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
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
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).
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
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
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
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
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
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
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)
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)
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
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
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
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.
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
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.
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
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.
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
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-
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
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-
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.
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-
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
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.
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.
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.
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
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
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).
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
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.
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
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.
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
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.
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
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 %.
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
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
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 )
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 -=-
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:
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:
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 ++---=
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
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
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
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
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
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
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:
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
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)
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
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
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
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).
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
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
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:
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
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
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)
lxvii
Tekan “enter” akan muncul out put seperti berikut:
3. Membuat matrik x transpose, dengan cara tekan >>x' akan muncul:
lxviii
lxix
4. Ketik >> x'*x untuk mengalikan matrik x’ dengan matrik x, lalu tekan enter
5. Ketik >>inv(x'*x), lalu tekan enter
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
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):
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
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
Top Related