IDENTIFIKASI CHILLING INJURY BUAH ALPUKAT (Persea americana Mill) DENGAN GELOMBANG ULTRASONIK

SKRIPSI

ACHMAD FAUZAN ALFANSURI F14070048

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012

CHILLING INJURY IDENTIFICATION IN AVOCADO FRUITS (Persea americana Mill) BY ULTRASONIC WAVE

Achmad Fauzan Alfansuri

Department of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java, Indonesia.

Phone +62 856 1939 531, E-mail: achalfansuri@yahoo.com

ABSTRACT

Avocado (Persea americana Mill) fruit were stored at 5oC, 15oC, and the room temperature to determine the quality parameters on the identification of chilling injury. Nondestructive ultrasonic tests and destructive penetration measurements were carried out in order to determine the attenuation, the ultrasonic velocity, the fruit color, the value of pH, firmness, and total soluble solids, respectively, of the avocados. As results, on the 5oC storage, a decrease in the avocados quality ran more slowly than the 15oC and the room temperature storage. This indicated that the fruit quality decrease was delayed in cold storage. The chilling injury was found at a 10 day period in the 5oC stored avocados based on the quality decreases and visual appearances of the flesh. On a 10 day of 5oC storage, there were increases in the value of color (lightness) and the firmness, as well as decreases in the value of pH, total soluble solids, and the ultrasonic velocity. The results showed correlations between the ultrasonic velocity, firmness, and the total soluble solids. This suggests that the ultrasonic measurements could be used as a nondestructive method on the identification of chilling injury with a marked of the ultrasonic velocity decline. Keywords: avocado, chilling injury, ultrasonic

ACHMAD FAUZAN ALFANSURI. F14070048. Identifikasi Chilling Injury Buah Alpukat (Persea americana Mill) dengan Gelombang Ultrasonik. Di bawah bimbingan Emmy Darmawati dan Aris Purwanto. 2012

RINGKASAN

Buah alpukat (Persea americana Mill) termasuk ke dalam jenis buah yang mudah rusak (perishable commodities), karena mengalami proses yang cepat pada fase pemasakan, yang disebut fase klimakterik. Kerusakan tersebut dapat menyebabkan mutu buah alpukat yang akan di ekspor menjadi turun. Penurunan mutu buah dapat terjadi pada proses penyimpanan. Metode penyimpanan yang biasa dilakukan adalah penyimpanan pada suhu rendah. Namun permasalahan yang sering kali terjadi pada penyimpanan suhu rendah adalah terjadinya kerusakan dingin atau chilling injury. Metode menggunakan gelombang ultrasonik menjadi alternatif pilihan untuk menentukan buah yang terindikasi terkena chilling injury karena dapat menganalisa dengan kecepatan tinggi tanpa merusak buah.

Tujuan penelitian adalah untuk menganalisis sifat gelombang ultrasonik dalam hubungannya dengan gejala chilling injury pada buah alpukat selama proses penyimpanan pada suhu rendah dan mengkaji perubahan parameter mutu buah alpukat yang direpresentasikan oleh sifat gelombang ultrasonik. Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli sampai Oktober 2011 di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah buah alpukat varietas mentega yang termasuk alpukat mutu I yang diperoleh dari dari kebun alpukat di daerah Ciawi, Jawa Barat. Ukuran setiap sampel buah yang dipilih adalah alpukat golongan kecil (250 – 350 gram/buah) dengan diameter rata-rata 7 cm. Penelitian dilakukan dalam beberapa tahapan, yaitu pengumpulan dan pensortiran buah alpukat, pembersihan sampel buah alpukat, pemberian perlakuan penyimpanan pada suhu 5oC, 15oC, dan suhu ruang, pengukuran non destruktif dengan gelombang ultrasonik, pengukuran perubahan warna, pengukuran tingkat kekerasan, pengukuran total padatan terlarut secara destruktif, pengukuran pH, dan penentuan parameter yang dapat digunakan untuk menentukan chilling injury pada buah alpukat. Pengukuran non destruktif dengan gelombang ultrasonik menggunakan transducer, oscilloscope digital, ultrasonic tester, dan personal komputer untuk pembacaan data gelombang. Data hasil penembakan gelombang ultrasonik yang disimpan di Microsoft Excel masih berupa data tegangan (amplitudo) dan waktu, kemudian diolah hingga mendapatkan data kecepatan gelombang dan atenuasi. Pengukuran sampel dilakukan setiap 3 sampai 4 hari sekali selama 14 hari untuk buah alpukat yang disimpan pada suhu ruang, 28 hari pada suhu 15oC, dan 35 hari pada suhu 5oC.

Dari hasil pengamatan, maka diketahui bahwa gejala chilling injury dapat diamati dari perubahan warna, kekerasan, total padatan terlarut, pH, dan sifat gelombang ultrasonik. Buah alpukat yang disimpan pada suhu 5oC mengalami penurunan nilai kekerasan, penurunan total padatan terlarut, dan peningkatan nilai pH yang lebih lambat dibandingkan pada penyimpanan suhu 15oC dan suhu ruang. Buah yang disimpan pada suhu 5oC mengalami kerusakan dingin pada hari ke-10 penyimpanan karena timbul ciri-ciri terjadinya chilling injury baik secara visual maupun berdasarkan penurunan parameter mutu. Kecepatan gelombang ultrasonik memiliki hubungan dengan kekerasan dan total padatan terlarut yang merupakan parameter mutu untuk mengidentifikasi chilling injury pada buah alpukat. Dengan demikian chilling injury buah alpukat dapat diidentifikasi dengan menganalisa pola perubahan kecepatan gelombang ultrasonik selama dalam penyimpanan. Pola penurunan kecepatan yang cukup tajam diikuti dengan peningkatan kembali dalam masa penyimpanan mengindikasikan bahwa buah alpukat mengalami kerusakan dingin (chilling injury).

IDENTIFIKASI CHILLING INJURY BUAH ALPUKAT (Persea americana Mill) DENGAN GELOMBANG ULTRASONIK

SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem,

Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor

Oleh: ACHMAD FAUZAN ALFANSURI

F14070048

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012

Judul Skripsi : Identifikasi Chilling Injury Buah Alpukat (Persea americana Mill) dengan Gelombang Ultrasonik

Nama : Achmad Fauzan Alfansuri NIM : F14070048

Menyetujui,

Pembimbing I, Pembimbing II, (Dr. Ir. Emmy Darmawati, M.Si) (Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, M.Sc) NIP. 19610505 198601 2 001 NIP. 19640307 198903 1 001

Mengetahui: Ketua Departemen,

(Dr. Ir. Desrial, M.Eng) NIP. 19661201 199103 1 004

Tanggal lulus:

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Identifikasi Chilling

Injury Buah Alpukat (Persea americana Mill) dengan Gelombang Ultrasonik adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Bogor, Januari 2012

Yang membuat pernyataan

Achmad Fauzan Alfansuri

F14070048

© Hak cipta milik Achmad Fauzan Alfansuri, tahun 2012 Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi,

mikrofilm, dan sebagainya

BIODATA PENULIS

Achmad Fauzan Alfansuri lahir di Bogor pada tanggal 5 Februari 1990. Penulis merupakan anak tunggal dari bapak Teddy Setiadi dan ibu Rositawati. Penulis memulai pendidikan di TK Eka Wijaya Cibinong (1995), SD Eka Wijaya Cibinong (1996), SLTP Eka Wijaya Cibinong (2002), dan lulus dari Program Akselerasi SMAN 3 Kota Bogor pada tahun 2007. Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dengan program studi Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama masa perkuliahan, penulis aktif dalam berbagai kegiatan dan organisasi sebagai staf public relations di Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA), staf properti di Engineering Design Club (EDC), dan anggota divisi musik di UKM musik MAX!! IPB. Penulis juga aktif sebagai asisten praktikum pada mata kuliah Gambar Teknik pada tahun ajaran 2009/2010 dan 2010/2011. Pada tahun 2008-2011, penulis mengikuti beberapa kepanitiaan di kampus, diantaranya: Masa Perkenalan Fakultas dan Departemen (2009), Tetranology (2009), Pekan Teknik Pertanian (2009), Agricultural Engineering Goes To Village (2009), Pekan Olahraga dan Seni – Red’s Cup (2010), MAX!! Compilation Album Vol. 3 (2010) sebagai ketua panitia, dan Kursus Pembinaan Profesi Forum Anggota Muda Persatuan Insinyur Indonesia (FAM PII) (2011).

Selain kegiatan di kampus, penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan di luar kampus. Penulis merupakan seorang musisi dan penyiar di salah satu radio lokal. Penulis melaksanakan praktik lapangan pada tahun 2010 di PT. Perkebunan Nusantara VIII Kebun Teh Cisaruni, Garut dengan judul Aspek Keteknikan Pertanian pada Produksi Teh Hitam. Untuk menyelesaikan program sarjana, penulis melakukan penelitian dengan judul Identifikasi Chilling Injury Buah Alpukat (Persea americana Mill) dengan Gelombang Ultrasonik.

i

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis senantiasa panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

berbagai nikmat hidup. Berupa nikmat iman, nikmat kesehatan, dan masih banyak nikmat yang tak terhingga nilainya, sehingga penulis dapat menyelesaikan dan menyusun skripsi sebagai salah satu tugas akhir dari rangkaian proses pendidikan mayor. Penelitian dengan judul Identifikasi Chilling Injury Buah Alpukat (Persea americana Mill) dengan Gelombang Ultrasonik dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor sejak bulan Juli hingga Oktober 2011.

Dengan telah selesainya penelitian hingga tersusunnya skripsi ini, penulis ingin penyampaikan penghargaan dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Kedua orang yang sangat luar biasa atas tanggung jawab, doa, dan kesabarannya. Mereka

adalah guru besar sekaligus motivator penulis, ayahanda Teddy Setiadi dan ibunda tercinta Rositawati.

2. Dr. Ir. Emmy Darmawati, M.Si selaku dosen pembimbing I atas bimbingan, arahan, dan motivasi yang telah diberikan kepada penulis.

3. Dr. Ir. Y. Aris Purwanto, M.Sc selaku dosen pembimbing II atas arahan dan ilmu yang diberikan selama bimbingan.

4. Dosen-dosen dan guru besar Departemen Teknik Mesin dan Biosistem yang telah memberikan ilmunya selama perkuliahan.

5. Prof. Dr. Ir. Tineke Mandang, MS selaku dosen penguji tugas akhir atas saran dan arahan yang diberikan kepada penulis.

6. Seluruh staf Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, terutama Pak Sulyaden yang telah banyak membantu selama penelitian di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian.

7. Seluruh teman-teman seperjuangan di Teknik Pertanian angkatan 44 IPB atas kerja sama dan bantuannya, terutama Banu Aji Imantara, Yusenda, Anggy Fajar Maghfiroh, dan Ita Heruwati yang telah memberi dukungan kepada penulis dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan skripsi.

8. Seluruh teman-teman di UKM MAX!! IPB atas persaudaraan yang penulis dapatkan selama berada di IPB dan motivasi untuk semangat menyelesaikan tugas akhir ini.

Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis telah berusaha dengan segala kemampuan yang dimiliki untuk menyusun dengan sebaik-baiknya. Penulis penyadari bahwa tulisan ini masih belum sempurna, sehingga diharapkan untuk memberikan kritik dan saran yang membangun untuk kemajuan teknologi dan ilmu pengetahuan. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca yang budiman. Bogor, Januari 2012 Achmad Fauzan Alfansuri

ii

DAFTAR ISI

Halaman KATA PENGANTAR ..................................................................................................................... i DAFTAR ISI .................................................................................................................................. ii DAFTAR TABEL ......................................................................................................................... iii DAFTAR GAMBAR .................................................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................................. v I. PENDAHULUAN .......................................................................................................................... 1

1.1.LATAR BELAKANG .............................................................................................................. 1 1.2.TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN ............................................................................ 2

II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................................................. 3 2.1.BUAH ALPUKAT ................................................................................................................... 3 2.2.PENURUNAN MUTU ............................................................................................................. 4 2.3.PENYIMPANAN DINGIN ...................................................................................................... 5 2.4.GELOMBANG ULTRASONIK .............................................................................................. 6

III. METODOLOGI PENELITIAN ..................................................................................................... 9 3.1.WAKTU DAN TEMPAT ......................................................................................................... 9 3.2.BAHAN DAN PERALATAN.................................................................................................. 9 3.3.METODE PENELITIAN ......................................................................................................... 9

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................................................... 15 4.1.SIFAT FISIKO KIMIA BUAH ALPUKAT SELAMA PENYIMPANAN ........................... 15 4.2.SIFAT GELOMBANG ULTRASONIK SELAMA PENYIMPANAN ................................. 20 4.3.HUBUNGAN ANTARA PARAMETER AKUSTIK GELOMBANG ULTRASONIK

TERHADAP SIFAT FISIKO KIMIA BUAH ALPUKAT YANG TERKENA CHILLING INJURY ................................................................................................................................... 23

V. SIMPULAN DAN SARAN ......................................................................................................... 30 5.1.SIMPULAN............................................................................................................................ 30 5.2.SARAN .................................................................................................................................. 30

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................... 31 LAMPIRAN ................................................................................................................................. 33

iii

DAFTAR TABEL Halaman

Tabel 1. Perkembangan produksi buah alpukat Indonesia tahun 1997-2010 ....................................... 1 Tabel 2. Syarat mutu buah alpukat ....................................................................................................... 4

iv

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Diagram alir pelaksanaan penelitian .............................................................................. 10 Gambar 2. Alat pengukuran sifat gelombang ultrasonik .................................................................. 11 Gambar 3. Tampilan dan setting software M621 pada personal komputer ...................................... 12 Gambar 4. Ilustrasi titik tembak gelombang ultrasonik pada buah alpukat ..................................... 12 Gambar 5. Ilustrasi titik pengukuran destruktif pada buah alpukat .................................................. 14 Gambar 6. Grafik perubahan nilai L alpukat selama penyimpanan ................................................. 15 Gambar 7. Grafik perubahan nilai a dan b buah alpukat selama penyimpanan pada suhu ruang..... 16 Gambar 8. Grafik perubahan nilai a dan b buah alpukat selama penyimpanan pada suhu 15oC ...... 17 Gambar 9. Grafik perubahan nilai a dan b buah alpukat selama penyimpanan pada suhu 5oC ........ 17 Gambar 10. Grafik perubahan kekerasan alpukat selama penyimpanan ............................................ 18 Gambar 11. Grafik perubahan total padatan terlarut buah alpukat selama penyimpanan .................. 19 Gambar 12. Grafik perubahan pH buah alpukat selama penyimpanan .............................................. 20 Gambar 13. Grafik perubahan kecepatan gelombang buah alpukat selama penyimpanan................. 21 Gambar 14. Gelombang ultrasonik pada suhu ruang hari ke-10 penyimpanan .................................. 22 Gambar 15. Gelombang ultrasonik pada suhu 15oC hari ke-10 penyimpanan ................................... 22 Gambar 16. Gelombang ultrasonik pada suhu 5oC hari ke-10 penyimpanan ..................................... 22 Gambar 17. Grafik perubahan koefisien atenuasi buah alpukat selama penyimpanan ...................... 23 Gambar 18. Visual gejala chilling injury buah alpukat pada hari ke-10 penyimpanan suhu 5oC ...... 24 Gambar 19. Grafik hubungan antara nilai L buah alpukat dengan kecepatan gelombang

ultrasonik ........................................................................................................................ 25 Gambar 20. Grafik hubungan antara nilai kekerasan buah alpukat dengan kecepatan gelombang

ultrasonik ........................................................................................................................ 25 Gambar 21. Grafik hubungan antara total padatan terlarut buah alpukat dengan kecepatan

gelombang ultrasonik ..................................................................................................... 26 Gambar 22. Grafik hubungan antara nilai pH buah alpukat dengan kecepatan gelombang

ultrasonik ........................................................................................................................ 26 Gambar 23. Grafik hubungan antara nilai L buah alpukat dengan koefisien atenuasi ....................... 27 Gambar 24. Grafik hubungan antara nilai kekerasan buah alpukat dengan koefisien atenuasi .......... 28 Gambar 25. Grafik hubungan antara total padatan terlarut buah alpukat dengan koefisien

atenuasi ........................................................................................................................... 28 Gambar 26. Grafik hubungan antara nilai pH buah alpukat dengan koefisien atenuasi ..................... 29

v

DAFTAR LAMPIRAN Halaman

Lampiran 1. Perhitungan kecepatan gelombang dan atenuasi ............................................................ 34 Lampiran 2. Tabel data hasil pengukuran .......................................................................................... 35

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan negara agraris yang mempunyai berbagai macam komoditas pertanian yang berpotensi untuk diekspor maupun untuk konsumsi dalam negeri. Hasil pertanian tersebut meliputi komoditas biji-bijian, palawija, dan komoditas hortikultura. Alpukat merupakan salah satu jenis buah yang berpotensi di Indonesia. Buah alpukat memiliki pasar dan nilai ekonomi yang sangat baik di dalam maupun luar negeri, terbukti harganya yang lebih tinggi dibandingkan dengan harga buah lainnya. Seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk, permintaan terhadap buah alpukat pun semakin bertambah. Produksi buah alpukat Indonesia mengalami peningkatan dari tahun 2004 hingga 2009 (Tabel 1), dimana pada tahun 2004 hanya sebesar 221,774 ton dan pada tahun 2009 sebesar 257,642 ton (Badan Pusat Statistik 2010).

Tabel 1. Perkembangan produksi buah alpukat Indonesia tahun 1997-2010 Tahun Volume (ton) 2004 221,774 2005 227,577 2006 239,463 2007 201,635 2008 244,215 2009 257,642

Sumber: BPS tahun 2010 Buah alpukat termasuk ke dalam jenis buah yang mudah rusak (perishable commodities), karena mengalami proses yang cepat pada fase pemasakan, yang disebut fase klimakterik. Kecepatan kerusakan tergantung dari suhu penyimpanan, serta komposisi oksigen dan karbondioksida udara lingkungannya. Kerusakan tersebut dapat menyebabkan mutu buah alpukat yang akan di ekspor menjadi turun. Penurunan mutu buah dapat terjadi pada proses penyimpanan. Metode penyimpanan yang biasa dilakukan adalah penyimpanan pada suhu rendah. Buah alpukat memiliki umur simpan yang pendek yaitu hingga 7 hari sedangkan jika disimpan pada suhu 5oC dapat memperlambat umur simpan sampai 30 – 40 hari (Indriani 1997). Namun permasalahan yang sering kali terjadi pada penyimpanan di suhu rendah adalah terjadinya kerusakan dingin atau Chilling Injury (CI). Tanda-tanda pada buah alpukat yang mengalami gejala CI yaitu terjadi penghambatan pematangan buah, terjadi penggelapan pada warna kulit buah dan daging buah, serta tidak dapat menjadi lunak jika dipindahkan ke suhu yang lebih tinggi (Pantastico et al. 1986). Untuk mencegah hal tersebut, buah alpukat yang masih segar atau belum masak sebaiknya disimpan pada suhu 7.5oC, sedangkan buah yang sudah masak dapat disimpan pada suhu sekitar 0oC. Metode untuk mengetahui mutu buah alpukat adalah dengan metode ekstraksi (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) atau visual dengan cara membelah buah. Namun kedua metode ini bersifat merusak (destruktif) dan bukanlah suatu cara penanganan yang tepat untuk menentukan gejala CI terhadap buah segar sehingga diperlukan teknologi untuk menentukan mutu buah secara non destruktif. Pengaplikasian berbagai kemajuan teknologi untuk uji mutu secara non destruktif telah berhasil dilakukan namun baru terbatas di bidang industri dan konstruksi. Pengaplikasian kemajuan teknologi di bidang pertanian khususnya uji mutu buah sedang giat dikaji. Dari beberapa literatur yang diperoleh

2

ada beberapa teknik uji mutu buah secara non destruktif yang dapat dan telah diaplikasikan untuk pemeriksaan mutu buah. Thomson (1996) melaporkan bahwa pemeriksaan secara non destruktif (Non Destructive Testing, NDT) terhadap mutu buah dapat dilakukan dengan berbagai metode seperti perbedaan warna kulit secara optik, dengan sinar x, dengan gelombang elektromagnetik, dan menggunakan gelombang ultrasonik. Pemeriksaan secara optik dan sinar x tidak dapat dilakukan untuk mengidentifikasi chilling injury karena gejalanya kadang terjadi di bagian dalam buah, begitu pula dengan gelombang elektromagnetik yang kurang tepat bila digunakan pada bahan pertanian karena sebagian besar berupa medium padatan dan cairan. Metode menggunakan gelombang ultrasonik menjadi alternatif pilihan untuk menentukan mutu buah karena sudah ada yang menggunakannya untuk mengevaluasi buah secara non destruktif (Mizrach et al. 1989). Penggunaan gelombang ultrasonik yang dapat mengidentifikasi mutu buah seperti total padatan terlarut dan kekerasan dijadikan dasar untuk mengidentifikasi adanya gejala chilling injury, khususnya untuk buah alpukat.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.2.1 Tujuan

Tujuan dari penelitian ini yaitu: 1. Melakukan analisis sifat gelombang ultrasonik dalam hubungannya dengan gejala chilling

injury pada buah alpukat selama proses penyimpanan pada suhu rendah. 2. Mengkaji perubahan parameter mutu buah alpukat selama proses penyimpanan pada suhu

rendah yang direpresentasikan oleh sifat gelombang ultrasonik.

1.2.2 Manfaat

Data hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai acuan pengukuran non-destruktif yang akan memberikan manfaat dalam memprediksi mutu buah alpukat selama proses penyimpanan pada suhu rendah.

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Buah Alpukat Alpukat (Persea americana Mill) merupakan jenis tanaman yang termasuk famili Lauraceae,

genus Parsea dan spesies americana. Alpukat merupakan salah satu tanaman holtikultura yang dapat tumbuh di daerah agak kering dan juga daerah basah. Tanah yang dikehendaki agar pohon alpukat dapat tumbuh dengan baik adalah tanah yang gembur dan memungkinkan adanya aerasi atau peredaran udara dengan pH antara 5.0 – 6.0 (Rismunandar 1986).

Tanaman alpukat berasal dari dataran rendah / tinggi Amerika Tengah dan diperkirakan masuk ke Indonesia pada abad ke-18. Secara resmi antara tahun 1920 – 1930 Indonesia telah mengintroduksi 20 varietas alpukat dari Amerika Tengah dan Amerika Serikat untuk memperoleh varietas-varietas unggul guna meningkatkan kesehatan dan gizi masyarakat, khususnya di daerah dataran tinggi. Pada daerah tropis seperti Indonesia, tanaman alpukat dapat tumbuh subur di atas dataran rendah sampai dataran tinggi yang berketinggian 2,000 m di atas permukaan laut (dpl). Tanaman alpukat secara sistematika diklasifikasikan sebagai berikut:

Divisi : Spermatophyta Sub. Divisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Laurales Family : Lauraceae Genus : Persea Species : Persea americana Mill Berdasarkan sifat ekologis, tanaman alpukat terdiri dari 3 tipe keturunan / ras, yaitu: ras

Meksiko, ras Guatemala, dan ras Hindia Barat. Masing-masing ras memiliki ciri-ciri tersendiri. Ras Meksiko memiliki buah yang kecil dengan berat 100 – 225 g, bentuk oval, bertangkai pendek, kulitnya tipis dan licin. Biji buahnya besar dan memenuhi rongga buah. Daging buah ras ini mempunyai kandungan minyak / lemak yang paling tinggi. Ras Guatemala mempunyai buah yang berukuran cukup besar, berat berkisar antara 200 – 300 g, kulit buah tebal, keras, mudah rusak dan kasar (berbintil-bintil). Bijinya relatif berukuran kecil dan menempel erat dalam rongga, dengan kulit biji yang menempel erat. Daging buahnya memiliki kandungan minyak yang sedang. Sedangkan ras Hindia Barat mempunyai buah dengan berat 300 – 400 g, tangkai pendek, kulit buah licin, agak liat, dan tebal. Kandungan minyak daging buahnya paling kecil bila dibandingkan dengan ketiga ras yang lain.

Rismunandar (1986), menyatakan bahwa musim berbunga alpukat bergantung pada daerah dan jenis alpukat. Biasanya alpukat berbunga pada bulan April – Agustus dan bulan Oktober – November. Alpukat berbuah pada bulan Desember – Februari dan bulan Mei – Juli. Alpukat yang ditanam dari biji akan berbuah pada umur 5 – 6 tahun sedangkan yang ditanam dengan okulasi berbuah pada umur 3 – 4 tahun.

Pemanenan buah alpukat sebaiknya dilakukan pada saat yang tepat yaitu pada saat buah sudah tua tetapi belum masak. Kematangan buah alpukat ini dapat dilihat dari penampakan kulitnya. Bila masih mengkilap, maka buah masih belum cukup waktu matang walaupun bentuknya sudah cukup besar. Ciri kedua adalah bila buah diketuk dengan punggung kuku, menimbulkan bunyi yang nyaring. Sedangkan ciri yang terakhir adalah bila digoyang-goyangkan akan terdengar goncangan biji, gejala ini menunjukkan buah sudah cukup matang. Sebaiknya perlu diamati waktu bunga mekar sampai

4

enam bulan kemudian, karena buah alpukat biasanya tua setelah 6 – 7 bulan dari saat bunga mekar (Rismunandar 1986).

Buah alpukat memiliki komposisi kimia yang sangat lengkap. Besar kandungan ini tergantung dari jenis serta tingkat kematangan buah. Mutu buah alpukat ditentukan oleh waktu dan cara pemetikannya.

Penggolongan mutu buah alpukat dilakukan berdasarkan syarat mutu buah alpukat menurut Direktorat Jenderal Pertanian Tanaman Pangan (1989), seperti yang terlihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Syarat mutu buah alpukat

Karakteristik Syarat Mutu

I II Kesamaan sifat varietas Seragam Seragam

Tingkat kematangan Matang, tidak terlalu

masak Matang, tidak terlalu

masak Bentuk Normal Kurang normal Kekerasan Keras Keras Ukuran Seragam Seragam Kerusakan maks. (%) 5 10 Busuk maks. (%) 1 2

Kotoran Bebas Bebas Sumber: Direktorat Jenderal Tanaman Pangan (1989)

2.2 Penurunan Mutu Akibat masih berlangsungnya proses respirasi buah setelah dipanen akan terjadi beberapa

perubahan fisik dan kandungan kimia dalam bahan. Perubahan yang paling umum terjadi selama pemasakan adalah perubahan warna, tekstur, padatan terlarut, dan keasaman (O’brien et al. 1983 dalam Mahmudah 2008). Perubahan yang menyebabkan kerusakan pada suatu komoditi dapat menurunkan mutu dari komoditi itu sendiri. Penurunan mutu dapat ditentukan dengan menggunakan suatu parameter yang dapat diukur secara kuantitatif dan mencerminkan kondisi mutu produknya.

Sifat produk buah segar yang umum dipergunakan sebagai parameter mutu adalah kekerasan dan warna (Azhar 2005). Total padatan terlarut (TPT) dan kekerasan juga dapat digunakan sebagai pendugaan parameter mutu dengan metode Near Infra Red selama penyimpanan. Berikut ini adalah parameter penurunan mutu buah alpukat selama penyimpanan dingin.

2.2.1 Warna

Perubahan warna sebagai salah satu indeks mutu pangan sering dipergunakan sebagai parameter untuk menilai mutu fisik produk pertanian. Selain itu warna dapat mempengaruhi daya tarik konsumen terhadap mutu produk. Selama penyimpanan kulit buah alpukat akan terlihat berpindah menuju nilai warna indeks kematangan yang lebih tinggi serta terus berlangsung sampai ke fase kerusakan. Penyimpanan pada suhu rendah menyebabkan proses fisiologis buah mengalami penurunan sehingga perubahan warna dapat dihambat, peningkatan suhu akan menyebabkan pembentukan pigmen sehingga menyebabkan perubahan warna menuju indeks selanjutnya akan semakin cepat. Namun pada penyimpanan suhu <12oC terjadi browning pada kulit alpukat sebagai salah satu gejala Chilling Injury (CI) (Quane 1993).

5

2.2.2 Kekerasan

Pengerasan kulit terjadi pada buah yang disimpan di suhu rendah pada jangka waktu yang lama. Pengerasan kulit buah kemungkinan disebabkan oleh dehidrasi yang tinggi di permukaan kulit buah atau kerusakan jaringan kulit buah alpukat dipengaruhi oleh rongga jaringan kulit buah. Begitu pula dengan keadaan daging buah, penyimpanan suhu rendah dapat meningkatkan kekerasan daging buah. Pengerasan (hardening) pada buah yang disimpan pada suhu rendah ini juga merupakan gejala chilling injury.

2.2.3 Total Padatan Terlarut (TPT)

Menurut Winarno dan Aman (1979), meskipun banyak jenis gula yang ada dalam buah dan sayuran, tetapi perubahan kandungan gula yang sesungguhnya hanya meliputi tiga macam gula, yaitu glukosa, fruktosa, dan sukrosa. Oleh enzim invertase, sukrosa dapat dihidrolisa menjadi glukosa dan fruktosa. Glukosa dan fruktosa hasil pecahan dari sukrosa oleh enzim invertase disebut akarinvert yang mampunyai perbandinagan sama yaitu 1:1. Glukosa dan fruktosa merupakan gula pereduksi, sedangkan sukrosa karena tidak mempunyai gugusan yang dapat mereduksi disebut gula non-pereduksi. Apabila buah-buahan menjadi matang, maka kandungan gulanya meningkat, tetapi kandungan asamnya menurun. Akibatnya kandungan gula dan asam akan mengalami perubahan yang drastis. Keadaan ini berlaku pada buah-buahan klimaterik, sedangkan pada buah-buahan non klimaterik perubahannya tidak terjadi secara drastis.

2.2.4 pH

Menurut Judoamidjojo (1992), derajat keasaman (pH) merupakan parameter yang mempengaruhi pertumbuhan dan pembentukan produk karena protein mempunyai gugusan yang dapat terionisasi, sehingga perubahan pH akan berpengaruh terhadap katalik dan konformasi enzim. Penyimpanan dingin pada suhu 5oC juga berpengaruh terhadap perubahan pH, walaupun jumlahnya sedikit (Budi 2007). Hal ini diakibatkan oleh perubahan kandungan asam yang menunjukan terjadinya gejala kerusakan dingin (CI). Selain itu perubahan nilai pH juga dapat dipengaruhi oleh lamanya penyimpanan dan adanya mikroorganisme.

2.3 Penyimpanan Dingin Penyimpanan di bawah suhu 15oC dan di atas titik beku disebut dengan penyimpanan dingin. Penyimpanan dingin merupakan salah satu upaya untuk menghambat turunnya mutu buah-buahan. Pendinginan akan mengurangi kelayuan serta kehilangan air, menurunkan laju reaksi kimia, dan laju pertumbuhan mikroba pada bahan yang akan disimpan (Watkins 1971 dalam Mahmudah 2008). Kegunaan umum pendinginan adalah untuk pengawetan, penyimpanan, dan distribusi bahan pangan yang rentan rusak. Kelayakan bahan pangan untuk dikonsumsi dapat diperpanjang dengan penurunan suhu, karena dapat menurunkan reaksi dan penguraian kimiawi oleh bakteri. Pendinginan maupun pembekuan tidak dapat meningkatkan mutu bahan pangan, hasil terbaik yang dapat diharapkan hanyalah mempertahankan mutu tersebut pada kondisi terdekat dengan saat akan memulai proses pendinginan. Hal ini berarti mutu hasil pendinginan sangat dipengaruhi oleh mutu bahan pada saat awal proses pendinginan (Purwanto 2007). Setiap produk hortikultura mempunyai karakteristik penyimpanan tersendiri, dipengaruhi oleh faktor-faktor, antara lain: varietas, iklim tempat tumbuh, kondisi tanah, derajat kematangan, dan perlakuan sebelum penyimpanan (Muchtadi 1992). Banyak cara untuk mempertahankan mutu produk

6

hortikultura, tetapi cara-cara tersebut kurang memuaskan jika tanpa dikombinasikan dengan penyimpanan dingin. Penurunan suhu penyimpanan sebesar 10oC akan mengurangi laju respirasi sebesar 2 – 4 kalinya dan itu cukup berarti untuk menunda kemunduran mutu dan penuaan komoditi. Untuk mendapatkan hasil yang baik maka penting dijaga agar suhu ruang penyimpanan relatif tetap, perubahan 2 – 3oC dari suhu yang dikehendaki sebaiknya dicegah. Sayuran dan buah-buahan yang disimpan pada suhu lebih tinggi dari yang seharusnya bila suhu pendingin tidak segera dicapai, akan sangat memungkinkan terjadinya pembusukan atau proses pematangan yang tidak baik. Keadaan kondisi penyimpanan yang di atas suhu optimum jika berlangsung semakin lama maka semakin besar kemungkinan terjadinya kerusakan pada bahan yang akan disimpan (Syarif dan Haryadi 1990 dalam Mahmudah 2008). Penyimpanan alpukat pada suhu 5oC dapat mempertahankan kesegaran buah hingga 40 hari sedangkan pada suhu 12 – 18oC buah dapat bertahan selama 21 hari. Namun terdapat masalah pada penyimpanan alpukat pada suhu rendah, salah satunya adalah terjadinya perubahan warna kulit buah menjadi kecoklatan (browning). Daging buah berwarna kecoklatan, kulit buah luka seperti tersiram air panas, timbul lubang-lubang pada kulit, dan kegagalan buah untuk menjadi lunak dengan baik merupakan gejala CI pada alpukat karena disimpan pada suhu rendah. Penyimpanan pada suhu 12 – 14oC dapat memperpanjang daya simpan buah hingga 20 hari tanpa CI. CI akan terjadi apabila suhu penyimpanan kurang dari 10oC (Choechom 1997 dalam Suyanti dan Setyadjit 2007).

2.4 Gelombang Ultrasonik Gelombang terjadi apabila adanya suatu gangguan pada kesetimbangan dalam suatu sistem dan gelombang tersebut dapat merambat melalui suatu medium. Gelombang seperti ini dinamakan gelombang mekanik seperti gelombang bunyi. Gelombang yang tidak memerlukan medium disebut gelombang elektromagnetik, seperti gelombang radio, radiasi inframerah, sinar-X, dan yang lainnya. Gelombang elektromagnetik dapat merambat melalui ruang hampa. Gelombang memiliki beberapa sifat seperti dapat berinteraksi dengan benda, sifat-sifat gelombang meliputi pemantulan, pembiasan, dispersi, interferensi, difraksi, dan polarisasi. Gelombang ultrasonik merupakan gelombang mekanik sehingga dalam perambatannya membutuhkan medium perantara. Gelombang ultrasonik tidak dapat merambat pada ruang hampa sehingga proses transmisi pada ruang hampa tidak pernah terjadi. Gelombang ultrasonik memiliki frekuensi di atas jangkauan dengar manusia (di atas 20 kHz). Perambatan gelombang ultrasonik merupakan penjalaran dari gelombang tekanan. Gelombang ultrasonik memiliki prinsip yang sama dengan gelombang mekanik lainnya sehingga proses pembiasan, pemantulan, polarisasi, atau yang lainnya tetap terjadi. Proses pemantulan dan pembiasan pada gelombang ultarsonik bisa terjadi bila melewati medium yang indeks biasnya berbeda. Pada proses tersebut akan terjadi pengurangan intensitas gelombang yang menandakan adanya pengurangan energi dari gelombang tersebut. Ditinjau dari sudutnya, pembiasan memiliki sudut bias 0o sampai 90o sementara pemantulan memiliki sudut bias 90o sampai 180o atau sudut pantul sebesar 0o sampai 90o. Pemantulan dan pembiasan yang kompleks akan terjadi pada medium fluida. Hal ini terjadi karena pada medium fluida, gelombang yang terjadi bukan saja gelombang longitudinal tapi ada kemungkinan terdapat juga gelombang transversal. Selain proses pembiasan dan proses pemantulan, proses lainnya adalah proses penyerapan atau absorpsi. Proses penyerapan pada gelombang sering terjadi pada medium padat yang ditandai dengan adanya penurunan amplitudo gelombang. Besaran yang menyatakan konstanta absorpsi dikenal

7

dengan koefisien absorpsi. Koefisien absorpsi dipengaruhi oleh konsentrasi medium yang dilalui gelombang tersebut. Besarnya penyerapan yang terjadi tergantung pada karakteristik fisik dari medium yang dilaluinya. Dalam proses perambatannya dalam medium, intensitas gelombang ultrasonik berkurang terhadap jarak yang ditempuh. Pengurangan intensitas terjadi karena adanya penyerapan energi oleh medium. Besarnya penyerapan energi dinyatakan dalam koefisien absorpsi atau koefisien atenuasi. Pemanfaatan gelombang ultrasonik dalam bidang instrumentasi adalah untuk mengukur besaran suhu, kecepatan aliran, viskositas cairan, tekanan gas, dan yang lainnya. Penerapan gelombang ultrasonik adalah dengan mengamati sifat akustik gelombang ultrasonik yang merambat dalam suatu medium. Sifat yang diukur meliputi kecepatan gelombang dan koefisien atenuasi atau koefisien penyerapan energi. Untuk pengukuran bahan pertanian biasanya digunakan gelombang dengan intensitas yang rendah sekitar 1 – 10 MHz sehingga tidak merusak bahan pertanian tersebut. Gooberman (1968) menyatakan gelombang ultrasonik akan merambat lebih baik pada medium padat dibandingkan pada medium cair atau gas. Pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik telah banyak diterapkan untuk mendeteksi cacat buah bagian dalam. Kecepatan gelombang pada medium padat merupakan fungsi dari massa jenis, modulus young, dan perbandingan poisson. Koefisien atenuasi merupakan besaran yang menyatakan kehilangan sejumlah energi karena gelombang melewati suatu medium. Besarnya energi yang hilang tergantung pada jenis mediumnya. Kehilangan energi disebabkan oleh beberapa hal yaitu kehilangan energi akibat adanya penyerapan oleh medium dan peristiwa gelombang pada bidang batas medium. Koefisien atenuasi dapat diketahui dengan mengkonversi tegangan sinyal yang dikirim dan diterima setelah melalui suatu jarak tertentu. Nilai tegangan dari sinyal ini menggambarkan besarnya energi gelombang ultrasonik. Energi gelombang ultrasonik berbanding lurus dengan amplitudo tegangan sinyal listrik yang dideteksi. Pengukuran atenuasi gelombang ultrasonik dapat menggunakan rumus berikut:

𝛼 = 1𝑋

[𝑙𝑛 𝐴0𝐴𝑥

] dimana: 𝛼 = koefisien atenuasi x = jarak Ao = amplitudo mula-mula Ax = amplitudo setelah menempuh jarak x Transducer adalah suatu alat yang mengubah suatu energi ke dalam bentuk energi lainnya. Transducer ultrasonik mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk suara dan sebaliknya. Transducer ultrasonik juga dapat mengubah energi mekanik seperti suara menjadi energi listrik. Transducer akan mengeluarkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi di atas 20 kHz. Besarnya gelombang ultrasonik yang dapat dibangkitkan tergantung pada jenis transducer-nya. Transducer terdiri dari dua jenis yaitu transducer pengirim (transmitter) Tx dan transducer penerima (receiver) Rx. Transducer ultrasonik terbuat dari material piezoelectric yaitu terbuat dari bahan quartz (SiO3) dan Barium titanat (BaTiO3) yang akan menghasilkan medan listrik pada saat material berubah bentuk atau dimensinya sebagai akibat dari gaya mekanik. Hal tersebut sering disebut efek piezoelektrik. Komponen utama pada transducer ultrasonik adalah elemen aktif, backing, dan wear plate. Elemen aktif terbuat dari bahan piezo atau ferroelectric yang mengubah energi listrik yang dihasilkan

8

oleh pembangkit pulsa menjadi energi ultrasonik. Backing mempunyai penguatan yang tinggi. Material yang mempunyai kerapatan yang sangat tinggi digunakan untuk mengontrol getaran dari transducer dengan menyerap radiasi energi dari bagian belakang elemen. Wear plate berfungsi untuk melindungi bagian elemen aktif serta sebagai medium yang kontak langsung dengan material yang akan diuji. Penggunaan gelombang ultrasonik telah dimulai sejak perang dunia II untuk mendeteksi kedalaman laut. Teknologi ini telah banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang. Seperti dalam bidang kedokteran, yaitu untuk diagnosa janin, organ tubuh, dan jaringan, serta beberapa aplikasi dalam bidang pertanian. Teknik ultrasonik sebenarnya telah diusulkan di masa lalu, sebagai metode khusus untuk evaluasi nilai kekerasan secara non destruktif buah dan sayuran (Mizrach et al. 1989), dengan menggunakan daya tinggi, sistem ultrasonik frekuensi rendah untuk eksitasi jaringan buah, dan mengidentifikasi sifat akustik dasar dari beberapa buah dan sayuran, yaitu kecepatan gelombang dan atenuasi. Selain itu, Mizrach et al. (1994) menemukan hubungan yang kuat antara sifat ultrasonik dan parameter pematangan jaringan buah, kemudian mereka mematenkan perangkat untuk penentuan parameter kualitas buah secara non destruktif. Model parameter ultrasonik untuk menilai sifat dan umur simpan buah alpukat juga diusulkan (Mizrach et al. 1996). Semua yang disebutkan di atas merupakan studi teknik ultrasonik yang dilakukan pada buah alpukat yang ditempatkan di suhu ruang penyimpanan setelah panen. Mizrach et al. (2000) mengusulkan metode untuk memantau pelunakan alpukat dalam penyimpanan suhu rendah menggunakan pengukuran non destruktif ultrasonik. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menggunakan teknik ini dalam menganalisis sinyal ultrasonik dalam buah alpukat yang disimpan pada beberapa suhu rendah dan untuk menguji efek dari suhu dan waktu penyimpanan pada proses pelunakan dalam penyimpanan suhu rendah dan saat buah dipindahkan ke suhu ruang penyimpanan. Aplikasi teknologi gelombang ultrasonik pada komoditas pertanian juga telah berhasil dilakukan oleh Garret dan Furry (1992), bahwa pada buah yang tidak berbiji seperti apel dapat ditentukan sifatnya dengan mengukur kecepatan gelombang ultrasonik. Jivanuwong (1998) dalam Efriyanti (2006) menggunakan gelombang ultrasonik untuk mengetahui kerusakan pada sayuran kentang. Gallili et al. (1994) menggunakan amplitudo dan transmisi gelombang 50 kHz pada buah alpukat dan mendapatkan hubungan antara amplitudo dan kekerasan alpukat. Sedangkan Mizrach et al. (1997) menggunakan atenuasi dan transmisi gelombang ultrasonik 50 kHz pada buah mangga dan memperoleh hubungan linier antara atenuasi dengan kekerasan. Budiastra et al. (1998) melakukan pengukuran gelombang ultrasonik pada sejumlah buah-buahan tropik (manggis utuh dan durian utuh) dengan menggunakan tiga transduser dengan frekuensi 1 MHz, 500 kHz, dan 50 kHz. Penelitian ini menunjukkan bahwa pada frekuensi lebih besar dari 50 kHz, atenuasi gelombang ultrasonik pada buah-buahan tersebut sangat besar sehingga gelombang ultrasonik tidak dapat menembus buah. Sedangkan frekuensi 50 kHz dapat digunakan untuk menentukan sifat dari buah manggis. Secara umum sifat akustik gelombang ultrasonik adalah transmisi, atenuasi, dan kecepatan. Sifat akustik yang dapat menentukan sifat fisiko-kimia bahan pertanian adalah kecepatan dan atenuasi karena kedua parameter ini tergantung dengan sifat atau keadaan dari medium yang dilaluinya. Dalam menganalisis mutu buah digunakan gelombang ultrasonik dengan intensitas rendah agar tidak merusak bahan atau medium yang dilalui (Rejo 2002).