Dari hasil Placket-Burman Screening Design diperoleh bahwa

jumlah sumber karbon (C) dan jumlah stater (JS) merupakan variabel yang sangat

berpengaruh terhadap hasil yield fermentasi. Sedangkan interaksi variabel yang

berpengaruh yaitu jumlah sumber karbon (C), jumlah stater (JS), lama fermentasi

(LF) dan jumlah sumber nitrogen (N). Sedangkan hasil uji Response Surface

Method menggunakan Central Composite Design (CCD) untuk mendapatkan

yield yang optimum adalah dengan jumlah sumber karbon 17,5 gr/500 ml air leri,

jumlah sumber nitrogen yang digunakan adalah 12 gr/500 ml air leri jumlah stater

100 ml dan lama fermentasi selama 12 hari dan meningkatkan yield sebanyak 30

% dari basal dan hasil uji organoleptis rata-rata responden menyukai rasa dan

tekstur nata de leri.

Kata kunci: nata de leri, Placket-Burman Screening Design, Response Surface

Method, Central Composite Design

vi Optimasi Parameter Pembuatan..., Giswantara, Fak Teknik UMP, 2015

vii

ABSTRACT

Nata is a layer of extracellular polysaccharides (cellulose) which is

formed by a capsule-forming microbes. Nata including fermentation products that

use bacteria Acetobacter xylinum, if grown in a liquid medium containing sugar

such as water leri, these bacteria produce nata white layer floating on the surface

of the media. The purpose of this study is; (1) to select the variables that most

influence the fermentation of nata de leri in with placket-Burman Screening

Design Method. The variabel is the ratio of water and rice, a carbon source

(glucose), a source of nitrogen (urea), a source of phosphate (K2HPO4), a source

of vitamins (vitamin B syrup), long fermentation , and the number of starters); (2)

optimize the four most influential variables in the fermentation using Response

Surface Method. From the results placket-Burman screening design is obtained

that the number of sources of carbon (C) and the amount of starter (JS) is a

variable that affects the fermentation yield results. While the interaction of

variables that affect the amount of carbon source (C), the amount of starter (JS),

long fermentation (LF) and a number of sources of nitrogen (N). While test results

Response Surface Method using Central Composite Design (CCD) to obtain

optimum yield is the amount of carbon source 17.5 g / 500 ml of water leri, the

amount of nitrogen source used was 12 g / 500 ml water 100 ml leri number stater

and fermentation for 12 days and increase to yield as much as 30% of the basalt

and the results of organoleptic test average of respondents liked the taste and

texture of nata de leri.

Keywords: nata de leri, Placket-Burman Screening Design, Response Surface

Method, Central Composite Design

vii


viii

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 Pembuatan Nata de leri 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 orang tua serta keluarga yang telah memberikan motivasi.

2. Bapak Tito Pinandita, S.Si., M. Kom. selaku Dekan Fakultas Teknik

3. Bapak Anwar Ma’ruf, S.T., M.T. selaku Kaprodi Teknik Kimia

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

Pembimbing Akademik.

5. Ibu Endar Puspawiningtiyas, S.T., MT. 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. Fitara Sandi Mariska yang telah menemani dan memberikan bantuan,

semangat, motivasi serta mendengarkan keluh kesah saya selama ini.

viii Optimasi Parameter Pembuatan..., Giswantara, Fak Teknik UMP, 2015

ix

9. Rekan-rekan satu angkatan 2011 ( Annas, gigih, istifah, atun dan lili) yang

telah berjuang bersama-sama dari semester 1 hingga sekarang,semoga sukses

selalu.

10. Kaka tingkat (mas heru, mas haryo, mba vivi, mba nony, mba listyaningrum,

mba gina, mba mira dan mba betty) yang senantiasa memberi motivasi dan

semangat.

11. Adik-adik semester 4 (pipit, widya, nana, dimas dll) yang telah membantu.

Semangat biar cepet lulus!!

12. Teman-teman angkatan 2011 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, Mei 2015

Penulis

ix


x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

PERNYATAAN .............................................................................................. iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ………………………………………….. v

ABSTRAK ...................................................................................................... vi

ABSTRACT ....................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... viii

DAFTAR ISI .................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Perumusan Masalah ............................................................... 3

1.3. Tujuan Penelitian ................................................................... 3

1.4. Manfaat Penelitian ................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Nata ........................................................................................ 5

2.2. Acetobacter xylinum ............................................................... 6

2.3. Fermentasi .............................................................................. 8

2.4. Air leri .................................................................................... 12

2.5. Hasil Penelitian Nata de Leri yang telah dilakukan ............... 13

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Penentuan Variabel ................................................................ 14

3.2. Alat dan Bahan ....................................................................... 15

3.3. Prosedur ................................................................................ 16

3.4. Rancangan Percobaan ............................................................ 17

3.5. Matriks rancangan Percobaan ................................................ 26

x


xi

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Menyeleksi variabel yang paling berpengaruh pada

pembuatan nata de leri menggunakan Plackett burman

screening method .................................................................. 27

4.2. Optimasi variabel yang paling berpengaruh pada pembuatan

nata de leri menggunakan Respon surface method ............... 39

4.3. Optimasi Yield produk nata de leri ....................................... 44

4.4. Uji organoleptis nata de leri dari hasil optimasi…………… 54

4.5. Perbandingan hasil optimasi nata de leri dengan basal nata

de leri dan optimasi nata de coco terhadap yield, tebal dan

moisture ................................................................................. 58

4.6. Perbandingan penambahan konsentrasi urea terhadap yield,

tebal dan moisture nata de leri .............................................. 58

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ............................................................................ 60

5.2. Saran ....................................................................................... 61

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi


xii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Level Tiap Variabel yang Akan Dikaji .................................... 18

Tabel 3.2. Rancangan Placket-Burman Screening Method ....................... 18

Tabel 3.3. Rentang Variabel dan Levelnya ............................................... 21

Tabel 3.4. Tempuhan Berdasarkan Design Eksperiment Menggunakan

Central Composite Design ....................................................... 21

Tabel 3.5. Skala Numerik dan Hedonik dalam Uji Organoleptis (Rasa) .. 25

Tabel 3.6. Skala Numerik dan Hedonik dalam Uji Organoleptis

(Tekstur) ................................................................................... 25

Tabel 4.1. Matriks Rancangan dan Hasil Percobaan menggunakan

Placket-Burman dengan Respon Yield ..................................... 27

Tabel 4.2. Hasil analisis parameter yang berpengaruh dalam fermentasi

nata de leri dan Analysis of Variance for Yield ....................... 31

Tabel 4.3. Rentang dan Level Variabel Berdasarkan Central Composite

Design ....................................................................................... 39

Tabel 4.4. Matriks Percobaan dan Hasil Percobaan .................................. 40

Tabel 4.5. Estimasi Koefisien Regresi Terhadap Model ........................... 41

Tabel 4.6. Hasil ANOVA terhadap Model ................................................ 42

Tabel 4.7. Perbandingan hasil analisis optimasi nata de leri dengan

basal nata de leri dan opimasi nata de coco terhadap yield,

tebal dan moisture..................................................................... 58

Tabel 4.8. Perbandingan hasil analisis penambahan konsentrasi urea

terhadap yield, tebal dan moisture nata de leri ......................... 58

xii


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. A scanning electronmicrograph of freeze-dried surface of

bacterialcellulose gel................................................................ 6

Gambar 2.2. Tahap-tahap pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum dalam

kondisi normal .......................................................................... 10

Gambar 4.1. Efek tiap parameter yang dikaji terhadap yield yang

dihasilkan dalam fermentasi nata de leri .................................. 33

Gambar 4.2. Tahap Pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum .................... 37

Gambar 4.3. Contour plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari

jumlah nitrogen (N) dan jumlah sumber karbon, gula (C)

berdasarkan hasil dari experiment central composite design ... 44

Gambar 4.4. Surface plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari

jumlah nitrogen (N) dan jumlah sumber karbon, gula (C)


Gambar 4.5. Contour plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF

(lama fermentasi, hari) dan jumlah sumber karbon, gula (C)


Gambar 4.6. Surface plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF

(lama fermentasi, hari) dan jumlah sumber karbon, gula (C)



jumlah stater (JS) dan jumlah sumber karbon, gula (C)



jumlah stater (JS) dan jumlah sumber karbon, gula (C)


xiii


xiv

Gambar 4.9. Contour plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF

(lama fermentasi, hari) dan jumlah nitrogen (N) berdasarkan

hasil dari experiment central composite design ........................ 49

Gambar 4.10. Surface plot persentase Respon Yield sebagai Fungsi dari LF

(lama fermentasi, hari) dan jumlah nitrogen (N) berdasarkan

hasil dari experiment central composite design ........................ 50


jumlah stater (JS) dan jumlah nitrogen (N) berdasarkan hasil

dari experiment central composite design ................................ 51


jumlah stater (JS) dan jumlah nitrogen (N) berdasarkan hasil



jumlah stater (JS) dan lama fermentasi (LF) berdasarkan hasil



jumlah stater (JS) dan lama fermentasi (LF) berdasarkan hasil


Gambar 4.15. Tingkat Penilaian terhadap Aspek Rasa dan Tekstur Nata de

Coco .......................................................................................... 56

xiv


xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Estimasi efek dan koefisien terhadap yield nata de leri dari

metode Placket-Burman menggunakan software Minitab

11… ......................................................................................... 62

Lampiran 2 Hasil Model Placket-Burman dengan Respon Yield ................ 63

Lampiran 3 Estimasi koefisien regresi terhadap yiel nata de leri dari

metode Response Surface menggunakan software Minitab

11… .......................................................................................... 64

Lampiran 4 Hasil Model Response Surface Method nata de leri dengan

Respon Yield, Berat Basah, Berat Kering, Moisture, dan

Ketebalan .................................................................................. 65

Lampiran 5 Analisa yield nata de leri dari hasil optimasi menggunakan

software IBM SPSS Statistics 19 ............................................. 66

Lampiran 6 Analisa Tebal nata de leri dari hasil optimasi menggunakan

software IBM SPSS Statistics 19 ............................................. 68

Lampiran 7 Analisa moisture nata de leri dari hasil optimasi

menggunakan software IBM SPSS Statistics 19 ...................... 70

Lampiran 8 Analisa yield nata de leri dari variabel penambahan

konsentrasi urea menggunakan software IBM SPSS Statistics

19 .............................................................................................. 72

Lampiran 9 Analisa tebal nata de leri dari variabel penambahan


19 .............................................................................................. 74

Lampiran 10 Analisa moisture nata de leri dari variabel penambahan


19 .............................................................................................. 76

xv


xvi

Lampiran 11 Hasil Uji Organoleptis Aspek Tekstur dan Rasa ...................... 78

Lampiran 12 Dokumentasi Hasil Percobaan dengan Metode Placket-

Burman ..................................................................................... 82

Lampiran 13 Dokumentasi Hasil Percobaan dengan Metode Response

Surface ...................................................................................... 83

Lampiran 14 Dokumentasi Hasil Optimasi Nata de leri................................ 84

xvi


optimasi parameter pembuatan nata de leri …repository.ump.ac.id/1006/1/giswantara cover.pdfiii...

Documents