OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA...

73
i OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM) Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Jurusan/Program Studi Teknologi Hasil Pertanian Oleh Sri Ruwanti H0605065 FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

Transcript of OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA...

Page 1: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

i

OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES

PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea

batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE SURFACE

METHODOLOGY (RSM)

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Teknologi Pertanian

di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret

Jurusan/Program Studi Teknologi Hasil Pertanian

Oleh

Sri Ruwanti

H0605065

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010

Page 2: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

ii

OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN

TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN

MENGGUNAKAN RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM)

yang dipersiapkan dan disusun oleh Sri Ruwanti H0605065

telah dipertahankan di depan Dewan Penguji pada tanggal : Januari 2010

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Susunan Tim Penguji Ketua

Ir. Bambang Sigit A., M.Si NIP. 196407141991031002

Anggota I

Lia Umi Khasanah, ST. MT NIP.198007312008012012

Anggota II

R. Baskara Katri A.,STP. MP NIP. 198005132006041001

Surakarta, Januari 2010

Mengetahui Universitas Sebelas Maret

Fakultas Pertanian Dekan

Prof. Dr. Ir. H. Suntoro, MS NIP. 195512171982031003

Page 3: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas

limpahan rahmat, taufiq, dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan

penyusunan skripsi ini dengan baik. Penelitian dan penyusunan skripsi ini

merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian

dari Jurusan/Program Studi Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Pertanian,

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam penelitian dan penyusunan skripsi ini tentunya penulis tidak lepas

dari bantuan berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terimakasih

yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Dr. Ir. H. Suntoro, MS selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas

Sebelas Maret Surakarta.

2. Ir. Kawiji, MS selaku Ketua Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas

Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. R. Baskara Katri A., MP. selaku Pembimbing Akademik sekaligus Penguji

yang telah memberi arahan selama menempuh kuliah serta masukan dan saran

demi kesempurnaan skripsi penulis.

4. Ir. Bambang Sigit A, M.Si selaku pembimbing utama yang telah memberikan

bimbingan, arahan, saran selama penulisan dan penyusunan skripsi ini.

5. Lia Umi Khasanah, ST. MT. selaku dosen pembimbing pendamping yang

selalu sabar memberikan bimbingan, arahan, saran yang berharga, serta

dukungan selama penyusunan skripsi ini.

6. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknologi Hasil Pertanian pada khususnya serta

seluruh staff pengajar di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret

Surakarta pada umumnya, terimakasih atas ilmu yang telah diberikan selama

penulis menempuh kuliah. Semoga kelak bermanfaat.

7. Laboran Jurusan Teknologi Hasil Pertanian terimakasih atas bantuannya

selama penelitian ini berlangsung.

8. Ayah dan Ibu serta seluruh keluarga di rumah atas doa dan dukungannya.

9. Teman-teman mahasiswa Jurusan THP angkatan 2005 (H0605).

Page 4: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

iv

10. Teman-teman mahasiswa Jurusan THP dan ITP angkatan 2004, 2006 – 2009

Pada penulisan skripsi ini penulis menyadari bahwa ‘‘tidak ada yang

sempurna di dunia ini kecuali ciptaan-Nya’’. Namun penulis tetap berharap skripsi

ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca.

Surakarta, Januari 2010

Penulis

Page 5: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

v

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PENGESAHAN....................................................................... ii

KATA PENGANTAR .................................................................................. iii

DAFTAR ISI................................................................................................. v

DAFTAR TABEL......................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................... viii

DAFTAR LAMPIRAN................................................................................. ix

RINGKASAN ............................................................................................... x

SUMMARY.................................................................................................. xi

I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1

A. Latar Belakang .................................................................................. 1

B. Perumusan Masalah .......................................................................... 3

C. Tujuan Penelitian .............................................................................. 4

D. Manfaat Penelitian ............................................................................ 4

II. LANDASAN TEORI.............................................................................. 5

A. Tinjauan Pustaka ............................................................................... 5

1. Ubi jalar....................................................................................... 5

2. Betakaroten ................................................................................. 11

3. Tepung Ubi jalar ......................................................................... 17

4. Proses Pengeringan ..................................................................... 20

5. Response Surface Methodology (RSM)...................................... 21

B. Kerangka Berpikir ............................................................................ 23

III. METODE PENELITIAN........................................................................ 24

A. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................... 24

B. Bahan dan Alat.................................................................................. 24

1. Bahan .......................................................................................... 24

2. Alat ............................................................................................ 24

Page 6: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

vi

C. Tahapan Penelitian......................................................................... 25

1. Proses Pendahuluan ................................................................. 25

2. Proses Pengeringan .................................................................. 25

3. Pembuatan Tepung Ubi Jalar Oranye ...................................... 26

D. Metode Analisis ............................................................................. 26

E. Rancangan Percobaan .................................................................... 27

F. Analisis Data .................................................................................. 27

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................. 28

V. KESIMPULAN DAN SARAN............................................................... 40

A. Kesimpulan .................................................................................... 39

B. Saran............................................................................................... 39

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 40

LAMPIRAN.................................................................................................. 43

Page 7: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

vii

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

2.1 Spesifikasi Persyaratan Khusus Ubi Jalar ..................................... 6

2.2 Luas Panen, Produksi, dan Produktivitas Ubi Jalar Indonesia....... 7

2.3 Komposisi Kimia Ubi Jalar dalam 100 gram Bahan (wb) ............. 9

2.4 Kandungan ß-karoten Ubi Jalar tiap 100 gram Bahan (wb) .......... 10

2.5 Serapan Maksimal β-karoten menurut Pelarut yang digunakan .... 14

2.6 Kandungan Gizi Tepung Ubi Talar dibandingkan dengan

Tepung Terigu................................................................................ 19

3.1 Kode dan Tak Kode untuk Kombinasi RSM ................................. 27

3.2 Kombinasi RSM dalam Kode ........................................................ 27

4.1 Kadar Air dan Kadar ß-karoten Ubi Jalar Segar dan

Tepung Ubi Jalar Oranye. .............................................................. 28

4.2 Prosentase Penurunan ß-karoten dari Ubi Jalar Segar

menjadi Tepung ............................................................................. 29

4.3 Kode dan Tak Kode untuk Kombinasi RSM ................................. 32

4.4 Kombinasi RSM dalam Kode ........................................................ 34

4.5 Hasil Kombinasi Eksperimen......................................................... 33

4.6 Tabulasi Nilai dari masing-masing Variabel ................................. 34

Page 8: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

viii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

3.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Tepung Ubi Jalar Oranye .......... 26

3.2 Diagram Batang Prosentase Penurunan Kadar ß-karoten

pada berbagai Suhu dan Waktu Pengeringan................................. 30

4.1 Surface Contour plot ..................................................................... 37

4.2 Contour Plot................................................................................... 37

Page 9: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

ix

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1. Prosedur Analisa ............................................................................... 43

2. Hasil Analisa Kadar Air .................................................................... 46

3. Hasil Analisa β-karoten..................................................................... 47

4. Hasil Perhitungan Prosentase Penurunan Kadar ß-karoten

Tepung Ubi Jalar Oranye .................................................................. 51

5. Perhitungan Interpolasi dalam RSM................................................ 54

6. Analisa dengan Menggunakan Matlab.............................................. 55

7. Dokumentasi Penelitian .................................................................... 61

Page 10: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

x

OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN

TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN

MENGGUNAKAN RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM)

Sri Ruwanti

H0605065

RINGKASAN

Ubi jalar oranye memiliki prospek dan peluang yang cukup besar sebagai bahan baku industri pangan. Salah satu bentuk olahan ubi jalar yang cukup potensial dalam kegiatan industri adalah tepung ubi jalar. Tepung ubi jalar bisa menjadi pilihan yang cukup tepat untuk pemenuhan kebutuhan bahan baku berbasis lokal. Pembuatan tepung ubi jalar oranye akan meningkatkan pemanfaatan serta menjadikannya sebagai salah satu sumber provitamin A, karena berpotensial mengandung ß-karoten yang cukup tinggi. ß-karoten mempunyai sifat yang mudah rusak karena sinar ultra violet, panas, kondisi asam serta kontak dengan udara atau oksigen.

Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan kondisi proses yang optimum terhadap prosentase penurunan kadar ß-karoten pada pembuatan tepung ubi jalar oranye oleh pengaruh suhu dan waktu pengeringan. Penelitian ini menggunakan Response Surface Methodology (RSM). Dalam penelitian ini terdapat dua faktor yaitu suhu pengeringan yang dinyatakan sebagai variabel X1 dan waktu pengeringan sebagai variabel X2. Suhu pengeringan yang digunakan adalah suhu 50 oC, 60 oC dan 70 oC, dan waktu pengeringan yang dilakukan adalah 6, 7, dan 8 jam.

Hasil optimasi menggunakan Response Surface Methodology (RSM) menunjukkan bahwa kondisi proses yang optimal pada pembuatan tepung ubi jalar oranye adalah pada suhu pengeringan 58.067 oC dengan waktu pengeringan 7.0794 jam dan dihasilkan prosentase penurunan kadar ß-karoten yaitu sebesar 38.4904 %.

Kata kunci : ß-karoten, ubi jalar oranye, dan Response Surface Methodology (RSM)

Page 11: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xi

BETACAROTENE CONTENT OPTIMATION OF ORANGE SWEET

POTATO (Ipomoea batatas L) FLOUR PRODUCTION PROCESS BY

RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM)

SRI RUWANTI H0605065

SUMMARY

Oranye sweet potato has a great prospect and opportunity as a food industry basic material, a kind of sweet potato fickle that potential enough in industry is sweet potato flour. Sweet potato flour can be right chois to locality basic material need complied. Oranye sweet potato flour production will raise the advantage, and also will make it as one of provitamin A source, because it has high ß-carotene. Betacarotene is easily damage because of ultraviolet ray, heat, sour condition, and contact with air or oxygen.

The purpose of this research is to determine optimal process condition according to ß-carotene decrease percentage in oranye sweet potato flour production by the influence of drainage temperature and time. This research has two factors, they are drainage temperature that symbolic as X1 variable and time drainage as X2. drainage temperature 50 oC, 60 oC, and 70 oC are used and drainage time are 6, 7, and 8 hours.

The optimation result by Respone Surface Methodology (RSM) show that optimal process condition in oranye sweet potato flour production is 58.067 oC drainage temperature on 7.0794 hour drainage time and resulting 38.4904 % ß-carotene decrease. Key word: ß-carotene, oranye sweet potato, and Respone Surface Methodology

(RSM)

Page 12: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xii

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Ubi jalar (Ipomoea batatas) merupakan salah satu komoditas yang

cukup bagus sebagai usaha pertanian palawija, sebab mempunyai potensi

untuk terus dikembangkan baik sebagai bahan pangan, pakan maupun bahan

industri. Kuantitas produksi ubi jalar di Indonesia cukup melimpah dan

kontinuitasnya dapat diatur karena tanaman ini hidup tergantung pada

musim. Menurut BPS, 2006 dalam Zuraida (2001), produksi ubi jalar pada

tahun 2000 sebesar 1,8 juta ton dengan luas panen 194.000 ha dan

mengalami sedikit peningkatan menjadi 1,9 juta ton pada tahun 2005 dari

luas panen 178.336 ha.

Ubi jalar oranye merupakan tanaman pangan dan sumber nutrisi

penting bagi manusia. Salah satu senyawa penting yang terdapat pada ubi

jalar oranye adalah karotenoid, suatu pigmen yang menyebabkan daging

umbi berwarna kuning hingga oranye (jingga). Komponen utama karotenoid

pada ubi jalar adalah ß-karoten (86–90%), makin pekat warna oranye pada

umbi, maka makin tinggi kadar ß-karoten. Betakaroten merupakan

provitamin A dan dapat diubah menjadi vitamin A. (Wahyuni, dkk. 2005).

Ciri khas dari ubi jalar yang memiliki kadar karoten tinggi adalah kadar

airnya tinggi dan bahan keringnya rendah (<30 %), sehingga tekstur umbinya

lembek dan kurang disukai (Yamakawa, 1998 dalam Wahyuni, 2005).

Kadar ß-karoten berbagai jenis ubi jalar dalam 100 gram (wb) adalah

sebagai berikut. Ubi jalar yang daging umbinya berwarna putih mengandung

260 µg (869 SI) ß-karoten per 100 gram, daging umbi yang berwarna kuning

emas tersimpan 2900 µg/100 gram (9675 SI) ß-karoten, daging umbi yang

berwarna jingga atau oranye 9900 µg/100 gram (32967 SI). Makin pekat

warna jingganya. makin tinggi kadar ß-karotennya (Hasyim dan Yusuf,

2007).

Betakaroten dan beberapa karotenoid lainnya merupakan nutrisi

penting yang akan diubah menjadi vitamin A. Betakaroten merupakan

1

Page 13: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xiii

sumber vitamin A yang sangat potensial dan memiliki aktivitas vitamin A

tertinggi dari semua karotenoid yang diketahui. Isomer provitamin A yang

paling aktif ialah ß-karoten diikuti oleh α-karoten. Selain sebagai aktivitas

provitamin A, karoten mempunyai fungsi-fungsi fisiologikal lain seperti

antioksidan, meningkatkan fungsi sistem kekebalan dan aktivitas anti kanker

(Dwiyanto dan Bambang, 2008). Pemberian vitamin A dalam dosis tinggi

dapat bersifat toksis. Akan tetapi, β-karoten dalam jumlah banyak mampu

memenuhi kebutuhan vitamin A, tubuh akan mengkonversikan ß-karoten

menjadi vitamin A dalam jumlah secukupnya saja dan selebihnya akan tetap

tersimpan sebagai β-karoten yang berfungsi sebagai antioksidan. Sifat inilah

yang menyebabkan ß-karoten berperan sebagai sumber vitamin A yang aman

(Silalahi, 2006).

Betakaroten adalah pencegah penyakit degeneratif seperti kanker,

stroke, dan kolesterol. Betakaroten selain diubah menjadi vitamin A, dapat

juga sebagai pelindung terhadap kanker karena ß-karoten tersebut

mengandung antioksidan. Antioksidan merupakan senyawa yang dapat

menetralkan radiasi bebas molekul tidak stabil yang dihasilkan oleh radiasi

matahari, asap rokok dan pengaruh-pengaruh lingkungan lainnya. Aktivitas

antioksidan dalam ß-karoten dapat menghambat kolestrol, sehingga tidak

bersifat racun dan tidak mampu membentuk plak dan gumpalan pada

pembuluh darah (Anonim, 2004). Betakaroten pada ubi jalar oranye sebagai

pengendali produksi hormon melatonin. Hormon ini merupakan antioksidan

bagi sel dan sistem saraf otak. Kekurangan hormon melatonin akan

mengakibatkan penurunkan produksi hormon endokrin sehingga sistem

kekebalan tubuh merosot (Anonim, 2009).

Ubi jalar berkadar ß-karoten tinggi selain dapat dimanfaatkan dalam

bentuk segar, seperti digoreng, dikukus, direbus, dan dibakar yang biasanya

dikonsumsi sebagai makanan ringan, dapat lebih ditingkatkan pemanfaatanya

dengan dibuat produk setengah jadi dalam bentuk tepung. Tepung ubi jalar

oranye bisa menjadi pilihan yang cukup tepat untuk pemenuhan kebutuhan

bahan baku berbasis lokal. Upaya diversifikasi ubi jalar oranye sebagai bahan

Page 14: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xiv

pangan lokal merupakan salah satu alternatif untuk mengurangi

ketergantungan terhadap beras dan terigu, selain itu juga dapat menjadikan

tepung ubi jalar oranye sebagai salah satu sumber provitamin A Sehingga

dapat memberikan nilai tambah sekaligus memacu pengembangan industri

berbasis ubi jalar. Dalam bentuk tepung, daya simpan ubi jalar akan

meningkat, transportasi mudah, dan penggunaan selanjutnya lebih mudah

daripada ubi jalar dalam bentuk segar.

Karoten mempunyai sifat yang mudah rusak karena sinar ultra violet,

panas, kondisi asam serta kontak dengan udara atau oksigen (Rukmini, dkk.

1985). Suhu tinggi merupakan faktor penyebab degradasi termal yang akan

merusak karoten sehingga terjadi dekomposisi karoten. Akibat kerusakan

tersebut intensitas warna karoten menurun. Pengaruh pemanasan terhadap

kandungan karoten tergantung pada kondisi proses pengolahan yang

dilakukan yaitu waktu dan suhu pengolahan serta jumlah O2 yang tersedia

selama proses. Melalui optimasi proses, yaitu dengan variasi suhu dan waktu

pengeringan maka dapat diketahui kondisi proses pembuatan tepung ubi jalar

oranye yang dapat menghasilkan kadar ß-karoten optimal. Dengan demikian,

tepung ubi jalar oranye selain sebagai bahan substitusi juga sebagai salah

satu sumber ß-karoten yang penting untuk kesehatan.

B. Perumusan Masalah

Ubi jalar memiliki prospek dan peluang yang cukup besar sebagai

bahan baku industri pangan. Sebab produktifitas ubi jalar di Indonesia cukup

tinggi, selain itu mengandung zat gizi yang berpengaruh positif terhadap

kesehatan seperti prebiotik, serat pangan juga antioksidan (antosianin,

karotenoid,). Ubi jalar yang daging umbinya berwarna oranye disebabkan

oleh adanya zat warna alami yang disebut karotenoid. Kandungan ß-karoten

ubi jalar jingga atau oranye yang dilaporkan oleh Hasyim dan Yusuf (2007),

adalah 9900 µg/100 gram.(wb) atau (32967 SI).

Penelitian mengenai pembuatan tepung ubi jalar telah banyak

dilakukan, terutama ubi jalar putih. Akan tetapi, penelitian tentang

Page 15: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xv

pembuatan tepung ubi jalar oranye yang kaya kandungan provitamin A (ß-

karoten) sejauh ini belum banyak dilakukan. Pemanfaatan tepung ubi jalar

oranye selain bertujuan sebagai bahan pensubstitusi juga dimaksudkan

sebagai sumber provitamin A.

Namun karotenoid sendiri memiliki sifat tidak stabil karena mudah

teroksidasi oleh adanya oksigen serta dapat mengalami isomerisasi bila

terkena panas, cahaya, dan asam, akibatnya dapat mengalami penurunan

intensitas warna karoten. Sehingga, pada penelitian ini yang menjadi

perumusan masalah adalah kondisi proses yang bagaimana (suhu dan waktu

pengeringan) yang dapat mengoptimalkan kandungan ß-karoten pada tepung

ubi jalar oranye yang dihasilkan.

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menentukan kondisi proses yang

optimum terhadap prosentase penurunan kadar ß-karoten pada pembuatan

tepung ubi jalar oranye oleh pengaruh suhu dan waktu pengeringan.

D. Manfaat Penelitian

Dengan adanya penelitian ini diharapkan:

1. Dapat diketahui suhu dan waktu pengeringan yang tepat, sehingga dapat

mengoptimalkan kandungan ß-karoten pada tepung ubi jalar oranye yang

dihasilkan.

2. Mengembangkan potensi pemanfaatan ubi jalar oranye sebagai bahan

baku industri.

Page 16: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xvi

II. LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Ubi Jalar

Ubi jalar (Ipomoea batatas) adalah salah satu tanaman palawija

penting di Indonesia karena mempunyai potensi untuk terus

dikembangkan baik sebagai bahan pangan, pakan, maupun bahan

industri. Berdasarkan warna daging umbinya, ubi jalar dapat dibedakan

menjadi ubi jalar berdaging umbi putih, kuning, jingga atau oranye,

dan ungu (Apraidji, 2006). Warna kuning pada umbi disebabkan

adanya pigmen karoten. Kandungan karoten pada ubi jalar merupakan

satu kelebihan dari kelompok umbi-umbian, karena karoten ini

merupakan provitamin A (Antarlina dan Sutomo, 1999).

Berdasarkan teksturnya setelah dimasak atau direbus, ubi jalar

digolongkan menjadi umbi bertekstur kering bila kadar airnya kurang

dari 60 % dan dagingnya berasa kering seperti bertepung (firm dry).

Ubi jalar yang kadar airnya lebih dari 70 % tergolong basah dan

teksturnya lunak (soft, gelatinous). Ubi jalar yang dagingnya berwarna

oranye tergolong lunak, sehingga kurang sesuai untuk produk ubi

kukus/rebus, tetapi lebih sesuai untuk produk saos dan selai. Jenis ubi

jalar yang lain adalah bertekstur kasar (coarse) yang umumnya hanya

cocok untuk bahan baku industri atau pakan ternak (Onwueme, 1978

dalam Ginting, 2006).

Menurut SNI 01-4493-1998, syarat mutu ubi jalar adalah

sebagai berikut:

a. Syarat umum

1) Ubi jalar tidak boleh berbau asing.

2) Ubi jalar harus bebas dari hama dan penyakit.

3) Ubi jalar harus bebas dari bahan kimia seperti insektisida dan

Fungisida.

5

Page 17: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xvii

4) Ubi jalar harus memiliki keseragaman warna, bentuk maupun

ukuran umbi.

5) Ubi jalar harus mencapai umur panen optimal.

b. Syarat khusus

Mutu ubi jalar segar dapat digolongkan menjadi tiga kelas mutu

yaitu mutu I, II, dan III. Spesifikasi dari tiap-tiap mutu terlihat pada

Tabel 2.1 di bawah ini.

Tabel 2.1 Spesifikasi Persyaratan Khusus Ubi Jalar

Mutu No. Komponen Mutu I II III

1. 2. 3.

Kadar air (%bb min) Kadar serat (%bb max) Kadar pati (%bb min)

65 2

30

60 2,5 25

60 >3,0 25

Sumber: SNI 01-4493-1998

Indonesia sebagai salah satu center of origin ubi jalar

mempunyai plasma nutfah yang tersebar dihampir semua daerah di

Indonesia (Sutoro dan Minantyorini, 2003). Produksi ubi jalar pada

tahun 2000 sebesar 1,8 juta ton dengan luas panen 194.000 ha dan

hanya mengalami sedikit peningkatan menjadi 1,9 juta ton pada tahun

2005 dari luas panen 178.336 ha (BPS, 2006 dalam Ginting, 2006).

Hal ini disebabkan oleh masih kurang maksimalnya pemanfaatan ubi

jalar, baik sebagai bahan baku pangan maupun industri (Ginting et al,

2006).

Seperti yang terlihat pada Tabel 2.2, luas areal ubi jalar di

Indonesia pada tahun 1997 adalah 195.436 ha dengan produksi

1.847,492 ton dan rata-rata hasil 9,5 ton/ha. Penyebaran ubi jalar

terluas terdapat di Pulau Jawa (35,5 %); Sumatera (23,7 %); Maluku

dan Irian Jaya (15,2 %); Bali, Nusa Tenggara dan Timor Timur (12,3

%); Sulawesi (8,9 %); dan Kalimantan (4,4 %). Di sentra produksi

seperti Blitar, Mojokerto, dan Magetan (Jawa Timur), Karanganyar

(Jawa Tengah), dan Kuningan (Jawa Barat), produktivitas ubi jalar

dapat mencapai 25-30 ton/ha karena cara budidayanya sudah intensif.

Page 18: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xviii

Tabel 2.2 Luas Panen, Produksi, dan Produktivitas Ubi Jalar Indonesia

Wilayah Luas panen (ha)

Produksi (ton)

Produktivitas (ton/ha)

Sumatera 46. 405 407.884 8.8 Jawa 69.461 757.829 10.9 Bali, Nusa Tenggara,Timor-timur 23.977 200.062 8.3 Kalimantan 8.603 70.190 8.2 Sulawesi 17.333 140.648 8.1 Maluku dan Irian Jaya 29.657 270.879 9.1

Sumber : BPS (1997) dalam Zuraida (2001).

Ubi jalar merupakan komoditas sumber karbohidrat utama

setelah padi, jagung, ubi kayu, dan mempunyai peranan penting dalam

penyediaan bahan pangan, bahan baku industri maupun pakan ternak.

Diantara bahan pangan sumber karbohidrat, ubi jalar memiliki

keunggulan dan keuntungan yang sangat tinggi bagi masyarakat

Indonesia, berkaitan dengan hal-hal sebagai berikut:

a. Ubi jalar mudah diproduksi pada berbagai lahan dengan

produktivitas antara 20-40 ton/ha.

b. Kandungan kalori per 100 gram cukup tinggi, yaitu 123 kalori dan

dapat memberikan rasa kenyang dalam jumlah yang relatif sedikit.

c. Cara penyajian hidangan ubi jalar mudah, praktis dan sangat

beragam.

d. Mudah diperoleh di pasar lokal.

e. Dapat berfungsi dengan baik sebagai substitusi dan suplementasi

makanan sumber karbohidrat tradisional nasi beras.

f. Bukan jenis makanan baru dan telah dikenal secara turun temurun

oleh masyarakat Indonesia.

g. Rasa dan teksturnya sangat beragam sehingga dapat dipilih yang

paling sesuai dengan selera konsumen.

h. Mengandung vitamin dan mineral yang cukup tinggi sehingga

layak dinilai sebagai golongan bahan pangan sehat (Zuraida, 2001).

Ubi jalar dikonsumsi sebagai makanan tambahan atau

sampingan, kecuali di Irian Jaya dan Maluku, ubi jalar digunakan

Page 19: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xix

sebagai makanan pokok. Ubi jalar dapat dimanfaatkan sebagai

pengganti makanan pokok karena merupakan sumber kalori yang

efisien. Ubi jalar di kawasan dataran tinggi Jayawijaya merupakan

sumber utama karbohidrat dan memenuhi hampir 90 % kebutuhan

kalori penduduk (Zuraida, 2001).

Citra ubi jalar sebagai salah satu pilihan sumber karbohidrat

belum begitu populer di kalangan atas, karena selama ini ubi jalar itu

dikonsumsi oleh kalangan ekonomi rendah. Secara tradisional ubi jalar

di Indonesia pada umumnya dipakai sebagai pangan kudapan atau

jajanan seperti ubi jalar rebus, bakar, goreng, kripik dan aneka kue

basah. Antara lain, talam ubi, bola-bola ubi, kolak ubi. Di Jepang,

harga tepung ubi jalar dihargai empat kali lipat harga tepung terigu.

Penelitian mengenai ubi jalar pun semakin sering, karena mempunyai

kandungan gizi yang bermanfaat bagi kesehatan. Proses pengolahan

ubi jalar itu pun kini ditingkatkan berupa tepung, sehingga daya

simpannya lebih lama dan mudah dicampur dengan bahan lainnya.

Tepung ubi jalar kini mulai dikenal di pasaran (Anonim1, 2008)

Menurut Ginting, dkk. (2006), ubi jalar mempunyai komposisi

kimia yang kaya karbohidrat, mineral (fosfor, besi, kalsium), vitamin

(vitamin A, B1, B6, C, E, K dan niacin) dan serat (pektin, selulosa,

hemiselulosa). Ubi jalar mengandung gula antara 2,0–6,7 % dan

amilosa sebesar 9,8–26 %. Kandungan gula yang tinggi memberi rasa

manis yang kuat, sedangkan amilopektin memberikan sifat

mempur/lunak. Menurut Anonim2 (2008), kandungan gizi ubi jalar

bukan yang berbentuk tepung dalam 100 gr terdapat 76 kalori yang

terdiri dari karbohidrat 17,6 gr, protein, 1,57 gr, lemak, 0,05 gr, serat

3 gr, kalsium 30 mg, zat besi 0,61 mg, magnesium 25 mg, seng 0,30

mg, selenium 0,6 µg, kalium 337 mg, dan vitamin C 22,7 mg.

Komposisi gizi pada tiap-tiap jenis ubi jalar dalam 100 gram bahan

ditunjukkan dalam Tabel 2.3.

Page 20: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xx

Tabel 2.3 Komposisi Kimia Ubi Jalar dalam 100 gram Bahan (wb)

Komposisi gizi Ubi jalar putih Ubi jalar

jingga/oranye Ubi jalar kuning

Energi (kal) protein (gr) Lemak (gr) KH/Pati (gr) Serat (gr) Abu (gr) Air (gr) Kalium (mg) Antosianin (mg/100g) Fosfor (mg) Natrium (mg) Calsium (mg) Niacin (mg) Vitamin A (IU) Vitamin B1 (mg) Vitamin B2 (mg) Vitamin C (mg )

123,0 1,8 0,7

27,9 - -

68,5 30,0 0,06 49,0

- - -

60,0 0,9 -

22,0

123,0 1,8 0,7

27,9 - -

68,5 30,0 4,56 49,0

- - -

7.700,00 0,9 -

22,0

136,0 1,1 0,4

32,3 0,7 1,2

68,8 57,0

110,51 52,0 5,0

393,0 0,6

900,0 0,9

0,04 35,0

Sumber: Depkes RI 1981 dalam Ditjen Bina Produksi Tanaman Pangan (2002) dalam Ginting et al (2006).

Penganekaragaman produk olahan ubi jalar dapat dilakukan baik

pada bahan segar maupun setengah jadi yang selanjutnya dapat

langsung dipasarkan atau diolah menjadi produk makanan siap santap.

Produk segar ubi jalar dapat berupa saos, selai, keripik, dan jus, sedang

produk setengah jadi dapat berupa tepung ubi jalar, granula instan, dan

pati. Upaya ini juga dimaksudkan untuk mengatasi melimpahnya

produksi ubi jalar pada saat panen raya yang sering merugikan petani

akibat merosotnya harga, karena ubi jalar segar tidak tahan lama

disimpan. Bentuk setengah jadi, seperti tepung dan pati akan lebih

awet disimpan dan fleksibel karena dapat digunakan sebagai bahan

baku atau campuran tepung beras, ketan, atau terigu (Ginting, dkk.

2006).

Menurut Hasyim (2008), langkah awal yang sebaiknya

dilakukan dalam upaya diversifikasi produk olahan ubi jalar adalah

pendirian industri tepung atau industri pasta dari ubi jalar. Setelah ubi

jalar menjadi tepung atau pasta maka akan lebih banyak produk yang

bisa dikembangkan. Produk-produk berbasis tepung yang biasa

Page 21: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxi

dikembangkan, antara lain mie, french fries, sweet potato flake (SPF)

dan produk bakery. Sedangkan produk yang berbasis pasta ubi jalar

yang dapat dikembangkan seperti nasi, jus, es krim dan produk-produk

lainnya dari ubi jalar. Di Negara-negara maju telah lama

memanfaatkan ubi jalar sebagai produk olahan bernilai gizi tinggi dan

secara ekonomis memiliki peluang pasar yang besar. Pendirian industri

yang menggunakan bahan baku dasar ubi jalar, akan menjadi peluang

yang cukup baik bagi dunia usaha di Indonesia.

Ubi jalar yang daging umbinya berwarna oranye cukup tinggi

kandungan karotenoid provitamin A-nya dan mudah diserap tubuh

(Low, 2007). Khachik dan Beecher (1987) dalam Yudawati (2004),

menyatakan bahwa karotenoid yang dominan dalam ubi jalar sebagian

besar ditemukan dalam bentuk ß-karoten.

Ubi jalar yang daging umbinya berwarna jingga atau oranye

memiliki kandungan ß-karoten yang cukup tinggi. Kandungan ß-

karoten pada tiap-tiap jenis ubi jalar terdapat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Kandungan ß-karoten Ubi Jalar tiap 100 gram Bahan (wb) Ubi jalar Kandungan ß-karoten

Putih Kuning Jingga/oranye

260 µg (869 SI) 2900 µg (9675 SI) 9900 µg (32967 SI)

Sumber: Hasyim dan Yusuf (2007).

Tidak semua varietas ubi jalar mengandung ß-karoten yang

tinggi. Ubi jalar yang mengandung ß-karoten yang tinggi hanya varitas

ubi jalar yang daging umbinya berwarna jingga kemerah-merahan.

Seperti varietas Ciceh 32, varietas mendut dan Varietas HS 3290-3.

Sedangkan varietas ubi jalar yang daging umbinya berwarna kuning

atau putih memiliki kandungan ß-karoten yang lebih rendah (Dede dan

Bambang, 2000 dalam Yudawati, 2004).

Satu porsi ubi rebus yang berwarna kuning emas, sekitar 200

gram, mampu menyediakan ß-karoten sekitar 5400 µg, atau setara

dengan 900 retinol ekivalen (RE). Angka tersebut sudah jauh di atas

angka kecukupan vitamin A yang dianjurkan (350-600 RE). Kadar ß-

Page 22: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxii

karoten ubi jalar dapat diperkirakan dari warnanya, semakin kuat

intensitas warna kuningnya semakin besar pula kandungan ß-karoten.

Kandungan ß-karoten ubi jalar merupakan paling tinggi di antara padi-

padian, umbi-umbian, dan hasil olahannya (Harli, 2000).

Sedangkan menurut Apraidji (2006), secangkir ubi jalar merah

kukus yang telah dilumatkan menyimpan 50000 SI ß-karoten, setara

dengan kandungan ß-karoten dalam 23 cangkir brokoli. Ubi jalar yang

mengalami proses perebusan hanya merusak 10 % kadar ß-karoten,

sedangkan penggorengan atau pemanggangan dalam oven hanya 20 %.

Namun, penjemuran menghilangkan hampir separuh kandungan ß-

karoten, sekitar 40 %. Selain ß-karoten, warna jingga pada ubi jalar

juga memberi isyarat akan tingginya kandungan senyawa lutein dan

zeaxantin. Keduanya termasuk pigmen warna sejenis klorofil yang

merupakan pembentuk vitamin A. Lutein dan zeaxantin merupakan

senyawa aktif yang memiliki peran penting menghalangi proses

perusakan sel.

2. Betakaroten

Karotenoid merupakan pigmen alami berwarna kuning, oranye

dan merah yang tersebar luas pada tumbuhan, ganggang, jamur,

khamir dan bakteria, baik pada jaringan fotosintesis maupun pada

jaringan nonfotosintesis (Gross, 1991 dalam Heriyanto dan Leenawaty,

2009). Istilah karoten digunakan untuk menunjuk ke beberapa zat yang

memiliki formula C40H56, karoten termasuk senyawa poliena

isoprenoid yang bersifat lipofilik atau tidak larut dalam air, mudah

diisomerisasi dan dioksidasi, menyerap cahaya, meredam oksigen

singlet, memblok reaksi radikal bebas dan dapat berikatan dengan

permukaan hidrofobik (Dutta, dkk., 2005 Heriyanto dan Leenawaty,

2009). Menurut Wilson et al, (1971) dalam Wijayanti (2003), pigmen

karoten merupakan komponen organik yang tersusun hanya oleh

karbon dan hidrogen. Dalam bentuk kristal, pigmen ini berwarna

Page 23: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxiii

merah tua, sedangkan dalam larutan warna menjadi kuning kemerah-

merahan.

Secara kimia karoten adalah terpena, disintesis secara biokimia

dari delapan satuan isoprena. Karoten berada dalam bentuk α-karoten,

β-karoten, γ-karoten, dan ε-karoten. Betakaroten terdiri dari dua grup

retinil, dan dipecah dalam mukosa dari usus kecil oleh ß-karoten

dioksigenase menjadi retinol, sebuah bentuk dari vitamin A. Karoten

dapat disimpan dalam hati dan diubah menjadi vitamin A sesuai

kebutuhan. Pigmen-pigmen golongan karoten sangat penting ditinjau

dari kebutuhan gizi, baik untuk manusia maupun hewan. Hal ini

disebabkan karena sebagian dapat diubah menjadi vitamin A. Diantara

beberapa kelompok provitamin A yang dijumpai di alam, yang dikenal

lebih baik adalah α-karoten, β-karoten, γ-karoten, serta kriptosantin

(Muchtadi, 1989).

Betakaroten adalah bentuk provitamin A paling aktif yang terdiri

atas 2 molekul retinol yang saling berkaitan. Bentuk aktif vitamin A

hanya terdapat dalam pangan hewani. Pangan nabati mengandung

karotenoid yang merupakan prekursor vitamin A (Almatsier, 2001).

Betakaroten merupakan salah satu unsur pokok dalam bahan pangan

yang mempunyai peranan sangat penting, yaitu memberikan kontribusi

terhadap warna bahan pangan (warna oranye) dan juga nilai gizi

sebagai provitamin A (Goldman et al, 1983 dalam Histifarina 2004).

Betakaroten merupakan antioksidan yang spesifik karena dapat

mencegah proses oksidasi dalam sistem yang memiliki tekanan

oksigen rendah. Betakaroten terbukti efektif mencegah oksidasi

biomolekul dan membran lipida, terutama pada tekanan oksigen yang

rendah. Kemampuan ß-karoten sebagai antioksidan pada tekanan

partial oksigen yang rendah ini ternyata sangat penting di dalam sistem

biologis sebab biasanya sistem antioksidan efektif pada tekanan

oksigen yang relatif tinggi, padahal sifat antioksidan juga diperlukan di

tempat tertentu yang jauh dari sumber oksigen. Oleh karena itu, ß-

Page 24: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxiv

karoten dapat merupakan komplemen terhadap antioksidan lain, seperti

vitamin C dan vitamin E yang efektif pada tekanan oksigen yang

normal (Silalahi, 2006).

Betakaroten adalah pencegah penyakit degeneratif seperti

kanker, stroke, dan kolesterol. Betakaroten selain diubah menjadi

vitamin A, dapat juga sebagai pelindung terhadap kanker karena ß-

karoten tersebut mengandung antioksidan. Antioksidan merupakan

senyawa yang dapat menetralkan radiasi bebas molekul tidak stabil

yang dihasilkan oleh radiasi matahari, asap rokok dan pengaruh-

pengaruh lingkungan lainnya. Aktivitas antioksidan dalam ß-karoten

dapat menghambat kolestrol, sehingga tidak bersifat racun dan tidak

mampu membentuk plak dan gumpalan pada pembuluh darah

(Anonim, 2004). Betakaroten pada ubi jalar oranye sebagai pengendali

produksi hormon melatonin. Hormon ini merupakan antioksidan bagi

sel dan sistem saraf otak. Kekurangan hormon melatonin akan

mengakibatkan penurunkan produksi hormon endokrin sehingga

sistem kekebalan tubuh merosot (Anonim, 2009).

Biosintesis vitamin A dari ß-karoten sebagian besar adalah

reaksi dioksigenase dimana molekul oksigen bereaksi dengan 2 atom

karbon sentral ß-karoten diikuti pemecahan ikatan rangkap sentral dari

ß-karoten untuk menghasilkan 2 molekul vitamin A aldehida (retinal).

Vitamin A alkohol (retinol) kemudian dibentuk oleh reduksi dari

aldehida dalam reaksi yang memerlukan NADH dikatalis oleh retinen

reduktase (Harper et al, 1979).

Menurut Anonim (1966) dalam Setyabudi (1994), karotenoid

sebagai provitamin A mempunyai sifat fisik dan kimia sebagai berikut:

a). Larut dalam lemak

b). Larut dalam Kloroform, Benzene, Karbondisulfida, dan Petroleum

Eter, tetapi sukar larut di dalam alkohol.

c). Sensitif terhadap oksidasi, autooksidasi dan sinar.

Page 25: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxv

Menurut Karrer dan Jucker (1950) dalam Setyabudi (1994),

sifat-sifat β-karoten yaitu sebagai berikut:

a). Bentuk kristal prisma heksagonal dan berwarna ungu tua dari

kristalisasi pelarut benzene dan metanol, berbentuk plat kuadratik

dan berwarna merah dari kristalisasi dalam pelarut petroleum eter.

b). Memiliki titik leleh 181-182 oC

c). Sifat serapan cahaya:

β-karoten pada beberapa jenis pelarut mempunyai serapan cahaya

maksimal yang berbeda-beda. Dari Tabel 2.5 terlihat bahwa

serapan cahaya maksimal terjadi pada pelarut karbon disulfida,

sedangkan serapan cahaya yang rendah berada pada pelarut

heksana.

Tabel 2.5 Serapan Maksimal β-karoten menurut Pelarut yang digunakan

Pelarut Serapan maksimal (mµ) Karbon disulfida Koroform Petroleum Eter Heksana

520 497

483,5 477

485 466 452 450

450 -

426 425

Sumber: Karrer dan Jucker (1950) dalam Setyabudi (1994)

d). Reaksi pewarnaan: 1-2 mg β-karoten dilarutkan dalam 2 ml

kloroform dan ditambah asam sulfat pekat menyebabakan lapisan

asam menjadi biru. Bila larutan tersebut ditambahkan 1 tetes asam

nitrat menyebabkan warna agak biru kemudian hijau dan akhirnya

kuning tua. Larutan 1-2 mg β-karoten dalam 2 ml kloroform dan

ditambahkan larutan antimoni triklorida (SbCl3) akan memberikan

pewarnaan biru tua dengan serapan maksimal dengan λ 590 nm.

Asam klorida dalam ester tidak menyebabkan pewarnaan.

e). Optik aktif: Betakaroten mempunyai struktur yang simetris dan

bersifat non optik aktif

f). Kromatografi: Betakaroten sangat kuat diserap oleh kalsium

hidroksida dalam larutan petroleum eter. Didalam

kolom kromatografi β-karoten dibawah γ-karoten dan diatas α-

Page 26: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxvi

karoten. Dengan posisi tersebut β-karoten sangat sulit diserap oleh

zeng karbonat (ZnCO3) dan kalsium karbonat (CaCO3).

g). Oksidasi: Diudara bebas karoten mengikat oksigen dan menaikkan

kecepatan pembentukan warna yang lebih pucat. Autooksidasi β-

karoten murni dimulai setelah beberapa hari kontak dengan udar

dan akan terbentuk formaldehid. Pencampuran β-karoten dalam

karbon tetraklorida dengan oksigen menghasilkan sedikit glioksal.

Andarwulan dan Koswara (1992) dalam Histifarina, dkk. (2004),

menyatakan bahwa degradasi karoten yang terjadi selama pengolahan

diakibatkan oleh proses oksidasi pada suhu tinggi yang mengubah

senyawa karoten menjadi senyawa ionon berupa keton. Selanjutnya

Herastuti, dkk. (1983) dalam Histifarina, dkk. (2004), menyatakan

bahwa senyawa karotenoid mudah teroksidasi terutama pada suhu

tinggi yang disebabkan oleh adanya sejumlah ikatan rangkap dalam

struktur molekulnya.

Banyak faktor yang dapat mempengaruhi kestabilan karoten.

Gregory (1996) dalam Legowo (2005), menyebutkan bahwa karoten

stabil pada pH netral, alkali namun tidak stabil pada kondisi asam,

adanya udara atau oksigen, cahaya dan panas. Karotenoid tidak stabil

karena mudah teroksidasi oleh adanya oksigen dan peroksida. Selain

itu, dapat mengalami isomerisasi bila terkena panas, cahaya dan asam.

Isomerisasi dapat menyebabkan penurunan intensitas warna dan titik

cair.

Kerusakan karotenoid dibagi dalam 2 golongan yaitu kerusakan

oksidatif dan non oksidatif.

a). Kerusakan oksidatif

1). Oksidasi enzimatis

Oksidasi enzimatis dikatalis oleh enzim lipoksigenase,

enzim ini dapat mengkatalis proses oksidasi secara langsung

terhadap asam lemak yang mempunyai gugus cis-cis 1,4

pentadiena dan secara tak langsung menyebabkan pemucatan

Page 27: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxvii

warna karoten. Sebagai hasil dari proses oksidasi ini yaitu

apokaroten dan beberapa jenis aldehid karoten (Winterstein, dkk.

1960 dalam Yudawati, 2004).

2). Oksidas non-enzimatis

Oksidasi non-enzimatis disebabkan oleh adanya oksigen.

Menurut Eskin (1979) dalam Yudawati (2004), karotenoid sangat

mudah teroksidasi sekaligus kehilangan warna menjadi lebih pucat.

Hasil proses oksidasi non-enzimatis yaitu senyawa hidroperoksida

dan senyawa karbonil yang dapat menimbulkan bau yang tidak

enak serta senyawa-senyawa yang mudah menguap. Land (1962)

dalam Setyabudi (1994), menyatakan bahwa autooksidasi asam-

asam lemak tidak jenuh dalam bahan pangan akan mengakibatkan

karotenoid ikut teroksidasi. Reaksi ini dapat dikatalis oleh

kompleks logam dan ion-ion logam. Produk oksidasi tersebut

adalah senyawa epoksida, polienaldehid, dan keton. Ion-ion

beberapa jenis logam seperti Cu dapat mengkatalis pemecahan

karotenoid tanpa perlu adanya asam lemak tak jenuh.

b). Kerusakan non-oksidatif

Kerusakan non-oksidatif disebabkan oleh dekomposisi

thermal (Eskin, 1979 dalam Yudawati, 2004). Land (1962) dalam

Setyabudi (1994), menyatakan bahwa dekomposisi thermal dari

karotenoid terjadi pada suhu tinggi dalam kondisi non-oksidatif

dan mengakibatkan isomerisasi. Dikemukakan bahwa ß-karoten

akan rusak pada suhu di atas 60 oC (Karrer dan Jucker ,1950 dalam

Wijayanti, 2003). Karotenoid mengandung beberapa ikatan karbon

rangkap, khusus ß-karoten mempunyai 9 buah ikatan rangkap pada

rantai tengahnya (R(CH=CH)9R). Eskin (1979) dalam Yudawati

(2004), menyatakan bahwa proses isomerisasi semua bentuk trans

(all trans) menjadi isomer cis akan menyebabkan perubahan

warna.

Page 28: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxviii

Satuan yang digunakan untuk takaran vitamin A adalah

International Units (IU) atau satuan Internasional (SI). Namun takaran

itu diganti dengan Retinol Equivalent (RE), karena satuan ini lebih

tepat dan dapat memberikan gambaran keadaan yang sesungguhnya.

Secara kasar diperkirakan 1 RE setara dengan 5 IU vitamin A. Nama

lain vitamin A (anti infeksi) dikenal juga dengan istilah retinol, retinal,

retinal dehyde, retinoic acid, vitamin apalmitat carotene. Vitamin A

tidak terdapat didalam tumbuhan tetapi banyak tanaman yang

mengandung senyawa isoprenoid yang dikenal sebagai karotenoid

yang dapat diubah secara enzimatik menjadi vitamin A oleh hewan

(Wiradimadja, dkk. 2009).

3. Tepung Ubi jalar

Tepung ubi jalar merupakan tepung yang berasal dari umbi ubi

jalar yang dikeringkan, kemudian digiling dan bukan berasal dari

pengendapan patinya (Antarlina dan J.S Utomo, 1999). Penggunaan

ubi jalar yang masih terbatas pada pengolahan ubi segar menjadi

penganan secara tradisional perlu diusahakan menjadi suatu produk

untuk bahan baku dalam industri makanan. Tepung ubi jalar

merupakan produk ubi jalar setengah jadi yang dapat digunakan

sebagai bahan baku dalam industri makanan dan juga mempunyai daya

simpan yang lebih lama. Tepung ubi jalar dibuat dari sawut atau chip

kering dengan cara digiling dan diayak (Widowati, 2009)

Menurut Damardjati, dkk. (1993) dalam Utomo (2002), industri

lain yang mempunyai prospek untuk dikembangkan adalah pengolahan

tepung ubi jalar. Tepung ubi jalar mempunyai banyak kelebihan antara

lain: (1). Lebih luwes untuk pengembangan produk pangan dan nilai

gizi, (2). Lebih tahan disimpan sehingga penting sebagai penyedia

bahan baku industri dan harga lebih stabil, (3). Memberi nilai tambah

produsen dan menciptakan industri pedesaan serta meningkatkan mutu

produk.

Page 29: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxix

Heriyanto dan Winarto (1999), menyatakan bahwa upaya

pemberdayaan tepung ubi jalar mempunyai beberapa manfaat, antara

lain: (1). Bahan baku ubi jalar segar relatif mudah didapat karena

tanaman banyak diusahakan petani, baik di lahan sawah maupun tegal,

(2). Proses pembuatan tepung ubi jalar relatif mudah dan sederhana,

(3). Tepung ubi jalar dapat digunakan sebagai bahan substitusi terigu

untuk produk makanan olahan, dimana daya substitusinya tergantung

dari produk yang dihasilkan, (4). Kemampuan daya substitusi ini akan

menekan biaya produksi untuk industri makanan olahan, (5). Untuk

produk-produk makanan yang manis dapat menghemat penggunaan

gula, misal kue cookies menghemat gula sekitar 20 %, berkaitan

dengan sifat tepung ubi jalar yang mengandung kadar gula tinggi, dan

(6) mutu produk yang dihasilkan dan penerimaan konsumen tidak

turun secara nyata.

Dari beberapa hasil penelitian terdapat beberapa cara pembuatan

tepung ubi jalar, namun secara garis besar pembuatan tepung ubi jalar

adalah: umbi dipilih yang baik (tidak rusak/busuk) dan bebas dari

serangan hama boleng (Cylas fomicarius), kemudian dicuci dan

dikupas. Umbi kupasan kemudian diiris tipis atau disawut, dijemur

selama 48 jam atau dikeringkan menggunakan alat pengering pada

suhu 60 oC selama 36 jam, hingga kadar airnya mencapai 7 %. Setelah

kering, irisan atau sawut kering ubi jalar tersebut digiling dan diayak

(Antarlina dan J.S Utomo, 1999).

Penelitian Antarlina (1998) dalam Zuraida (2001), pada Tabel

2.6 menunjukkan bahwa kandungan gizi tepung ubi jalar dibandingkan

dengan tepung terigu pada kadar air 7 % menunjukkan bahwa kadar

protein dan lemak tepung ubi jalar lebih rendah daripada tepung terigu,

tetapi mempunyai kadar abu dan serat lebih tinggi serta kandungan

karbohidrat hampir setara.

Page 30: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxx

Tabel 2.6 Kandungan Gizi Tepung Ubi Jalar dibandingkan dengan Tepung Terigu

Kandungan gizi Tepung ubi jalar (warna krem)

Tepung terigu

Air (%) 7.00 7.00 Protein (%) 5.12 13.13 Lemak (%) 0.50 1.29 Abu (%) 2.13 0.54 Karbohidrat (%) 85.26 85.04 Serat (%) Kalori (kal/100gr)

1.95 366.89

0.62 375.79

Sumber: Antarlina (1994) dalam Zuraida (2001).

Menurut Antarlina dan J.S Utomo (1999), faktor-faktor yang

dapat mempengaruhi mutu tepung ubi jalar adalah:

1) bahan baku ubi jalar

Keragaman umbi ubi jalar sangat tinggi, sehingga masing-masing jenis

dapat menghasilkan mutu tepung ubi jalar yang berbeda. Dari segi

bahan baku yang dapat mempengaruhi tepung ubi jalar adalah: umur

tanaman, ukuran umbi, bentuk umbi, bahan kering umbi dan warna

umbi.

2) Cara pengolahan

Semua tahapan proses pembuatan tepung ubi jalar dapat

mempengaruhi mutu tepung ubi jalar yang dihasilkan. Misalnya, air

yang digunakan harus air bersih. Proses pengeringan harus segera

dilakukan terhadap sawut/irisan umbi.

3) Serangan hama boleng

Umbi yang terserang hama boleng tidak dianjurkan untuk diolah

menjadi tepung. Umbi yang terserang hama dapat mempengaruhi mutu

tepung yaitu beraroma boleng yang akan terikut ke produknya.

4) Cara penyimpanan tepung ubi jalar

Tepung ubi jalar harus disimpan dalam tempat tertutup rapat (kantong

plastik, kaleng, toples), karena sifat tepung yang mudah menyerap air

dan mencegah dari serangan hama gudang.

Tepung ubi jalar relatif tahan lama disimpan. Pengemasan dalam

kantong plastik poli propilen (PP) atau polietilen (PE) tebal 0,05 mm

Page 31: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxxi

dan ditutup rapat (sealing) dapat mempertahankan mutu tepung sampai

6 bulan tanpa menimbulkan bau, perubahan warna, serangan jamur,

dan serangga (Setyono dan Thahir 1994).

4. Proses Pengeringan

Pengeringan didefinisikan sebagai suatu metode untuk

mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan

dengan menggunakan energi panas sehingga tingkat kadar air setara

dengan nilai aktifitas air (Aw) yang aman dari kerusakan

mikrobiologis, enzimatis atau kimiawi (Wirakartakusumah, dkk.

1989).

Histifarina, dkk. (2004), menyatakan bahwa suhu pengeringan

memegang peranan sangat penting. Jika suhu pengeringan terlalu

tinggi akan mengakibatkan penurunan nilai gizi dan perubahan warna

produk yang dikeringkan. Sedangkan bila suhu yang digunakan terlalu

rendah, maka produk yang dihasilkan basah dan lengket atau berbau

busuk, sehingga memerlukan waktu pengeringan yang terlalu lama.

Perubahan warna dan tekstur serta hilangnya gizi dapat terjadi

selama proses pengolahan, pengeringan, dan penyimpanan produk

kering (Mohamed dan Hussein, 1994 dalam Histifarina, dkk. 2004).

Bahan pangan yang dikeringkan umumnya mempunyai nilai gizi yang

lebih rendah dibandingkan bahan segarnya. Selama pengeringan dapat

terjadi perubahan warna, tekstur, aroma dan komponen gizi. Pada

umumnya bahan pangan yang dikeringkan berubah warnanya menjadi

coklat. Jika proses pengeringan dilakukan pada suhu terlalu tinggi,

maka dapat menyebabkan terjadinya case hardening yaitu suatu

keadaan dimana bagian luar (permukaan) bahan sudah kering

sedangkan bagian sebelah dalamnya masih basah, sehingga akan

menghambat penyerapan air (Muchtadi, 1997).

Hall (1975), menyatakan bahwa faktor-faktor yang dapat

mempengaruhi kecepatan pengeringan yaitu: 1). Faktor yang

berhubungan dengan udara pengering seperi suhu, kecepatan

Page 32: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxxii

volumetrik aliran udara pengering dan kelembaban udara. 2). Faktor

yang berhubungan dengan sifat bahan yang dikeringkan seperti ukuran

bahan, kadar air awal dan tekanan parsial air didalam bahan.

Jenis pengeringan buatan dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu

pengeringan adiabatik dan pengeringan isothermik:

a. Pengeringan adiabatik

Yaitu pengeringan dimana panas dibawa ke alat pengering oleh udara

panas. Udara yang telah dipanaskan akan memberi panas pada bahan

yang akan dikeringkan dan sekaligus mengangkut uap air yang

dikeluarkan oleh bahan. Alat pengering yang termasuk kelompok ini

antara lain: cabinet dryer, bed dryer, air lift dryer, maupun vertical

down flow concurrent dryer.

b. Pengering isothermik

Yaitu pengeringan yang didasarkan atas adanya kontak langsung

antara bahan pangan dengan lembaran (plat) logam yang panas. Dalam

hal ini ada yang menggunakan pompa vacum untuk mengeluarakan

uap air bahan. Alat pengering yang termasuk kelompok ini antara lain:

Drum dryer, vacum shelf dryer dan continous vacum dryer (Susanto

dan Budi, 1994).

5. Response Surface Methodology (RSM)

Dalam penelitian-penelitian yang berkaitan dengan optimasi

proses, dewasa ini telah dikembangkan penggunaan suatu metode yang

disebut Response Surface Methodology (RSM) yaitu suatu kumpulan

teknik penyelesaian masalah dengan menggunakan matematika dan

statistik dalam bentuk model matematika atau fungsi dan menganalisis

masalah tersebut, respon yang ingin dicapai dipengaruhi oleh beberapa

peubah sehingga respon tersebut berada pada titik optimumnya

(Montgomery, 1983 dalam Santosa, dkk. 2002). Penggunaaan RSM

untuk optimasi produk dan pengembangan pengolahan pangan telah

banyak dilaporkan (Santosa, dkk. 2002).

Page 33: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxxiii

Tahap penentuan titik-titik optimum secara simultan dengan

RSM dilakukan dengan 2 cara, yaitu dengan eksperimen manual

terhadap 15 kombinasi dari ketiga parameter dan dengan perhitungan

menggunakan program RSM. Langkah pertama dari metode

permukaan respon adalah menentukan parameter mana yang

dinyatakan sebagai variabel X1, X2, X3 dan seterusnya (Santosa, dkk.

2006). Biasanya didalam RSM waktu dan suhu dipilih sebagai X1 dan

X2 sedangkan parameter lainnya dinyatakan sebagai X3 (Montgomery,

1991 dalam Santosa, dkk. 2002). Langkah selanjutnya adalah

menemukan hubungan antara respon y dengan variabel independen X1

melalui persamaan polinomial orde satu (model orde I). Dinotasikan

variabel-variabel independen dengan X1, X2, … , Xk. Variabel-variabel

tersebut diasumsikan terkontrol oleh peneliti dan mempengaruhi

variabel respon y yang diasumsikan sebagai variabel random. Jika

respon dimodelkan secara baik dengan fungsi linear dari variabel-

variabel independen Xi, maka aproksimasi fungsi dari model orde I

adalah:

ebb ++= å=

i

k

ii Xy

10

dengan y : variabel dependen (respon)

Xi : faktor-faktor yang berpengaruh terhadap variabel respon, i

= 1, 2, …, k

ε : komponen residual (error)

Selanjutnya pada keadaan mendekati respon, model orde dua

atau lebih biasanya disyaratkan untuk mengaproksimasi respon karena

adanya lengkungan (curvature) dalam permukaannya. Dalam banyak

kasus, model orde dua dinyatakan seperti dibawah ini:

jiXXXXy jii j

ij

k

iiii

k

ii <+++= åååå

==

,21

110 bbbb

Analisis pengepasan permukaan respon orde dua sering disebut

sebagai analisis kanonik. Metode kuadrat terkecil digunakan untuk

Page 34: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxxiv

mengestimasi parameter-parameter pada fungsi-fungsi aproksimasi

tersebut. Analisis permukaan respon selanjutnya digunakan untuk

pengepasan permukaan. Jika pengepasan permukaan merupakan

aproksimasi yang cukup baik dari suatu fungsi respon maka analisis

pengepasan permukaan akan ekuivalen dengan analisis sistem yang

aktual (Nuryanti dan Djati, 2008).

B. Kerangka Berfikir

Terigu digunakan sebagai bahan baku industri pangan, namun untuk

memenuhi kebutuhan tersebut, negara kita harus mengimpor terigu.

Sampai sejauh ini, impor terigu dari tahun ke tahun semakin meningkat

dengan makin berkembangnya industri pangan berbahan baku terigu.

Dalam upaya mengurangi ketergantungan impor tepung terigu untuk

memenuhi kebutuhan dalam negeri, maka perlu diupayakan pemberdayaan

tepung yang berbahan dasar lokal, seperti tepung dari ubi jalar. Tujuan

pemberdayaan tepung ubi jalar adalah sebagai bahan substitusi terigu

untuk industri makanan olahan, sehingga dapat menghemat devisa negara.

Salah satu bahan lokal yang berpotensi untuk dikembangkan

menjadi tepung adalah ubi jalar, dan salah satunya adalah tepung dari ubi

jalar oranye. Ubi jalar oranye mengandung ß-karoten yang cukup tinggi.

Namun ada banyak faktor yang dapat mempengaruhi kestabilan karoten.

Gregory (1996) dalam Legowo (2005), menyebutkan bahwa karoten stabil

pada pH netral, alkali namun tidak stabil pada kondisi asam, adanya udara

atau oksigen, cahaya dan panas. Karotenoid tidak stabil karena mudah

teroksidasi oleh adanya oksigen dan peroksida. Selain itu, dapat

mengalami isomerisasi bila terkena panas, cahaya dan asam. Isomerisasi

dapat menyebabkan penurunan intensitas warna dan titik cair.

Melalui optimasi proses, yaitu dengan variasi suhu dan waktu

pengeringan maka dapat diketahui kondisi proses yang dapat

mengoptimalkan kadar ß-karoten pada tepung ubi jalar oranye yang

dihasilkan.

Page 35: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxxv

III. METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Rekayasa Proses

Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian, Jurusan Teknologi Hasil Pertanian,

Fakultas Pertanian UNS Surakarta. Penelitian dilaksanakan pada bulan

September sampai November 2009.

B. Bahan dan Alat

1. Bahan

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah ubi jalar

oranye (Ipomoea batatas L), atau nama lokalnya adalah “Tela Waluh”

yang memiliki ciri-ciri umum: warna daging umbi jingga kemerah-

merahan (oranye), dan warna kulit merah campur oranye. Ubi jalar

diperoleh langsung dari petani ubi jalar di Tawangmangu. Bahan untuk

analisa adalah aseton, petroleum eter, alumina aktif, natrium sulfat

(Na2SO4) anhidrous, aquades, dan β-karoten murni.

2. Alat

Alat yang digunakan untuk pembuatan tepung antara lain pisau,

telenan, baskom, panci, kompor, pengering cabinet dryer, termometer,

blender/mesin penepung Disk Mill, dan saringan 80 mesh.

Alat yang digunakan untuk analisa β-karoten adalah pipet ukur 10

ml, spektrofotometer, kuvet, pro pipet, labu takar 100 ml, corong pemisah,

alat refluks, kolom kromatografi, dan pompa vakum. Sedangkan alat yang

digunakan untuk analisa kadar air antara lain botol timbang, timbangan

analitik, oven, penjepit cawan, dan desikator.

24

Page 36: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxxvi

C. Tahapan Penelitian

1. Proses pendahuluan

Ubi jalar segar dikupas, selama pengupasan ubi jalar yang telah

dikupas direndam dalam air bersih untuk mengurangi terjadinya

pencoklatan, dicuci bersih, diiris dengan ketebalan ± 2 mm, diblansir

dengan cara mencelupkannya dalam air panas suhu 90 oC selama 30 detik.

2. Proses pengeringan

Proses pengeringan dilakukan dengan menggunakan cabinet

dryer. Suhu pengering yang digunakan yaitu suhu 50 oC, 60 oC, dan 70 oC. Hal ini didasarkan pada Karrer dan Jucker (1950) dalam Wijayanti

(2003), yang menyatakan bahwa ß-karoten akan rusak pada suhu di atas

60 oC. Waktu pengeringan didasarkan pada kadar air maksimal dimana

chip masih bisa digiling. Berdasarkan hasil penelitian pendahuluan,

dengan ketebalan irisan ubi jalar oranye ± 2 mm dan lama pengeringan 8

jam diperoleh kadar air chip yaitu ± 9 %. Berdasarkan hasil tersebut

maka waktu pengeringan yang digunakan antara lain 6 jam, 7 jam, dan 8

jam.

Page 37: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxxvii

3. Pembuatan tepung ubi jalar oranye

D. Metode Analisis

Analisis kandungan ß-karoten dilakukan pada ubi jalar segar dan

tepung ubi jalar oranye dengan menggunakan spektrofotometri (metode Carr

Price dalam Anton Apriyantono, dkk. 1989). Analisa kadar air dengan metode

Thermogravimetri (AOAC, 1970, Ragana, 1979 dalam Slamet Sudarmadji,

dkk. 1997).

Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Pembuatan Tepung Ubi Jalar Oranye

Analisa ß-karoten

Ubi jalar segar

Pengupasan

Pencucian

Pengeringan dalam cabinet dryer pada suhu 50 oC, 60 oC dan 70 oC selama 6, 7 dan 8 jam

Chip ubi jalar

Penepungan

Pengayakan (80 mesh)

Tepung ubi jalar oranye

Pemblansiran Suhu 90 0C, 30 detik

Fraksi lolos

Fraksi tidak lolos

Pengirisan, ketebalan ± 2 mm

Page 38: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxxviii

E. Rancangan Percobaan

Penelitian ini menggunakan Response Surface Methodology (RSM).

Dalam penelitian ini terdapat dua faktor yaitu suhu pengeringan yang

dinyatakan sebagai variabel X1 dan waktu pengeringan sebagai variabel X2.

Suhu pengeringan yang digunakan adalah suhu 50 oC, 60 oC dan 70 oC , dan

waktu pengeringan yang dilakukan adalah 6, 7, dan 8 jam. Kombinasi RSM

untuk kode dan tak kode disajikan pada Tabel 3.1:

Tabel 3.1 Kode dan Tak Kode untuk Kombinasi RSM

X1 (suhu pengeringan) X2 (waktu pengeringan) Kode -1 0 1 Kode -1 0 1 Tak kode (oC) 50 60 70 Tak kode (jam) 6 7 8

Ketetangan: -1): Nilai variabel terendah, 0) : nilai variabel medium 1): nilai variabel tertinggi.

Penelitian ini, dilakukan dua kali ulangan perlakuan dan dua kali

ulangan analisa terhadap kadar ß-karoten, sehingga dihasilkan 36 kombinasi

RSM dalam kode antara X1 dan X2. Kombinasi RSM dalam kode disajikan

pada Tabel 3.2 berikut ini:

Tabel 3.2 Kombinasi RSM dalam Kode

F. Analisis Data

Data yang diperoleh kemudian dianalisis dengan metode RSM

(Response Surface Methodology) menggunakan software Matlab 7.0.

Page 39: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xxxix

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Ubi jalar yang digunakan dalam penelitian ini adalah ubi jalar berjenis

oranye yang berasal dari Tawangmangu. Hasil analisa terhadap kadar air dan

kadar ß-karoten pada ubi jalar segar dan tepung ubi jalar oranye dengan variasi

suhu dan waktu pengeringan disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Kadar Air dan Kadar ß-karoten Ubi Jalar Segar dan Tepung Ubi Jalar Oranye

Keterangan: R1) ulangan perlakuan 1, R2) ulangan perlakuan 2.; (1) ulangan analisis 1. (2) ulangan analisis 2

Dari Tabel 4.1 diatas dapat diketahui bahwa kandungan ß-karoten ubi

jalar segar oranye yang berasal dari Tawangmangu berkisar antara 1521.15-

2716.24 µg/100g (wb). Nilai tersebut masuk dalam kisaran kadar ß-karoten ubi

jalar oranye pada penelitian Anonymous (2006) dan Cordell (2005) dalam

Nareswari, dkk. (2006), yang berkisar antara 225,56 sampai 8509 µg/100g (wb)

maupun hasil penelitian menurut Hasyim dan Yusuf yaitu 9900 µg/100g (wb).

Betakaroten merupakan salah satu unsur pokok dalam bahan pangan yang

mempunyai peranan sangat penting, yaitu memberikan kontribusi terhadap warna

bahan pangan (warna oranye) dan juga nilai gizi sebagai provitamin A (Goldman

et al, 1983 dalam Histifarina, dkk. 2004). Herastuti, dkk. (1993) dalam

28

Page 40: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xl

Histifarina, dkk. (2004), menjelaskan bahwa proses pengeringan dan penepungan

mengakibatkan penurunan kadar α dan ß-karoten. Selain itu, mutu produk yang

dikeringkan juga dipengaruhi oleh suhu dan waktu pengeringan.

Perbedaan suhu dan waktu pengeringan akan berpengaruh terhadap kadar

air bahan. Semakin tinggi temperatur pada proses pengeringan, maka kadar air

akan semakin kecil (Istadi, dkk. 2002). Dari Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa

semakin tinggi suhu pengeringan dan semakin lama waktu pengeringan, maka

kadar air tepung ubi jalar oranye semakin menurun. Pada pengeringan dengan

suhu 50 oC dan waktu pengeringan 6 jam menujukkan kadar air yang paling tinggi

yaitu berkisar antara 9.05-10.44 %. Sedangkan proses pengeringan dengan suhu

70 oC selama 8 jam memiliki kadar air yang paling rendah yaitu berkisar antara

5.10-6.86 %.

Kadar ß-karoten mengalami penurunan setelah dibuat tepung, penurunan

kadar ß-karoten dapat dilihat dengan membandingkan antara ubi jalar segar (db)

dengan tepung ubi jalar (db) Penurunan kadar ß-karoten ini terjadi pada masing-

masing suhu baik pada suhu 50 oC, 60 oC maupun suhu 70 oC. Untuk dapat

mengetahui seberapa besar prosentase penurunan kadar ß-karoten dengan adanya

interaksi antara suhu dan waktu pengeringan, maka dapat dilihat pada Tabel 4.2

berikut ini:

Tabel 4.2 Prosentase Penurunan ß-karoten dari Ubi Jalar Segar menjadi Tepung

Suhu pengeringan (T oC) dan waktu pengeringan (jam) Sampel 50 oC 60 oC 70 oC

6 jam 7 jam 8 jam 6 jam 7 jam 8 jam 6 jam 7 jam 8 jam

a. R1 (1) 29.43 26.49 18.76 27.51 25.15 22.21 23.72 22.65 21.37 b. R1 (2) 43.39 26.83 19.08 27.76 25.30 22.98 23.35 22.71 21.18 c. R2 (1) 49.43 43.93 54.27 65.15 49.61 64.63 38.28 32.18 54.44 d. R2 (2) 49.20 43.72 53.94 64.96 49.19 64.47 37.95 32.43 54.24

Keterangan: R1) ulangan perlakuan 1, R2) ulangan perlakuan 2 (1) ulangan analisa 1, (2) ulangan analisa 2

Dari Tabel 4.2 diatas dapat diketahui bahwa prosentase penurunan kadar

ß-karoten berkisar antara 21.37 % sampai 65.15 %. Prosentase penurunan kadar ß-

karoten pada penelitian ini masih berada dibawah dari penelitian yang telah

dilakukan oleh Herastuti (1981) dalam Setyabudi (1994), yang melaporkan bahwa

kerusakan ß-karoten karena proses penepungan sebesar 67 %.

Page 41: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xli

Dibawah ini ditampilkan Gambar 4.1 yang menunjukkan prosentase

penurunan kadar ß-karoten dari ubi jalar oranye segar menjadi tepung.

Dari Gambar 4.1 diatas dapat dilihat bahwa prosentase penurunan kadar

ß-karoten yang paling tinggi terjadi pada suhu 60 oC. Kerusakan ß-karoten selama

pembuatan tepung ubi jalar oranye merupakan sesuatu hal yang sulit dikendalikan.

Karoten memiliki sifat yang sangat rentan terhadap oksigen, panas, cahaya serta

tidak stabil pada kondisi asam (Gredory, 1996 dalam Legowo, 2005). Selama

proses pengeringan, panas yang mengalir pada bahan akan mendegradasi karoten.

Menurut Karrer dan Jucker (1950) dalam Setyabudi (1994), degradasi thermal

karoten menyebabkan pemutusan rantai karoten yang akan merusak karoten,

sehingga intensitas warna karoten menjadi menurun. Dengan demikian, kadar ß-

karoten pun juga akan menurun.

Adanya oksigen bebas yang kontak dengan irisan ubi jalar oranye selama

proses pengeringan dapat menurunkan intensitas warna dari chip yang dihasilkan.

Sebab didalam ubi jalar terdapat senyawa yang menyebakan terjadinya reaksi

pencoklatan (browning). Menurut Onwueme (1978) dalam Ginting (2006), pada

ubi jalar terdapat senyawa yang tidak berbahaya bagi kesehatan tetapi dapat

Gambar 4.1 Diagram Batang Prosentase Penurunan Kadar ß-karoten pada berbagai Suhu dan Waktu Pengeringan

Page 42: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xlii

mempengaruhi mutu dari ubi jalar itu sendiri. Senyawa tersebut berupa

ipomeaemarone, furanoterpen, koumarin dan polifenol yang terbentuk di dalam

jaringan pada saat ubi jalar terluka atau dikupas saat pengolahan karena kontak

dengan oksigen. Selain menimbulkan rasa pahit, senyawa polifenol khususnya

juga dapat menyebabkan warna umbi menjadi gelap atau coklat yang dapat terikut

pada produk akhirnya.

Dengan demikian, semakin besar luas permukaan umbi maka

kemampuan untuk kontak dengan oksigen akan semakin besar, sehingga

kemampuan untuk terjadi browning juga semakin besar, terjadinya reaksi ini akan

dipercepat oleh adanya panas. Irisan umbi didalam cabinet dryer, sedikit banyak

terjadi kontak dengan oksigen bebas, dengan adanya panas dari alat pengering

maka irisan umbi akan mudah terjadi pencoklatan. Meskipun didalam penelitian

ini telah dilakukan blanching untuk mengurangi aktivitas enzim maupun

senyawa-senyawa yang terdapat pada ubi jalar oranye, namun sedikit masih

terjadi pencoklatan pada chip yang dihasilkan.

Faktor lain yang menyebabkan penurunan kadar ß-karoten pada

pembuatan tepung ubi jalar oranye adalah proses penepungan. Pada proses

penepungan, terjadi gesekan yang terus-menerus antara partikel-partikel tepung

ubi jalar oranye dengan dinding mesin penepung sehingga menghasilkan panas

yang cukup besar. Selama proses penggilingan juga terjadi kontak dengan oksigen

yang tidak dapat dihindarkan keberadaanya.

Untuk mengetahui kondisi proses yang optimum terhadap prosentase

penurunan kadar ß-karoten tepung ubi jalar oranye, pada penelitian ini digunakan

Metode Permukaan Respon (Response Rurface Methodology). Pada penelitian ini,

digunakan 2 faktor yaitu suhu pengeringan dan waktu pengeringan. Suhu

pengeringan dinyatakan sebagai variabel X1 dan waktu pengeringan sebagai

variabel X2. Dari masing-masing variabel X, ditentukan titik minimum (titik

medium) sebagai titik tengah tak kode kemudian ditentukan titik bawah tak kode

dan titik atas tak kode berupa titik-titik dibawah dan diatas titik tengah dengan

interval yang sama dalam satu variabel. Pada penelitian ini interval untuk X1

adalah 10, sebab X1 (suhu pengeringan) terdiri dari suhu 50 oC, 60 oC dan 70 oC

Page 43: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xliii

sedangkan interval untuk X2 adalah 1, sebab X2 (waktu pengeringan) yang

digunakan antara lain 6, 7, dan 8 jam. Kombinasi RSM untuk kode dan tak kode

disajikan pada Tabel 4.3

Tabel 4.3 Kode dan Tak Kode untuk Kombinasi RSM

X1 (suhu pengeringan) X2 (waktu pengeringan) Kode -1 0 1 Kode -1 0 1 Tak kode (oC) 50 60 70 Tak kode (jam) 6 7 8

Ketetangan: -1): Nilai variabel terendah, 0) : nilai variabel medium 1): nilai variabel tertinggi.

Pada Tabel 4.3 diatas untuk variabel X1 (suhu pengeringan), suhu 60 oC

merupakan titik minimum sebagai titik tengah tak kode, sedangkan suhu 50 oC

sebagai titik bawah kode dan suhu 70 oC sebagai titik atas tak kode. Untuk

variabel X2 (waktu pengeringan), yang menjadi titik minimum sebagai titik tengah

tak kode adalah waktu pengeringan 7 jam, sedangkan waktu pengeringan 6 jam

sebagai titik bawah kode dan waktu pengeringan 8 jam sebagai titik atas tak kode.

Dari Tabel 4.3 dibuat 36 kombinasi RSM (secara kode) antara variabel X1 dan X2,

sebab pada penelitian ini dilakukan 2 kali ulangan perlakuan dan 2 kali ulangan

analisa. Kombinasi RSM dalam kode disajikan pada Tabel 4.4. Kemudian

melakukan eksperimen terhadap 36 kombinasi RSM (secara tak kode) dari Tabel

4.4 tersebut. Hasil eksperimen yang diperoleh disajikan pada Tabel 4.5.

Pada penelitian ini digunakan RSM berorde dua sehingga harus dicari

nilai 21X yang berasal dari masing-masing nilai X1, dan nilai 2

2X yang berasal

dari masing-masing nilai X2. Untuk bisa mencari masing-masing nilai 21X

maupun 22X , terlebih dahulu harus dicari nilai C-nya yaitu dengan rumus seperti

dibawah ini:

32

361....11 222

1

2

1

=++-+-

==å=

MC

m

ix

.................... ( untuk 21X )

32

361....11 222

1

2

2

=++-+-

==å=

MC

m

ix

...................... ( untuk 22X )

Page 44: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xliv

Setelah didapatkan nilai C, untuk mengisi kolom 2

1X yaitu dengan cara

menguadratkan masing-masing nilai X1 lalu dikurangkan dengan C, begitu juga

untuk mengisi kolom 22X , masing-masing nilai X2 dikuadratkan dan dikurangkan

dengan nilai C, seperti berikut ini:

i) 32

32

12 =-- ii) 32

32

02 -=-

Page 45: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xlv

Sedangkan untuk mengisi kolom dengan variabel X1X2, maka tinggal

mengalikan masing-masing nilai pada kolom X1 dengan masing-masing nilai pada

kolom X2. Dari semua perhitungan tersebut dapat ditabulasikan pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Tabulasi Nilai dari masing-masing Variabel

No. 0B * 1X 2X 21X 2

2X 21 XX Y

1. 1 -1 -1 1/3 1/3 1 29.43 2. 1 -1 -1 1/3 1/3 1 43.39 3 1 -1 -1 1/3 1/3 1 49.43 4. 1 -1 -1 1/3 1/3 1 49.20 5. 1 0 -1 -2/3 1/3 0 27.51 6. 1 0 -1 -2/3 1/3 0 27.76 7. 1 0 -1 -2/3 1/3 0 65.15 8. 1 0 -1 -2/3 1/3 0 64.96 9. 1 1 -1 1/3 1/3 -1 23.72

10. 1 1 -1 1/3 1/3 -1 23.35 11. 1 1 -1 1/3 1/3 -1 38.28 12. 1 1 -1 1/3 1/3 -1 37.95 13. 1 -1 0 1/3 -2/3 0 26.49 14. 1 -1 0 1/3 -2/3 0 26.83 15. 1 -1 0 1/3 -2/3 0 43.93 16. 1 -1 0 1/3 -2/3 0 43.72 17. 1 0 0 -2/3 -2/3 0 25.15 18. 1 0 0 -2/3 -2/3 0 25.30 19. 1 0 0 -2/3 -2/3 0 49.61 20. 1 0 0 -2/3 -2/3 0 49.19 21. 1 1 0 1/3 -2/3 0 22.65 22. 1 1 0 1/3 -2/3 0 22.71 23. 1 1 0 1/3 -2/3 0 32.18 24. 1 1 0 1/3 -2/3 0 32.43 25. 1 -1 1 1/3 1/3 -1 18.76 26. 1 -1 1 1/3 1/3 -1 19.08 27. 1 -1 1 1/3 1/3 -1 54.27 28. 1 -1 1 1/3 1/3 -1 53.94 29. 1 0 1 -2/3 1/3 0 22.21 30. 1 0 1 -2/3 1/3 0 22.98 31. 1 0 1 -2/3 1/3 0 64.63 32. 1 0 1 -2/3 1/3 0 64.47 33. 1 1 1 1/3 1/3 1 21.37 34. 1 1 1 1/3 1/3 1 21.18 35. 1 1 1 1/3 1/3 1 54.44 36. 1 1 1 1/3 1/3 1 54.24

Keterangan: *) B0 selalu diisi 1

Dari Tabel 4.6 selanjutnya dilakukan fitting respon dengan langkah-

langkah sebagai berikut:

Page 46: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xlvi

1). Membuat matrik X berukuran 36 x 6 dan matrik Y berukuran 36 x 1.

Matrik X berukuran 36 x 6 diatas, selanjutnya dibuat transpose matrik X atau

( 'X ) seperti dibawah ini:

Page 47: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xlvii

2). Mengalikan transpose dari matrik X dengan matrik X ( )XX '

( )

1600000

080000

008000

0002400

0000240

0000036

' =XX

3). Mengalikan matrik 'X dengan matrik Y

3.53

4.50

3.58

6.8

74

9.1351

)'(---

=YX

4). Mencari nilai b melalui persamaan ( ) ( ),'' YXbXX = maka ( ) ( )YXXXb '' 1-=

sehingga didapatkan nilai b seperti dibawah ini:

3331.3

3050.6

2862.7

3567.0

0821.3

5525.37

5

4

3

2

1

0

---

==

b

b

b

b

b

b

b

5). Setelah didapatkan nilai b, maka masing-masing nilai b dimasukkan dalam

fungsi respon yaitu seperti dibawah ini:

nX

nX

nnbXXbX nnn

bXbn

Xn

bXbbY1.1

...2112

2....2

111110 --++++++++=

XXXXXXY 213331.3223050.6

212862.723567.010821.35525.37 ++---=

Karena nilai C yang telah diperoleh adalah 2/3, maka nilai b0 menjadi:

0b =37.5525-[2/3(-7.2862)]-[2/3(6.3050)] = 38.20663

Sehingga fungsi responnya menjadi:

XXXXXXY 213331.3223050.6

212862.723567.010821.320663.38 ++---=

Page 48: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xlviii

6). Untuk mengetahui bentuk fungsi respon yang diperoleh pada poin nomer 5

diatas, maka terlebih dahulu menghitung nilai eigen value dari λ1 dan λ2

071688.489812.0

03050.6)3331.3(2/1

)3331.3(2/12862.7

02/1

2/1

2

2212

1211

=-+

=-

--

=-

-

ll

ll

ll

bb

bb

5064.64876.7

1.2

)71688.48(1.49812.0)9812.0(

24

21

2

12

2

12

=-=

--±-=

-±-=

ll

l

la

acbb

Karena λ1 dan λ2 positif, maka gambar responnya berbentuk sadel

seperti yang terlihat pada Gambar 4.2, sedangkan untuk melihat kedalam

bentuk contour dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Gambar 4.2 Surface Contour plot

Gambar 4.3 Contour plot

Page 49: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

xlix

7). Untuk mencari titik stasioner dari gambar respon tersebut diatas, maka dengan

mencari nilai X1 dan X2 dari persamaan fungsi respon dibawah ini:

XXXXXXY 213331.3223050.6

212862.723567.010821.320663.38 ++---=

Berdasarkan persamaan respon tersebut, maka nilai X1 dan X2 dicari dengan

penurunan fungsi terhadap X1 dan X2 berikut ini:

03331.361.123567.0

03331.35724.140821.3

222

211

=++-=

=+--=

XXdXdY

XXdXdY

Dari kedua persamaan tersebut diperoleh X1 = -0.1933, X2 = 0.0794

Selanjutnya nilai X1 dan X2 disubstitusikan kedalam persamaan respon,

sehingga diperoleh nilai Y.

4904.38

)0794.0)(1933.0(3331.3)0794.0(3046.6

)1933.0(2854.7)0794.0(3567.0)1933.0(0821.320663.382

2

=-+

+-----=Y

Dengan demikian, titik stasioner dari fungsi respon bentuk sadel tersebut

adalah (38.4904; -0.1933; 0.0794)

8). Setelah didapatkan kode 1933.01 -=X , 0794.02 =X dan Y=38.4904, maka

dapat dicari suhu dan waktu pengeringan yang optimal dengan cara interpolasi

linear. Dari hasil perhitungan 1933.01 -=X diinterpolasi menjadi 58.067 oC

dan untuk 0794.02 =X diinterpolasi menjadi 7.0794 jam.

Dengan demikian, kondisi proses yang optimal pada pembuatan tepung

ubi jalar oranye adalah pada suhu pengeringan 58.067 oC dengan waktu

pengeringan 7.0794 jam. Untuk menghasilkan prosentase penurunan kadar ß-

karoten yaitu sebesar 38.4904 %.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa dengan menggunakan

Response Surface Methodology (RSM), kondisi optimum pada pembuatan tepung

Page 50: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

l

ubi jalar oranye adalah pada suhu pengeringan 58.067 oC dan waktu pengeringan

7.0794 jam, dengan dihasilkan prosentase penurunan kadar ß-karoten yaitu

sebesar 38.4904 %.

B. SARAN

Saran yang dapat diberikan dalam penelitian ini yaitu perlu dilakukan

penelitian lebih lanjut mengenai sifat fisika dan kimiawi tepung ubi jalar oranye

pada kondisi proses optimum yaitu pada suhu pengeringan 58 oC dengan waktu

pengeringan 7 jam.

DAFTAR PUSTAKA

Almatsier, Sunita. 2001. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Setyabudi, M. Irawan.1994. Potensi Tepung Wortel sebagai Sumber ß-karoten dan Pewarna Alami Pada Geplak. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Anonim, 2002. Wortel Si Jingga yang Sarat Vitamin. http://www.ayahbunda.co.id/Artikel/Gizi+dan+Kesehatan/wortel.si.jingga.yang.sarat.vitamin/001/001/587/33 (diakses tanggal 29 Desember 2009).

Anonim. 2004. Wortel tak hanya Atasi Sakit Mata. http://cybermed.cbn.net.id/cbprtl/common/ptofriend.aspx?x=Natural+Healing. (diakses tanggal 29 Desember 2009).

Anonim1. 2008. Kandungan Ubi Jalar. http://www.whandi.net/cetak.php (diakses tanggal 31 Maret 2009).

Anonim2. 2008. Ubi Jalar Kaya Zat Gizi dan Serat. http://www.susukolostrum.com. (diakses tanggal 28 Mai 2009). (diakses tanggal 31 Maret 2009).

Anonim. 2009. Tabloid Agrina. http://www.agrina-online.com/show_article.php. (diakses tanggal 31 Maret 2009).

Antarlina, S.S. 1993. Kandungan Gizi, Mutu Tepung Ubi Jalar serta Produk Olahannya. Laporan bulanan. Balai Penelitian Tanaman Pangan. Malang. 19 hlm.

Antarlina, S.S. dan J.S. Utomo. 1999. Proses Pembuatan dan Penggunaan Tepung Ubijalar untuk Produksi Pangan. Balitkapi No. 15: 30-44.

39

Page 51: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

li

Apraidji, Wied Harry. 2006. Khasiat ubi jalar. http://www.pitoyo.com/mod.php? (diakses 20 Mei 2009).

Apriyantono, Anton, dkk. 1989. Analisis Pangan. PAU Pangan dan Gizi. IPB

Deddy, Muctadi. 1989. Petunuk laboratorium Evaluasi Nilai Gizi Pangan. PAU Pangan dan Gizi IPB. Bogor.

Dwiyanto, Kusuma dan Bambang Setiadi. 2008. Plasma Nutfah dalam Pengelolaan Pemanfaatan dan Pelestarian Sumberdaya Genetik Pertanian. http://task-list.blogspot.com/2008_05_01_archive.html (diakses tanggal 5 Juli 2009).

Ginting, Erliana, dkk. 2006. Teknologi Pasca Panen Ubi Jalar Mendukung Diversifikasi Pangan Dan Pengembangan Agroindustri. Balitkapi. Malang. Bul. Palawija No. 11: 15–28.

Ginting Erliana, Nila Prasetiaswati, dan Yudi Widodo. 2007. Peningkatan Daya Guna dan Nilai Tambah Ubi Jalar Berukuran Kecil melalui Pengolahan Menjadi Saos dan Selai. Buletin Palawija No. 11: 15-28.

Harli, Mohamad. 2000. Ubi Jalar Kurangi Resiko Buta. http://www.mail-archive.com/[email protected]/msg17771.htm (diakses 20 Mei 2009).

Hasyim, Ashol dan M. Yusuf. 2007. Ubi Jalar Kaya Antosianin Pilihan Pangan Sehat. Puslitbangtan. Bogor. www.puslittan.bogor.net. (diakses tanggal 5 Juni 2009).

Hasyim, Ashol dan M. Yusuf. 2008. Diversifikasi Produk Ubi Jalar sebagai Bahan Pangan Substitusi Beras. Badan Litbang Pertanian, Malang. Tabloid Sinar Tani, 30 Juli 2008.

Heriyanto dan A. Winarto. 1999. Prospek Pemberdayaan Tepung Ubi Jalar sebagai Bahan Baku Industri Pangan. Balitkapi No.15: 17-29

Heriyanto dan Leenawaty Limantara. 2009. Produksi Karotenoid Oleh Khamir Rhodotorula Sp. Eksplanasi Volume 4 Nomor 7.

Histifarina, D., D. Musaddad, dan E. Murtiningsih. 2004. Teknik Pengeringan dalam Oven untuk Irisan Wortel Kering Bermutu. Balai Penelitian Tanaman Sayuran. Jurnal Hortikultura 14(2):107-112Silalahi, Jansen. 2006. Makanan Fungsional. Kanisius. Yogyakarta.

Istadi, dkk. 2002. Konstanta Pengeringan Dalam Sistem Pengeringan Lapis Tipis (Thin Layer Drying). Prosiding Seminar Nasional Teknologi Proses Kimia. UNDIP Semarang.

Legowo, Antono. 2005. Pengaruh Blanching terhadap Sifat Sensoris dan Kadar Provitamin Tepung Labu Kuning. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Low, Jan W. et al. 2007. Lebih Sehat dengan Ubi Jalar Oranye. http//:www salam.leisa.info/index.pdf (diakses 20 Mei 2009).

40

Page 52: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lii

Muchtadi, Tien R. 1997. Petunjuk Laboratorium Teknologi Proses Pengolahan Pangan. PAU Pangan dan Gizi IPB. Bogor.

Nuryanti dan Djati H Salimy. 2009. Metode Permukaan Respon dan Aplikasinya pada Optimasi Eksperimen Kimia. Pusat Pengembangan Energi Nuklir. Batan. Risalah Lokakarya Komputasi dalam Sains dan Teknologi Nuklir: 6-7 Agustus 2008 (373-391).

Rukmini, S. dkk. 1985. Stabilitas Provitamin A dalam Pembuatan Tepung Wortel (Daucus Carota L.). Nomor 1 tahun ke-8. Forum Pasca Sarjana. IPB. Bogor.

Santosa, dkk. 2002. Penggunaan Response Surface Methodology untuk Optimasi Proses Dekafeinasi Menggunakan Kitosan dari Kulit Udang. Jurnal Teknologi Industri Pangan Vol. XIII No.1.

Setyabudi, M. Irawan.1994. Potensi Tepung Wortel sebagai Sumber ß-karoten dan Pewarna Alami Pada Geplak. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Silalahi, Jansen. 2006. Makanan Fungsional. Kanisius. Yogyakarta.

SNI 01–4493–1998. Ubi Jalar. Badan Standarisasi Nasional Indonesi.

Sudarmadji, Slamet, Bambang Haryono dan Suhardi. 1989. Prosedur Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. PAU Pangan dan Gizi UGM. Yogyakarta.

Susanto, Tri dan Budi Saneto. 1994. Teknologi Pengolahan Hasil Pertanian. Bina Ilmu. Surabaya.

Sutoro dan Minantyorini. 2003. Karakterisasi Ukuran dan Bentuk Umbi Plasma Nutfah Ubi Jalar. Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Bogor. Buletin Plasma Nutfah Vol.9 No.2.

Utomo, Joko Susilo dan Sri Satya Antarlina. 2002. Tepung Instan Ubi Jalar untuk Pembuatan Roti Tawar. Majalah Pangan. No.38/XI/Januari

Wahyuni, T.S, M. Jusuf, dan St. A. Rahayuningsih. 2005. Aksesi Plasma Nutfah Ubi Jalar Berkandungan Betakaroten Tinggi. Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. Malang.

Widowati, S. 2009. Tepung Aneka Umbi Sebuah Solusi Ketahanan Pangan. Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian. Tabloid Sinar Tani

Wijayanti, Heri. 2003. Forfifikasi ß-karoten Buah Labu Kuning (Cucurbita maxima) pada Pembuatan Kue Wingko. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Wiradimadja, Rachmat, Handi Burhanuddin, dan Deny Saefulhadjar. 2009. Peningkatan Kadar Vitamin – A Pada Telur Ayam Melalui Penggunaan Daun Katuk (Sauropus Androgynus L.Merr) dalam Ransum1. www//http: pustaka.unpad.ac.id/wp (di akses tanggal 15 Mei 2009).

Wirakartakusumah, M.A. dkk. 1989. Prinsip Teknik Pangan. PAU Pangan dan

Page 53: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

liii

Gozi IPB. Bogor.

Yudawati, Ari. 2004. Ekstraksi Karoteid Ubi Jalar (Ipomoea batatas L.): Pengaruh Ukuran Partikel Tepung Ubi Jalar terhadap Efisiensi Ekstraksi Karotenoid. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada Yogyakarta.

Zuraida, Nani dan Yati Supriyati. 2001. Usaha tani Ubi Jalar sebagai bahan Pangan Alternatif dan Diversifikasi Sumber Karbohidrat. Balai Penelitian Bioteknologi Tanaman pangan, Bogor. Bulletin Agro-Bio, 4(1):13-23.

LAMPIRAN

LAMPIRAN 1: Prosedur Analisa a. Analisa β-karoten

Analisa β-karoten menggunakan metode Carr Price dalam Anton

Apriyantono, dkk (1989), β-karoten diekstraksi dengan campuran aseton-

petroleum eter kemudian dipisahkan dari zat-zat lain dengan kolom

kromatografi menggunakan campuran alumunium oksida aktif. β-karoten

diukur serapannya pada panjang glombang 450 nm.

1. Pembuatan standar

a. Timbang 10 mg β-karoten murni, masukkan dalam labu takar 100 ml

lalu encerkan dengan petroleum eter (PE) sampai tanda tera.

b. Encerkan 1 ml larutan diatas dengan petroleum eter sampai 10 ml.

c. Pipet larutan 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; dan 0,5 ml. Masing-masing diencerkan

dengan petroleum eter sampai 10 ml.

d. Ukur optical density (OD) pada panjang gelombang 452 nm, dengan

menggunakan petroleum eter sebagai blanko.

2. Ekstraksi sampel segar

a. Potong sampel sekecil mungkin, haluskan dengan blender

b. Timbang sampel 1-2 gram, diekstrak dengan menggunakan larutan

aceton-petroleum eter (1:1) sebanyak 25 ml

c. Saring ekstrak, ampas yang masih tersisa dicuci berulang-ulang dengan

menggunakan larutan tersebut.

39

Page 54: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

liv

d. Masukkan filtrat kedalam corong pemisah, cuci dengan 100 ml air suling

sebanyak 3 kali. Akan terbentuk 2 lapisan, lapisan atas yang berwarna

kuning berisi karoten dan PE, sedangkan lapisan bawah yang bening

berisi aceton dan air.

e. Ambil lapisan atas filtrat kemudian masukkan kedalam erlenmeyer,

tambahkan natrium sulfat (Na2SO4) anhydrous.

f. Ditambahkan PE, encerkan sampai volume tertentu ( misal 25 ml).

3. Ekstraksi sampel kering (tepung)

a. Timbang sampel ± 1 gram, tambahkan aceton-petroleum eter (1:1)

sebanyak 25 ml dan refluks selama 1 jam.

b. Saring ekstrak dan tepatkan menjadi 100 ml dengan PE.

4. Kromatografi kolom

a. Siapkan kolom kromatografi, tempatkan sumbat dari kapas atau wool

kedalam bagian yang menyempit dari kolom tersebut.

b. Masukkan adsorben yaitu alumina aktif sampai terbentuk kolom

adsorben 10 cm tingginya.

c. Tambahkan Na2SO4 anhydrous setinggi 1 cm diatas kolom adsorben.

d. Pipet 5-10 ml ekstrak yang akan dikromatografikan ke dalam kolom.

e. Lakukan elusi dengan menggunakan eluen (PE-aceton 10:1) (kira-kira

sebanyak 10 ml). β-karoten bergerak mendahului pigmen-pigmen

lainnya. Terus lakukan eluen sampai seluruh warna kuning oranye keluar

dari kolom. Elusi diakhiri apabila eluen yang keluar dari kolom sudah

tidak berwarna lagi.

f. Masukkan eluat kedalam labu ukur 100 ml dan encerkan dengan eluen

sampai tanda tera.

g. Ukur pada panjang gelombang 452 nm dengan petroleum eter sebagai

blanko.

Perhitungan β-karoten:

Page 55: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lv

β-karoten (µg/100 g)B

xFpxC 100=

Keterangan:

C = konsentrasi larutan yang terbaca pada kurva standar (µg/ml).

Fp = faktor pengenceran

B = berat sampel (gram)

b. Analisis Kadar Air cara Thermogravimetri

Analisis terhadap kadar air dilakukan pada ubi jalar segar dan tepung

ubi jalar (AOAC, 1970, Ragana, 1979 dalam Slamet Sudarmadji, dkk. (1997).

Cara kerja:

1. Timbang sampel yang berupa serbuk/ yang telah dihaluskan 1-2 gram dalam

botol timbang yang telah diketahui beratnya.

2. Dikeringkan dalam oven pada suhu 100-105 oC, selama 3-5 jam.

3. Didinginkan dalam desikator dan ditimbang.

4. Panaskan lagi dalam oven 30 menit.

5. Didinginkan dalam desikator dan ditimbang.

6. Selisih penimbangan 0.2 mg.

Perhitungan kadar air:

Berat sampel (gram) = W1

Berat sample setelah dikeringkan = W2

Kehilangan berat (gram) = W3

Persen kadar air (dry basis) = 3

100%2

Wx

W

Persen kadar air (wet basis) = 3

100%1

Wx

W

Page 56: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lvi

LAMPIRAN 2: Hasil Analisa Kadar Air

Tabel Hasil Analisa Kadar Air Ulangan perlakuan I Ulangan perlakuan II

No. Sampel KA

%(wb) No.

Sampel KA

%(wb)

Page 57: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lvii

1. 2. 3.

a. Ubi jalar segar T 50 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 50 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 50 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 50 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segar T 60 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 60 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 60 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 60 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segar T 70 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 70 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 70 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 70 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

71.1130 70.5834

9.0468 9.0608

8.9310 8.8721

8.4463 8.3814

71.8756 71.8971

7.6653 7.7226

6. 3798 6.2016

6.2011 6.1326

71.6752 71.6865

6.6849 6.7988

6.4043 6.3283

6.0989 5.9967

1. 2. 3.

a. Ubi jalar segar T 50 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 50 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 50 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 50 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segar T 60 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 50 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 50 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 50 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segar T 70 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 70 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 70 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 70 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

72.2605 72.0274

10.3744 10.4405

9.7668 9.8043

8.9417 8.9815

71.8786 71.7544

8.4649 8.5318

8.3469 8.4978

7.3073 7.3541

71,7751 71,6757

7.5057 7.6729

7.1545 7.1625

6.8579 6.8294

Perhitungan Kadar Air Ketetangan:

Rumus : BBT = berat botol timbang Kadar Air = %100

)()(x

BSakhirBSBBTawalBSBBT +-+ BS = berat sampel

LAMPIRAN 3: Hasil Analisa β-karoten

Tabel Hasil Pembacaan Absorbansi Sampel pada Ulangan Perlakuan I

No. Sampel Berat sample (gr)

Ǻ Keterangan

Page 58: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lviii

1. 2. 3.

a. Ubi jalar segar T 50 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 50 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 50 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 50oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segar T 60 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 60 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 60 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 60 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segar T 70 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 70 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 70 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 70 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

1.5236 0.5398 0.5175 0.5561 2.0385 0.5041 0.5014 0.5025 2.0144 0.5195 0.5276 0.5192

0.257 0.256

0.261 0.211

0.261 0.260

0.310 0.309

0.420 0.421

0.251 0.250

0.261 0.261

0.272 0.273

0.429 0.429

0.281 0.281

0.290 0.291

0.291 0.291

Fp: 80/10

Fp:100/10

Fp: 100/10

Fp:100/10

Tabel Hasil Pembacaan Absorbansi Sampel pada Ulangan Perlakuan II

No. Sampel Berat sample (gr)

Ǻ Keterangan

Page 59: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lix

1. 2. 3.

a. Ubi jalar segar T 50 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 50 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 50 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 50oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segar T 60 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 60 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 60 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 60 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segarT 70 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 70 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 70 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 70 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

1.5288 0.5270 0.5277 0.6138 1.5226 0.5879 0.5787 0.6828 1.3386 0.6828 0.5992 0.6929

0.250 0.251

0.280 0.281

0.312 0.313

0.299 0.301

0.250 0.251

0.220 0.221

0.310 0.312

0.261 0.262

0.260 0.261

0.289 0.290

0.280 0.279

0.220 0.221

Fp: 160/10

Fp: 80/10

Fp: 160/10

Fp: 80/10

Fp: 70/10

Tabel Hasil Analisa β-karoten pada Tepung Ubi Jalar oranye

Ulangan perlakuan 1 Ulangan perlakuan 2 No. Sampel ß-karoten ß-karoten

Page 60: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lx

(µg/100gr) (wb) (µg/100gr) (wb) 1. 2. 3.

a. Ubi jalar segar T 50 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 50 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 50 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 50oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segar T 60 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 60 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 60 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 60 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

a. Ubi jalar segar T 70 oC Ulangan I Ulangan II

b. T 70 oC, 6 jam Ulangan I Ulangan II

c. T 70 oC, 7 jam Ulangan I Ulangan II

d. T 70 oC, 8 jam Ulangan I Ulangan II

2267.8412 2273.4449

4996.1190 4007.5715

5211.4106 5190.7877

5790.0568 5770.8654

2155.4133 2160.6487

5138.2294 5117.0583

5378.7495 5378.7495

5600.5989 5621.8375

2228.8827 2228.8827

5602.2179 5622.7614

5698.2627 5698.2627

5811.0088 5831.5642

2699.6432 2710.8126

4401.7910 4417.9919

4913.6938 4929.8728

4043.6033 4071.4231

2710.6361 2721.8510

3074.4525 3088.9752

4451.1499 4480.6571

3159.8184 3172.3226

1518.1357 1524.1672

3071.1947 3082.1359

3387.4764 3375.0087

2282.8187 2293.6020

Perhitungan β-karoten:

β-karoten (µg/100 g) wbB

xFpxX 100=

Keterangan:

X = konsentrasi larutan yang terbaca pada kurva standar (µg/ml).

Page 61: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxi

Fp = faktor pengenceran

B = berat sampel (gram)

β-Karoten (dalam db) = 100

( )(100 )

Karoten wb xKA

b --

Pembuatan larutan standar β-karoten

β-karoten murni mlml

mlmg

101

10010 ®

Tabel larutan Standar β-karoten ml

larutan standar

Konsentrasi β-karoten (µg/ml)

(X)

Absorbansi (Y)

0.1 1 0.097

0.2 2 0.197

0.3 3 0.295

0.4 4 0.388

0.5 5 0.470

99927.0

0937.0

103.8 3

===

+=-

R

b

xa

bXaY

Contoh perhitungan: ubi jalar segar untuk suhu 50 oC

Berat sampel = 1.5236 gram

Ǻ = 0.413

FP = 1080

3191.40937.0

0083.0413.00937.0

0083.0

=

-=

-=

+=

X

X

YX

bXaY

)100/(841.22675236.1

100)1080(3191.4

100

gramg

xx

BxFPxX

karoten

m

b

=

=

=-

Tabel Perhitungan Prosentase Penurunan Kadar ß-karoten pada Ulangan Perlakuan 1

LAMPIRAN 4: Hasil Perhitungan Prosentase Penurunan Kadar ß-karoten Tepung Ubi Jalar Oranye

Page 62: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxii

Sampel

KA %(wb)

ß-karoten µg/100gr

(wb)

ß-karoten µg/100gr (db)

Rata-rata ß-karoten Ujo segar

µg/100gr (db)

% penurunan ß-.karoten

Segar utk T 50 (1) 71.113 2267.8412 7850.732856

Segar utk T 50 (2) 70.5434 2273.4449 7717.947421

7784.340138

T 50, 6 Jam (1) 9.0468 4996.119 5493.065665 29.43440848

T 50, 6 jam (2) 9.0608 4007.5715 4406.869095 43.38801983

T 50, 7 jam (1) 8.931 5211.4106 5722.485807 26.48720757

T 50, 7 jam (2) 8.8721 5190.7877 5696.156391 26.82544326

T 50, 8 jam (1) 8.4463 5790.0568 6324.219338 18.7571557

T 50, 8 jam (2) 8.3814 5770.8654 6298.792385

19.08379807

Segar utk T 60 (1) 71.8756 2155.4133 7663.855229

Segar utk T 60 (2) 71.8971 2160.6487 7688.347822

7 676.101525

T 60, 6 Jam (1) 7.6653 5138.2294 5564.787019 27.50503623

T 60, 6 jam (2) 7.7226 5117.0583 5545.299607 27.75890744

T 60, 7 jam (1) 6.3798 5378.7495 5745.287342 25.15357798

T 60, 7 jam (2) 6.2016 5378.7495 5734.372335 25.29577265

T 60, 8 jam (1) 6.2011 5600.5989 5970.857761 22.21497148

T 60, 8 jam (2) 6.1326 5621.8375 5989.126683

21.97697407

Segar utk T 60 (1) 71.6752 2228.8827 7869.014786

Segar utk T 60 (2) 71.6865 2228.8827 7872.155332

7870.585059

T 70, 6 Jam (1) 6.6849 5602.2179 6003.549158 23.72169143

T 70, 6 jam (2) 6.7988 5622.7614 6032.928117 23.34841601

T 70, 7 jam (1) 6.4043 5698.2627 6088.167191 22.64657397

T 70, 7 jam (2) 6.3283 5698.2627 6083.227592 22.70933424

T 70, 8 jam (1) 6.0989 5811.0088 6188.435279 21.3726142

T 70, 8 jam (2) 5.9967 5831.5642 6203.573917

21.18026969

Keterangan: Kadar ß-karoten dalam berat kering (db) dan prosentase penurunan kadar ß-karoten pada Tabel di atas dihitung dengan menggunakan microsoft exel.

Tabel Perhitungan Prosentase Penurunan Kadar ß-karoten pada Ulangan Perlakuan 2

Sampel

KA %(wb)

ß-karoten µg/100gr

(wb)

ß-karoten µg/100gr (db)

Rata-rata ß-karoten Ujo segar

% penurunan ß-.karoten

Page 63: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxiii

µg/100gr (db)

Segar utk T 50 (1) 72.2605 2699.6432 9732.12639

Segar utk T 50 (2) 72.0274 2710.8126 9690.956865 711.541628

T 50, 6 Jam (1) 10.3744 4401.791 4911.309938 49.42811217

T 50, 6 jam (2) 10.4405 4417.9919 4933.024302 49.2045188

T 50, 7 jam (1) 9.7668 4913.6938 5445.549753 43.92703072

T 50, 7 jam (2) 9.8043 4929.8728 5465.751472 43.7190131

T 50, 8 jam (1) 8.9417 4043.6361 4440.711171 54.27388008

T 50, 8 jam (2) 8.9815 4071.4231 4473.181936

53.93952776

Segar utk T 60 (1) 71.8786 2710.6361 9639.051043

Segar utk T 60 (2) 71.7544 2721.851 9636.371683 9637.711363

T 60, 6 Jam (1) 8.4649 3074.4525 3358.768931 65.14972482

T 60, 6 jam (2) 8.5318 3088.9752 3377.102862 64.95949365

T 60, 7 jam (1) 8.3469 4451.1499 4856.518656 49.60921247

T 60, 7 jam (2) 8.4978 4480.6571 4896.775269 49.19151358

T 60, 8 jam (1) 7.3073 3159.8184 3408.918286 64.62937976

T 60, 8 jam (2) 7.3541 3172.3226 3424.137064

64.47147113

Segar utk T 60 (1) 71.7751 1518.1357 5378.710642

Segar utk T 60 (2) 71.6757 1524.1672 5381.129278 5379.91996

T 70, 6 Jam (1) 7.5057 3071.1947 3320.415096 38.28132908

T 70, 6 jam (2) 7.6729 3082.1359 3338.278685 37.94928716

T 70, 7 jam (1) 7.1545 3387.4764 3648.508975 32.18283912

T 70, 7 jam (2) 7.1625 3375.0087 3635.393779 32.42661961

T 70, 8 jam (1) 6.8579 2282.8187 2450.898895 54.44358069

T 70, 8 jam (2) 6.8294 2293.602 2461.722904

54.24238795

Keterangan: Kadar ß-karoten dalam berat kering (db) dan prosentase penurunan kadar ß-karoten pada Tabel di atas dihitung dengan menggunakan microsoft exel.

Perhitungan Manual:

Page 64: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxiv

( )))(%100(

100)(

wbairkadarxwbkarotendbkarotenkadar

--=- bb

Contoh perhitungan : Kadar ß-karoten ubi jalar segar untuk suhu 50 oC yaitu:

)(100/956865.9690)0274.72100(

1008126.2710)2(50

)(100/12639.9732)2605.72100(

1006432.2699)1(50

dbgrgxTuntukSegar

dbgrgxTuntukegarS

m

m

=-

=

=-

=

Rata-rata kadar ß-karoten ubi jalar segar untuk suhu 50 oC = 9711.541627 µg/100gr (db) T 50 oC, 6 jam (1) = tepung ubi jalar yang dikeringkan suhu 50 oC selama 6 jam

pada analisis 1

%42811217.49

%100541627.9711

309938.4911541627.9711)1(6,50%

)(100/309938.4911)3744.10100(

100791.4401)1(6,50

=

-=-

=-

=-

xjamCTpadakarotenkadarpenurunan

dbgrgxjamCTkarotenkadar

O

O

b

mb

LAMPIRAN 5: Perhitungan Interpolasi dalam RSM

Page 65: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxv

Tabel Interpolasi

1. Interpolasi suhu pengeringan

Nilai X1 kode = -0.1933, sehingga pada tabel diatas berada ditengah-tengah

antara -1 dan 0, maka untuk mencari nilai X1 tak kode yaitu dengan rumus

interpolasi berikut ini:

CX

X

X

X

YYYY

XXXX

0

12

1

12

1

067.58

067.7850

8067.010

50

)1(0)1(1933.0

506050

=

=-

=-

-----

=--

--

=--

2. Interpolasi waktu pengeringan

Nilai X2 kode = 0.0794, sehingga pada tabel diatas berada ditengah-tengah

antara 0 dan 1, maka untuk mencari nilai X2 tak kode yaitu dengan rumus

interpolasi berikut ini:

jamX

X

X

YY

YY

XX

XX

0794.7

0794.0701

00794.0787

12

1

12

1

==-

--

=--

--

=--

LAMPIRAN 6: Analisa dengan Menggunakan Matlab

Page 66: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxvi

Langkah-langkah:

1. Membuat matrik x berukuran (36 x 6) dari hasil perhitungan, tuliskan seperti

dibawah ini.

Tekan “enter” akan muncul out put seperti berikut:

2. Membuat matrik Y (1 x 36)

Page 67: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxvii

Tekan “enter” akan muncul out put seperti berikut:

3. Membuat matrik x transpose, dengan cara tekan >>x' akan muncul:

Page 68: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxviii

Page 69: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxix

4. Ketik >> x'*x untuk mengalikan matrik x’ dengan matrik x, lalu tekan enter

5. Ketik >>inv(x'*x), lalu tekan enter

Page 70: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxx

6. Ketik >> x'*Y untuk mengalikan matrik x’ dengan matrik Y, lalu tekan enter

7. Untuk mencari nilai b maka ketik >>b=(inv(x'*x))*((x'*Y)), tekan ENTER

8. Buat gambar respon dengan menuliskan:

i. ezsurfc('38.20663-(3.0821*x1)-(0.3567*x2)

(7.2862*x1^2)+(6.3050*x2^2)+(3.3331*x1*x2)'), tekan ENTER

Gambar Surface Contour Plot

ii. Ezcontour('38.20663-(3.0821*x1)-(0.3567*x2)

(7.2862*x1^2)+(6.3050*x2^2)+(3.3331*x1*x2)'), tekan ENTER

Page 71: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxxi

Gambar Contour Plot

9. Mencari titik optimum (Xo), Eigen Value, dan Response Optimum (Yo)

i. Ketik >> b=[-3.0821;-0.3567], tekan ENTER

ii. Ketik >> B=[-7.2862 1.66655; 1.66655 6.3050], tekan ENTER

iii. Ketik >> eig(B), tekan ENTER. Untuk mencari Eigen Value

iv. Ketik >> X0=-0.5*inv(B)*b, lalu tekan ENTER. Untuk mencari titik

optimum (X0)

v. Ketik >>Y0=38.2061+(0.5*(X0')*b), tekan ENTER. Untuk mencari

Response Optimum (Y0):

Page 72: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxxii

LAMPIRAN 6 : Dokumentasi Penelitian

Preparasi Pembuatan Tepung Ubi Jalar

Ubi jalar segar

Ubi jalar segar

Irisan ubi jalar segar

Irisan ubi jalar segar setelah

blanching

Irisan ubi jalar siap dikeringkan

Pengeringan dalam

Cabinet Driyer

Chip Ubi Jalar Oranye

T 50 oC, 6 jam

T 50 oC, 7 jam

T 50 oC, 8 jam

T 60 oC, 6 jam

T 60 oC, 7 jam

T 60 oC, 8 jam

T 70 oC, 6 jam

T 70 oC, 7 jam

T 70 oC, 8 jam

Page 73: OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN …/Optimasi... · OPTIMASI KADAR ß-KAROTEN PADA PROSES PEMBUATAN TEPUNG UBI JALAR ORANYE (Ipomoea batatas L) DENGAN MENGGUNAKAN RESPONSE

lxxiii

Tepung Ubi Jalar Oranye

T 50 oC, 6 jam

T 50 oC, 7 jam

T 50 oC, 8jam

T 60 oC, 6 jam

T 60 oC, 7 jam

T 60 oC, 8 jam

T 70 oC, 6 jam

T 70 oC, 7 jam

T 70 oC, 8 jam