Bismillah - Proposal Ku New - Baru - Edited- Barubarubaru.docx

PENGARUH KECEPATAN DAN LAMA WAKTU BLENDING TERHADAP KARAKTERISTIK PRODUK SUSU BUBUK X DAN Y DI PT FRISIAN FLAG INDONESIA

Proposal Penelitian Disusun sebagai Prasyarat Penyusunan Skripsi

Disusun oleh : YASINTA APSARINA H0915086

PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2019

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masyarakat sebagai konsumen saat ini, memiliki minat konsumsi pangan yang sehat dan lezat serta peduli akan pengaruh pemenuhan kebutuhan gizi terhadap kesehatan tubuh. Susu sebagai salah satu minuman bergizi, mengandung berbagai zat bioaktif, vitamin dan mineral sangat dibutuhkan oleh tubuh. Susu sangat penting sebagai suplemen gizi (Wardyaningrum, 2011). Susu selain memiliki komponen fungsional yang memberikan asupan gizi tinggi, juga merupakan cairan biologis kompleks yang terdiri dari lemak, protein, mineral, vitamin, enzim, laktosa dan air. Industri pengolahan susu dewasa ini telah mengalami perkembangan yang baik. Melalui laboratorium penelitian dan pengembangan, mereka dapat menghasilkan dan merancang produk baru (USDA, 2005). Menurut FAO (2013), berdasarkan kandungan lemaknya, susu diklasifikan sebagai berikut: whole milk, skimmed milk, semi skimmed milk, low fat milk, standardized milk. Berdasarkan proses pembuatannya susu diklasifikasikan menjadi pasteurized milk, sterilized milk, ESL milk, UHT milk. Menurut data dari FAOSTAT berbagai jenis susu dan produk susu dibagi menjadi beberapa kelompok yaitu susu cair (susu sapi, susu murni, susu segar, susu skim sapi, standardized milk, reconstituted milk dan fortified milks); susu kental (susu kental dari susu murni dan susu kental dari susu skim); dehydrated milk products (susu terevaporasi dari susu murni dan susu terevaporasi dari susu skim, dry milk/ susu bubuk, milk skimmed dried, dry whey dan dry buttermilk). Dalam bentuk cair, susu sulit dipindahkan atau disimpan. Sehingga, industri pengolahan susu menggunakan teknologi untuk mengubah susu cair menjadi susu bubuk (USDA, 2005). Susu bubuk merupakan salah satu produk olahan susu yang diproduksi dengan cara mengurangi kadar air melalui proses pengeringan susu segar atau susu rekombinasi, atau 2

pencampuran kering (dry blend), dengan atau tanpa penambahan vitamin, mineral, unsur gizi lainnya (BSN, 2015). Kelebihan susu bubuk dibandingkan susu segar adalah umur simpannya yang relatif panjang karena memiliki kandungan air yaitu sekitar 3% (Walmsley et al 2016). Susu bubuk juga cukup mudah dikonsumsi, disimpan dan dicampurkan (Imanningsih, 2013). Proses pembuatan susu bubuk dimulai dari proses basah, proses kering dan proses blending. Proses Blending dilakukan dengan proses dry blending (Wardana, 2012). Pencampuran kering (dry blending) adalah pencampuran base powder dengan raw material lainnya seperti whey powder, gula, vitamin dan mineral (Irawati, 2005). Banyak hal yang harus diperhatikan dalam proses pencampuran bahan bubuk, dimana telah diketahui bahwa pencampuran sempurna dari dua atau lebih komponen, sangat sulit untuk dicapai. Tujuan pencampuran adalah distribusi yang homogen dari setiap komponen campuran di seluruh volume (Krolczyk, 2016). Semakin rendah variasi dari komposisi sampel dalam campuran serbuk, maka akan semakin baik kualitas pencampuran (Mikhaiel, 2013). Keseragaman komponen produk merupakan salah satu pengukur kualitas, yang penting dari produk akhir. Keseragaman komponen erat kaitannya dengan keseragaman dari campuran. Pencampuran yang buruk akan mengarah pada masalah kandungan komponen dari bahan yang dihasilkan. Hal ini akan sangat mempengaruhi kesesuaian masing-masing kadar komponen seharusnya sehingga akan berdampak pada kualitas produk akhir (Madsen, 2002). Menurut Yin (2007), terdapat beberapa faktor utama yang berpengaruh terhadap proses analisis dan penentuan tingkat homogenitas dan distribusi keseragaman campuran akhir produk yang dikelompokkan menjadi karakteristik fisik komponen (ukuran partikel, densitas, morfologi, bentuk, jumlah), karakteristik kimia komponen (kompatibilitas antar komponen, kompatibilitas dengan aktif, daya rekat, muatan listrik statis, pengotor, dan degradasi), mesin blending (Drum Cross Flow, Double Cone, Twin shell, Ribbon dan Screw), metode blending

3

(memutar shell blender di sekitar sumbu tetap dan memutar bagian internal blender seperti impeller atau paddle dan memberikan gerakan memotong dan mengocok, secara kontinyu) dan parameter proses lain (waktu pencampuran, kecepatan pencampuran, laju aliran, dan volume). Menurut Yin, (2007), lama waktu dan kecepatan pencampuran juga mempengaruhi proses pencampuran material dan juga terhadap homogenisasi hasil campuran. Waktu dan kecepatan pencampuran yang tidak mencukupi dapat menghasilkan hasil campuran yang buruk, pembentukan clump, dan segregasi. Pada penelitian ini akan dilakukan beberapa analisis terhadap beberapa faktor yang dapat mempengaruhi homogenitas komponen produk susu bubuk di PT Frisian Flag Indonesia, yakni waktu blending dan kecepatan blending. Penelitian ini dirancang dan disusun untuk mengetahui variasi kecepatan dan waktu yang baik pada proses blending agar menghasilkan keseragaman komponen pada produk susu bubuk X di PT Frisian Flag Indonesia. Sebelumnya telah dilakukan beberapa penelitian terhadap produkproduk farmasi terkait homogenitas hasil proses blending salah satunya yakni oleh Wyk (2014) yang mencampurkan enalapril maleate dan lactose monoydrate dengan mesin Saral Rapid mixer and wet Granulator bersistem High Shear Mixer yang berpengaduk impeller dan chopper, bahwa waktu pencampuran dan kecepatan pengaduk impeller terbukti lebih signifikan daripada kecepatan pengaduk chopper. Berdasarkan hasil penelitian tersebut merekomendasikan kecepatan impeller diatur pada 191 rpm, chopper pada 2002 rpm, dan waktu pencampuran 3.01 menit. Kecepatan dari pengadukan, juga mencapai kriteria RSD ≤ 5% demikian juga hasil individu adalah 10% dari hasil rata rata (Wyk, 2014). Pada penelitian ini menggunakan alat blending Lindor dengan jenis pengaduk Lindor. Waktu yang direkomendasikan menggunakan mesin Lindor untuk menghasilkan produk yang homogen adalah sekitar 1-5 menit untuk menghasilkan produk yang homogen. Homogenitas serbuk

4

menggunakan mesin Lindor berkapasitas 10 kg dapat tercapai dengan kecepatan 12 rpm selama 5 menit (Hartono, 2018), kemudian menurut Gupta et al (2010) kualitas mixing index mini Lindor terbaik didapatkan pada kecepatan 10 rpm. Berdasarkan literatur sebelumnya, penelitian terkait studi tentang pengaruh faktor kecepatan dan lama waktu proses blending ini belum pernah dilakukan untuk diterapkan pada produk susu. Menurut Yin (2007) kriteria penerimaan sampel bubuk yang memiliki keseragamaan komponen yang baik dari hasil pencampuran oleh FDA yakni memiliki nilai RSD (relative standard deviation) ≤ 5,0 %. Produk susu bubuk X akan di analisis karakteristik fisikokimianya meliputi particle size, angle of repose, bulk density, homogenitas secara kualititatif, homogenitas secara kuantitatif, stabilitas fisik, kadar proksimat (protein, lemak, gula, mineral) dengan acuan standar PT Frisian Flag Indonesia.

B. Rumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian ini adalah : Bagaimana pengaruh dumping sequence / urutan penambahan komponen bahan (dari ukuran partikel kecil ke besar, besar ke kecil, dan acak), kecepatan blending (8, 10, 12 rpm) dan waktu blending (1, 3, 5 menit) terhadap karakteristik susu bubuk X meliputi particle size, angle of repose, kadar protein, kadar lemak, kadar gula dan kadar mineral ?

C. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : Mengetahui pengaruh dumping sequence / urutan penambahan komponen bahan (dari ukuran partikel kecil ke besar, besar ke kecil, dan acak), kecepatan blending (8, 10, 12 rpm) dan waktu blending (1, 3, 5 menit) terhadap karakteristik susu bubuk X meliputi particle size, angle of repose, kadar protein, kadar lemak, kadar gula dan kadar mineral.

5

D. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah : Dapat memberikan alternatif solusi kombinasi proses terbaik untuk proses blending susu bubuk formula X di PT Frisian Flag Indonesia sehingga mencapai homogenitas pencampuran yang dihasilkan

6

BAB II LANDASAN TEORI A. Tinjauan Pustaka 1. Susu Susu merupakan bahan pangan yang mengandung berbagai nilai gizi seimbang seperti protein, lemak, karbohidrat, mineral, dan vitamin yang sangat dibutuhkan oleh manusia, karena mengandung berbagai komponen gizi yang lengkap serta kompleks (Miskiyah, 2011). Menurut Buckle et al, (1987) susu sapi dapat didefinisikan sebagai sekresi normal berbentuk cairan yang diproduksi dari hasil pemerahan ambing sapi sehat tanpa dikurangi atau ditambah sesuatu. Dapat diketahui besar komposisi kandungan komponen yang terdapat pada susu sapi berdasarkan Food and Agriculture Organization (2013) seperti pada Tabel 2.1 Tabel 2.1 Kadar Proksimat Susu Sapi Kadar Proksimat Energi (kJ) Energi (kcal) Air (g) Total Protein (g) Total Lemak (g) Laktosa (g) Abu

Susu Sapi Rata- rata Range 262 247 – 274 62 59 – 66 87.8 87.3 - 88.1 3.3 3.2 - 3.4 3.3 3.1 - 3.3 4.7 4.5 - 5.1 0.7 0.7 - 0.7

Sumber : Food and Agriculture Organization (2013)

Menurut Ariningsih (2005), saat ini masyarakat di negara-negara maju telah menjadikan susu sebagai menu makanan utama bagi dewasa dan anak-anak. Semakin maju suatu negara, maka semakin banyak pula masyarakatnya yang mengonsumsi susu karena susu dianggap memiliki kandungan nutrisi yang tinggi yang dapat membantu pembentukan tulang, serta kaya akan protein dan kandungan lemak yang dapat menghasilkan energi (Susilorini dan Sawitri, 2007).

7

2. Dairy Product Susu merupakan cairan biologis kompleks yang terdiri dari lemak, protein, mineral, vitamin, enzim, laktosa dan air. Selain itu, juga memiliki komponen fungsional yang memberikan asupan gizi tinggi. Secara umum industri pengolahan susu dewasa ini telah mengalami perkembangan yang baik. Melalui, laboratorium penelitian dan pengembangan, industri pengolahan susu dapat menghasilkan produk baru dan merancang yang baru. Para ilmuwan pangan di bidang dairy products bekerja sama untuk mengetahui bagaimana sifat fungsional dan komponen dari susu sehingga dapat tahan lama, dengan berbagai prosedur pemrosesan (USDA, 2005). Susu dapat diklasifikasikan berdasarkan kandungan lemaknya, contoh: whole milk, skimmed milk, semi skimmed milk, low fat milk, standardized milk. Susu juga dapat diklasifikasikan berdasarkan proses pembuatannya : pasteurized milk, sterilized milk, ESL milk, UHT milk. Berdasarkan penjelasan data dari FAOSTAT untuk berbagai jenis susu dan produk susu dibagi menjadi beberapa kelompok yaitu susu cair seperti susu cair, susu murni dan susu segar, susu skim sapi, standardized milk, reconstituted milk dan fortified milks; susu kental seperti susu kental dari susu murni dan susu kental dari susu skim; dehydrated milk products susu tervaporasi dari susu murni dan susu terevaporasi dari susu skim, dry milk/ susu bubuk, milk skimmed dried, dry whey dan dry buttermilk (FAO, 2013). 3. Susu Bubuk Susu bubuk adalah produk susu yang diperoleh dengan cara mengurangi sebagian besar air melalui proses pengeringan susu segar dan atau susu rekombinasi yang telah dipasteurisasi, dengan atau tanpa penambahan vitamin (SNI, 2006). Susu bubuk adalah produk olahan susu dalam bentuk kering dengan kadar air di bawah 5%, biasanya diproduksi dengan salah satu sistem silinder/roll drying/drum drying, dough proses, ataupun spray drying atau kering semprot (Miller, 1992). Susu bubuk adalah susu yang diuapkan dan melalui proses pengeringan. Proses pembuatan susu bubuk mulai dari proses basah, proses kering, dan proses blending. Proses

8

basah melalui tahapan penerimaan bahan baku, pendinginan, pasteurisasi, pencampuran basah dan homogenisasi. Proses kering dalam pembuatan susu bubuk melalui tahapan evaporasi dan spray dryer. Sedangkan, pencampuran kering yaitu mencampurkan base powder yang dihasilkan spray dryer dengan penambahan gula, premix, serta antioksidan (Wardana, 2012). Susu bubuk tidak hanya dikonsumsi secara langsung dengan dilarutkan, namun juga sering digunakan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan produk pangan lain seperti dalam pembuatan roti. Susu bubuk merupakan salah satu produk susu yang cukup mudah dikonsumsi, disimpan dan dicampurkan. Namun, susu juga memiliki sifat rentang atau mudah rusak terutama oleh kondisi dan lamanya penyimpanan, dengan demikian perlu diperhatikan bagaimana penyimpanan yang baik karena pada

kenyataannya suhu dan lamanya

penyimpanan mempengaruhi kualitas susu tersebut (Imanningsih, 2013). Susu bubuk merupakan salah satu produk olahan susu yang diproduksi dengan cara mengurangi sebagian besar air melalui proses pengeringan susu segar dan atau susu rekombinasi, atau pencampuran kering (dry blend), dengan atau tanpa penambahan vitamin, mineral, unsur gizi lainnya, dan bahan tambahan pangan yang diizinkan kecuali pewarna dan perisa (BSN 2015). Tujuan utama pembuatan susu bubuk adalah untuk memperpanjang umur simpan, memudahkan penanganan dan penyimpanan (Sulieman et al 2014). Salah satu kelebihan susu bubuk dibandingkan susu segar adalah umur simpan yang relatif panjang karena kandungan air susu bubuk sangat rendah yaitu sekitar 3% (Walmsley et al 2016). Kadar air yang rendah merupakan faktor yang dapat mencegah mikroorganisme perusak dan patogen untuk tumbuh. Susu bubuk dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama (± 1 tahun) tanpa mengalami penurunan kualitas yang signifikan jika disimpan dalam kondisi penyimpana yang baik (Sharma et al

2012). Menurut

Chandan (1997), komposisi susu bubuk yaitu kadar air 3 (%w/w), kadar lemak 27,5 (%w/w), kadar protein 26,4 (%w/w), kadar laktosa 37,2(%w/w) dan kadar mineral 5,9 (%w/w). Susu bubuk komersial untuk konsumen bayi

9

dan anak kecil dapat dikategorikan dalam susu bubuk infant formula milk (IF), follow on formula milk (FOF) dan growing up milk (GUM) (Kent et al, 2015). Komposisi dari susu bubuk untuk setiap jenis juga berbeda-beda dan beberapa diatur khusus oleh Codex Alimentarius Commision (Kent et al, 2015). Tujuan utama pembuatan susu bubuk adalah untuk memperpanjang umur simpan, memudahkan penanganan dan penyimpanan (Sulieman et al, 2014). Susu bubuk dapat disimpan dalam jangka waktu yang lama (± 1 tahun) tanpa mengalami penurunan kualitas yang signifikan jika disimpan dalam kondisi penyimpanan yang baik (Sharma et al, 2012). 4. Dry Blending (Pencampuran Kering) Proses pencampuran kering (dry blending) adalah pencampuran base powder yang dihasilkan dari spray dryer dengan raw material lainnya seperti whey powder, gula, vitamin dan mineral (Irawati, 2015). Pada proses pencampuran kering bahan baku berbentuk bubuk mengalami pergesekan mekanis atau tumbukan saat transportasi bubuk dari tipping major station ke dalam receiving hopper menggunakan sistem vakum. Tipping major station merupakan tempat digunakan untuk memasukkan bahan baku utama berbentuk bubuk sedangkan receiving hopper adalah tempat untuk menampung sementara bubuk sebelum turun ke dalam mixer (Saputro, 2008). Pencampuran bahan bubuk sangatlah umum dan merupakan elemen penting di industri yang mengolahnya. Banyak tantangan yang sangat penting yang harus diatasi, tidak hanya dalam hal keamanan dan kebersihan, tetapi juga untuk mencapai hasil yang terbaik, salah satunya terkait kemungkinan homogenitas pencampuran dimana telah diketahui bahwa pencampuran sempurna dari dua atau lebih komponen, sangat sulit untuk dicapai. Tujuan pencampuran adalah distribusi yang homogen dari setiap komponen campuran di seluruh volume (Krolczyk, 2016). Tujuan dari setiap pencampuran adalah untuk mendapatkan distribusi yang homogen dari semua komponen. Maka, semakin rendah variasi dari komposisi sampel

10

dibandingkan dengan jumlah yang sama dari campuran serbuk, maka akan semakin baik kualitas pencampuran (Mikhaiel, 2013). 5. Blending Homogeneity Pencampuran bahan bubuk sangatlah umum dan merupakan elemen penting di industri yang mengolahnya. Banyak tantangan yang sangat penting yang harus diatasi, tidak hanya dalam hal keamanan dan kebersihan, tetapi juga untuk mencapai hasil yang terbaik, salah satunya terkait kemungkinan homogenitas pencampuran dimana telah diketahui bahwa pencampuran sempurna dari dua atau lebih komponen, sangat sulit untuk dicapai. Tujuan pencampuran adalah distribusi yang homogen dari setiap komponen campuran di seluruh volume (Krolczyk, 2016). Tujuan dari setiap pencampuran adalah untuk mendapatkan distribusi yang homogen dari semua komponen. Maka, semakin rendah variasi dari komposisi sampel dibandingkan dengan jumlah yang sama dari campuran serbuk, maka akan semakin baik kualitas pencampuran

(Mikhaiel, 2013).

Keseragaman komponen produk adalah ukuran kualitas yang penting dari produk akhir. Karena keseragaman komponen erat kaitannya dengan keseragaman dari campuran, penting untuk memantau keseragaman campuran.

Pencampuran

yang

buruk

atau

ketidakmampuan

mempertahankan campuran, yang biasa disebut dengan segregasi, akan mengarah pada masalah kandungan komponen dari bahan yang dibentuk dari

campuran.

Hal

ini

akan

sangat

mempengaruhi

kesesuaian

masing-masing kadar komponen seharusnya sehingga akan mempengaruhi kualitas produk akhir (Madsen, 2002). 6. Faktor yang Mempengaruhi Hasil Blending Berbagai hal dapat mempengaruhi hasil serta proses pencampuran material. Ada sejumlah proses dan variabel produk serta karakteristiknya yang mempengaruhi kualitas pencampuran dan perpaduan akhirnya. Tabel 2.2 meringkas beberapa faktor utama yang berkontribusi pada proses analisis dan penentuan tingkat homogenitas dan distribusi keseragaman campuran akhir (Yin, 2007).

11

Tabel 2.2 Faktor-faktor proses analisis dan penentuan tingkat homogenitas dan distribusi keseragaman campuran akhir

Faktor

KATEGORI

SUB- KATEGORI

Karakteristik Fisik Komponen

AKTIF Ukuran Partikel, Densitas, Morfologi, Bentuk, dan Jumlah

EKSIPIEN Ukuran Partikel, Densitas, Morfologi, Bentuk, dan Jumlah

Karakteristik Kimiawi Komponen

AKTIF Kompatibilitas Antar Komponen, Daya Rekat, Muatan Listrik Statis, Pengotor, dan Degradasi PUTARAN SHELL BLENDER Drum, Cross-flow, Double Cone, Twin-shell PUTARAN SHELL BLENDER Memutar shell blender di sekitar sumbu tetap

EKSIPIEN Kompatibilitas dengan Aktif, Daya Rekat, Muatan Listrik Statis,

Mesin Blending

Metode Blending

Parameter Proses

SHELL BLENDER KONSTAN Ribbon, Screw SHELL BLENDER KONSTAN Memutar bagian internal blender, seperti impeller atau paddle, dan memberikan gerakan memotong dan mengocok, secara kontinyu

Waktu Pencampuran, Kecepatan Pencampuran, Laju aliran, dan Volume

Sumber : Yin (2007). Selain itu, lama waktu dan kecepatan pencampuran juga mempengaruhi

proses

pencampuran

material

dan

juga

terhadap

homogenisasi hasil campuran. Waktu dan kecepatan pencampuran yang tidak mencukupi dapat menghasilkan hasil campuran yang tercampur dengan buruk, pembentukan clump, dan segregasi (Yin, 2007). 7. Relative Standard Deviation (RSD) RSD adalah relative standard deviation. Nilai rata-rata dan persentase Relative Standard Deviation (% RSD) kemudian dihitung untuk

12

setiap percobaan. USFDA mengeluarkan pedoman untuk industri pada “Powder blends and finished dosage units – stratified in-process dosage unit sampling and assessment’ (US Food and Drug Administration, 2003 dalam Wyk, 2014)”. Pedoman ini dimaksudkan untuk membantu produsen produk obat manusia dalam memenuhi persyaratan 21 CFR 211.110 untuk menunjukkan kecukupan pencampuran serta memastikan keseragaman bubuk dalam proses pencampuran dan unit dosis jadi. Panduan ini menjelaskan prosedur untuk menilai kecukupan campuran bubuk, mengkorelasikan hasil uji unit dosis dalam proses dengan hasil tes campuran bubuk, dan menetapkan kriteria awal untuk prosedur kontrol yang digunakan dalam pembuatan rutin. Kriteria yang disarankan untuk digunakan pada campuran bubuk (dalam blender) adalah untuk menguji satu sampel per lokasi (jumlah sampel (n)> 10). Relative Standard Deviation dari semua hasil individu harus < 5,0%. Semua hasil individu harus di dalam10,0% (absolut) dari hasil rata-rata (Wyk, 2014). Menurut Yin (2007) kriteria penerimaan sampel bubuk yang memiliki keseragamaan komponen yang baik dari hasil pencampuran oleh FDA yakni memiliki nilai RSD (relative standard deviation) ≤ 5,0 %. RSD = [(standard deviasi)/(rata-rata)] x 100% (Wyk, 2014)

B. Kerangka Berpikir Tantangan bagi Proses Dry Blending susu bubuk adalah memastikan bahwa hasil blending susu bubuk memberikan hasil campuran produk yang memiliki homogenitas baik di PT Frisian Flag Indonesia. 13

Blending Homogeneity atau homogenitas yang

Gambar 2.1 Kerangka Berpikir

C. Hipotesis

14

Hipotesis dari penelitian ini adalah semakin lambat kecepatan blending dan semakin cepat waktu blending memberikan tingkat homogenitas hasil campuran susu bubuk X yang baik.

15

BAB III METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Departement Dairy Technology PT Frisian Flag Indonesia (Plant Pasar Rebo) yang berada di Jalan Raya Bogor Km. 5, Jakarta Timur 13760. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret - Juni 2019. B. Alat dan Bahan 1. Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari alat proses pencampuran dan alat analisis sampel. Alat yang digunakan dalam proses pencampuran sampel berupa glass beaker, neraca analitik, neraca digital, plastik, powder dry horizontal mixer mini lindor L-00010-R-CR00000 (Lindor Machinefabrieken B.V, The Netherlands) (kapasitas 10 kg), spatula, sendok, stopwatch. Sedangkan alat yang digunakan untuk analisis sampel dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1. Alat Analisis Sampel Susu Bubuk X dan Y No. Analisis 1. Bulk Density

2.

Homogenitas Kualitatif

3.

Stabilitas Fisik a) Massa Jenis

Alat Bulk density apparatus – Stampvolumeter STAV 2003 JEL (Funke Gerber, Germany) (IDF, 2005) secara Scanning Electron Microscopy (SEM) Hitachi Tabletop Microscope TM 300 (Rinaldi, 2018) Piknometer, desikator, penjepit, neraca analitik (Maryam, 2013) Gelas Ukur dan penggaris (Maryam, 2013)

b) Volume Sedimentasi

Cup plastik kecil, sendok plastik, borang (Maryam, 2013) Tabung Reaksi (Maryam, 2013) Viscometer Stromer (Maryam, 2013)

c) Organoleptis

d) Redispersi e) Viskositas f) Distribusi ukuran partikel Dengan alat laser diffraction (Particle Size) particle size analyzer LS 13320

16

4.

Kadar Lemak

5.

Kadar Gula

6.

Kadar Protein

7.

Kadar Mineral

(Beckman Coulter USA) (Hartono, 2018) Dengan alat FOSS NIRSystems 5000 Dengan alat FOSS NIRSystems 5000 Dengan alat FOSS NIRSystems 5000 Dengan alat FOSS NIRSystems 5000

2. Bahan Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah komponen bahan pembuatan susu bubuk X yakni, base powder milk, gula, maltodekstrin, flavour vanilla, dan premiks. Tabel 3.2. Bahan Analisa Susu Bubuk X No. Analisis Bahan 3. Stabilitas Fisik a) Massa Jenis Aquadest (Maryam, 2013) C. Tahapan Penelitian Tahapan penelitian ini terdiri daridua tahapan yaitu proses pencampuran komponen, dan proses analisis sampel susu bubuk X. Diagram alir urutan proses tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.1.

17

FORMULA SUSU BUBUK X Persiapan alat Blending yang akan digunakan Penimbangan setiap komponen sesuai formula Pencampuran menggunakan mini lindor dengan 3 variasi perlakuan : 1) Kecepatan (8, 10, 12 rpm) 2) Waktu (1, 3, 5 menit) Susu Bubuk X

Analisis Angle of Repose, Bulk Density, Homogenitas secara Kuantitatif, Homogenitas secara Kualitatif, Stabilitas Fisik, Kadar Lemak, Kadar Gula, Kadar Protein, Kadar Mineral

Gambar 1.1 Tahapan Penelitian

Terdapat beberapa tahapan yang dilakukan pada penelitian ini, seperti berikut.

1. Proses Pencampuran Komponen Susu Bubuk X Proses ini dilakukan dengan menggunakan alat mini lindor. Selanjutnya seluruh komponen bahan yang telah ditimbang dimasukkan kedalam mesin mini lindor, mengatur kecepatan (8, 10, dan 12) rpm dan penyesuaian waktu (1, 3 dan 5) menit dengan menggunakan stopwatch.

18

2. Analisis Karakteristik Susu Bubuk X Proses analisis yang dilakukan terhadap produk susu bubuk X meliputi Analisis Angle of Repose, Bulk Density, Homogenitas secara Kuantitatif, Homogenitas secara Kualitatif, Stabilitas Fisik (Organoleptis, Massa Jenis, Viskositas, Volume Sedimentasi, Redispersi, Distribusi Ukuran Partikel), Kadar Lemak, Kadar Gula, Kadar Protein, Kadar Mineral.

D. Rancangan Penelitian Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan 2 faktor dengan 3 variasi untuk setiap faktor yaitu faktor kecepatan (8, 10, dan 12) rpm dan faktor waktu (1, 3 dan 5) menit. Masing-masing perlakuan dilakukan 3 kali ulangan sampel dan 3 kali ulangan analisis. Semua data hasil penelitian dianalisis menggunakan two way Analysis Of Variance (ANOVA) dengan menggunakan SPSS versi 16.0. Bila hasil analisis menunjukkan beda antar perlakuan maka dilanjutkan dengan Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) pada α = 0,05. Rancangan penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 3.2.

19

Tabel 3.2 Rancangan Penelitian Formula Sampel X Kecepatan Waktu Hasil Ulangan (V) (T) Variasi Sampel

V1

V2

V3

T1

V1T1

T2

V1T2

T3

V1T3

T1

V2T1

T2

V2T2

T3

V2T3

T1

V3T1

T2

V3T2

T3

V3T3

Keterangan : T1 : 1 menit T2 : 3 menit T3 : 5 menit V1 : 8 rpm V2 : 10 rpm V3 : 12 rpm

a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c a b c

Ulangan Analisis a V1T1aa V1T1ab V1T1ac V1T2aa V1T2ab V1T2ac V1T3aa V1T3ab V1T3ac V2T1aa V2T1ab V2T1ac V2T2aa V2T2ab V2T2ac V2T3aa V2T3ab V2T3ac V3T1aa V3T1ab V3T1ac V3T2aa V3T2ab V3T2ac V3T3aa V3T3ab V3T3ac

b V1T1ab V1T1bb V1T1bc V1T2ab V1T2bb V1T2bc V1T3ab V1T3bb V1T3bc V2T1ab V2T1bb V2T1bc V2T2ab V2T2bb V2T2bc V2T3ab V2T3bb V2T3bc V3T1ab V3T1bb V3T1bc V3T2ab V3T2bb V3T2bc V3T3ab V3T3bb V3T3bc

c V1T1ac V1T1bc V1T1cc V1T2ac V1T2bc V1T2cc V1T3ac V1T3bc V1T3cc V2T1ac V2T1bc V2T1cc V2T2ac V2T2bc V2T2cc V2T3ac V2T3bc V2T3cc V3T1ac V3T1bc V3T1cc V3T2ac V3T2bc V3T2cc V3T3ac V3T3bc V3T3cc

E. Pengamatan Parameter Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan beberapa analisa yang dapat dilihat pada Tabel 3.3. Tabel 3.3 Metode Analisis Susu Bubuk X dan Y No. Analisis 1. Angle of Repose 2.

Bulk Density

3.

Homogenitas secara Kuantitatif Homogenitas secara Kualitatif Stabilitas Fisik a) Massa Jenis

4. 5.

Metode Analisa Angle of Repose (Shittu dan Lawal, 2005) Analisa Densitas Kamba atau Bulk density apparatus (IDF, 2005) Analisa Mixing Index (Gupta et al, 2010) Analisa SEM (Rinaldi, 2018)

Analisa Massa Jenis (Maryam, 2013) Analisa Volume Sedimentasi (Maryam, 2013)

b) Volume Sedimentasi

6.

c) Organoleptis d) Redispersi e) Viskositas f) Distribusi Ukuran Partikel (Particle Size) Kadar Lemak

7.

Kadar Gula

8.

Kadar Protein

9.

Kadar Mineral

21

Analisa Organoleptis (Maryam, 2013) Analisa Redispersi (Maryam, 2013) Analisa Viskositas (Maryam, 2013)

Analisa Distribusi Ukuran Partikel (Hartono, 2018) Analisa Proksimat Kadar Lemak (AOAC, 2006) Analisa Proksimat Kadar Gula (AOAC, 2006) Analisa Proksimat Kadar Protein (AOAC, 2006) Analisa Proksimat Kadar Mineral (AOAC, 2006)

F. Jadwal Kegiatan Penelitian Tabel 3.4 Jadwal Kegiatan Bulan keNo

Kegiatan

1

Penulisan Proposal

2

Seminar Proposal

3

Penelitian

4

Penulisan Laporan

5

Seminar Hasil

6

Sidang Skripsi

1

2

22

3

4

5

LAMPIRAN

23

1. Analisa Angle of Repose (Flowability) Tuang 200 mL sampel bubuk melalui corong yang ditempatkan 20 cm di atas permukaan yang rata. Pelat penyangga ditarik dan sampel bubuk dibiarkan turun. Sudut dari tumpukkan yang dibentuk sampel pada permukaan yang rata diukur. Jika sudut yang dihasilkan <35o maka dikategorikan free flowing material (mudah mengalir). Jika sudutnya 45 – 55o dikategorikan fairly cohesive material (agak kohesif) dan di atas 55o maka dikategorikan very cohesive (sangat kohesif). 2. Analisa Densitas Kamba (Bulk Density) Sebanyak 100 gram (± 0,1 gram) sampel ditimbang dan dimasukkan ke dalam gelas ukur 250 ml. Gelas ukur diletakkan dalam alat tap density I Engelsman AG model STAV II dengan 625 kali ketukan. Pengukuran sampel densitas kamba dilakukan sebelum dan sesudah pencampuran kering pada dua lini produksi yang berbeda. Pengukuran dilakukan sebanyak sembilan kali ulangan Persamaan densitas kamba yang digunakan adalah Densitas kamba (BD) = m / Vf dimana m adalah massa sampel susu bubuk dan vf adalah volume akhir sampel setelah tapped atau ketukan. 3. Analisa Homogenitas secara Kuantitatif (Mixing Index) Salah

satu

cara

termudah

untuk

mengkarakterisasi

kualitas

pencampuran (dari data DEM) adalah dengan menghitung jumlah kontak antara dua bahan sampel. Rasio kontak antara sampel berkomposisi kecil-besar (Csl) dan total

kontak antara keduanya (Ctotal) dapat

digunakan untuk mengkarakterisasi kualitas pencampuran, disebut q1. Pencampuran dikatakan buruk apabila nilai q1 kecil, pencampuran optimal (buatan) akan ditunjukkan nilai q1 antara 0,2 dan 0,5.

24

4. Analisa Homogenitas secara Kualitatif (SEM) Ukuran partikel rata-rata berdasarkan volume spherical (mean particle size D4,3), diukur dengan laser diffraction particle size analyzer LS 13320 (Beckman Coulter USA). Instrumen ini menggunakan 5 mW laser diode dengan panjang gelombang 750 nm sebagai sumber cahaya dan lampu tungsten-halogen sebagai sumber cahaya sekunder dengan sistem PIDS (Polarization Intensity Differential Scattering). Sampel bubuk disiapkan dalam gelas ukur yang sudah disediakan hingga tanda batas selanjutnya dimasukkan ke dalam Tornado Dry Powder System yang terhubung dalam vakum 420 L/menit pada 740-750 torr (15 cfm pada 5-10 inci air dibawah tekanana atmosferik). 5. Analisa Stabilitas Fisik Suspensi disentrifugasi dengan kecepatan 5.000 rpm selama 30 menit. Diamati sedimentasi yang terbentuk dan kemudahan redispersinya. - Penyimpanan selama 30 hari

Evaluasi stabilitas fisik dilakukan pada hari ke 0, 7, 14, 21 dan 30 hari. Evaluasi yang dilakukan pada penelitian ini meliputi organoleptis, massa jenis, volume sedimentasi, redispersi, viskositas dan distribusi ukuran partikel secara mikroskopi. a) Organoleptis Evaluasi organoleptis suspensi dilakukan dengan menilai perubahan rasa, warna, dan bau. Evaluasi dilakukan selama 30 hari. b) Massa Jenis Massa jenis diukur dengan diawali menimbang piknometer kosong (C). Kemudian menimbang berat piknometer dengan aquadest (A) kemudian menimbang piknometer yang berisi suspensi (B). Analisa massa jenis menggunakan rumus pada persamaan berikut.

25

c) Volume Sedimentasi Suspensi dimasukkan ke dalam gelas ukur bervolume 10 mL (Ho). Pengukuran volume sedimentasi dilakukan hingga volume sedimentasi konstan maksimal hingga 30 hari. Diukur setiap 24 jam sekali. Volume tersebut merupakan Volume akhir (Hu). Volume sedimentasi dapat dihitung dengan rumus pada persamaan berikut. F

Hu Ho

d) Redispersi Evaluasi ini dilakukan dengan manual menggunakan suspensi di dalam tabung reaksi setelah pengukuran volume sedimentasi konstan. Putar tabung reaksi 180 derajat dan balik ke posisi semula. Lakukan berulang kali dengan konstan. Bernilai 100 % jika dalam sekali pembalikan tabung, suspensi dapat tersuspensi sempurna. Jika setiap pembalikan suspensi belum terdispersi sempurna maka akan terjadi pengurangan 5% dari nilai 100% e) Viskositas Penentuan viskositas dilakukan dengan viscometer stormer. Penentuan nilai Kv (tetapan alat) : Naikkan sampel hingga batas pada paddle. Pemberat terus ditambahkan hingga didapat nilai rotation per minute (rpm) pada monitor 200. Masukkan nilai pemberat yang digunakan pada monitor dan tekan enter, lampu KU akan hidup dan monitor akan menunjukkan nilai Kv alat. Penentuan nilai Wf : Lakukan prosedur dengan pemberat anak timbangan yang bervariasi (30, 60, 90, 120, dan 150 gram). Dicatat rpm yang dihasilkan pada setiap anak timbangan yang berbeda. Dicari persamaan regresi linier (persamaan 3) dari bobot anak timbangan (x) vs rpm (y).

26

f) Distribusi Ukuran Partikel (Particle Size) Ukuran partikel rata-rata berdasarkan volume spherical (mean particle size – D4,3) diukur dengan laser diffraction particle size analyzer LS 13320 (Beckman Coulter, USA). Instrumen ini menggunakan 5 mW laser diode dengan panjang gelombang 750 nm sebagai sumber cahaya dan lampu tungsten-halogen sebagai sumber cahaya sekunder untuk sistem PIDS (Polarization Intensity Differential Scattering). Sampel bubuk disiapkan dalam gelas ukur yang sudah disediakan hingga tanda batas kemudian dimasukkan ke dalam Tornado Dry Powder System yang terhubung dengan vakum 420 L/menit pada 740 – 750 torr (15 cfm pada 5 – 10 inci air di bawah tekanan atmosferik). Analisa triplo dilakukan untuk tiap-tiap sampel. 6. Analisa Proksimat (Kadar Lemak, Kadar Gula, Kadar Protein, Kadar Mineral) Analisis

menggunakan

instrumen

NIRS

diawali

dengan

dihomogenkannya sampel susu bubuk X yang akan dianalisis. Kemudian program ISIscan dipilih untuk analisis/pembacaan komposisi sampel. Selanjutnya dipilih equation yang digunakan untuk pembuatan model kalibrasi. Sampel susu bubuk X di scan menggunakan equation yang sama. Sebelum pembacaan dimulai, terlebih dahulu ceramic reference dipastikan telah berada pada tempat scan. Selanjutnya tombol “Scan” diklik, kode sampel yang dianalisis diisikan pada kotak yang tersedia, dan tombol “Continue” diklik. Pembacaan reference dilakukan terlebih dahulu kemudian dilanjutkan pembacaan sampel. Pembacaan sampel dilakukan setelah muncul kotak dialog pada layar komputer “Sample”. Sampel diletakkan pada kuvet sampel dan ditekan dengan fiber-optic probe. Kuvet harus dipastikan dalam keadaan bersih dan tidak terdapat gelembung saat ditekan dengan fiber-optic probe. Hal ini dikarenakan gelembung tersebut dapat mengganggu pembacaan sampel saat dianalisis. Kemudian reference dipindahkan dari tempat scan, diganti dengan kuvet yang berisi sampel, dan

27

tombol “Enter” ditekan. Instrumen NIRS dipastikan dalam keadaan tertutup pada saat pembacaan reference dan sampel. Sampel susu bubuk X dilewati oleh sinar inframerah dekat (NIR) yang memiliki panjang gelombang 780 – 2500 nm. Setelah pembacaan sampel selesai, kuvet selanjutnya dikeluarkan dari instrumen NIRS dan dibersihkan.

28