karakter fisiologi dan biokimia umbi kimpul …/karakter... · parameter yang diuji, meliputi laju...
Post on 06-Feb-2018
227 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
ii
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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-
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
55 Lampiran 3. Hasil ANAVA (Analisis Varian) dan uji DMRT (
Multiple Range Testpenyimpanan terhadap kadar air umbi kimpul putih dan kimpul hitam
55 Lampiran 4. Hasil ANAVA (Analisis Varian) dan uji DMRT (
Multiple Range Testpenyimpanan terhadap berat kering umbi kimpul putih dan
56 Lampiran 5. Hasil ANAVA (Analisis Varian) dan uji DMRT (
Multiple Range Testpenyimpanan terhadap kandungan gula reduksi umbi kimpul
57 Lampiran 6. Hasil ANAVA (Analisis Varian) dan uji DMRT (
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
xv
DAFTAR LAMPIRAN GAMBAR
Halaman Gambar 10. 61 Gambar 11. 62 Gambar 12. 63 Gambar 13. 65 Gambar 14. 66
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.)?
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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:
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
L2 = lama penyimpanan 1 bulan
L3 = lama penyimpanan 2 bulan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
-
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
Perlakuan (suhu dan lama
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
Perlakuan (suhu dan lama
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.
- Angka yang disertai dengan huruf yang sama pada baris/kolom menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji Duncan 5%.
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
Perlakuan (suhu dan lama
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.
- Angka yang disertai dengan huruf yang sama pada baris/kolom menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji Duncan 5%.
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).
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
Perlakuan (suhu dan lama
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.
- Angka yang disertai dengan huruf yang sama pada baris/kolom menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji Duncan 5%.
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
Perlakuan (suhu dan lama
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.
- Angka yang disertai dengan huruf yang sama pada baris/kolom menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji Duncan 5%.
Kandungan fenol total pada umbi kimpul hitam perlakuan suhu dingin
lebih rendah dibandingkan perlakuan suhu ruang. Hal ini didukung oleh penelitian
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
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.
top related