KARAKTER FISIOLOGI DAN BIOKIMIA UMBI KIMPUL …/Karakter... · Parameter yang diuji, meliputi laju respirasi, susut berat, kadar air, ... Fisiologi dan Biokimia Umbi Kimpul Putih

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

KARAKTER FISIOLOGI DAN BIOKIMIA UMBI KIMPUL PUTIH (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.) DAN KIMPUL HITAM (Xanthosoma

nigrum (Vell.) Mansf.) PADA SUHU PENYIMPANAN YANG BERBEDA

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains

Oleh : Lilis Sri Megawati NIM. M0409034

JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2013


commit to user

ii


commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya

sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar

kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, serta tidak terdapat karya atau pendapat

yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka

gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau dan/atau dicabut.

Surakarta, Februari 2013

Lilis Sri Megawati

NIM. M0409034


commit to user

iv

KARAKTER FISIOLOGI DAN BIOKIMIA UMBI KIMPUL PUTIH (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.) DAN KIMPUL HITAM (Xanthosoma

nigrum (Vell.) Mansf.) PADA SUHU PENYIMPANAN YANG BERBEDA

LILIS SRI MEGAWATI Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu penyimpanan terhadap karakter fisiologi dan biokimia umbi kimpul putih (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.) dan kimpul hitam (Xanthosoma nigrum (Vell.) Mansf.).

Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola faktorial, terdiri atas dua faktor. Faktor pertama adalah lama penyimpanan dengan tiga taraf, yaitu penyimpanan selama 0 bulan, 1 bulan dan 2 bulan. Faktor kedua adalah suhu dengan 2 taraf, yaitu suhu 7-12oC dan 25-30oC. Penelitian ini terdiri atas dua kelompok, yaitu kelompok umbi kimpul putih dan kelompok umbi kimpul hitam. Parameter yang diuji, meliputi laju respirasi, susut berat, kadar air, berat kering, kandungan gula reduksi, dan kandungan fenol total. Data yang diperoleh dianalisa menggunakan analisis varian (ANAVA) yang dilanjutkan dengan Uji (DMRT) dengan tingkat kepercayaan 95%.

Perlakuan variasi suhu dan lama penyimpanan menunjukkan pengaruh yang signifikan pada parameter laju respirasi, susut berat, kadar air, berat kering, dan kandungan gula reduksi; sedangkan kandungan fenol total tidak signifikan terhadap masa simpan umbi kimpul putih dan kimpul hitam. Perlakuan tersebut mampu menaikkan laju respirasi, mengurangi susut berat, menurunkan kadar air, meningkatkan berat kering dan kandungan gula reduksi, serta menurunkan kandungan fenol total. Pada umbi kimpul putih laju respirasi, susut berat, dan kadar fenol total pada suhu dingin lebih tinggi daripada suhu ruang selama penyimpanan 2 bulan. Pada umbi kimpul hitam kandungan gula reduksi, fenol total, kadar air, berat kering dan susut berat lebih tinggi pada suhu ruang daripada suhu dingin selama penyimpanan 2 bulan.

Kata kunci: umbi kimpul, suhu dan lama penyimpanan, laju respirasi, gula

reduksi, fenol total.


commit to user

v

PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL CHARACTERS OF WHITE TANNIA TUBER (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.) AND BLACK

TANNIA (Xanthosoma nigrum (Vell.) Mansf.) IN DIFFERENT STORAGE TEMPERATURES

LILIS SRI MEGAWATI Department of Biology, Faculty of Mathematic and Natural Science

Sebelas Maret University, Surakarta

ABSTRACT

This study aimed to determine the effect of storage temperature on physiological and biochemical characters white tannia (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.) and black tannia (Xanthosoma nigrum (Vell.) Mansf.) tubers.

The study was designed using completely randomized design (CRD) factorials, consisting of two factors. The first factor was the storage duration in three levels, ie: 0 months, 1 month and 2 months. The second factor was the temperature of storage, ranged from 7 to 12oC (cold temperature) and 25 to 30oC (room temperature). The study consisted of two groups, white tannia tuber and black tannia tuber. Parameters tested were respiration rate, weight loss, moisture, dry weight, reducing sugar content, and total phenol content. The data were analyzed using analysis of variance (ANOVA) test and followed using Duncan's Multiple Range Test (DMRT) with a confidence level of 95%.

Storage temperature and duration had significant effects on the respiration rate, weight loss, moisture, dry weight and reducing sugar content on white and black tannia tuber. Nevertheles, they had no significant effect on the total phenol content. They increased respiration rate and reduced sugar content, but decreased in weight loss, moisture, dry weight, and total phenol content. Respiration rate, weight loss, and total phenol content of white tannia tuber storaged in the cold temperatures were greater than storaged in the room temperature during 2 months. While reduced sugar content, total phenol content, moisture and dry weight of black tannia tuber storage in the cold temperatures were lower than storaged in the room temperature during 2 months.

Keywords: tannia tuber, storage temperature and duration, respiration rate,

reduced sugar, total phenol.


commit to user

vi

MOTTO

kecuali jika engkau telah mengimpikannya terlebih dahulu. Maka tetapkan

-lapangkan hati di dadamu

Telah Ku-ringankan beban di punggungmu

Lalu Ku-angkat pula derajat dan martabatmu,

Sebab bersama kesulitan pasti ada kemudahan

Maka kerjakanlah urusanmu langkah demi langkah

Selesaikan satu demi satu dengan penuh sungguh

Lalu berserahlah dan bersihkan raga jiwamu

Menghadap dan berharap atas keridhaan-Ku (Q. S Al-Insyirah: 1-


commit to user

vii

PERSEMBAHAN

Skripsi ini kupersembahkan untuk:

Orang tuaku, Bapak Sukarno, S. Pd dan Ibu Sri Pini tercinta, yang

Ita Anggraini Dwi A. dan Vemas Tri Cahya P., yang selalu memberi

Ibu Estu Retnaningtyas N., S.TP., M.Si dan Dra. Endang

Anggarwulan, M.Si atas nasihat dan bantuannya.

Sahabat-sahabatku, yang dengan tulus

memberikan motivasi dan bantuan.

Almamater-ku tercinta,

Universitas Sebelas Maret,

Surakarta.


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Segala puja dan puji syukur dipanjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah

melimpahkan segala rahmat dan hidayah-Nya yang tak terhingga sehingga penulis

Fisiologi dan Biokimia Umbi Kimpul Putih (Xanthosoma sagittifolium (L.)

Schott.) dan Kimpul Hitam (Xanthosoma nigrum (Vell.) Mansf.) pada Suhu

Penyimpanan yang Berbeda Penyusunan skripsi ini merupakan suatu syarat

untuk memperoleh gelar kesarjanaan strata 1 (S1) pada Jurusan Biologi, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam melakukan penelitian maupun penyusunan skripsi ini penulis telah

mendapatkan banyak masukan, bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak yang

sangat berguna dan bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh

karena itu, pada kesempatan yang baik ini dengan berbesar hati penulis ingin

mengucapkan terima kasih yang setulus-tulusnya dan sebesar-besarnya kepada :

Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc (Hons), Ph.D, selaku Dekan

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret

Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi.

Dr. Agung Budiharjo, M.Si., selaku Ketua Jurusan Biologi, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta

yang telah memberikan ijin dan saran-saran dalam penelitian.

Estu Retnaningtyas N., S.TP., M.Si., selaku dosen pembimbing I yang

telah memberikan bimbingan dan petunjuknya selama penelitian sampai

terselesaikannya penyusunan skripsi.

Dra. Endang Anggarwulan, M.Si., selaku dosen pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan, dukungan baik secara moril maupun materiil serta

petunjuknya selama penelitian sampai terselesaikannya penyusunan skripsi.

Siti Lusi Arum Sari, M.Biotech., selaku dosen penelaah I atas segala

masukan dan dukungannya selama ini.

Dr. Tetri Widiyani, M.Si., selaku dosen penelaah II yang telah

memberikan saran dan dukungan hingga terselesaikannya penyusunan skripsi ini.


commit to user

ix

Dosen-dosen di Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah mendidik dan

memberikan dorongan baik spiritual maupun moral sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini.

Tim peneliti Biomateri Tumbuhan Jurusan Biologi, Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta yang telah

memberi pendanaan penelitian.

Staf administrasi Jurusan Biologi serta laboran yang telah membantu

kelancaran penelitian ini.

Kepala dan staf Laboratorium Pusat, Sub Laboratorium Biologi,

Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah mengijinkan dan membantu

penulis untuk melakukan penelitian di laboratorium.

Ratna Wati, Sovia Santi L., Isna Jati A., Meutia Srikandi F., Siti

Rohmahwati, Ida Rahma S., Sri Mulyani, Puput Nela Sari, Sri Ratna Dewi, Anne

Nindi A., Anis Purwati, Nugroho Andi P., Fibri Cahyono dan Muhammad Yanuar

yang telah memberikan bantuan, semangat dan dukungan yang sangat berarti bagi

penulis.

Teman-teman Biologi semua angkatan khususnya angkatan 2009 yang

selalu memberikan motivasi dan dukungan kepada penulis.

Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah

memberikan bantuannya.

Dengan kerendahan hati penulis menyadari bahwa dalam melakukan

penelitian dan penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu

masukan yang berupa saran dan kritik yang membangun dari para pembaca akan

sangat membantu. Semoga skripsi ini bisa bermanfaat bagi kita semua dan pihak-

pihak yang terkait.

Surakarta, Januari 2013

Penyusun


commit to user

x

DAFTAR ISI

Halaman

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

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

HALAMAN PERNYATAAN ...................................................................... iii

ABSTRAK .................................................................................................... iv

ABSTRACT .................................................................................................. v

HALAMAN MOTTO ................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vii

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

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

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

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

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xiv

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

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

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

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

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

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

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

A. Tinjauan pustaka ............................................................................... 5

1. Tanaman Kimpul (Xanthosoma sp.) ........................................... 5

2. Suhu dan Lama Penyimpanan ..................................................... 9

3. Kadar Air ..................................................................................... 11

4. Pertunasan Umbi ......................................................................... 12

5. Fenol ............................................................................................ 13

6. Gula reduksi ................................................................................ 14

B. Kerangka Pemikiran .......................................................................... 15

C. Hipotesis ............................................................................................ 17


commit to user

xi

BAB III. METODE PENELITIAN............................................................... 18

A. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................... 18

B. Bahan dan Alat .................................................................................. 18

C. Cara Kerja ......................................................................................... 19

D. Analisis Data ..................................................................................... 26

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 27

A. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Laju Respirasi .... 27

B. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Susut Berat ........ 31

C. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Kadar Air ........... 34

D. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Berat Kering ...... 37

E. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Kandungan Gula

Reduksi .............................................................................................. 39

F. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Kandungan Fenol

Total .................................................................................................. 42

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 45

A. Kesimpulan ....................................................................................... 45

B. Saran .................................................................................................. 45

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 46

LAMPIRAN .................................................................................................. 53

RIWAYAT HIDUP PENULIS ..................................................................... 67


commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Kandungan zat makanan per 100 g umbi kimpul putih........... 9 Tabel 2. Suhu optimum dan lama penyimpanan umbi-umbian dan akar 10 Tabel 3. Kadar air komoditas umbi per 100 g umbi mentah................... 11 Tabel 4. Karakteristik amilosa dan amilopektin...................................... 15 Tabel 5. Kombinasi perlakuan variasi suhu dan lama penyimpanan

20 Tabel 6. Laju respirasi umbi kimpul hitam dan kimpul putih (ppm

CO2

28 Tabel 7. Susut berat umbi kimpul hitam dan kimpul putih (g) pada

32 Tabel 8. Kadar air umbi kimpul hitam dan kimpul putih (%) pada

35 Tabel 9. Berat kering umbi kimpul hitam dan kimpul putih (g) pada

variasi suhu

38 Tabel 10. Kandungan gula reduksi umbi kimpul hitam dan kimpul putih

40 Tabel 11. Kandungan fenol total umbi kimpul hitam dan kimpul putih

(mg/100 g) pada variasi

43


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR Halaman

Gambar 1. A. Tangkai daun tanaman kimpul hitam 6 B. Daun tanaman 6 6 Gambar 2. 7 7 7 Gambar 3. Bagan alir 16 Gambar 4. Perubahan laju respirasi (ppm CO2/L/menit) umbi

Xanthosoma sagittifolium dan Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu ruang dari bulan ke-0 sampai ke-

29 Gambar 5. Perubahan susut berat (g) umbi Xanthosoma sagittifolium dan

Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu

33 Gambar 6. Perubahan kadar air (%) umbi Xanthosoma sagittifolium dan

Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu ruang dari bulan ke-0 sampai ke-

36 Gambar 7. Berat kering umbi (g) Xanthosoma sagittifolium dan

Xanthosoma nigrum dengan perlakuan variasi suhu dan lama penyimpanan

39 Gambar 8. Perubahan gula reduksi (mg/100 g) umbi Xanthosoma

sagittifolium dan Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu ruang dari bulan ke-0 sampai ke-

42 Gambar 9. Perubahan fenol total (mg/100 g) umbi Xanthosoma

sagittifolium dan Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu ruang dari bulan ke-0 sampai ke-

44


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Hasil ANAVA (Analisis Varian) dan uji DMRT (

Multiple Range Testpenyimpanan terhadap laju respirasi umbi kimpul putih dan

54 Lampiran 2. Hasil ANAVA (Analisis Varian) dan uji DMRT (

Multiple Range Testpenyimpanan terhadap susut berat umbi kimpul putih dan


Multiple Range Testpenyimpanan terhadap kadar air umbi kimpul putih dan kimpul hitam


Multiple Range Testpenyimpanan terhadap berat kering umbi kimpul putih dan


Multiple Range Testpenyimpanan terhadap kandungan gula reduksi umbi kimpul


Multiple Range Testpenyimpanan terhadap kandungan fenol total umbi kimpul

58 Lampiran 7. Kurva standar gula reduksi (10 mg/100 ml) 60 Lampiran 8. 60 Lampiran 9. Persentase pertunasan umbi kimpul hitam dan kimpul putih

selama 2 bulan penyimpanan 60


commit to user

xv

DAFTAR LAMPIRAN GAMBAR

Halaman Gambar 10. 61 Gambar 11. 62 Gambar 12. 63 Gambar 13. 65 Gambar 14. 66


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Pada saat ini konsumsi makanan pokok masyarakat Indonesia adalah padi,

terigu dan jagung. Pola konsumsi ini mengakibatkan peningkatan jumlah

permintaan padi, terigu dan jagung. Hal ini tidak diimbangi dengan peningkatan

produksi padi, terigu dan jagung. Data BPS (2008) dalam Wardayanie dkk. (2008)

menunjukkan produksi beras tahun 2007 mencapai 57 juta ton dan produksi

jagung tahun 2007 sekitar 13,2 juta ton. Persentase peningkatan produksi beras

dalam 5 tahun terakhir relatif kecil yaitu sekitar 2%, sedangkan jagung lebih besar

yaitu 5,40%. Berdasarkan situasi pola konsumsi pangan rakyat Indonesia yang

diukur dengan skor Pola Pangan Harapan (PPH) tahun 2005 sebesar 79,1 masih

belum ideal. Konsumsi padi-padian masih dominan sebesar 62,1% dan konsumsi

umbi-umbian sebesar 3,6%. PPH ideal digambarkan dengan konsumsi padi-

padian sebesar 50% dan umbi-umbian sebesar 6%.

Diperlukan upaya untuk meningkatkan produksi pangan dan diversifikasi

pangan. Diversifikasi konsumsi pangan di Indonesia masih sangat terbatas,

padahal diversifikasi pangan merupakan salah satu faktor penting penentu mutu

pangan. Diversifikasi pangan adalah usaha untuk menyediakan berbagai ragam

produk pangan baik dalam jenis maupun bentuk, sehingga tersedia banyak pilihan

bagi konsumen untuk menu makanan harian (Syah, 2007).


commit to user

2

Indonesia dikenal sebagai negara agraris yang menghasilkan banyak bahan

pangan sumber karbohidrat, diantaranya adalah umbi-umbian. Umbi-umbian

adalah bahan nabati yang diperoleh dari dalam tanah, misalnya ubi kayu, ubi jalar,

kentang, garut, gadung, kimpul, talas, gembili, ganyong, bengkuang, dan

sebagainya. Umbi-umbian mempunyai keunggulan, yaitu mempunyai kandungan

karbohidrat yang tinggi sebagai sumber tenaga (Deshaliman, 2003).

Umbi-umbian berpotensi sebagai sumber karbohidrat yang dapat

menggantikan padi, jagung, dan terigu. Salah satu umbi-umbian yang layak untuk

dikembangkan sebagai bahan pangan adalah tanaman kimpul (Xanthosoma sp.).

Kimpul mengandung karbohidrat pada umbinya (Moningka, 1996). Kadar air

umbi kimpul lebih tinggi dibandingkan umbi talas dan gadung yaitu 63,1 g/100 g

kimpul mentah, 62 g/100 g talas mentah dan 62,5 g/100 g gadung mentah (Kasno

dkk., 2006). Tingginya kadar air ini mengakibatkan umbi kimpul mudah

mengalami kerusakan mikrobiologis. Umbi ini mengandung karbohidrat lebih

tinggi dari umbi talas (Calocasia sp.), yaitu sebesar 34.2 g/100 g untuk umbi

kimpul dan 23,7 g/100 g untuk umbi talas (Marinih, 2005).

Umbi kimpul biasanya diolah secara sederhana dengan digoreng, direbus,

ditumbuk atau dibuat bubur, chip, dan tepung. Di Nigeria, umbi ini diparut,

dicampur dengan bumbu, dibungkus daun dan dikukus selama sekitar 30 menit

serta disajikan dengan saus (Nwachukwu dan Osuji, 2008). Harijono dkk., (1994)

melaporkan bahwa umbi kimpul dapat pula dimanfaatkan untuk pembuatan chip

dan tepung. Umbi ini juga merupakan tanaman yang mudah ditanam dan cukup

potensial, sehingga sangat layak untuk dikembangkan (Anggarwulan dkk., 2008).


commit to user

3

Para petani kimpul biasanya kurang memperhatikan teknik pasca panen

yang baik dalam menyimpan umbi kimpul. Mereka menggunakan karung untuk

memudahkan dalam penyimpanan dan pengiriman. Hal ini dapat menimbulkan

kerusakan pada umbi dan mengurangi nilai jual serta lama waktu penyimpanan.

Kerusakan yang sering terjadi seperti kerusakan mikrobiologis dan pertunasan.

Kualitas kimpul selama penyimpanan ditentukan oleh karakter fisiologi dan

biokimianya seperti laju respirasi, susut berat, kadar air, berat kering, gula

reduksi, dan kandungan fenol total.

Penelitian mengenai karakter fisiologi dan biokimia umbi kimpul selama

penyimpanan belum banyak diteliti, untuk itu peneliti akan mengkajinya pada

umbi kimpul putih (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.) dan kimpul hitam

(Xanthosoma nigrum (Vell.) Mansf.).

B. Perumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah diuraikan di atas maka dapat dibuat

rumusan permasalahan dari penelitian ini, yaitu:

1. Bagaimanakah pengaruh suhu penyimpanan terhadap karakter fisiologi dan

biokimia umbi kimpul putih (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.)?

2. Bagaimanakah pengaruh suhu penyimpanan terhadap karakter fisiologi dan

biokimia umbi kimpul hitam (Xanthosoma nigrum (Vell.) Mansf.)?


commit to user

4

C. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Mempelajari pengaruh suhu penyimpanan terhadap karakter fisiologi dan

biokimia umbi kimpul putih (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.).

2. Mengkaji pengaruh suhu penyimpanan terhadap karakter fisiologi dan

biokimia umbi kimpul hitam (Xanthosoma nigrum (Vell.) Mansf.).

D. Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini antara lain :

1. Memberikan informasi tentang pengaruh suhu dan lama penyimpanan

optimum dalam penyimpanan umbi kimpul.

2. Memberikan informasi kepada para petani kimpul tentang teknologi pasca

panen penyimpanan umbi kimpul yang berkaitan dengan laju respirasi, susut

berat, kadar air, berat kering, gula reduksi, dan kandungan fenol total umbi.


commit to user

5

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Tanaman Kimpul (Xanthosoma sp.)

Kimpul berasal dari beberapa kepulauan di Amerika Tengah dan telah

dibudidayakan sejak tahun 1864, kemudian menyebar ke daerah-daerah

tropika lainnya termasuk Indonesia. Di Indonesia, kimpul memiliki nama yang

berbeda di setiap daerah, antara lain: taleus hideung, kimpul bodas, kimpul

bejo (Sunda), bentul, kimpul linjik (Jawa), dan tales campa (Madura). Kimpul

merupakan tumbuhan menahun yang mempunyai umbi batang maupun batang

palsu yang sebenarnya adalah tangkai daun (Maligan dkk., 2011).

Menurut Nurmiyati et al. (2009), kimpul hitam mempunyai tangkai

daun berwarna ungu (Gambar 1A), daun berwarna hijau tua di bagian atasnya

(Gambar 1B), umbinya berwarna coklat dengan ujung merah (Gambar 1C),

dan rasanya sedikit getar apabila kurang matang dalam merebusnya. Menurut

Backer dan Brink (1968) tanaman kimpul hitam mempunyai sinonim dengan

Xanthosoma violaceum Schott. Adapun klasifikasi tanaman kimpul hitam

adalah sebagai berikut:


commit to user

6

Divisi : Spermatophyta

Kelas : Monocotyledoneae

Ordo : Arales

Familia : Araceae

Genus : Xanthosoma

Spesies : Xanthosoma nigrum (Vell.) Mansf. (Backer and Brink, 1968).

A B C

Gambar 1. A. Tangkai daun tanaman kimpul hitam B. Daun tanaman kimpul hitam C. Umbi kimpul hitam

Kimpul putih atau kimpul haji mempunyai daun berwarna hijau muda

sampai kuning keputih-putihan (Gambar 2A), tangkai daunnya berwarna hijau

(Gambar 2B), bentuk umbinya besar, kira-kira 15 cm, umbi berwarna hitam

kecoklatan dan sedikit berambut, teksturnya padat, dan rasanya enak (Gambar

2C). Klasifikasi tanaman kimpul putih menurut Backer dan Brink (1968)

adalah sebagai berikut:


commit to user

7

Divisi : Spermatophyta

Kelas : Monocotyledoneae

Ordo : Arales

Familia : Araceae

Genus : Xanthosoma

Spesies : Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott. (Backer and Brink, 1968).

A B C

Gambar 2. A. Daun tanaman kimpul putih B. Tangkai daun tanaman kimpul putih C. Umbi kimpul putih

Xanthosoma sp. atau cocoyam adalah tanaman tahunan yang dipanen

setelah 9-12 bulan pertumbuhan. Pertumbuhan dan siklus pengembangan

dapat dibagi menjadi tiga periode utama. Selama dua bulan pertama

pertumbuhan lambat. Periode ini dimulai dengan tumbuh tunas dan berakhir

ketika umbi muncul. Periode yang kedua ditandai dengan peningkatan pesat

dalam pertumbuhan tunas, sampai 6-7 bulan setelah penanaman, dan selama

periode tanaman mencapai luas daun, diameter dan tinggi maksimum. Selama

periode ketiga daun mulai layu dan berat kering total tanaman menurun

sampai panen. Tanaman ini dapat tumbuh pada pH 5.5-6.5, suhu 20-35ºC dan


commit to user

8

curah hujan 1400-2000 mm per tahun. Suhu yang lebih rendah dari 18ºC

memperlambat pertumbuhan daun sedangkan suhu yang lebih tinggi dari 35ºC

akan meningkatkan jumlah daun dan membatasi pembentukan umbi.

Pertumbuhan terbaik ketika suhu malam antara 14-29ºC yang menyebabkan

produksi karbohidrat meningkat (Castro, 2006)

Umbi kimpul mengandung saponin, flavonoid dan kristal kalsium

oksalat. Saponin menyebabkan rasa pahit, pemecahan butir darah (hemolisis),

dan dapat dihilangkan dengan perendaman atau perebusan (Sanful dan Darko,

2010). Hasil penelitian Senanayake et al. (2012) menyebutkan bahwa jumlah

flavonoid pada umbi Xanthosoma sagittifolium lebih tinggi daripada

Dioscorea esculenta yaitu 12,4 ± 0,46 dibanding 11,26 ± 0,46 mg/100g.

Kandungan kristal kalsium oksalat sebesar 780 mg/100 g umbi kimpul. Kristal

kalsium oksalat ini menyebabkan rasa gatal, dapat dihilangkan dengan

perebusan, pengukusan, dan fermentasi. Umbi kimpul mengandung 17-26 %

karbohidrat, 1,3-3,7 % protein, dan 65-77 % air dan nutrisi ini sebanding

dengan kentang (Suja et al., 2009). Kandungan zat makanan umbi kimpul

dapat dilihat pada Tabel 1.


commit to user

9

Tabel 1. Kandungan nutrisi per 100 g umbi kimpul putih.

Kandungan Nutrisi Jumlah Energi 145,00 kal Protein 12,50 g Lemak 0,40 g

Karbohidrat 34,20 g

Serat 1,50 g

Abu 1,00 % Kalsium 26,00 mg Fosfor 54,00 mg Besi 1,40 mg

Asam askorbat 0,10 mg Vitamin B1 0,10 mg Vitamin C 2,00 mg

Air (%) 69,20 Bagian yang dapat dimakan (%) 85,00

(Lingga, 1995).

2. Suhu dan Lama Penyimpanan

Penyimpanan bertujuan untuk memperpanjang daya simpan dengan

cara memperlambat aktivitas fisiologis, menghambat perkembangan mikroba

perusak, dan memperkecil penguapan. Daya simpan setelah pemanenan

tergantung iklim, suhu dan kelembaban, kondisi umbi, kondisi penyimpanan,

dan lama penyimpanan (Asgar dkk., 2010). Akar dan umbi-umbian tropis

harus disimpan pada suhu yang akan melindunginya dari suhu dingin, karena

kerusakan dingin dapat menyebabkan pencoklatan internal, lekukan-lekukan

pada permukaan dan meningkatkan kepekaan terhadap pembusukan. Suhu

optimum dan lama penyimpanan umbi-umbian dan akar dapat dilihat pada

Tabel 2.


commit to user

10

Tabel 2. Suhu optimum dan lama penyimpanan umbi-umbian dan akar.

Jenis Umbi Suhu

Penyimpanan Kelembaban

(%) Lama

Penyimpanan °C °F

Kentang dijual segar 4-7 39-45 95-98 10 bulan

diolah 8-12 47-54 95-98 10 bulan bibit 0-2 32-36 95-98 10 bulan

Singkong 5-8 41-46 80-90 2-4 minggu 0-5 32-41 85-95 6 bulan

Ubi jalar 12-14 54-57 85-90 6 bulan Yam 13-15 55-59 ±100 6 bulan

27-30 80-86 60-70 3-5 minggu Jahe 12-14 54-57 65-75 6 bulan

Jicama 12-15 54-59 65-75 3 bulan Talas 13-15 55-59 85-90 4 bulan

(Cantwell dan Kasmire, 2002).

Suhu dalam penyimpanan seharusnya dipertahankan agar tidak terjadi

kenaikan dan penurunan. Suhu di bawah optimum akan menyebabkan

pembekuan atau terjadinya chilling injury, sedangkan suhu di atas optimum

akan menyebabkan umur simpan menjadi lebih singkat. Suhu yang lebih

rendah dari suhu optimum biasanya akan dapat mengakibatkan terjadinya

pengembunan pada permukaan komoditi. Bilamana hal ini terjadi, maka dapat

menyebabkan pengkeriputan dan berkurangnya kualitas akibat cepatnya

proses penuaan (Santoso, 2003).

Penyimpanan umbi pada suhu ruang menyebabkan penurunan

kandungan pati yang lebih besar dibandingkan dengan peningkatan kandungan

gulanya, karena gula hasil perombakan pati secara berkelanjutan digunakan

sebagai energi dalam proses respirasi. Sebagai contoh, umbi kentang Granola

yang disimpan selama 5 hari penurunan kandungan patinya dapat mencapai


commit to user

11

0,98%, sedangkan peningkatan kandungan gulanya dapat mencapai 0,36%

(Kusdibyo dan Asandhi, 2004).

3. Kadar Air

Air berfungsi membentuk koloid, membentuk sistem hidrolik sehingga

sel bersifat turgor (keadaan tegang yang timbul antara dinding sel dengan

dinding isi sel karena menyerap air) yang tercermin dalam struktur organisme,

menjaga kesegaran tubuh tumbuhan, pengaturan membuka dan menutup

stomata, mengatur sistem transport (air dan garam), dan penstabil suhu

(Purnomo dkk., 2010).

Tabel 3. Kadar air komoditas umbi per 100 g umbi mentah.

Komoditas Kadar Air (g) Ubi kayu1 62,50 Ubi jalar1 70,00 Kimpul2 63,10 Talas3 62,00 Gadung3 62,50 Kentang4 80,00 Ganyong5 75,00 Iles-iles6 82,82

Sumber : 1 Simanjuntak (2006), 2 Lingga (1995), 3 Kasno dkk. (2006), 4 Susanto (1999), 5 Direktorat Gizi Depkes RI (1981), 6 Kusmiyati (2010)

Kadar air merupakan salah satu sifat fisik dari bahan yang menunjukan

banyaknya air yang terkandung di dalam bahan. Kadar air biasanya dinyatakan

dengan persentase berat air terhadap bahan basah atau dalam gram air untuk

setiap 100 gram bahan yang disebut dengan kadar air basis basah (bb). Berat

bahan kering atau padatan adalah berat bahan setelah mengalami pemanasan


commit to user

12

beberapa waktu tertentu sehingga beratnya tetap atau konstan (Refli, 2010).

Kadar air dari beberapa komoditas umbi-umbian dapat dilihat pada Tabel 3.

4. Pertunasan Umbi

Pertunasan adalah pemanjangan kuncup pada umbi. Proses yang

terlibat dalam pembentukan mata tunas pada umbi tela diuraikan oleh

Onwueme (1973). Pembelahan sel yang aktif terjadi dalam lapisan sel

meristem tepat dibawah permukaan umbi yang pertama-tama menghasilkan

suatu massa sel besar yang belum terdiferensiasi. Massa sel ini segera

terorganisir dan suatu ujung tunas terdiferensiasi di dalamnya. Kulit umbi

yang terbentang diatasnya kemudian retak, memperlihatkan pertama-tama

massa sel mengkilat sebagai hasil aktivitas meristem, dan kemudian ujung

tunas yang terdiferensiasi. Apabila ujung tunas telah terorganisir secara

lengkap, ia tampak dari luar sebagai suatu kuncup. Proses ini terjadi dalam 1

sampai 2 minggu setelah permulaan pembelaan sel secara besar-besaran.

Selanjutnya kuncup memanjang menghasilkan tunas (Golasworthy dan Fisher,

1992).

Pembentukan tunas yang baru terjadi tanpa membutuhkan lengas

ekternal, sehingga umbi atau potongan umbi yang tidak mempunyai kuncup

pada waktu panen dapat membentuk kuncup dalam penyimpanan segera

setelah periode dormansi berakhir. Umbi atau potongan umbi yang mengalami

pembentukan kuncup tanpa lengas eksternal cenderung menghasilkan tempat

pertunasan yang lebih banyak dan kuncup yang lebih kecil daripada yang


commit to user

13

ditempatkan dalam medium lembab, walaupun kecepatan pembentukan

kuncup tidak berbeda. Walaupun demikian, pemanjangan berikutnya

(pertunasan) dari kuncup yang dibentuk lebih cepat pada umbi yang

ditempatkan dalam media lembab (Golasworthy dan Fisher, 1992).

5. Fenol

Fenol atau asam karbolat atau benzenol adalah zat kristal tak berwarna

yang memiliki bau khas. Rumus kimianya adalah C6H5OH dan strukturnya

memiliki gugus hidroksil (-OH) yang berikatan dengan cincin fenil. Kata fenol

juga merujuk pada beberapa zat yang memiliki cincin aromatik yang berikatan

dengan gugus hidroksil. Fenol memiliki kelarutan terbatas dalam air, yaitu

8,3g/100 ml. Fenol memiliki sifat yang cenderung asam, artinya dapat

melepaskan ion H+ dari gugus hidroksilnya. Pengeluaran ion tersebut

menjadikan anion fenoksida C6H5O dapat dilarutkan dalam air (Sucipto,

2012).

Fenol berperan sebagai penghambat pertunasan (Wawo, 2008), seperti

senyawa fenol yang terdapat dalam sarkotesta benih pepaya (Widyawati,

2009). Fenol merupakan senyawa aromatik yang dapat dihilangkan dengan

menggunakan enzim extra-cellular peroksidase dengan pH optimal 7-8. Pada

pH netral, proses tersebut meningkat, namun mengalami penurunan seiring

dengan meningkatnya suhu (Mao et al., 2006). Getah umbi banyak

mengandung senyawa-senyawa o-difenol yang berupa senyawa asam

klorogenat, asam isoklorogenat, asam kafeat, dan turunannya. Oksidasi


commit to user

14

senyawa-senyawa fenol tersebut menghasilkan senyawa melanoidin yang

berwarna coklat (Kumalaningsih dkk., 2012). Reaksi pencoklatan dapat terjadi

melalui dua proses yaitu proses pencoklatan enzimatik, disebabkan adanya

enzim Polypenol Oxidase (PPO) dan tirosin yang berperan sebagai substrat

sedangkan proses non enzimatis disebabkan karena reaksi Maillard. Reaksi

Maillard adalah reaksi antara karbohidrat khususnya gula pereduksi dengan

gugus amina primer, hasilnya berupa produk berwarna cokelat. Proses

pencoklatan yang terjadi akan mengurangi kualitas produk dan menurunkan

minat konsumen (Wahyuningsih, 2005).

Peristiwa pencoklatan ini melibatkan aktivitas golongan enzim katekol

oksidase atau o-diphenol oxygen oxidoreductase dan kofaktor Cu2+.

Pencegahan pencoklatan secara tradisional dapat dilakukan dengan

perendaman di air segera setelah umbi dikupas untuk menghindari peristiwa

oksidasi. Namun, hal ini dapat menurunkan rendemen tepung karena pati yang

larut (Kumalaningsih dkk., 2012).

6. Gula reduksi

Gula reduksi adalah gula yang mampu mereduksi senyawa pengoksida

seperti ferisianida, hidrogen peroksida dan ion cupri. Kemampuan mereduksi

ini karena gula tersebut mempunyai atom C reduktif. Kandungan gula dalam

umbi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kandungan pati, air, suhu,

pH, dan lama simpan. (Lehninger, 1993).


commit to user

15

Pati merupakan simpanan energi di dalam sel-sel tumbuhan berbentuk

butiran-butiran kecil mikroskopik dengan diameter berkisar antara 5-50 nm.

Di dalam berbagai produk pangan, pati umumnya akan terbentuk dari dua

polimer molekul glukosa yaitu amilosa (amylose) dan amilopektin

(amylopectin). Amilosa merupakan polimer glukosa rantai panjang yang tidak

bercabang sedangkan amilopektin merupakan polimer glukosa dengan

susunan yang bercabang-cabang. Komposisi kandungan amilosa dan

amilopektin ini akan bervariasi dalam produk pangan dimana produk pangan

yang memiliki kandungan amilopektin tinggi akan semakin mudah untuk

dicerna. Karakteristik amilosa dan amilopektin dapat dilihat pada Tabel 4.

(Irawan, 2007).

Tabel 4. Karakteristik amilosa dan amilopektin.

Karakteristik Amilosa Amilopektin Bentuk Utamanya linier Bercabang Ikatan - -1,6) - -1,6 Berat Molekul Khususnya < 0,5 juta 50-500 juta Pelapisan Kuat Lemah

Formasi Gel Kaku Tidak membentuk gel sampai lunak

Warna dengan Iodin Biru Coklat kemerah-merahan

(Thomas and Atwell, 1999).

B. Kerangka Pemikiran

Umbi kimpul banyak mengandung karbohidrat, protein, kalsium, fosfor,

senyawa kimia saponin, flavonoid dan kristal kalsium oksalat. Umbi ini dapat

bertahan sampai 4 bulan apabila disimpan pada suhu rendah (13-15oC). Selama

penyimpanan sering terjadi kerusakan seperti kebusukan dan pertunasan pada


commit to user

16

umbi. Umbi yang telah bertunas akan mengalami penurunan kualitas, karena

terjadi aktivitas enzimatik di dalamnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui

pengaruh suhu penyimpanan terhadap karakter fisiologi dan biokimia umbi

kimpul putih dan hitam. Karakter fisiologi dan biokimia yang diamati antara lain:

laju respirasi, susut berat, kadar air, berat kering umbi, kandungan gula reduksi,

dan kandungan fenol total. Bagan alir kerangka pemikiran dalam penelitian ini

dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3. Bagan alir kerangka pemikiran

Umbi kimpul mempunyai kandungan karbohidrat tinggi 34,2 g/100 g umbi mentah

Masa simpan singkat dan mudah berkecambah

Optimasi suhu dan lama penyimpanan

Lama penyimpanan Suhu penyimpanan

Mempengaruhi karakter fisiologi dan biokimia

Analisis

laju

respirasi

Analisis susut berat

Analisis

berat

kering

Analisis

kandungan

gula reduksi

0 Bulan 1 Bulan 2 Bulan 25-30oC 7-12oC

Analisis

kadar air

Analisis

kandungan

fenol total

Suhu mempengaruhi proses metabolisme dan pertunasan pada umbi


commit to user

17

C. Hipotesis

Adapun hipotesis dari penelitian ini adalah :

1. Variasi suhu penyimpanan akan mempengaruhi karakter fisiologi dan

biokimia umbi kimpul putih.

2. Variasi suhu penyimpanan akan mempengaruhi karakter fisiologi dan

biokimia umbi kimpul hitam.


commit to user

18

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini telah dilaksanakan selama 4 bulan, yaitu pada bulan Agustus

sampai November 2012. Penelitian dilakukan di Laboratorium Biologi Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan di Laboratorium Pusat Universitas

Sebelas Maret, Surakarta.

B. Bahan dan Alat

1. Bahan

a. Bahan utama.

Umbi kimpul putih (Xanthosoma sagittifolium) dan umbi kimpul hitam

(Xanthosoma violaceum) yang berumur ± 9 bulan.

b. Bahan untuk menganalisis kadar fenol.

Asam galat, reagen follin ciocalteu, metanol, etanol, larutan Na2CO3,

aquades, kertas saring.

c. Bahan untuk menganalisis kadar gula reduksi dengan metode

spektrofotometri Nelson Somogyi.

Glukosa anhidrat, aquades, reagen Nelson, reagen arsenomolybdat.

2. Alat

a. Alat untuk mengukur suhu dan lama penyimpanan.

Termometer, kertas label, neraca analitik, almari kayu, dan kulkas.


commit to user

19

b. Alat untuk menganalisis kadar fenol, gula reduksi dengan metode

Spektrofotometri Nelson Somogyi, laju respirasi, kadar air, dan berat

kering.

Oven, kertas saring Whatman 41, penangas air, erlenmeyer, labu ukur,

spektrofotometer UV-Vis Lambda 25 Perkin Elmer, kuvet, tabung reaksi,

pipet tetes, PAA (Plant Assimilation Analyzer) Horiba Assa 1610, blender,

vortex, mikropipet, tip, gelas ukur, hotplate, corong, pisau, gunting, dan

eksikator.

C. Cara Kerja

1. Rancangan Percobaan

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) pola

faktorial, terdiri atas dua faktor. Faktor pertama adalah lama penyimpanan

dengan tiga taraf yaitu lama penyimpanan 0 bulan, 1 bulan dan 2 bulan. Faktor

kedua adalah suhu penyimpanan dengan dua taraf yaitu suhu ruang (25-30oC)

dan suhu dingin (7-12oC), sehingga akan diperoleh enam kombinasi

perlakuan. Penelitian ini terdiri atas dua kelompok, yaitu kelompok umbi

kimpul putih dan kelompok umbi kimpul hitam, pada setiap perlakuan dengan

tiga ulangan. Bagan rincian rancangan percobaan adalah sebagai berikut:

a. Faktor lama penyimpanan dengan tiga taraf, yaitu :

L1 = lama penyimpanan 0 bulan




commit to user

20

b. Faktor suhu penyimpanan dengan dua taraf, yaitu :

S1 = suhu 25-30oC

S2 = suhu 7-12oC

c. Kelompok perlakuan, yaitu :

Kelompok I = umbi kimpul putih

Kelompok II = umbi kimpul hitam

Berdasarkan perlakuan tersebut akan didapat enam kombinasi

perlakuan dengan dua kelompok yang dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Kombinasi perlakuan suhu dan lama penyimpanan terhadap karakter fisiologi dan biokimia umbi kimpul.

Suhu Lama Penyimpanan

L1 L2 L3 S1 S1L1 S1L2 S1L3 S2 S2L1 S2L2 S2L3

Keterangan: L1 = lama penyimpanan 0 bulan S1 = suhu kamar (25 30oC) L2 = lama penyimpanan 1 bulan S2 = suhu dingin (7 12oC) L3 = lama penyimpanan 2 bulan

2. Pelaksanaan Penelitian

a. Persiapan umbi kimpul

Umbi kimpul hitam dan putih yang berumur ± 9 bulan dipanen langsung

dari ladang di daerah Ndeles, Kemalang, Sidorejo, Klaten. Masing-masing

perlakuan menggunakan 0,5 kg umbi kimpul.

b. Perlakuan suhu dan lama penyimpanan

Umbi yang telah dipanen, disortasi, dicuci, diangin-anginkan, dan

disimpan dengan lama waktu penyimpanan 0 bulan, 1 bulan dan 2 bulan.

Penyimpanan ada dua perlakuan yaitu pertama, umbi kimpul diletakkan di


commit to user

21

dalam almari kayu, yang sebelumnya telah disemprot dengan cairan

fungisida untuk mencegah pertumbuhan jamur, untuk suhu ruang, yaitu

25-30oC. Perlakuan kedua, umbi kimpul diletakkan di dalam kulkas untuk

suhu dingin, yaitu 7-12oC.

3. Parameter

Parameter yang diamati, meliputi :

a. Analisis susut berat

Susut berat umbi dihitung berdasarkan selisih berat umbi sebelum

disimpan dengan berat umbi setelah disimpan.

b. Analisis berat kering umbi

Berat kering umbi diperoleh dengan cara umbi basah dipotong dan

ditimbang kemudian potongan dikeringkan dengan menggunakan oven

dengan suhu 100-105oC selama 3-5 jam. Hasil dari pengeringan ditimbang

kemudian dikonversikan dengan total berat basah umbi (Sukarman, 2008).

c. Analisis kadar air dengan cara pemanasan (Sudarmadji dkk., 1984)

1) Sampel yang telah dihaluskan ditimbang sebanyak 1-2 g yang dialasi

dengan alumunium foil yang sudah diketahui beratnya.

2) Bahan sampel dikeringkan dalam oven bersuhu 100-105oC selama 3-5

jam.

3) Didinginkan dalam eksikator dan ditimbang.

4) Dipanaskan dalam oven lalu didinginkan dan ditimbang.

5) Perlakuan ini diulangi terus sampai tercapai berat konstan (selisih

penimbangan < 0,2 mg).


commit to user

22

6) Pengurangan berat merupakan banyaknya air dalam bahan.

d. Pembuatan tepung (cara kering) menurut Richana dan Sunarti (2004)

1) Umbi kimpul dikupas kulitnya lalu diiris dengan tebal 1-2 mm.

2) Pengeringan dengan oven pada suhu 50oC selama 24 jam.

3) Penghalusan dengan blender.

e. Analisis kandungan gula reduksi dengan metode Spektrofotometri Nelson-

Somogyi (Sudarmadji dkk., 1984)

1) Penyiapan kurva standar

a) Dibuat larutan glukosa standar (10 mg glukosa anhidrat/100 ml).

b) Larutan glukosa standar diencerkan sehingga diperoleh larutan

glukosa dengan konsentrasi 0,004; 0,008; 0,016, 0,032; dan 0,064

mg/ 100 ml.

c) Disiapkan 6 tabung reaksi bersih, masing-masing diisi 1 ml larutan

glukosa standar tersebut di atas (nomor b). Satu tabung diisi 1 ml air

suling sebagai blanko.

d) Ditambah 1 ml reagen Nelson ke dalam masing-masing tabung dan

memanaskan semua tabung pada penangas air mendidih selama 20

menit.

e) Semua tabung diambil dan segera didinginkan bersama-sama dalam

penangas yang berisi air dingin sehingga suhu tabung mencapai

250C.

f) Setelah dingin ditambahkan 1 ml reagen Arsenomolybdat.

g) Dikocok sampai semua endapan Cu2O yang ada larut kembali.


commit to user

23

h) Setelah semua Cu2O larut sempurna, ditambahkan 7 ml akuades dan

dikocok sampai homogen.

i) Ditera dengan Optical Density (OD) masing-masing larutan pada

panjang gelombang 540 nm.

j) Dibuat kurva standar yang menunjukkan hubungan antara

konsentrasi glukosa dan OD.

2) Penentuan gula reduksi pada sampel

a) Larutan sampel disiapkan dengan konsentrasi 10 mg/ 10 ml. Jika

larutan sampel keruh, maka dijernihkan dahulu dengan Pb asetat

tetes demi tetes sampai jernih.

b) Diambil 1 ml larutan sampel (nomor 1) dan masing-masing

dimasukkan dalam tabung reaksi.

c) Ditambahkan 1 ml reagen Nelson dan selanjutnya diperlakukan

seperti pada penyiapan kurva standar.

d) Jumlah gula reduksi dapat ditentukan berdasarkan OD larutan

sampel dan kurva standar larutan glukosa.

f. Analisis kadar fenol

1) Penyiapan kurva standar

a) Pembuatan larutan induk asam galat (5 mg/ml)

Ditimbang 0,125 g asam galat dimasukkan dalam labu ukur 25 ml.

Ditambahkan 2,5 ml etanol 96% lalu ditambahkan dengan aquades

sampai tanda batas.


commit to user

24

b) Larutan induk asam galat (5 mg/ml) dipipet sebanyak 1 ml ke

dalam labu ukur 100 ml lalu diencerkan dengan campuran metanol

dan aquades (1:1) sampai tanda batas.

c) Dari larutan induk asam galat dipipet 100, 200, 400, 800, dan 1000

µl.

d) Diencerkan dengan campuran metanol:aquades (1:1) dalam tabung

reaksi sampai 1 ml sehingga didapatkan konsentrasi 0,001; 0,002;

0,004; 0,008; dan 0,01 mg/ml asam galat.

e) Masing-masing konsentrasi larutan dipipet 0,5 ml kemudian

dicampur dengan 5 ml pereaksi Folin-Ciocalteu yang sudah

diencerkan 1:10 dengan aquades.

f) Ditambahkan 4 ml larutan natrium karbonat 1 M dibiarkan selama

15 menit.

g) Diukur serapan dengan spektrofotometer UV-Visibel dan dibuat

kurva kalibrasi sehingga persamaan regresi liniernya dapat

dihitung.

2) Penentuan kadar senyawa fenolat total

a) Sampel kering beku bubuk mula-mula diambil sebanyak 100 mg

kemudian dilarutkan dalam 1 ml etanol 96% (Utami, 2009).


commit to user

25

b) Dipipet 0,5 ml ekstrak kemudian ditambahkan 5 ml pereaksi Folin-

Ciocalteu yang sudah diencerkan 1:10 dengan aquades dan 4 ml

larutan natrium karbonat 1M yang dibuat dengan menimbang 5,3 g

Na2CO3 lalu dilarutkan dalam aquades sampai 50 ml, kemudian

diaduk hingga homogen.

c) Dibiarkan selama 15 menit, diukur serapan maksimum pada

panjang gelombang maksimum dengan spektorfotometer UV-

Visibel yang akan memberikan komplek warna biru.

d) Dilakukan 3x pengulangan sehingga kadar fenolat yang didapat

ekivalen dengan mg asam galat / g berat ekstrak.

g. Analisis Laju Respirasi menurut Lestari dkk. (2008)

1) Umbi kimpul dimasukkan dalam kantong plastik dan diikat.

2) Diinkubasi selama 1 jam.

3) Laju respirasi diamati dengan menghitung jumlah CO2 yang dihasilkan

oleh tanaman dengan menggunakan alat Plant Assimilation Analyzer

(PAA).

4) Laju respirasi diukur dengan rumus sebagai berikut:

Laju respirasi= CO2 sampel CO2 kontrol

Laju respirasi= ppm CO2/L/menit


commit to user

26

D. Analisa Data

Data yang diperoleh dianalisa menggunakan analisis varian (ANAVA)

yang dilanjutkan dengan Uji s Multiple Range Test (DMRT) dengan

tingkat kepercayaan 95% menggunakan program IBM SPSS Statistics 20.


commit to user

27

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Laju Respirasi

Respirasi merupakan proses pembongkaran energi dari energi kimia yang

tersimpan untuk menyelenggarakan proses-proses kehidupan (Dwidjoseputro,

1994). Proses respirasi menurut Purnomo dkk. (2010) berlangsung dalam

beberapa tahapan, yaitu: glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, daur krebs dan

fosforilasi oksidatif (rantai respiratoris).

Laju respirasi merupakan petunjuk yang baik untuk daya simpan umbi

sesudah dipanen. Intensitas respirasi dianggap sebagai ukuran laju jalannya

metabolisme, sehingga sering dianggap sebagai petunjuk mengenai potensi daya

simpan umbi. Laju respirasi yang tinggi biasanya disertai oleh umur simpan

pendek. Hal itu juga merupakan petunjuk laju kemunduran mutu dan kualitasnya

sebagai bahan makanan. Respirasi merupakan proses yang agak rumit yang

dipengaruhi oleh sejumlah faktor, salah satunya adalah suhu. Menurut Pantastico

(1986) peningkatan suhu antara 0oC 35oC akan meningkatkan laju respirasi hasil

pertanian, yang memberi petunjuk bahwa baik proses biologi maupun proses

kimiawi dipengaruhi oleh suhu. Dasar penyimpanan dingin adalah penghambatan

respirasi oleh suhu tersebut.

Perlakuan suhu dan lama penyimpanan menaikkan laju respirasi umbi

kimpul yang ditunjukkan pada Tabel 6. Hasil Anava (Analisis varian)

menunjukkan bahwa perlakuan suhu dan lama penyimpanan memberikan


commit to user

28

pengaruh yang berbeda nyata dalam menaikkan laju respirasi umbi kimpul hitam

dan kimpul putih (Lampiran 1). Pada umbi kimpul hitam pengujian parameter laju

respirasi umbi diketahui bahwa pada perlakuan lama simpan 2 bulan suhu dingin

menunjukkan hasil yang berbeda nyata. Pada perlakuan suhu ruang mengalami

penurunan laju respirasi setelah disimpan selama 2 bulan, dikarenakan umbi

mengalami kenaikan gula reduksi. Perlakuan pada suhu dingin mengalami

peningkatan laju respirasi seiring dengan lama penyimpanannya.

Tabel 6. Laju respirasi umbi kimpul hitam dan kimpul putih (ppm CO2/L/menit) selama 2 bulan penyimpanan pada suhu yang berbeda

Perlakuan (suhu dan lama

penyimpanan)

Laju Respirasi (ppm CO2/L/menit) Kimpul Hitam Kimpul Putih

0 bulan, suhu ruang 19,20 a 18,00 a 0 bulan, suhu dingin 19,20 a 18,00 a 1 bulan, suhu ruang 28,60 ab 20,00 a 1 bulan, suhu dingin 42,00 b 16,00 a 2 bulan, suhu ruang 19,33 a 26,07 ab 2 bulan, suhu dingin 58,73 c 66,67 c Keterangan: - Suhu ruang = 25 30oC, Suhu dingin = 7 12oC.

- Angka yang disertai dengan huruf yang sama pada baris/ kolom menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji Duncan 5%.

Pada suhu ruang, umbi kimpul hitam mengalami peningkatan laju respirasi

setelah disimpan selama 1 bulan (Gambar 4). Hal ini disebabkan karena umbi

kimpul mengalami pertunasan sebesar 77,78%, peningkatan kadar air, dan

kandungan gula reduksi. Selama berlangsung proses pertunasan, cadangan

makanan karbohidrat, lemak, dan protein yang tersimpan dalam jaringan akan

dihidrolisis menjadi senyawa sederhana yang selanjutnya dipindahkan ke titik

tumbuh embrio dan disusun membentuk jaringan yang baru. Peningkatan kadar air

-


commit to user

29

amilase. Enzim -amilase mengubah pati menjadi gula (glukosa, fruktosa,

sukrosa). Enzim ini terbentuk akibat adanya peningkatan laju respirasi umbi

(Syamsuri, 2004). Peningkatan respirasi pada umbi-umbian dan rimpang

meningk -pertunasan Menurut Burton (1978)

ditemukan sekitar 50% peningkatan respirasi dalam umbi yang bertunas.

Gambar 4. Perubahan laju respirasi (ppm CO2/L/menit) umbi Xanthosoma sagittifolium dan Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu ruang dari bulan ke-0 sampai ke-2.

Pada dua bulan penyimpanan suhu ruang umbi kimpul hitam mengalami

penurunan laju respirasi karena terjadi penurunan perombakan pati menjadi

glukosa. Dalam umbi kentang terjadi penurunan respirasi selama periode awal

penyimpanan diikuti dengan peningkatan respirasi selama pertumbuhan tunas

(Blenkinsop et al., 2002).

Pada pengujian parameter laju respirasi umbi kimpul putih diketahui

bahwa hanya pada perlakuan lama simpan 2 bulan suhu dingin yang menunjukkan

hasil berbeda nyata, tetapi tidak berbeda nyata dengan umbi kimpul hitam. Baik

pada perlakuan suhu ruang maupun suhu dingin mengalami peningkatan laju

respirasi umbi seiring dengan lama penyimpanannya. Pada kimpul putih yang

01020304050607080

0 1 2

Laj

u r

esp

iras

i (p

pm

/L/m

enit

)

Bulan ke-

Hitam dingin

Hitam ruang

Putih dingin

Putih ruang


commit to user

30

disimpan pada suhu ruang mengalami pertunasan sebesar 66,67% pada 2 bulan

penyimpanan (Lampiran 9). Ditandai dengan meningkatnya laju respirasi, kadar

air dan kandungan gula reduksi.

Pada suhu dingin, umbi kimpul putih dan kimpul hitam mengalami

kenaikan laju respirasi selama 2 bulan penyimpanan. Hal ini disebabkan karena

pada dua bulan penyimpanan umbi mengalami pertunasan sebesar 50% pada

kimpul hitam dan 16,67% pada kimpul putih, serta terjadi peningkatan jumlah

kandungan gula reduksi. Menurut Panneerselvam dan Jaleel (2008) peningkatan

laju respirasi selama periode penyimpanan bersamaan dengan peningkatan

perubahan pati menjadi gula. Hasil penelitian Panneerselvam et al. (2007)

menunjukkan bahwa pada saat pertunasan, kandungan gula dan enzim yang

memetabolisme karbohidrat meningkat dengan pesat sedangkan kandungan pati

menurun dalam Dioscorea esculenta (Lour) Burk. Hal ini disebabkan karena pati

-amilase menjadi gula sederhana dan kemudian diangkut

menuju titik tumbuh. Hal ini juga diperkuat oleh Onwoeme (1978), yang

menyatakan bahwa senyawa bermolekul besar dan kompleks seperti pati, protein

dan lemak dipecah menjadi kurang kompleks, larut air, dan mudah diangkut

melalui membran dan dinding sel. Proses ini dibantu oleh aktivitas enzim dalam

umbi. Energi yang dihasilkan dipakai untuk pembentukan komponen dan

pertumbuhan sel-sel baru.

Pendinginan dapat memperlambat kecepatan reaksi-reaksi metabolisme,

dimana pada umumnya setiap penurunan suhu 8oC, kecepatan reaksi akan

berkurang menjadi kira-kira setengahnya. Penyimpanan dapat memperpanjang


commit to user

31

masa hidup jaringan-jaringan dalam bahan pangan, karena keaktifan respirasi

menurun (Winarno, l982). Perubahan yang terjadi pada saat laju respirasi

menurun antara lain perubahan kandungan gula, perubahan keasaman, perubahan

asam-asam amino, perubahan kegiatan ezim-enzim katalase, pektinesterase,

selulase dan amilase meningkat selama penyimpanan. Perubahan lain yaitu

penurunan ketegaran dan kepadatan, perubahan warna dan melunaknya jaringan-

jaringan serta rasa pada bahan pangan.

B. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Susut Berat

Susut berat adalah kehilangan berat dari suatu produk pertanian (seperti

buah atau umbi-umbian), setelah bahan tersebut dipanen. Komoditi seperti buah

dengan kadar air sangat tinggi (>80%) dan tekstur yang lunak, susut berat akan

segera tampak saat buah dipetik dari pohonnya. Untuk jenis komoditi yang lain

susut berat baru bisa diamati bila sudah mengalami penyimpanan (Darmajana,

2008). Hasil Anava (Analisis varian) menunjukkan bahwa perlakuan suhu dan

lama penyimpanan memberikan pengaruh yang berbeda nyata dalam menaikkan

susut berat umbi kimpul hitam dan umbi kimpul putih (Lampiran 2).

Pada umbi kimpul hitam, perlakuan lama simpan 2 bulan suhu ruang

menunjukkan hasil yang berbeda nyata, sedangkan perlakuan lainnya

menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata (Tabel 7). Terjadi peningkatan susut

berat umbi kimpul hitam pada suhu ruang selama penyimpanan. Peningkatan ini

dikarenakan umbi mengalami pertunasan, sehingga air diserap untuk

mengaktifkan enzim penghidrolisis cadangan makanan yang akan menghasilkan


commit to user

32

energi. Selama penyimpanan, umbi kimpul akan mengalami susut berat dan

perkecambahan. Makin rendah suhu penyimpanan, makin kecil susut beratnya

(Direktorat Budidaya Aneka Kacang dan Umbi, 2012).

Tabel 7. Susut berat umbi kimpul hitam dan kimpul putih (g) selama 2 bulan penyimpanan pada suhu yang berbeda


penyimpanan)

Susut Berat (g) Kimpul Hitam Kimpul Putih

1 bulan, suhu ruang 13,33 a 12,67 a 1 bulan, suhu dingin 36,00 b 18,33 a 2 bulan, suhu ruang 48,40 d 13,40 a 2 bulan, suhu dingin 36,67 bc 41,67 c Keterangan: - Suhu ruang = 25 30oC, Suhu dingin = 7 12oC.

- Angka yang disertai dengan huruf yang sama pada baris/kolom menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji Duncan 5%.

Pada perlakuan suhu dingin kimpul hitam, meskipun tidak berbeda nyata

tetapi perlakuan tersebut merupakan perlakuan yang paling lama dalam

memperpanjang masa simpan umbi kimpul hitam. Hal ini didukung oleh pendapat

Chourasia dan Goswami (2009) yang menyatakan bahwa penyimpanan pada suhu

dingin menurunkan susut berat umbi kentang. Susut berat menyebabkan

terjadinya penurunan mutu dan kerusakan pada umbi kimpul. Susut berat terjadi

karena proses penguapan, respirasi dan pertunasan. Tingkat penurunan susut berat

dipengaruhi oleh suhu penyimpanan, kelembaban, lama penyimpanan, waktu

pemanenan, dan pertunasan. Air menguap melalui kulit, luka dan tunas.

Perlakuan suhu dingin menunjukkan hasil yang berbeda nyata dalam 2

bulan penyimpanan, sedangkan perlakuan lainnya menunjukkan hasil yang tidak

berbeda nyata pada umbi kimpul putih. Pada suhu dingin tidak terjadi peningkatan

susut berat secara signifikan, karena kadar air yang rendah serta terjadi


commit to user

33

perombakan pati yang besar untuk melakukan pertunasan. Sehingga pada suhu

dingin susut berat terjadi tidak hanya karena kehilangan air, tetapi juga kehilangan

cadangan makanan berupa pati yang dapat mempengaruhi susut berat pada umbi.

Pada umbi kimpul hitam perlakuan suhu ruang terjadi kenaikkan susut

berat yang lebih besar daripada perlakuan suhu dingin. Sebaliknya, pada umbi

kimpul putih perlakuan suhu ruang terjadi peningkatan susut berat umbi yang

lebih rendah daripada suhu dingin. Hal ini disebabkan karena pada perlakuan ini

kadar airnya rendah yaitu 36,67% sehingga berat keringnya lebih besar.

Penyimpanan umbi kimpul selama 2 bulan menunjukkan adanya

kehilangan berat yang besarnya semakin bertambah seiring dengan lama

penyimpanannya (Gambar 5). Susut berat dapat disebabkan karena kadar air yang

rendah sehingga menyebabkan terjadinya peningkatan berat kering umbi.

Hilangnya sebagian air dari dalam sel menyebabkan tekanan sel menjadi

berkurang dan umbi tampak layu. Menurut Darmajana (2008) kerusakan sel dapat

disebabkan karena adanya serangan dari mikroba sehingga umbi menjadi layu.

Gambar 5. Perubahan susut berat (g) umbi Xanthosoma sagittifolium dan Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu ruang selama 2 bulan penyimpanan.

0

10

20

30

40

50

60

1 2

Su

sut

ber

at (

g)

Bulan ke-

Hitam dingin

Hitam ruang

Putih dingin

Putih ruang


commit to user

34

Semakin lama disimpan maka susut berat umbi semakin besar, hal ini

dikarenakan kandungan air, berat kering dan cadangan makanan yang berkurang

karena digunakan dalam proses metabolisme. Pada kimpul hitam suhu ruang

sangat mempengaruhi susut berat pada umbi, sedangkan pada kimpul putih suhu

dingin yang mempengaruhi susut berat. Perbedaan suhu ini dipengaruhi oleh

tingkat metabolisme dari masing-masing umbi.

C. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Kadar Air

Kadar air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan yang

dinyatakan dalam persen. Kadar air juga salah satu karakteristik yang sangat

penting pada bahan pangan, karena air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur,

dan citarasa pada bahan pangan. Kadar air dalam bahan pangan ikut menentukan

kesegaran dan daya awet bahan pangan tersebut, kadar air yang tinggi

mengakibatkan mudahnya bakteri, kapang, dan khamir untuk berkembang biak,

sehingga akan terjadi perubahan pada bahan pangan (Afrianto dan Liviawaty,

1989). Hasil Anava (Analisis varian) menunjukkan bahwa perlakuan variasi suhu

dan lama penyimpanan memberikan pengaruh yang berbeda nyata dalam

menurunkan kadar air umbi kimpul hitam dan kimpul putih (Lampiran 3).

Pada umbi kimpul hitam perlakuan pada suhu ruang kadar air lebih besar

dari pada suhu dingin (Tabel 8), karena pada suhu ruang air digunakan untuk

proses imbibisi umbi. Selanjutnya akan digunakan untuk proses pertunasan

(Syamsuri, 2004). Menurut Harijono dkk. (2010), pertunasan dan laju respirasi


commit to user

35

berpengaruh pada kadar air yaitu semakin lama pertunasan dan laju respirasi yang

tinggi maka kadar air semakin meningkat.

Tabel 8. Kadar air umbi kimpul hitam dan kimpul putih (%) selama 2 bulan penyimpanan pada suhu yang berbeda


penyimpanan)

Kadar Air (%) Kimpul Hitam Kimpul Putih

0 bulan, suhu ruang 75,00 e 70,00 e 0 bulan, suhu dingin 75,00 e 70,00 e 1 bulan, suhu ruang 52,50 c 60,00 d 1 bulan, suhu dingin 46,67 bc 60,83 d 2 bulan, suhu ruang 49,17 bc 36,67 a 2 bulan, suhu dingin 45,00 bc 42,50 ab Keterangan: - Suhu ruang = 25 30oC, Suhu dingin = 7 12oC.


Pada semua perlakuan pada umbi kimpul putih terjadi penurunan kadar air,

tetapi semua perlakuan menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata.

Penyimpanan pada suhu dingin lebih baik dalam menjaga penurunan kadar air

umbi dibandingkan penyimpanan pada suhu ruang. Berdasarkan hasil penelitian

Baah et al. (2009) kadar air umbi Dioscorea alata sebesar 71,83%. Kadar air

umbi kimpul hitam lebih besar daripada umbi Dioscorea alata yaitu 75%

sedangkan umbi kimpul putih lebih kecil yaitu 70%.

Dalam menjaga penurunan kadar air pada umbi kimpul hitam, perlakuan

yang paling baik adalah penyimpanan pada suhu ruang sedangkan pada umbi

kimpul putih pada suhu dingin. Gambar 6 menunjukkan bahwa semakin lama

umbi kimpul disimpan, maka kadar air umbi semakin menurun. Perbedaan kadar

air tersebut disebabkan oleh adanya penguapan air dari hasil respirasi selama

penyimpanan. Penurunan kadar air yang disimpan pada suhu ruang juga terjadi


commit to user

36

karena adanya transpirasi. Transpirasi terjadi karena adanya perbedaan suhu dan

kelembaban relatif umbi dengan lingkungannya. Suhu umbi pada suhu dingin

berkisar antara7-12oC, sedangkan suhu umbi pada suhu ruang antara 25-30oC.

Dari perbedaan suhu, hasil respirasi kimpul akan menguap. Air dalam kimpul

cenderung bergerak ke daerah yang kelembaban udaranya lebih kecil. Air yang

menguap dari umbi kimpul merupakan hasil respirasi dimana karbohidrat menjadi

gula-gula sederhana untuk kemudian diubah menjadi air dan karbondioksida

(Tranggono dan Sutardi, 1990).

Gambar 6. Perubahan kadar air (%) umbi Xanthosoma sagittifolium dan Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu ruang dari bulan ke-0 sampai ke-2.

Menguapnya kandungan air dari bahan hasil pertanian dapat menyebabkan

perubahan sifat fisik, antara lain: bahan menjadi keras, sehingga ketahanan

terhadap tegangan-tegangan menjadi lebih kuat; bahan mungkin bersifat plastis

karena adanya senyawa-senyawa yang mencair pada suhu tinggi; bahan dapat

menjadi poreus; ukuran dan bentuk bahan dapat berubah (Hadiwiyoto dan

Soehardi, 1980).

01020304050607080

0 1 2

Kad

ar a

ir (

%)

Bulan ke-

Hitam dingin

Hitam ruang

Putih dingin

Putih ruang


commit to user

37

D. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Berat Kering

Produksi tanaman biasanya lebih akurat dinyatakan dengan ukuran berat

kering daripada dengan berat basah, karena berat basah sangat dipengaruhi oleh

kondisi kelembaban (Sitompul dan Guritno, 1995). Hasil berat kering merupakan

keseimbangan antara fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis mengakibatkan

peningkatan berat kering tanaman karena pengambilan CO2 sedangkan respirasi

mengakibatkan penurunan berat kering karena pengeluaran CO2 (Gardner

dkk.,1991).

Hasil Anava (Analisis varian) menunjukkan bahwa perlakuan variasi suhu

dan lama penyimpanan memberikan pengaruh yang signifikan dalam

meningkatkan berat kering umbi kimpul hitam dan kimpul putih (Lampiran 4).

Hasil berat kering umbi yang tidak signifikan disebabkan akumulasi senyawa

organik dalam umbi hampir sama pada setiap perlakuan.

Pada umbi kimpul hitam maupun kimpul putih menunjukkan hasil yang

tidak berbeda nyata pada semua perlakuan (Tabel 9). Pada umbi kimpul hitam

yang disimpan pada suhu ruang, menunjukkan adanya peningkatan berat kering

setelah disimpan selama 1 bulan tetapi terjadi penurunan setelah disimpan selama

2 bulan. Hal ini dikarenakan kadar air yang tinggi pada umbi. Begitu pula dengan

penyimpanan pada suhu dingin, terjadi peningkatan berat kering selama 1 bulan

penyimpanan dan setelah 2 bulan penyimpanan berat kering stabil/tidak

mengalami perubahan. Pada umbi kimpul putih, terjadi peningkatan berat kering

umbi selama 2 bulan penyimpanan pada suhu ruang dan terjadi penurunan pada

suhu dingin. Perlakuan suhu dingin lebih baik dalam menjaga peningkatan berat


commit to user

38

kering dibandingkan perlakuan suhu ruang baik pada umbi kimpul hitam maupun

kimpul putih.

Tabel 9. Berat kering umbi kimpul hitam dan kimpul putih (g) selama 2 bulan penyimpanan pada suhu yang berbeda


penyimpanan)

Berat Kering (g) Kimpul Hitam Kimpul Putih

0 bulan, suhu ruang 125,00 a 150,00 a 0 bulan, suhu dingin 125,00 a 150,00 a 1 bulan, suhu ruang 266,67 bcd 300,00 de 1 bulan, suhu dingin 233,33 b 308,33 e 2 bulan, suhu ruang 258,33 bc 316,67 e 2 bulan, suhu dingin 233,33 b 291,67 cde Keterangan: - Suhu ruang = 25 30oC, Suhu dingin = 7 12oC.


Pada satu bulan penyimpanan terjadi peningkatan berat kering umbi pada

semua perlakuan baik pada umbi kimpul hitam maupun kimpul putih. Setelah dua

bulan penyimpanan terjadi penurunan pada perlakuan suhu dingin pada umbi

kimpul putih sedangkan pada suhu ruang mengalami peningkatan. Menurut Lebot

et al. (2005) pada Dioscorea alata mempunyai kualitas kandungan gizi yang baik

apabila ditandai dengan berat kering dan kandungan pati yang tinggi. Demikian

pula, Martin (1974) menyatakan bahwa kandungan berat kering merupakan indeks

kimia yang penting dalam kualitas makanan pada akar dan umbi yang dapat

berpengaruh terhadap tekstur makanan. Pada umbi kimpul hitam juga mengalami

penurunan pada perlakuan suhu ruang sedangkan suhu dingin tidak terjadi

peningkatan maupun penurunan (konstan) (Gambar 7). Berat kering umbi kimpul

lebih tinggi daripada umbi Dioscorea alata yang berat keringnya antara 22,3-

33,8% (Baah et al., 2009).


commit to user

39

Gambar 7. Berat kering umbi (g) Xanthosoma sagittifolium dan Xanthosoma nigrum dengan perlakuan variasi suhu dan lama penyimpanan.

E. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Kandungan Gula Reduksi

Umbi lapis, akar, dan tuber merupakan organ penyimpanan yang

mengandung cadangan makanan bagi tanaman. Bilamana organ ini dipanen, laju

metabolismenya rendah. Pada kondisi penyimpanan yang cocok masa

dormansinya akan dapat diperpanjang. Penurunan kadar pati setelah panen terjadi

sangat lambat. Akan tetapi penyimpanan pada suhu rendah (5oC), proses hidrolisis

pati akan meningkat sehingga penurunan kadar pati akan berlangsung lebih cepat.

Seperti pada umbi kentang yang disimpan pada kondisi suhu rendah akan

mengalami kenaikan kadar gula pereduksi, sehingga rasanya menjadi agak manis

(Santoso, 2003).

Gula reduksi adalah gula yang mampu mereduksi senyawa pengoksida

seperti ferisianida, hidrogen peroksida dan ion cupri. Kemampuan mereduksi ini

karena gula tersebut mempunyai atom C reduktif (Lehninger, 1993). Kandungan

gula dalam umbi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kandungan pati, air,

050

100

150200250300350

0 1 2

Ber

at k

erin

g (g

)

Bulan ke-

Hitam dingin

Hitam ruang

Putih dingin

Putih ruang


commit to user

40

suhu, pH, dan lama simpan. Dalam penelitian ini, penentuan kandungan gula

reduksi dengan menggunakan metode Sudarmadji dkk. (1984) yaitu dengan

melihat adanya perbedaan warna ion/garam yang mengandung ion Cu2+ pada

sampel. Pada penelitian ini, penentuan kandungan gula reduksi menggunakan

persamaan Y=4,161x+0,077 dan R2=0,999 (Lampiran 7).

Tabel 10. Kandungan gula reduksi umbi kimpul hitam dan kimpul putih (mg/100g) selama 2 bulan penyimpanan pada suhu yang berbeda


penyimpanan)

Gula Reduksi (mg/100 g) Kimpul Hitam Kimpul Putih

0 bulan, suhu ruang 608,03 a 1362,65 ab 0 bulan, suhu dingin 608,03 a 1362,65 ab 1 bulan, suhu ruang 2006,73 bcd 1747,98 bc 1 bulan, suhu dingin 962,11 a 2052,39 bcd 2 bulan, suhu ruang 2777,38 de 3318,91 e 2 bulan, suhu dingin 2405,67 cd 2717,30 de Keterangan: - Suhu ruang = 25 30oC, Suhu dingin = 7 12oC.


Hasil Anava (Analisis varian) menunjukkan bahwa perlakuan variasi suhu

dan lama penyimpanan memberikan pengaruh yang berbeda nyata dalam

menaikkan kandungan gula reduksi pada umbi kimpul hitam dan kimpul putih

(Lampran 5). Pada suhu dingin kandungan gula reduksi umbi kimpul hitam lebih

rendah dibandingkan perlakuan suhu ruang selama 2 bulan penyimpanan yaitu

2405,67 mg/100 g dibanding 2777,38 mg/100 g (Tabel 10). Pada perlakuan suhu

ruang kandungan gula reduksi umbi kimpul putih lebih tinggi dibandingkan

perlakuan suhu dingin selama 2 bulan penyimpanan yaitu 3318,91 mg/100 g

dibanding 2717,30 mg/ 100 g. Perbedaan varietas mempengaruhi kandungan gula


commit to user

41

reduksi pada umbi. Hal ini dibuktikan dengan kandungan gula reduksi umbi

kimpul putih lebih besar dibandingkan kimpul hitam.

Umbi kimpul hitam dan putih pada penyimpanan suhu ruang mengalami

pertunasan. Pertunasan mengendalikan pemanfaatan dan translokasi cadangan

makanan dari umbi (Edelman et al., 1969). Hal ini merupakan salah satu

penyebab peningkatan kandungan gula reduksi pada kedua jenis umbi. Pemecahan

pati dalam umbi dimulai ketika tunas mulai tumbuh dan berhenti jika tunas

dihilangkan (Burton, 1978). Penurunan pati setelah penyimpanan menurut

Srivastava dan Kumar (2012) disebabkan karena selama penyimpanan terjadi

kerusakan sukrosa pada sel yang memicu kerusakan pati.

Suhu mempengaruhi kandungan gula reduksi pada umbi, karena suhu

berpengaruh pada keseimbangan antara pati dan gula. Seperti pada umbi kentang

yang didinginkan sampai suhu pembekuan, maka sebagian dari patinya akan

diubah menjadi gula. Pada kondisi tersebut kecepatan respirasi akan meningkat,

karena kandungan gula yang tinggi akan menyebabkan pelepasan karbondioksida

yang lebih cepat (Santoso, 2003). Kaul et al. (2010) menyatakan bahwa

penyimpanan pada suhu 8oC menurunkan kandungan gula reduksi pada umbi

kentang. Kandungan gula reduksi pada umbi kentang varietas K. Chipsona 1 dan

K. Chipsona 2 selama 7 bulan penyimpanan pada suhu dingin yaitu 250mg/100g.

Menurut CIP (International Potato Center) (1992), kandungan gula

reduksi dinyatakan rendah jika berkisar antara 0,01-0,12%. Perbedaan gula

reduksi disebabkan oleh perbedaan kadar air dan aktivitas metabolisme.

Perubahan kadar gula reduksi yang baik selama penyimpanan disebabkan oleh


commit to user

42

terjadinya pemecahan karbohidrat menjadi gula. Perubahan karbohidrat terjadi

disebabkan oleh adanya respirasi. Respirasi yang terjadi kecil, maka kandungan

air dan gula reduksi juga kecil. Ada kecenderungan dengan semakin lama

penyimpanan, maka akan mengalami peningkatan kandungan gula reduksi.

Sejalan dengan itu maka akan terjadi peningkatan rasa manis (Gambar 8).

Menurut Sudarmadji dkk. (1984) rasa manis dari gula reduksi disebabkan oleh

gugus hidroksilnya.

Gambar 8. Perubahan gula reduksi (mg/100 g) umbi Xanthosoma sagittifolium dan Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu ruang dari bulan ke-0 sampai ke-2.

F. Pengaruh Suhu dan Lama Penyimpanan terhadap Kandungan Fenol Total

Fenol merupakan salah satu komponen kimia tumbuhan yang memiliki

manfaat sangat besar baik bagi tumbuhan itu sendiri maupun bagi manusia. Dalam

penelitian ini penentuan kadar fenol total dengan menggunakan metode Martinus

i (2011) yaitu menggunakan pereaksi Folin-Ciocalteu. Pada penentuan

kadar fenol perlu dibuat suatu kurva standar menggunakan standar asam galat.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 1 2

Gul

a re

duks

i (m

g/10

0 g)

Bulan ke-

Hitam dingin

Hitam ruang

Putih dingin

Putih ruang


commit to user

43

Dari kurva standar akan memberikan hubungan antara konsentrasi asam galat

dengan absorbansinya, sehingga dapat diketahui konsentrasi dari sampel dengan

menggunakan analisis regresi linier. Pada penelitian ini, penentuan kadar fenol

total menggunakan persamaan Y=69,13x+0,085 dan R2=0,998 (Lampiran 8).

Hasil Anava menunjukkan bahwa perlakuan variasi suhu dan lama penyimpanan

memberikan pengaruh yang tidak signifikan dalam menurunkan kandungan fenol

total umbi kimpul hitam dan kimpul putih (Lampiran 6).

Pada umbi kimpul putih, perlakuan lama simpan 2 bulan suhu dingin

menunjukkan hasil yang berbeda nyata, sedangkan perlakuan yang lain tidak

berbeda nyata (Tabel 11). Pada umbi kimpul hitam, semua perlakuan

menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata. Semakin lama disimpan kandungan

fenol total umbi kimpul semakin menurun pada suhu runag, sedangkan pada suhu

dingin meningkat.

Tabel 11. Kandungan fenol total umbi kimpul hitam dan kimpul putih (mg/100 g) selama 2 bulan penyimpanan pada suhu yang berbeda


penyimpanan)

Fenol Total (mg/100 g) Kimpul Hitam Kimpul Putih

0 bulan, suhu ruang 1,55 a 2,37 a 0 bulan, suhu dingin 1,55 a 2,37 a 1 bulan, suhu ruang 2,29 a 2,67 a 1 bulan, suhu dingin 1,23 a 2,00 a 2 bulan, suhu ruang 1,57 a 2,26 a 2 bulan, suhu dingin 1,48 a 5,15 b Keterangan: - Suhu ruang = 25 30oC, Suhu dingin = 7 12oC.


Kandungan fenol total pada umbi kimpul hitam perlakuan suhu dingin

lebih rendah dibandingkan perlakuan suhu ruang. Hal ini didukung oleh penelitian


commit to user

44

Christie et al. (1994) yang menyatakan bahwa pada suhu dingin yaitu antara 7-

12oC menyebabkan kandungan fenol rendah. Metabolit sekunder, termasuk

fenolat, terakumulasi sebagai akibat dari suhu dingin dan tekanan lainnya. Pada

umbi kimpul putih terjadi sebaliknya, pada perlakuan suhu dingin kandungan

fenol total meningkat pada dua bulan penyimpanan.

Dari Gambar 9 dapat dilihat bahwa kandungan fenol total kimpul putih

lebih besar dibandingkan dengan kimpul hitam. Perbedaan kadar fenolat antar

varietas kimpul ini, diduga disebabkan oleh perbedaan varietas yang berkaitan

dengan komposisi kimia umbi karena faktor genetik seperti spesies. Hal ini

didukung oleh Farah dan Carmen (2006) yang menyatakan bahwa varietas sangat

menentukan komposisi kimiawi tanaman.

Gambar 9. Perubahan fenol total (mg/100 g) umbi Xanthosoma sagittifolium dan Xanthosoma nigrum dengan perlakuan suhu dingin dan suhu ruang dari bulan ke-0 sampai ke-2.

Senyawa fenolik dalam tanaman, apabila dikonsumsi akan berkontribusi

pada asupan alami antioksidan dalam diet manusia (Balasundram et al., 2006),

karena fenol memiliki efek menguntungkan pada kesehatan (Kopjar et al., 2009).

0

1

2

3

4

5

6

0 1 2

Fen

ol t

otal

(m

g/10

0 g)

Bulan ke-

Hitam dingin

Hitam ruang

Putih dingin

Putih ruang


commit to user

45

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Suhu penyimpanan berpengaruh terhadap karakter fisiologi dan biokimia umbi

kimpul putih (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.). Selama 2 bulan

penyimpanan laju respirasi, susut berat, dan kadar fenol total pada suhu dingin

lebih tinggi daripada suhu ruang. Berat kering, kadar air dan gula reduksi lebih

tinggi pada suhu ruang dari pada suhu dingin selama 2 bulan penyimpanan.

2. Suhu penyimpanan berpengaruh terhadap karakter fisiologi dan biokimia umbi

kimpul hitam (Xanthosoma nigrum (Vell.) Mansf.). Kandungan gula reduksi,

fenol total, kadar air, berat kering dan susut berat lebih tinggi pada suhu ruang

daripada suhu dingin selama 2 bulan penyimpanan. Laju respirasi lebih tinggi

pada suhu dingin daripada suhu ruang selama 2 bulan penyimpanan.

B. Saran

Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai karakter fisiologi dan

biokimia umbi -amylase, analisis

jenis fenol, dan penambahan variasi lama simpan yaitu 15, 30, 45, 60 dan 75 hari

pada variasi suhu ruang dan suhu dingin (13-15oC) agar diperoleh metode

penyimpanan umbi kimpul yang terbaik.

Documents

KARAKTER FISIOLOGI DAN BIOKIMIA UMBI KIMPUL …/Karakter... · Parameter yang diuji, meliputi laju respirasi, susut berat, kadar air, ... Fisiologi dan Biokimia Umbi Kimpul Putih