Upload
phungkhue
View
240
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
22
BAB III
KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS
PENELITIAN
3.1 Kerangka Berpikir
Yoghurt adalah salah satu minuman susu fermentasi dengan aroma yang khas
dan asam. Yoghurt mengandung protein 4-6%, lemak 0,1-1%, laktosa 2-3%, asam
laktat 0,6-1,3%, dan pH 3,8-4,6% (Susilorini dan Sawitri, 2007). Yoghurt berbahan
dasar susu, namun susu mudah rusak oleh mikroorganisme. Untuk mengatasi hal
tersebut, dilakukan pengolahan dan pengawetan, antara lain dengan fermentasi susu
menjadi yoghurt.
Produk hasil olahan ini merupakan hasil pengawetan susu sehingga
menghasilkan cita rasa melalui fermentasi bakteri asam laktat (BAL), yaitu L.
bulgaricus dan S. thermophillus. Perubahan tekstur susu menjadi yoghurt diakibatkan
oleh aktivitas fermentasi BAL yang memecah protein menjadi asam laktat yang akan
menurunkan pH susu. Turunnya pH sangat berpengaruh terhadap tidak stabilnya
protein dan menyebabkan koagulasi pada susu sehingga terbentuklah tekstur khas
yoghurt (Rauf, 2008).
Salah satu bahan yang dapat digunakan dalam pembuatan yoghurt alternatif
adalah yoghurt dengan bahan baku rempah. Yoghurt dengan bahan utama susu
dengan penambahan rempah dapat menaikkan nilai gizi dari yoghurt. Hal itu
dikarenakan rempah mengandung senyawa bioaktif yang berfungsi sebagai
23
antimikrobia, antioksidan, antidiabetes, antitumor, dan lainnya. Oleh karena itu,
rempah-rempah banyak dikembangkan menjadi minuman herbal karena dipercaya
tidak mempunyai efek samping yang berbahaya (Parthasarathy et al., 2009).
Kunir (Curcuma domestica val.) adalah rempah-rempah yang memiliki
banyak manfaat. Penelitian yang dilakukan oleh Hernawan dan Setiawan (2003)
membuktikan bahwa rimpang tanaman curcuma Sp. mengandung Reboisme in
Activating Protein (RIP), yaitu protein toksik yang diduga mampu memghambat
pertumbuhan sel kanker. Anggarwal (2005) melaporkan bahwa kunir (Curcuma
domestica) dapat mencegah kerusakan hati yang diinduksi dengan karbon tetraklorida
(CCl4), galaktosamin dan parasetamol dosis tinggi.
Kunir dapat diolah menjadi produk minuman sari kunir asam. Pada penelitian
ini sari kunir asam akan akan diolah menjadi produk minuman fermentasi seperti
yoghurt. Kandungan senyawa bioaktif pada kunir dapat menambah manfaat lebih
dari produk yoghurt. Bahan tambahan buah asam (Tamarindus indica L.) akan
memperkaya kandungan dari yoghurt yang akan diolah menjadi yoghurt kunir asam,
Penggunaan bahan nabati seperti sari kunir asam sebagai bahan baku
pembuatan yoghurt tentu tidak mudah, karena yoghurt dibuat dari bahan baku berupa
susu, seperti susu sapi, susu kambing, susu kerbau, dan susu kedelai. Kandungan
laktosa pada susu hewani jauh lebih besar dari susu nabati, seperti susu kedelai.
Namun penggunaan susu nabati juga harus ditambahkan susu skim untuk
menghasilkan yoghurt dengan kualitas dan nilai gizi yang baik. Susu skim adalah
susu yang mengandung semua kandungan susu kecuali lemak yang telah dikurangi
24
hingga tersisa 0,5% (Potter,1986). Yoghurt berbasis bahan nabati hampir tidak
mengandung laktosa. Alternatif yang dapat dilakukan adalah penambahan susu skim.
Minuman sari kunir dan sari asam mempunyai aktivitas antioksidan karena
mengandung senyawa fenolik (Yusup, 2001). Hasil penelitian Septiana (2004)
menunjukkan bahwa peningkatan proporsi buah asam diatas 40% pada campuran
kunir asam menyebabkan penghambatan aktivitas antioksidan. Hal ini terjadi karena
senyawa fenolik yang terekstrak mengandung campuran senyawa kompleks yang
polaritasnya, sifat antioksidan, dan prooksidannya berbeda, sehingga menyebabkan
perubahan sinergis dan antagonis antara senyawa yang terkandung (Kahkonen, 2001 )
Pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan yoghurt berbahan sari kunir
asam dengan penambahan variasi konsentrasi buah asam (Tamarindus indica L.) dan
susu skim sebagai sumber laktosa. Jika penambahan variasi konsentrasi buah asam
(Tamarindus indica L.) dan susu skim tepat akan diperoleh yoghurt kunir asam
dengan karakteristik baik seperti, kandungan air dan abu yang sesuai dengan standar
yang diizinkan oleh SNI, meningkatkan kadar protein sehingga mampu memenuhi
asupan protein bagi tubuh, kadar lemak yang rendah karena terbuat dari bahan alami
sari kunir asam serta semakin tingginya kandungan asam laktat sehingga yoghurt ini
baik bagi penderita lactose intolerance.
25
3.2 Kerangka Konseptual
Gambar 3.1
Bagan kerangka konsep penelitian
Keterangan :
Penelitian yang sudah dilakukan
……….. Penelitian yang akan dilakukan (baru)
26
3.3 Hipotesis Penelitian
Berdasarkan kerangka dan konsep penelitian , dapat dirumuskan hipotesis
yaitu :
1 Variasi konsentrasi buah asam (Tamarindus indica L.) dan susu skim
berpengaruh terhadap kualitas yoghurt kunir asam
2 Kombinasi penambahan buah asam (Tamarindus indica L.) dan susu skim
pada konsentrasi tertentu akan menghasilkan kualitas yoghurt kunir asam
sesuai SNI 01-2981-2009.
27
BAB IV
MATERI DAN METODE PENELITIAN
4.1 Rancangan Penelitian
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan
perlakuan kombinasi konsentrasi buah asam (Tamarindus indica L) (A) (30%, 40%,
dan 50%) dan susu skim (S) (5%, 10%, dan 15%). Perlakuan diatur dengan
pengacakan lengkap sehingga setiap unit percobaan memiliki peluang yang sama
untuk mendapatkan setiap perlakuan. Rancangan yang digunakan terdiri sembilan
perlakuan. Bagan rancangan penelitian disajikan pada Gambar 4.1.
Konsentrasi
susu skim
Konsentrasi buah asam (Tamarindus indica L)
30% (A1) 40% (A2) 50% (A3)
5% A1S1 A2S1 A3S1
10% A1S2 A2S2 A3S2
15% A1S3 A2S3 A3S3
Gambar 4.1
Bagan rancangan penelitian
Keterangan :
A1S1 : 30% Tamarindus indica L.
+ 5% susu skim
A2S3 : 40% Tamarindus indica L.
+ 15 % susu skim
A1S2 : 30% Tamarindus indica L.
+ 10% susu skim
A3S1 : 50% Tamarindus indica L.
+ 5 % susu skim
A1S3 : 30% Tamarindus indica L.
+ 15% susu skim
A3S2 : 50% Tamarindus indica L.
+ 10 % susu skim
A2S1 : 40% Tamarindus indica L.
+ 5% susu skim
A3S3 : 50% Tamarindus indica L.
+ 15 % susu skim
A2S2 : 40% Tamarindus indica L.
+ 10 % susu skim
28
4.2 Variabel Penelitian
1 Varibel bebas
Variabel bebas dalam penelitian ini adalah :
a Konsentrasi buah asam yaitu 30%, 40%, dan 50% (b/b) dari sari kunir
b Konsentrasi susu skim yaitu 5%, 10%, dan 15% (b/v) dari sari kunir
2 Variabel tergantung
Variabel tergantung dala penelitian ini adalah :
Sifat fisika (penampakan, konsistensi, bau, rasa, dan viskositas), Sifat kimia
(pH, kadar abu, kadar lemak total, kadar protein total, kadar asam laktat,
cemaran logam Pb dan Cu, serta kadar kurkumin, dan sifat mikrobiologi Total
Coliform dan E.coli.
3 Variabel terkendali
Variabel terkendali dalam penelitian ini adalah :
Jumlah rimpang kunir 750 gram, volume air 3 liter, gula merah 10% (b/v),
volume sari kunir (100 mL), suhu, gula pasir 10% (b/v), CMC 1% (b/v), dosis
bakteri L. bulgaricus dan S. thermopilus sebanyak 5% dari volume sari kunir,
dan panjang waktu fermentasi (24 jam).
4.3 Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Juni 2014 sampai Desember 2014 yang
dilakukan di Laboratorium Fakultas Teknologi Pertanian, UPT. Laboratorium
Analitik Universitas Udayana, Laboratorium RnD PT. Bali Sari,
dan Quantum Sarana Medik Denpasar.
29
4.4 Alat Penelitian
Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari alat gelas, yaitu gelas
ukur 1000 mL, gelas ukur 50 mL, termometer, spatula, Erlenmeyer 250 mL, biuret,
labu ukur 100 mL, labu ukur 25 mL, corong gelas, labu ukur 10 mL, pipet steril 1 mL
dan 10 mL, rak tabung reaksi, dan pipet ukur 10 mL. Alat non-gelas yang digunakan
dalam penelitian ini adalah panci, pengaduk kayu, cawan pengabuan, ball filler,
aluminium foil, kemasan pot dan cup. Peralatan yang digunakan pada penelitian ini
terdiri dari jarum ose, hot plate, neraca analitik (Shimadzu ATY 224) seperangkat
alat soxhlet, kondensor, pemanas listrik, seperangkat alat Kjeldahl, oven (Blue M),
furnace (Barnstead Thermolyne 47900), desikator, waterbath (Thermology), vortex
(Thermolyne Maxy Mix), Viscometer (Brookfield DV-II), spektrofotometer UV-Vis
(Scientific), seperangkat HPLC (ICI Instruments Shimadsu), dan ICPE-9000
(Shimadsu).
4.5 Bahan Penelitian
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
4.5.1 Bahan pembuatan yoghurt : rimpang kunir (Curcuma domestica Val.), buah
asam (Tamarindus indica L.), starter Lactobacillus bulgaris dan Streptococus
thermophillus (yoghurt plain), gula pasir, carboxy methile sellulase (CMC),
dan susu skim (Anlene).
4.5.2 Bahan kimia yang digunakan adalah asam sulfat 96%, asam nitrat 37%, asam
klorida 4N, asam klorida 0,1N, n-hexan, natrium hidroksida 30%, asam
30
oksalat, asam borat 10% larutan standar asam-asam organik 100 mM, ,
indikator phenol pthalein, larutan natrium hidroksida 30%, asam asetat glasial,
asam propionat, asam butirat, asam laktat, standar kurkumin, akuades, dan
media (LBSS, LBDS, dan BGLB).
4.6 Prosedur Kerja
4.6.1 Penyiapan sampel
Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah satu kg rimpang kunir
(Curcuma domestica Val.), buah asam (Tamarindus indica L.), dan air. Sebanyak
satu kg kunir dicuci dengan air mengalir lalu dikupas, diiris, dan diblender. Buah
asam (Tamarindus indica L.) dipisahkan dari kulit dan bijinya.
4.6.2 Pembuatan minuman sari kunir asam (Septiana, 2004)
Sari kunir dibuat dengan cara, kunir yang telah diblender sebanyak 750 g
dibagi menjadi tiga lalu direbus dengan air masing-masing sebanyak satu liter selama
20-30 menit, sari kunir disaring hingga diperoleh filtrat kunir. Kemudian ditambahi
gula merah sebanyak 10% (b/v). Sari kunir dibagi menjadi tiga bagian. Setiap
perlakuan akan mendapatkan sari kunir sebanyak 100 mL lalu ditambahi ekstrak buah
asam yang telah dihaluskan dengan mortar sebanyak 30%, 40%, dan 50% (b/b). Sari
kunir bersama buah asam direbus hingga mendidih. Setelah mendidih, sari kunir
asam disaring. Sari kunir asam siap digunakan untuk pembuatan yoghurt kunir asam.
4.6.3 Pembuatan yoghurt kunir asam (Hidayat et al., 2006)
31
Disiapkan sembilan perlakuan sari kunir asam lalu ditambahi susu skim
sebanyak 5%, 10%, dan 15% dari volume sari kunir asam. Setiap perlakuan
ditambahi gula pasir sebanyak 10% (b/v) dan CMC 1% (b/v). Kemudian dilakukan
proses homogenisasi. Campuran tersebut dipasteurisasi pada suhu 800C – 85
0C
selama 15 menit sambil diaduk sampai homogen. Larutan tersebut didinginkan
hingga mencapai suhu 430C – 45
0C. Inokulasi starter (Biakan L. bulgaris dan S.
thermophillus) pada suhu tersebut sebanyak 5% dari volume total bahan baku (sari
kunir), diaduk hingga homogen. Campuran disimpan dalam cup gelas yang telah
disterilkan, lalu ditutup rapat dan difermentasi pada suhu ruang selama 24 jam.
Setelah proses fermentasi selesai, yoghurt kunir asam didinginkan dalam lemari es
dan dilakukan analisis sifat fisika, kimia, dan mikrobiologi.
Tabel 4.1
Komposisi yoghurt kunir asam
Tabel 4.1
Komposisi yoghurt kunir asam
4.6.4. Analisis sifat fisika
Pengujian sifat fisika yoghurt kunir asam meliputi pemeriksaan penampakan,
konsistensi, bau, rasa yang dilakukan secara kualitatif dan viskositas. Viskositas
32
yoghurt kunir asam diuji dengan menggunakan viskometer Bookfield DV-I, spindel
No. 03, kecepatan putaran spindle 100 rpm, dan suhu pengukuran 100C.
4.6.5 Analisis sifat kimia
6.6.5.1 Nilai pH
Pengukuran pH yoghurt kunir asam diawali dengan melakukan kalibrasi pada
pH meter. Siapkan larutan buffer ber-pH asam (buffer pH 4,0), pH netral (buffer pH
7,0). Kemudian lakukan pengukuran pada sampel yoghurt kunir asam.
4.6.5.2 Kadar abu total ( dry ashing ) (AOAC, 1995)
Pengukuran kadar abu total dilakukan dengan metode drying ash. Masing-
masing sampel sebanyak 2 gram ditimbang pada cawan yang sudah diketahui
bobotnya. Lalu diarangkan diatas nyala pembakaran dan diabukan dalam tanur pada
suhu 5500 C hingga pengabuan sempurna. Setelah itu didinginkan dalam desikator
dan ditimbang hingga diperoleh bobot tetap. Perhitungan kadar abu dilakukan dengan
:
% 𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑎𝑏𝑢 =𝑊3−𝑊1
𝑊2−𝑊1𝑥100% ………………………….. (1)
Keterangan :
W1 = Berat cawan
W2 = Berat cawan + sampel
W3 = Berat cawan + sampel yang telah dioven 5500C
33
4.6.5.3 Kadar lemak total ( Soxhletasi )
Pengukuran kadar lemak total dilakukan dengan metode soxhletasi. Sampel
ditimbang sebanyak 2,5 gram dan dimasukkan dalam Erlenmeyer 250 mL. Sampel
hidrolisis dengan menambahkan 25 mL HCl 4 N dan dipanaskan dalam waterbath
selama satu jam sampai mendidih. Campuran ditambah 75 mL air panas dan disaring.
Kemudian dicuci dengan akuades sampai netral. Kertas saring bersama rendemen
dimasukkan ke dalam oven selama 1 jam. Lalu dibuat timbel dengan cara dibungkus
menggunakan kertas saring dan diikat dengan kertas wol. Timbel dimasukkan dalam
alat soxhlet yang telah dihubungkan dengan labu lemak berisi batu didih dan telah
diketahui beratnya. Dilakukan ekstraksi dengan pelarut n-hexan sebanyak 80 mL
selama empat jam sampai pelarut yang turun kembali ke labu lemak berwarna jernih.
Selanjutnya, campuran didestilasi dan pelarut n-hexan ditampung. Labu lemak yang
berisi lemak hasil ekstraksi dipanaskan dalam oven pada suhu 1050C selama tiga jam.
Lemaknya didinginkan dalam desikator dan ditimbang sampai beratnya tetap.
Perhitungan kadar lemak dilakukan dengan :
% 𝑙𝑒𝑚𝑎𝑘 =𝑊3−𝑊2
𝑊1𝑥100% …………………………………(2)
Keterangan :
W1 = Berat sampel
W2 = Berat labu
W3 = Berat labu + lemak
4.6.5.4 Kadar protein total ( Kjeldahl )
34
Pengukuran kadar protein total dilakukan dengan metode Kjehdahl. Sampel
yang ditimbang sebanyak 0,1 gram dalam tabung reaksi lalu ditambahi tablet
Kjeldahl sebanyak 0,5 gram dam 5 mL asam sulfat pekat lalu didestruksi (dalam
lemari asam) hingga cairan berwarna bening jernih. Setelah dingin, larutan tersebut
diencerkan dengan akuades sebanyak 75 mL dalam labu Kjeldhal. Larutan tersebut
kemudian ditambahi 25 mL NaOH 30% dan tiga tetes indikator pp. Campuran
didestilasi, filtratnya ditampung pada sampai volume totalnya 50 mL pada gelas ukur
yang berisi 10 mL asam borat 10%. Campuran dititrasi dengan menggunakan HCl
0,1N sampai berubah warna dari biru menjadi merah bata. Pada blanko (akuades)
dilakukan hal yang sama seperti sampel. Perhitungan kadar protein total dilakukan
dengan :
% 𝑘𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑛𝑖𝑡𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛 =𝑉 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 − 𝑉 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑘𝑜
𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙𝑥 𝑁.𝐻𝐶𝑙 𝑥 14,008 𝑥 100%
% Kadar protein = % N x 6, 25 ………………………………(3)
Keterangan :
Faktor protein 6,5 (asumsi protein mengandung 16% nitrogen)
4.6.5.5 Kadar asam laktat
Sampel yoghurt kunir asam ditimbang sebanyak 5,00 gram, kemudian
disentrifugasi dengan kecepatan 3500 rpm selama 15 menit. Supernatannya diambil
dan disaring dengan membrane 0,45µ. Larutan standar asam-asam organik dibuat
dengan konsentrasi 100 mM, terdiri atas larutan asam asetat, asam propionat, asam
butirat, dan asam laktat. Larutan asam asetat, asam propionat, asam butirat, dan asam
35
laktat disiapkan secara berurutan, yaitu: 0,5665 ml; 0,7483 ml; 0,9771 ml; dan 0,7444
ml. Keempat larutan tersebut diambil dan dituangkan ke dalam labu ukur 100 ml,
kemudian ditambahi akuades hingga tanda batas. Larutan standar asam organik dan
supernatan yang telah disaring dipindahkan ke vial untuk siap diinjeksikan ke dalam
KCKT (HPLC injection port).
4.6.5.6 Cemaran logam timbal (Pb) dan tembaga (Cu)
Sebanyak 0,5 g sampel yoghurt kunir asam ditimbang dan dimasukkan ke
dalam gelas beaker, kemudian sampel diuapkan untuk menghilangkan pelarutnya
dengan pengabuan kering. Pengabuan dilakukan untuk menghilangkan bahan organik
dalam sampel, sehingga abu yang diperoleh hanya mengandung zat anorganik.
Sampel kemudian didestruksi dengan ditambahi 3 mL asam nitrat 37% dan 3 mL
asam sulfat 96%. Larutan dipanasi diatas hot plate, sampai larutan berubah menjadi
bening. Sisa larutan diencerkan dengan akuades sampai volumenya menjadi 25 mL
dan disaring dengan kertas saring. Larutan blanko diperlakukan sama dengan sampel.
Sampel dianalisis cemaran logam timbal dan tembaganya dengan menggunakan
ICPE-9000 pada panjang gelombang 220,353 nm dan 224,700 nm (Vela, N. P., et al.
2000).
4.6.5.7 Analisis kadar kurkumin
Pada tahap analisis dilakukan pengujian kuantitatif kurkumin menggunakan
spektrofotometer dengan panjang gelombang 530 nm. Sampel sari kunir, sampel sari
kunir asam, dan sampel yoghurt kunir asam diukur kadar kurkuminnya sebagai
perbandingan. Analisis kuantitatif kurkumin dimulai dengan pembuatan kurva
36
standar kurkumin. Standar kurkumin dibuat dengan melarutkan standar kurkumin
(serbuk kurkumin) ke dalam asam asetat glacial dengan konsentrasi 100 ppm dan
diencerkan sampai konsentrasi 1, 2, 4, dan 8 ppm. Saampel diukur menggunakan
spektrofotometer sinar tampak pada panjang gelombang 530 nm. Analisis kurkumin
dilakukan dengan cara memasukkan sampel sebanyak 0,5 gram ke dalam tabung
reaksi. Sampel ditambahi asam asetat glasial 1 mL kemudian diinkubasi pada suhu
37oC selama 60 menit dan didinginkan. Larutan tersebut ditambahi tiga tetes asam
oksalat 10% lalu dipanaskan selama 30 menit dan didinginkan kemudian ditambahi
tiga tetes asam borat 10%. Larutan tersebut diukur serapannya pada panjang
gelombang 530 nm (AOAC, 2005).
4.6.6 Analisis sifat mikrobiologi
Pengujian sifat mikrobiologi pada sampel yoghurt kunir asam dilakukan pada
sampel yang memenuhi kriteria hasil sifat fisika dan kimia sesuai SNI 01-2981-2009.
Pengujian dilakukan dengan menimbang sebanyak 5 g sampel dimasukkan ke
dalam botol yang telah berisi 45 ml larutan (pepton water) PW lalu dihomogenkan
sehingga diperoleh pengenceran 10-1
. Larutan dipipet sebanyak 1 ml dan dimasukkan
ke dalam tabung reaksi yang telah berisi 9 ml larutan pengencer pepton water lalu
dihomogenkan sehingga diperoleh pengenceran 10-2
. Selanjutnya pengenceran
dilakukan dengan cara yang sama pada pengenceran 10-2
, 10-3
, dan 10-4
.
Pengenceran selesai dilakukan dan selanjutnya dilakukan pemupukan. Pemupukan
dilakukan dari pengenceran 10-2
, 10-3
, dan 10-4
.
37
Pemupukan dilakukan dengan cara memasukkan 1 ml larutan dari masing-
masing pengenceran ke dalam dua cawan petri (duplo) pada setiap pengenceran yang
sudah berisi label. Masing-masing cawan petri dituangi 20 ml media EMBA yang
sudah didinginkan hingga suhu 40-45oC. Setelah itu, campuran tersebut
dihomogenkan secara perlahan dan didiamkan pada suhu ruang agar memadat.
Setelah memadat, campuran diinkubasi selama 48 jam pada suhu 37oC. Jumlah
mikroba dihitung pada semua koloni yang tumbuh dalam setiap cawan petri.
4.7 Analisis Data
Rancangan percobaan yang digunakan dalam percobaan ini adalah Rancangan
Acak lengkap (RAL). Data yang diperoleh dianalisis dengan ANOVA untuk
mengetahui ada dan tidak perbedaan perlakuan, dan apabila ada perbedaan antar
perlakuan dilanjutkan dengan uji Tukey dan Duncan dengan tingkat signifikasi 0,05.
Analisis data nonparametik dilakukan dengan menggunakan SPSS 16.0 (Sarwono,
2009).
38
Gambar 4.2
Bagan alur penelitian