Pembuatan bubuk sari buah tomat dengan metode spray drying. Kajian dari ph awal, konsentrasi dekstrin, tween 80 dan lama penyimpanan

PEMBUATAN BUBUK SARI BUAH TOMAT DENGAN METODE SPRAY DRYING.KAJIAN DARI pH AWAL, KONSENTRASI DEKSTRIN, TWEEN 80 DAN LAMA PENYIMPANAN

Ulyatu Fitrotin¹⁾, Hari Purnomo²⁾,Tri Susanto<sup>2)

1)</sup> Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) NTB

²⁾Fakultas Teknologi Hasil Pertanian, UNIBRAW

ABSTRAK

Tomat (Lycopersicon esculentum Mill) mengandung vitamin A (likopen yang bersifat non polar) dan vitamin C (polar) yang dapat mengakibatkan emulsi sari buah tomat tidak stabil, sehingga dapat menghentikan proses pengeringan sari buah tomat. Penambahan tween 80 diharapkan dapat memperbaiki stabilitas emulsi sari buah tomat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh pH sari buah tomat terhadap kualitas bubuk sari buah tomat, mengetahui konsentrasi dekstrin yang tepat untuk menghasilkan bubuk sari buah tomat yang berkualitas baik, mengetahui kemampuan tween 80 dalam memperbaiki emulsi sari buah tomat, dan untuk mengetahui pengaruh lama penyimpanan terhadap kualitas bubuk sari buah tomat. Penelitian dilaksanakan di laboratorium Kimia dan Teknologi Hasil Pertanian Unibraw, Laboratoriun Kimia dan Biokimia Pangan UGM. Penelitian terdiri dari tiga tahap percobaan. Tujuan dari tahap pertama adalah untuk mengetahui pengaruh pH terhadap panjang gelombang absorbansi dan waktu pemisahan sari buah tomat, menggunakan RAL dan setiap perlakuan diulang 4 kali. Penelitian tahap kedua adalah pembuatan bubuk sari buah tomat menggunakan RAK dengan 2 faktor. Perlakuannya adalah konsentrasi dekstrin (3%, 4% dan 5%) dan tween 80 (0%, 0,3%, 0,4% dan 0,5%) setiap perlakuan diulang 3 kali. Parameter yang diamati meliputi kandungan vitamin C, kandungan likopen, kadar air, viskositas, rendemen, dan daya larut bubuk sari buah tomat. Penelitian tahap ketiga dalah penyimpanan bubuk sari buah tomat menggunakan RAK dengan 2 faktor. Perlakuannya dalah jenis pengemas dan waktu penyimpanan. Setiap perlakuan diulang 3 kali. Parameter yang diamati meliputi kandungan vitamin C, kadar air dan daya larut bubuk sari buah tomat. Hasil dari perlakuan tahap pertama menunjukkan bahwa pH 3,5 memberikan hasil terbaik, ditunjukkan dengan nilai absorbansi 2,255 dan waktu pemisahan sari buah tomat 52,5 detik. Hasil penelitian dari tahap kedua menunjukkan bahwa konsentrasi dekstrin 5% dan konsentrasi tween 80 0,5% memberikan bubuk sari buah tomat dengan kualitas terbaik, ditunjukkan dengan kandungan vitamin C 11,26 mg/100g, kandungan likopen 1,96mg/100g, viskositas 1,63 cP, kadar air 2,53% dan daya larut 99,15%. Penelitian tahap ketiga menunjukkan bahwa penegemas aluminium foil lebih baik daripada plastik polypropylene ditunjukkan dengan kandungan vitamin C 10,14mg/100g pada hari ke 30, kadar air 2,8% dan daya larut 98,88%. Dapat disimpulkan bahwa penggunaan sari buah tomat dengan pH 3,5 konsentrasi dekstrin 5% dan konsentrasi tween 80 0,5% memberikan kualitas bubuk sari buah tomat terbaik. Pengemas aluminium foil lebih baik daripada pengemas plastik polypropylene.

Kata kunci: bubuk sari buah tomat, spray drying, pH awal, dekstrin, tween 80 dan lama penyimpanan

LATAR BELAKANG

Tanaman tomat (Lycopersicon esculentum Mill) merupakan salah satu tanaman hortikultura yang banyak dijumpai di Indonesia. Buah tomat mempunyai peranan penting dalam pemenuhan gizi masyarakat. Komposisi zat gizi yang terkandung di dalamnya cukup lengkap. Vitamin A dan C merupakan zat gizi yang jumlahnya cukup menonjol dalam buah tomat. Vitamin A yang terdapat dalam buah tomat adalah likopen yang ditemukan dalam jumlah paling banyak. Pada tomat yang masih segar jumlah likopen sebesar 3,1-7,7 mg/100g (Tonucci et. al.,1995). Vitamin C dapat berbentuk sebagai asam L-askorbat dan asam L-dehidroaskorbat yang keduanya mempunyai keaktifan sebagai vitamin C (Jungs and Wells, 1997).

Buah tomat akan segera mengalami kerusakan jika tanpa perlakuan saat penyimpanan. Besarnya kerusakan buah tomat setelah panen berkisar antara 20% sampai dengan 50%(Winarno,1986). Buah tomat yang dipanen setelah timbul warna 10% sampai dengan 20% hanya akan bertahan maksimal 7 hari pada suhu kamar di Lembang (Sinaga, 1984).

Beberapa alternatif telah dilakukan untuk mengatasi masalah kerusakan dengan mengolah buah tomat menjadi bentuk olahan seperti minuman sari buah tomat, saos, pasta ,manisan kering maupun menjadi produk dalam bentuk bubuk. Keuntungan bentuk bubuk adalah lebih awet, ringan, volumenya lebih kecil sehingga dapat mempermudah dalam pengemasan dan pengangkutan.

Masalah yang dijumpai dalam pembuatan bubuk sari buah tomat dengan spray drying adalah pencoklatan produk yang dapat ditimbulkan oleh jenis bahan. pH yang terlalu ekstrem pada sari buah tomat dapat mempercepat degradasi asam askorbat dan likopen yang mengakibatkan timbulnya warna coklat (Lee,1995). Pengeringan sari buah tomat dengan spray drying dapat dilakukan secara kontinyu bila sari buah yang digunakan dapat terdispersi merata (Desodry, Netto and Labuza, 1997). Kandungan vitamin C yang memiliki sifat polar dan likopen yang bersifat non polar pada sari buah tomat mengakibatkan tidak stabilnya emulsi sari buah (Belitz and Grosch ,1987).

Penambahan bahan pengisi perlu dilakukan untuk menurunkan kecenderungan bubuk melekat pada dinding pengering. Berdasarkan penelitian Nurika (1999) untuk mendapatkan stabilitas warna bubuk pewarna dari ekstrak angkak digunakan konsentrasi dekstrin 5,5% dan suhu inlet spray drying 160ºC. Murtala (1999) mengemukakan bahwa penggunaan dekstrin 10% atau gum arab 6% dan suhu inlet spray drying 125ºC akan menghasilkan kualitas bubuk sari buah markisa yang baik secara fisika, kimia dan organoleptik. Pengolahan yang sesuai diharapkan dapat menghasilkan bubuk yang berkualitas tinggi. Berlatar belakang demikian maka perlu diadakan penelitian mengenai pembuatan bubuk sari buah tomat kajian dari pH awal, tween 80 dan lama penyimpanan.

Penelitian bertujuan untuk mengetahui pengaruh pH sari buah tomat terhadap kualitas bubuk tomat, mengetahui konsentrasi dekstrin yang tepat untuk menghasilkan bubuk berkualitas baik, mengetahui kemampuan tween 80 dalam memperbaiki emulsi sari buah tomat dan untuk mengetahui pengaruh lama penyimpanan terhadap kualitas bubuk sari buah tomat.

BAHAN DAN METODE

Buah tomat varietas Donna yang diperoleh dari lahan pertanian di desa Wunut Karangploso Malang. Dipilih buah yang telah mengalami matang penuh (seluruh permukaan kulit buah berwarna merah) yang dipanen pada umur 60 hst. Tween 80, white dekstrin, serta bahan kimia untuk analisa vitamin C dan likopen.

Penelitian terdiri dari tiga tahap percobaan. Tujuan dari tahap pertama ialah untuk mengetahui pengaruh pH terhadap panjang gelombang absorbansi dan waktu pemisahan sari buah tomat, menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dan setiap perlakuan diulang 4 kali. Penelitian tahap kedua adalah pembuatan bubuk sari buah tomat menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan 2 faktor. Perlakuannya adalah konsentrasi dekstrin (3%; 4% dan 5%) dan tween 80 (0%; 0,3%; 0,4% dan 0,5%) setiap perlakuan diulang 3 kali. Parameter yang diamati meliputi kandungan vitamin C, kandungan likopen, kadar air, viskositas, rendemen dan daya larut bubuk sari buah tomat. Penelitian tahap ketiga adalah penyimpanan bubuk sari buah tomat menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan 2 faktor. Perlakuannya adalah jenis pengemas dan waktu penyimpanan. Setiap perlakuan diulang 3 kali. Parameter yang diamati meliputi kandungan vitamin C, kadar air dan daya larut bubuk sari buah tomat. Data yang diperoleh dianalisa menggunakan analisis ragam (ANOVA) dan apabila hasil ANOVA menunjukkan pengaruh nyata, maka dilanjutkan dengan uji BNT 5% (Yitnosumartono, 1983).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian Tahap pertama.

Analisis buah tomat segar dan sari buah tomat varietas Donna disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1. Analisis buah tomat varietas Donna

Komposisi	Tomat masak	Sari buah tomat
Vitamin C (mg/100g)	30	25
Likopen (mg/100g)	3	2,32
pH	4,38	4,48

Kandungan vitamin C dan likopen pada sari buah tomat menurun dibandingkan pada kondisi buah tomat segar, hal ini disebabkan karena sebagian dari zat tersebut ada yang terikut pada ampas yang tidak diikutsertakan pada pembuatan larutan sari buah tomat, ampas buah tidak diikutsertakan sebab di dalamnya banyak terkandung biji dan padatan yang banyak mengandung pektin yang dapat mengakibatkan penyumbatan pada nozzle sehingga proses pengeringan dapat terhambat. Kandungan vitamin C akan mempengaruhi pH sari buah tomat (Steven, 1985).

Tabel 2 menyajikan pengaruh pH terhadap absorbansi sari buah tomat.

Tabel 2. Rerata absorbansi sari buah tomat akibat perbedaan pH

pH sari buah tomat	Absorbansi sari buah tomat (likopen)
3,5	0,74
4,5	0,43
5,5	0,58
BNT 5%	0,17

Ket.: Angka rerata yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT 5%.

Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa pH 3,5 memberikan nilai absorbansi tertinggi yaitu 0,74 pada panjang gelombang 474 nm, namun secara statistik nilai tersebut tidak berbeda nyata dengan pH 4,5 dan 5,5. Hal ini menunjukkan bahwa rentang pH 3,5-5,5 bukan merupakan pH yang ekstrem bagi likopen, sehingga pada pH tersebut likopen masih tetap stabil. Kerusakan likopen ditandai dengan perubahan struktur likopen dari trans menjadi cis yang diikuti dengan penurunan intensitas warna dan titik didihnya (Nguyen and Schwartz, 1999). Penentuan perlakuan terbaik berdasarkan metode indeks efektifitas (De Garmo et. al., 1984) menunjukkan bahwa perlakuan pH 3,5 memberikan nilai tertinggi yaitu sebesar 0,99.

Penelitian Tahap ke Dua.

Kandungan vitamin C menurun setelah sari buah tomat dibuat menjadi bubuk. Penurunan tersebut akibat kerusakan vitamin C yang disebabkan oleh proses oksidasi. Moreau dan Rosenberg (1996) mengemukkan bahwa pengeringan dengan spray drying memberikan luas permukaan butiran yang sangat besar sehingga mempertinggi proses oksidasi, oleh karena itu kulit yang melapisi butiran harus mampu menahan masuknya O₂. Penambahan dekstrin diharapkan dapat mengurangi kerusakan vitamin C. Fennema (1985) mengemukakan bahwa dekstrin tersusun atas unit glukosa yang dapat mengikat air, sehingga oksigen yang larut dapat dikurangi, akibatnya proses oksidasi dapat dicegah. Lin (1985) mengemukakan bahwa penggunaan bahan pengisi seperti dekstrin dapat mencegah proses oksidasi pada mikroenkapsulasi minyak ikan dengan spray drying. Bhandari et al., (1992) berpendapat bahwa subtitusi dekstrin pada gum arab dapat meningkatkan retensi volatil hingga 84%.

Tabel 3. Rerata kandungan vitamin C bubuk sari buah tomat akibat penambahan dekstrin dan tween 80

Penambahan dekstrin	Vitamin C(mg/100g)
3	8,71 a
4	9,00 a
5	9,60 b
BNT 5%	0,44
Penambahan tween 80 (%)
0	7,78 a
0,3	8,48 b
0,4	9,52 c
0,5	10,64 d
BNT 5%	0,36

Ket.: Angka rerata yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT 5%

G
ambar 1 memperlihatkan bahwa semakin besar konsentrasi dekstrin, maka semakin besar besar vitamin C yang tersisa. Rosenberg (1980) mengemukakan bahwa semakin tinggi proporsi dekstrin yang digunakan, lapisan film yang mengelilingi droplet akan semakin tebal dan kuat, sehingga ketika proses pengeringan dengan spray drying berlangsung partikel vitamin C akan terlindungi. Dengan demikian hanya sedikit komponen vitamin yang hilang selama pengeringan.

Gambar 1 Perbandingan konsentrasi dekstrin dengan vitamin C yang tersisa.

Dinding polimer dengan proporsi yang tinggi akan menghasilkan droplet dan atomisasi yang baik sehingga sesuai untuk pembuatan bubuk dengan spray drying. Proporsi polimer yang sesuai akan memberikan sifat emulsifikasi dan pengeringan yang baik sehingga akan mempertinggi retensi volatil (Otegui,1997). Penambahan tween 80 menjadikan vitamin C yang tersisa lebih besar daripada kontrol, sebab penambahan tween 80 menyebabkan terbentuknya lapisan pelindung dan muatan listrik di sekitar permukaan fase terdispersi (likopen) dan fase kontinyu (Vitamin C) sehingga partikel padat (fase terdispersi) dapat tersebar secara merata dalam fase kontinyu, akibatnya pengelompokan partikel padat tidak terjadi (Belitz and Grosch, 1987). Penambahan tween 80 lebih kepada memperbaiki emulsi larutan sebelum dimasukkkan ke dalam spray drying, sehingga emulsi larutan stabil akibatnya pengeringan dengan spray drying dapat dilakukan secara kontinyu.

Young et al., (1993) mengemukakan bahwa kombinasi dekstrin dan whey protein dapat digunakan pada mikroenkapsulasi lemak susu (anhydrous milk) dengan spray drying. Whey berfungsi sebagai emulsifier pada sistem lemak susu yang terdispersi merata pada larutan dengan meningkatkan kapasitas emulsifikasi pada larutan tersebut, sedangkan karbohidrat berfungsi sebagai bahan pengisi. Penentuan perlakuan terbaik penelitian tahap kedua berdasarkan metode indeks efektifitas (De Garmo et. al., 1984) menunjukkan bahwa perlakuan dengan menggunakan dekstrin 5% dan tween 80 0,5 % memberikan hasil terbaik.

Penelitian Tahap ke Tiga

Kandungan vitamin C menurun dengan semakin lama penyimpanan. Kandungan vitamin C pada hari ke-30 pada pengemas plastik polypropylene lebih kecil dan berbeda nyata dengan kandungan vitamin C pada pengemas aluminium foil pada hari yang sama. Brown (1993) mengemukakan bahwa selama periode penyimpanan akan terjadi perubahan komposisi udara dalam pengemas yang disebabkan oleh beberapa faktor seperti respirasi produk yang dikemas, perubahan biokimia dan penyerapan secara lambat gas-gas dan uap air oleh bahan pengemas.

Tabel 4. Rerata kandungan vitamin C bubuk sari buah tomat akibat pengemas dan waktu simpan

Pengemas dan waktu simpan		Vitamin C (mg/100g)
Pengemas	Waktu simpan (hari)
plastik polypropylene	0	11,26 d
plastik polypropylene	15	10,44 bc
plastik polypropylene	30	9,33 a
aluminium foil	0	11,26 d
aluminium foil	15	10,82 c
aluminium foil	30	10,14 b
BNT 5%	0,39

Ket.: Angka rerata yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji BNT 5%

Plastik polypropylene memiliki koefiesien permiabilitas terhadap O₂ sebesar 23 (mL(STP)cmcm^-2s^-1(cmHg^-1)dan uap air 6–7 (gmmm^-2/hari) X 10^-2 dan mempunyai ketebalan 0,019 mm, sedangkan aluminium foil mempunyai ketebalan 0,038 mm dan tidak permiabel terhadap gas dan uap air pada ketebalan 24,4μm. Kondisi tersebut memungkinkan banyaknya O₂ yang diserap secara perlahan melalui permukaan plastik polypropylene dan bertambahnya kadar air yang mengandung oksigen terlarut, hal ini menyebabkan kerusakan vitamin C pada pengemas plastik polypropylene lebih besar daripada pengemas aluminium foil. Vitamin C akan teroksidasi sehingga memungkinkan terbentuknya senyawa hydroxymetil furfuraldehide yang mengakibatkan perubahan warna coklat pada bubuk sari buah tomat.

KESIMPULAN

1. 
   Sari buah tomat dengan pH 3,5 memberikan nilai absorbansi terbaik yaitu 0,74.
   
2. 
   Bubuk sari buah tomat terbaik diperoleh dari kombinasi dekstrin 5% dan tween 80 0,5%.
   
3. 
   Pengemas aluminium foil memberikan daya simpan yang lebih tinggi pada hari ke-30 dibanding pengemas plastik polypropylene.
   

DAFTAR PUSTAKA

Belitz, H. D. And W. Grosch, 1987. Food Chemistry. Springer Verlag Berlin. Heidelberg.

Bhandari, B. R., E. D. Dumoulin, H. M. J. Richard, I. Noleau and A. M. Lebert. 1992. Flavour Encapsulation by Spray Drying Aplication to citrate and Lynalil acetate. J. Food Sci.,57(1):217-221.

Brown, E. W. 1992. Plastics in Food Packaging Properties, Design and Fabrication Marcel Dekker. Inc. New York.

De Garmo, E. G.; W. G. Sullivan and J. R. Cerook. 1994. Engineering Economic. Mac. Millan Publishing Co. New York.

Fennema, O. R. 1985. Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc. Cleveland.

Jung, H. C. and Wells, W. W. 1997. Spontaneous Conversion of L-Dehydroascorbic Acid to L-Ascorbic Acid and L-Erythroascorbic Acid. Biochemistry and Biophysic article. 355:9-14.

Lee, H. S. and C. S. Chen. 1998. Rates of Vitamin C Loss and Discoloration in Clear Orange Juices Concentrate during Storage at Temperature 4-24.

Lin, C. C., Y. Lin, and L. S. Hwang 1995. Microencapsulation of Squid oil with Hydrophilic Macromolekuler for Oxidative and Thermal Stabilization. J. Food Sci., 60(1):36-39.

Moreau, D. L. and Rosenberg, M. 1996. Oxidatetive Stability of Anhydrous Microencapsulated in Whey Protein. J. Food Sci., 10(2): 43-50.

Murtala, S. S. 1999. Pengaruh Kombinasi Jenis Dan Konsentrasi Bahan Pengisi Terhadap Kualitas Bubuk Sari Buah Markisa Siul (Passiflora edulis F. Edulis). Tesis. Pasca Sarjana Universitas Bawijaya Malang. 70 hal.

Nguyen, L. M. and J. S. Schwartz, 1999. Lycopene : Chemical and Biological Properties. J. Food Tech., 53(2): 38-45.

Nurika, I. 1999. Pengaruh Konsentrasi Dekstrin Suhu Inlet Spray Dryer Terhadap Stabilus Warna Bubuk Pewarna Dari Ekstrak Angkak. Tesis. Pasca Sarjana Universitas Brawijaya Malang. 82 hal.

Otegui, I.; F. A. Quintela, A. de Diego, C. Cid, M. T. Macarulla and M. A. Partearroyo. 1997. Properties of Spray-Dryed and Freeze-Dried Faba Bean Concentrate. J. Food and Techno., 32; 439-443.

Rosenberg, M. J., J. Kopelman and Y. Talmon., 1990. Factor Affecting Retention in Spray Drying Microencapsulation. J. Food Sci. 50:139-144.

Sinaga, R. 1984. Penelitian Mutu Fisis Buah Beberapa Varietas Tomat. Bulletin Penelitian Hortikultura 4(9): 32-37.

Stevens, M. A. 1985. Tomato Flavour Effect of Genotype Cultural Practices and Maturity at Picking. Horald E. Patte (edt) Evaluation of Quality of Fruits and Vegetable. The AVI. Publishing company. Inc. Westport Connecticut. 410p.

Tonucci, L., M.J. Holden, G.R. Beecher, F. Khacik, C.S. Davis, and G. Mulokozi, 1995. Carotenoid Content of Thermally Processed Tomato Based Food Product. J. Agric, Food Chem., (43):579-586.

Winarno, F. G. 1991. Nimia Pangan da Gizi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Yitnosumartono, S. 1991. Percobaan Perancangan, Analisis dan Interpretasinya. Gramedia Pustaka Utama. Yakarta.

Young, S. L., Sarda, X. and Rosenberg, 1993. Microencapsulating Properties of Whey Proteins and Combination of Whey Protein with Carbohidrates. J. dairy Sci. 76:2878-2885.