MODUL PRAK TEMKP PDF

Preview

Summary

MODUL PRAKTIKUM TEKNIK EVALUASI MUTU KOMODITAS PERTANIAN Oleh: Ir. Agus Margiwiyatno, MS., Ph.D. Riana Listanti, S.TP., M.Sc. Tim Asisten KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO 2017 PENGANTAR PRAKTIKUM 1. Pelaksanaan praktikum ...

Description

MODUL PRAKTIKUM

TEKNIK EVALUASI MUTU KOMODITAS PERTANIAN

Oleh: Ir. Agus Margiwiyatno, MS., Ph.D. Riana Listanti, S.TP., M.Sc. Tim Asisten

KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS PERTANIAN PURWOKERTO 2017

PENGANTAR PRAKTIKUM

1. Pelaksanaan praktikum dipandu oleh asisten dengan bimbingan dari dosen pengampu. 2. Praktikan diharapkan dapat percaya diri selama pelaksanaan praktikum dan mandiri dalam membuat laporan praktikum. 3. Setiap praktikan wajib untuk: a. Datang tepat waktu. Toleransi keterlambatan 15 menit setelah praktikum dimulai. b. Menggunakan pakaian sopan dan jas lab. c. Mengikuti acara praktikum dari awal sampai akhir pelaksanaan. d. Menjaga kebersihan, keutuhan, dan kerapian alat-alat serta ruangan laboratorium. e. Menyimak penjelasan asisten. f. Membuat dan menyerahkan laporan pada waktu yang telah ditentukan. 4. Praktikan bertanggung jawab jika menyebabkan kerusakan peralatan yang digunakan. 5. Laporan dibuat oleh masing-masing praktikan.

Tim Teknik Evaluasi Mutu Komoditas Pertanian

Dosen dan Asisten

ACARA 1

UJI MUTU SECARA DESTRUKTIF (Uji Kekerasan dan Uji Kadar Air) A. Tujuan 1. Mengetahui cara penggunaan penetrometer untuk evaluasi kekerasan buah. 2. Mengetahui cara menguji kadar air buah dalam basis basah dan basis kering. B. Dasar Teori Mutu adalah sesuatu hal yang memberikan nilai dan biasanya menjadi unggulan suatu komoditas. Menurut Winarno (1986) dalam Yulianingsih, et al., (2008) mutu dapat didefinisikan sebagai kombinasi sifat-sifat dan karakteristik dari komoditas yang menyebabkan suatu komoditas memiliki harga bagi daya guna akhir yang dikehendaki. Sedangkan menurut Kader (1992) dalam Yulianingsih et al., (2008) mutu hasil hortikultura segar merupakan kombinasi dari karakteristik dan sifat-sifat yang memberikan nilai komoditas sebagai bahan makanan dan bahan kesenangan. Oleh karena itu, mutu suatu komoditas dapat dibedakan menjadi mutu pemasaran, mutu penyimpanan, mutu pengangkutan, mutu pengolahan, mutu gizi, dan mutu tampilan (Winarno. 1986 dan Kader, 1992 dalam Yulianingsih et.al., 2008). Pengendalian mutu didefinisikan sebagai suatu sistem verifikasi dan penjagaan suatu tingkatan mutu produk atau proses sesuai dengan yang dikehendaki dengan cara perencanaan yang seksama, pemakaian peralatan

yang sesuai, inspeksi yang terus-menerus serta tindakan korektif bilamana diperlukan (Supartono et al., 2012). Kramer dan Twigg (1983) menyatakan bahwa mutu merupakan gabungan atribut produk yang dinilai secara organoleptik (warna, tekstur, rasa, dan bau). Hal ini digunakan konsumen untuk memilih produk secara total. Karakteristik mutu bahan pangan diklasifikasikan menjadi dua kelompok, yaitu: (1) karakteristik fisik/tampak, meliputi penampilan yaitu warna, ukuran, bentuk dan cacat fisik; kinestika yaitu tekstur, kekentalan dan konsistensi; flavor yaitu sensasi dari kombinasi bau dan cicip, dan (2) karakteristik tersembunyi, yaitu nilai gizi dan keamanan mikrobiologis (Yulianingsih et al., 2008). Penilaian mutu buah dan hasil hortikultura umumnya dapat dilakukan baik secara objektif maupun subjektif. Penilaian mutu secara objektif merupakan hasil pengukuran komponen mutu menggunakan berbagai macam peralatan dan analisis kimiawi, sedangkan secara subjektif pengukuran komponen mutu dilakukan dengan uji organoleptik berdasarkan pertimbangan indrawi menggunakan skala hedonik (Yulianingsih et al., 2008). Pengujian destruktif adalah pengujian yang dilakukan terhadap suatu material atau spesimen objek yang akan diujikan sampai material tersebut mengalami kerusakan. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui performa pada material yang bersangkutan, salah satunya bila material tersebut dikenai kerja dari luar dengan besar gaya yang berbeda-beda. Pengujian ini umumnya jauh lebih mudah untuk dilaksanakan, selain itu memberikan informasi yang

lebih baik dari pada Non Destructive Test. Destructive Test lebih baik dilakukan dan akan lebih ekonomis untuk objek yang akan diproduksi secara masal atau dalam jumlah banyak (Bayu, 2016). Pengujian destruktif adalah pengujian yang dilakukan terhadap suatu material atau spesimen objek yang akan diujikan sampai material tersebut mengalami kerusakan. Beberapa pengujian destruktif yaitu: a.

Pengujian kekerasan Pengujian ini dilakukan dengan dua pertimbangan yaitu untuk mengetahui karakteristik suatu bahan dan melihat mutu untuk memastikan suatu bahan memiliki kualitas bahan tertentu. Berdasarkan pemakaianya dibagi menjadi: 1.

Pengujian kekerasan dengan penekanan (indentation test). Pengujian ini dilakukan merupakan pengujian kekerasan terhadap bahan dimana dalam menentukan kekerasaannya deilakukan dengan cara menganalisis indentasi atau bekas penekanan pada benda uji sebagai reaksi dari pembebanan tekan.

2. Pengujian kekerasan dengan goresan (sratch test). Merupakan pengujian kekerasan terhadap bahan dimana dalam menentukan kekerasannya dilakukan dengan mencari perbandingan dari bahan yang menjadi standart.

b.

Pengujian tarik Pengujian ini merupakan proses pengujian yang biasa dilakukan karena pengujian tarik dapat menunjukkan perilaku bahan selama proses pembebanan.

c.

Uji struktur Uji struktur mempelajari struktur material bahan untuk keperluan pengujian material bahan dipotong-potong kemudian potongan dapat diukur menggunakan alat sesuai kebutuhan yang diinginkan. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui unsur-unsur yang terkandung di dalam bahan. Kadar air adalah persentase kandungan air suatu bahan yang dapat

dinyatakan berdasarkan berat basah (wet basis) atau berdasarkan berat kering (dry basis). Kadar air berat basah mempunyai batas maksimum teoritis sebesar 100 persen, sedangkan kadar air berdasarkan berat kering dapat lebih dari 100 persen (Syarif dan Halid, 1993). Kadar air merupakan pemegang peranan penting dalam proses pembusukan dan ketengikan. Kerusakan bahan makanan pada umumnya merupakan proses mikrobiologis, kimiawi, enzimatik atau kombinasi antara ketiganya. Berlangsungnya ketiga proses tersebut memerlukan air dimana kini telah diketahui bahwa hanya air bebas yang dapat membantu berlangsungnya proses tersebut (Tabrani,1997). Kadar air suatu bahan biasanya dinyatakan dalam persentase berat bahan basah, misalnya dalam gram air untuk setiap 100 gram bahan disebut kadar air

berat basah. Berat bahan kering adalah berat bahan setelah mengalami pemanasan beberapa waktu tertentu sehingga beratnya tetap (konstan). Pada proses pengeringan air yang terkandung dalam bahan tidak dapat seluruhnya diuapkan (Kusumah, dan Andarwulan, 1989). 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 cita rasa 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 (Winarno, 1997). Air ada yang berbentuk bebas, ada pula yang terikat baik didalam matriks bahan maupun didalam jaringannya. Air yang berbentuk bebas sangat mudah menguap karena biasanya terdapat pada permukaan bahan pangan. Kadar air perlu diukur untuk menentukan umur simpan suatu bahan pangan. Dengan demikian, suatu produsen makanan olahan dapat langsung mengetahui umur simpan produknya tanpa harus menunggu sampai produknya busuk. Penetapan kadar air bahan pangan dapat dilakukan dengan beberapa cara tergantung dari sifat bahannya. Pada umumnya penentuan kadar air dilakukan dengan mengeringkan sejumlah sampel dalam oven pada suhu 105-110 °C selama 3 jam atau hingga didapat berat yang konstan. Selisih berat sebelum dan sesudah pengeringan adalah banyaknya air yang diuapkan.

Pengeringan

adalah

suatu

metode

untuk

mengeluarkan

atau

menghilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan air tersebut dengan menggunakan energi panas. Biasanya kandungan air bahan tersebut dikurangi sampai suatu batas agar mikroba tidak dapat tumbuh lagi didalamnya. Prinsip dari metode oven pengering adalah bahwa air yang terkandung dalam suatu bahan akan menguap bila bahan tersebut dipanaskan pada suhu 105 °C selama waktu tertentu. Perbedaan antara berat sebelum dan sesudah dipanaskan adalah kadar air (Astuti, 2010). Persamaan untuk menentukan kadar air suatu bahan dapat dilihat pada Persamaan 1 berikut. …………… Persamaan 1 …………… Persamaan 2 Dimana: bb = basis basah bk = basis kering A = berat cawan kosong, dinyatakan dalam gram B = berat cawan+sampel bahan awal, dinyatakan dalam gram C = berat cawan+sampel bahan kering, dinyatakan dalam gram

Bahan pangan setelah di panen terutama hasil pertanian akan tetap mengalami resiprasi, maka kandungan di dalam hasil pertanian akan semakin berkurang karna digunakan untuk proses respirasi dan tidak ada lagi pasokan yang diberikan dari induknya. Semakin berkurangnya kandungan didalam hasil pertanian, maka semakin lunak teksturnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi

perubahan kekerasan adalah laju respirasi, pelepasan etilen, dan pertumbuhan mikroorganisme (Deby, 2000). Menurut Santoso dan Purwoko (1995) dalam Johansyah et al. (2014) menyebutkan

bahwa

konsumen

dalam

memperhatikan

kualitas

buah

didasarkan pada penampilan, tingkat kekerasan, nilai rasa, dan gizi. Dengan dimikian pengukuran kekerasan produk pertanian sangat penting yakni untuk menjaga mutu yang sesuai dengan keinginan konsumen. Berdasarkan hasil penelitiannya menunjukan bahwa semakin lama penyimpanan suatu produk pertanian maka semakin rendah pula tingkat kekerasannya. Penetrometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur nilai tekan (kekerasan) pada bahan (Khusna et al., 2013). Prinsip pengukurannya adalah dengan memberi gaya tekan melalui sebuah indentor pada permukaan bahan. Kemudian luas atau dimensi atau diameter dari jejak penekanan/indentasi diukur. Biasanya indentor atau alat tekan yang digunakan pada uji kekerasan adalah berbentuk bola, piramida atau konis, kerucut. Nilai kekerasan dihitung dari jejak indentasinya dengan menggunakan formula tertentu sesuai metoda uji. Adapun tingkat kekerasan pada suatu bahan yang diukur dengan penetrometer dinyatakan dalam bentuk Persamaan 3 berikut.

τ = ……..……….. Persamaan 3 dimana: τ = tingkat kekerasan (kg/cm2) P = gaya tekan dari hasil pembacaan alat (kg)

A = luas bidang penekan (cm²) Secara umum penetrometer terdiri dari bagian-bagian yang memiliki fungsi masing-masing. Bagian-bagian utama tersebut diantaranya tuas kalibrasi, penunjuk pengukuran analog, handle, dan indentor seperti dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.

Analog ukur Tuas kalibrasi Handle Indentor

Indentor

Gambar 1. Penetrometer

C. Alat dan Bahan 1. Alat tulis 2. Cawan 3. Oven 4. Desikator 5. Timbangan 6. Penjepit 7. Pisau 8. Talenan 9. Penetrometer 10. Komoditas pertanian (buah)

D. Prosedur Praktikum D.1. Uji Kadar Air 1. Cawan ditimbang 2. Oven pada suhu 105 °C selama 1 jam 3. Dinginkan dalam desikator selama 15 menit 4. Timbang cawan 5. Isi cawan dengan 2 gram sampel bahan 6. Oven pada suhu 105 °C selama 24 jam 7. Dinginkan dalam desikator selama 15 menit 8. Timbang cawan+sampel bahan 9. Oven pada suhu 105 °C selama 30 menit 10. Dinginkan dalam desikator selama 15 menit 11. Timbang cawan+sampel bahan 12. Ulangi langkah 9-11 hingga dicapai berat sampel bahan konstan D.2. Uji Kekerasan 1. Tekan penetrometer secara tegak lurus permukaan buah. 2. Penekanan penetrometer dihentikan saat jarum penunjuk berhenti. Jarum penunjuk pada penetrometer akan berhenti saat daging buah pecah atau daging buah mulai terdeformasi. 3. Mencatat nilai tekanan yang ditunjukkan pada saat jarum penunjuk. 4. Lakukan pengujian pada tiga titik berbeda, yakni pangkal, tengah, dan ujung buah.

E. Data Hasil Praktikum Tabel 1. Uji kadar air Nomor Berat sampel cawan (gram) 1

Berat awal sampel bahan (gram)

Berat kering sampel bahan (gram)

Kadar air Kadar air (%bb) (%bk)

2 3

Tabel 2. Uji kekerasan Pangkal Buah (kg/cm2)

Tengah (kg/cm2)

Ujung (kg/cm2)

Rerata (kg/cm2)

ACARA II

UJI MUTU SECARA NON DESTRUKTIF (Uji Warna dan Uji Respon Cahaya)

A. Tujuan 1. Mengetahui cara pengujian warna komoditas pertanian menggunakan color reader. 2. Menguji respon cahaya oleh buah berupa resistansi listrik dengan Rapid Quality Detector. B. Dasar Teori Non destrtructive testing (NDT) atau Pengujian Non Destruktif (NDT) adalah aktivitas pengujian atau inspeksi terhadap suatu benda untuk mengetahui akan adanya cacat, retak, atau discontinuity lain tanpa merusak sedikitpun benda yang kita tes atau inspeksi. Pada dasarnya, tes ini dilakukan untuk menjamin bahwa material yang kita gunakan masih aman dan belum melewati batas toleransi kerusakan (Bayu, 2016). Metode ini adalah pengujian atau inspeksi terhadap suatu benda untuk mengetahui akan adanya cacat, retak, atau discontinuity lain tanpa merusak sedikitpun benda yang kita tes atau inspeksi. Macam-macam metode yang dapat digunakan dalam pengukuran kualitas buah dengan pengujian non destruktif antara lain: 1. Metode NIR Metode ini dapat menduga komposisi kimia dari bahan pangan, produk hortikultura, dan pakan ternak dalam waktu yang cepat, teliti, lebih

sederhana, tidak membutuhkan bahan-bahan kimia, dan ekonomis. Waktu pengukuran dengan menggunakan NIR sangat cepat (30 detik per sampel). Selain itu, biaya operasional yang dikeluarkan pun kecil karena pemakaian tenaga kerja yang sedikit, penggunaan listrik yang tidak begitu besar, dan tidak menggunakan bahan-bahan kimia yang harganya cenderung mahal. 2. Metode gelombang ultrasonik Metode menggunakan gelombang ultrasonik menjadi alternatif pilihan untuk menentukan buah yang terindikasi karena dapat menganalisa dengan kecepatan tinggi tanpa merusak buah. Metode menggunakan gelombang ultrasonik menjadi alternatif pilihan untuk menentukan mutubuah karena sudah ada yang menggunakannya untuk mengevaluasi buah secara non destruktif. Penggunaan gelombang ultrasonik yang dapat mengidentifikasi mutu buah seperti total padatan terlarut dan kekerasan. Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik sehingga dalam perambatannya membutuhkan medium perantara. Gelombang ultrasonik tidak dapat merambat pada ruang hampa sehingga proses transmisi pada ruang hampa tidak pernah terjadi. Gelombang ultrasonik memiliki frekuensi di atas jangkauan dengar manusia (di atas 20 kHz). Perambatan gelombang ultrasonik merupakan penjalaran dari gelombang tekanan. Pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik telah banyak diterapkan untuk mendeteksi cacat buah bagian dalam. Kecepatan gelombang pada medium padat merupakan fungsi dari massa jenis, modulus young, dan

perbandingan poisson. Koefisien atenuasi merupakan besaran yang menyatakan kehilangan sejumlah energi karena gelombang melewati suatu medium. Besarnya energi yang hilang tergantung pada jenis mediumnya. Kehilangan energi disebabkan oleh beberapa hal yaitu kehilangan energi akibat adanya penyerapan oleh medium dan peristiwa gelombang pada bidang batas medium. 3.

Metode Pengolahan Citra Pengolahan citra adalah proses untuk mengamati dan menganalisa suatu objek tanpa berhubungan langsung dengan objek yang diamati. Proses dan analisanya melibatkan persepsi visual dengan data masukan maupun data keluaran yang diperoleh berupa citra dari objek yang diamati. Teknik yang digunakan meliputi penajaman citra, penonjolan fitur tertentu dari suatu citra, kompresi citra dan koreksi citra yang tidak fokus atau kabur. Citra merupakan sekumpulan titik-titik dari gambar yang berisi informasi warna dan tidak tergantung pada waktu. Dengan digunakannya teknik pengolahan citra diharapkan dapat membantu proses pemutuan sehingga diperoleh hasil yang lebih konsisten, akurat dan cepat daripada pemutuan secara manual. Analisis data pengolahan citra dibangun dengan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0. Analisis yang dilakukan meliputi panjang, diameter, area dan intensitas warna RGB dan HSI objek. Selanjutnya dilakukan perhitungan kalibrasi antara parameter mutu pada pengukuran destruktif dan manual dengan non destruktif dan terkomputerisasi untuk

mengetahui nilai korelasi metode. Berikut adalah korelasi masing-masing parameter mutu pengolahan citra dengan parameter mutu aktual: 1. Luas area citra objek dengan berat buah. 2. Panjang objek citra dengan panjang buah. 3. Diameter objek citra dengan diameter buah. 4. Indeks warna RGB dengan kekerasan dan TPT buah. Warna dapat didefinisikan sebagai bagian dari pengamatan indera pengelihatan, atau sebagai sifat cahaya yang dipancarkan. Nugraha (2008) mengatakan bahwa warna adalah kesan yang diperoleh mata dari cahaya yang dipantulkan oleh benda-benda yang dikenai cahaya tersebut. Sanyoto (2005) mendefinisikan warna secara fisik dan psikologis. Warna secara fisik adalah sifat cahaya yang dipancarkan, sedangkan secara psikologis sebagai bagian dari pengalaman indera penglihatan. Laksono (1998) mengemukakan bahwa warna merupakan bagian dari cahaya yang diteruskan atau dipantulkan. Terdapat tiga unsur yang penting dari pengertian warna, yaitu benda, mata dan unsur cahaya. Secara umum, warna didefinisikan sebagai unsur cahaya yang dipantulkan oleh sebuah benda dan selanjutnya diintrepetasikan oleh mata berdasarkan cahaya yang mengenai benda tersebut. Warna dapat ditinjau dari dua sudut pandang, dari ilmu fisika dan ilmu bahan (Nugraha, 2008). Lebih lanjut, warna dibagi menjadi dua menurut asal kejadian warna, yaitu warna additive dan subtractive (Sanyoto, 2005). Warna additive adalah warna yang berasal dari cahaya dan disebut spektrum. Sedangkan warna subtractive adalah warna yang berasal dari bahan dan disebut

pigmen. Benda berwarna merah karena sifat pigmen benda tersebut memantulkan warna merah dan menyerap warna lainnya. Benda berwarna hitam karena sifat pigmen benda tersebut menyerap semua warna. Sebaliknya suatu benda berwarna putih karena sifat pigmen benda tersebut memantulkan semua warna. Menurut Winarno (1997) warna bahan makanan dapat disebabkan oleh beberapa sumber, dan salah satu yang terpenting disebabkan oleh pigmen yang ada dalam bahan nabati atau hewani secara alami. Secara umum ada lima sebab yang dapat menyebabkan suatu bahan makanan berwarna, yaitu: 1. Pigmen Pigmen yang secara alami terdapat dalam tanaman dan hewan, misalnya klorofil berwarna hijau, karoten berwarna jingga atau kuning kemerahan pada wortel dan jagung, mioglobin menyebabkan warna merah pada daging, likopen memberikan warna merah pada tomat dan semangka, antosianin memberikan warna biru tua, jingga atau ungu pada bit dan buah kopi. Reaksi karamelisasi yang terjadi apabila gula dipanaskan membentuk warna coklat, misalnya warna coklat pada kembang gula karamel, atau roti yang dibakar. 2. Warna Warna gelap yang timbul karena adanya reaksi Maillard, yaitu antara gugus amino protein, dengan gugus karbonil gula pereduksi, misalnya sate dibakar.

3. Reaksi antara senyawa organik dengan udara Reaksi antara senyawa organik dengan udara akan menghasilkan warna coklat gelap. Reaksi oksidasi ini dipercepat oleh adanya logam serta enzim, misalnya warna gelap permukaan apel atau kentang yang dipotong. 4. Penambahan zat warna Penambahan zat warna, baik zat warna alami maupun zat wrna sintetik, yang termasuk dalam golongan bahan aditif makanan. Warna dapat diukur pula secara modern dengan sebuah alat, yaitu color reader. Instrumen ini terdiri atas ujung reseptor, sebuah layar dan empat buah tombol. Tiga tombol adalah target, lab, Lch yang terletak dibawah layar pada sisi samping alat, satu tombol terletak pada sisi atas alat yang berfungsi sebagai tombol start saat penembakan sampel (de Man,1997). Prinsip k...