OPTIMASI PELILINAN DAN SUHU PENYIMPANAN

BUAH MANGGIS MENGGUNAKAN

RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM)

SKRIPSI

JEFRY HIDAYATF14080017

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANINSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR2012

Optimization waxing and storage temperature of mangosteen use response surface methodology

Jefry Hidayat and Emmy Darmawati, Dr. Ir. M.SiDepartement of Mechanical and Biosystem Engineering, Faculty of Agricultural Technology

Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO Box 220, Bogor, West JavaIndonesia.

ABSTRACT

Orders for mangosteen fruits (Garciana mangostana L) is currently increasing both for local and export markets. Quality of mangosteen fruit has been kept until now, even increased by efforts of post-harvest handling. Several practices in post-harvest handling of fresh mangosteen to preserve its self life and quality includes but is not limited to packaging technique, storage temperature control, storage in modified atmosphere, waxing, or any combinations of the above. Researches on the most preferred procedure of combining temperature control and waxing are still on going.

This research aims to knowing the combination of waxing and optimum storage temperature fresh mangosteen fruit to extend the lifespan of save. From the literature it is found out that the latest research was looking for optimum combinations by comparing the treatment variations. By creating a mathematical model the responses to the treatment (as the variables) can be estimated, even the optimum values can be found. Response surface methodology (RSM) is used to look for the conditions of the treatment ( temperature and waxing concentration) which exerts the optimum influence to the temperatures under observation.

Response noted were rate of respiration, weight reduction, the firmness and total soluble solid (TSS) value. The experiment had been performed using central composite design (CCD) with two factors (variables). Variables being optimized were storage temperature (X1) 80C, 100C, 130C, 160C, 180C, and waxing concentration (X2) 2%, 3%, 6%, 9%, 10%. Further, the response to firmness optimization in 2nd

order yielded the best value. The validity of the RSM method was proven by the regression test result R 2

of 90.2%, lack of fit was obtained at 0.170. The optimum temperature is 120C, wax concentration is 4% with firmness rate is 0.068 kgf/day. The format of the plot surface resulted was a maximum, mathematical model obtained was :

Y = 0.662 – 0.1002 X1 + 0.0025 X2 + 0.0048 X12 + 0.004 X2

2 – 0.003 X1X2

The response value of the other quality parameters when treated at a stationary point of the best model produce the response value at the minimum area although not at the stationary point. The reponse value of carbon dioxide production rate is 4.83 ml CO2/kg/day, value of oxygen consumption rate is 5.67 ml O2/kg/day, value of weight reduction rate is 0.30 %/day, value of total soluble solid rate is 0.42 oBrix/day.

Keyword : Response surface methodology, Mangosteen, Waxing Concentration and Storange Temperature

JEFRY HIDAYAT. F14080017. Optimasi Pelilinan dan Suhu Penyimpanan Buah Manggis Menggunakan Response Surface Methodology (RSM). Di bawah bimbingan Emmy Darmawati. 2012.

RINGKASAN

Potensi pengembangan buah-buahan di Indonesia sangat besar. Keanekaragaman varietas dan didukung oleh iklim yang sesuai untuk buah-buahan tropika akan menghasilkan berbagai buah-buahan yang sangat bervariasi dan menarik. Di samping itu areal yang cukup luas dapat menghasilkan buah-buahan dalam jumlah yang besar sehingga memungkinkan untuk di ekspor. Seiring dengan hal tersebut, dalam beberapa tahun terakhir ini ekspor buah-buahan Indonesia naik cukup pesat. Salah satu komoditas buah-buahan yang mendominasi pasar ekspor Indonesia adalah buah Manggis.

Manggis (Garcinia mangostana Linn) yang lebih dikenal dengan istilah “The Queen Of Fruit” merupakan buah eksotik tropika dari salah satu komoditas buah–buahan yang memiliki nilai ekonomi tinggi. Kualitas buah manggis terus dipertahankan dengan upaya-upaya penanganan pascapanen. Berbagai macam teknologi penanganan pascapanen telah banyak dilakukan untuk mencegah terjadinya kerusakan pascapanen buah manggis antara lain, sortasi, pre-cooling, penyimpanan dingin, penyimpanan dengan atmosfir terkendali, pelilinan, pengemasan dan lain sebagainya. Dari penelitian-penelitian tersebut yang terkait dengan perlakuan efektif untuk memperpanjang umur simpan manggis adalah penyimpanan dingin dan pelilinan. Untuk mengetahui kombinasi optimum dari suhu dan pelilinan untuk memperpanjang umur simpan buah manggis dapat digunakan metode gabungan antara metode statistika dan matematika yaitu metode respon permukaan.

Rancangan percobaan dengan menggunakan Response Surface Methodology (RSM) dalam penelitian ini terdiri dari 2 faktor (variable bebas) yaitu suhu, dinotasikan X1 dengan range antara 8 sampai dengan 180C dan konsentrasi lilin, dinotasikan X2 dengan range antara 2% sampai 10%, sedangkan variabel respon yaitu perubahan laju respirasi, susut bobot, kekerasan dan total padatan terlarut (TPT). Persamaan RSM mencakup model orde pertama yaitu faktorial 22 ditambah ulangan pada perlakuan titik pusat (centre point), sehingga ada 5 perlakuan dengan 9 pengamatan dan persamaan model orde kedua digunakan model central composite design (CCD) dengan menambah perlakuan 4 axialpoint pada nilai α = 1.414, sehingga secara total ada 8 perlakuan dengan 13 pengamatan. Tahapan proses penanganan pasca panen buah manggis dimulai dari pelilinan dilanjutkan penyimpann dingin pada variasi suhu.

Model yang dihasilkan dari pengolahan data menggunakan software MINITAB 14, diuji dengan nilai parameter yang dihasilkan oleh program yaitu uji Lack of Fit, nilai p (p-value) dan koefisien determinan. Kriteria utama dalam menentukan ketepatan model adalah dengan uji simpangan dari model (Lack of Fit). Model dianggap tidak tepat apabila uji penyimpangan dari model (Lack of Fit) bersifat nyata secara statistik. Berdasarkan uji Lack of Fit dan diperkuat dengan nilai determinasi dari ke empat model respon yang dihasilkan (laju respirasi, susut bobot, kekerasan dan TPT) didapat bahwa respon yang memenuhi kriteria utama adalah perubahan kekerasan dimana nilai Lack of Fit sebesar 0.170 yang berarti model telah dibuat sesuai dengan data. Jika melihat koefisien determinasi (R2) dari respon sebesar 90.2%, maka respon perubahan kekerasan kulit memiliki nilai yang tinggi sehingga model dari perubahan kekerasan kulit dapat dijadikan sebagai model optimasi. Model matematika orde kedua untuk perubahan kekerasan kulit adalah :

Y = 0.662 – 0.1002 X1 + 0.0025 X2 + 0.0048 X12 + 0.004 X2

2 – 0.003 X1X2

dari parameter mutu untuk perubahan kekerasan yang menghasilkan model terbaik dapat digunakan dalam memprediksi perlakuan suhu dan konsentrasi pelilinan optimum. Kontur yang dihasilkan untuk kombinasi suhu dan pelilinan optimum pada suhu 120C dan konsentrasi lilin 4% dengan perubahan kekerasan kulit 0.068 kgf/hari.

Nilai respon dari parameter mutu yang lain bila diberi perlakuan pada titik stasioner dari model terbaik menghasilkan perubahan laju produksi CO2 pada hari 10-28 sebesar 4.83 ml CO2/kg/hari, perubahan laju konsumsi O2 sebesar 5.67 ml O2/kg/hari, perubahan susut bobot sebesar 0.30 %/hari, perubahan TPT pada hari 15-36 sebesar 0.42 oBrix/hari. Dari hasil-hasil nilai respon tersebut jika dilihat

pada masing-masing kontur dari tiap respon menunjukkan nilai respon berada pada wilayah minimum walaupun tidak berada pada titik stasionernya.

OPTIMASI PELILINAN DAN SUHU PENYIMPANAN

BUAH MANGGIS MENGGUNAKAN

RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM)

SKRIPSISebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem

Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

OlehJEFRY HIDAYAT

F14080017

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANINSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

Judul Skripsi : Optimasi Pelilinan dan Suhu Penyimpanan Buah Manggis Menggunakan Response

Surface Methodology (RSM)

Nama : Jefry HidayatNIM : F14080017

Menyetujui,

Pembimbing Akademik,

(Dr. Ir. Emmy Darmawati, M.Si)

NIP. 19610505.198601.2.001

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 OPTIMASI PELILINAN DAN

SUHU PENYIMPANAN BUAH MANGGIS MENGGUNAKAN RESPONSE SURFACE

METHODOLOGY (RSM) adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik,

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, Juni 2012

Yang Membuat Pernyataan

Jefry Hidayat

F14080017

© Hak cipta milik Jefry Hidayat, tahun 2012Hak cipta dilindungi

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

fotocopi, mikrofilm, dan sebagainya.

BIODATA PENULIS

Jefry Hidayat. Lahir di Bekasi, 11 Oktober 1989 dari ayah Sukardi (alm)

dan ibu Siswanti, sebagai putra kedua dari tiga bersaudara. Penulis

menyelesaikan pendidikan dasar di SD Cipinang Melayu 09 Jakarta pada tahun

2002, kemudian melanjutkan pendidikan menengah pertama di SMP Negeri 80

Jakarta hingga tahun 2005. Penulis menamatkan SMA pada tahun 2008 dari SMA

Negeri 61 Jakarta dan pada tahun yang sama diterima di IPB melalui jalur

Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Teknik

Pertanian, Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi

Pertanian.

Selama masa kuliah S1 penulis aktif mengikuti kepanitiaan dalam berbagai kegiatan yang diadakan

oleh Himpunan Mahasiswa Teknik Pertanian (HIMATETA), fieldtrip ke tempat-tempat yang

berhubungan dengan departemen Teknik Mesin dan Biosistem seperti berkunjung ke pabrik Kubota

United Tractor, pabrik penggilingan beras PT Alam Makmur Sembada Bekasi, PTPN VIII Kebun Malabar

Bandung, PT Dua kelinci Pati, pabrikasi Traktor Quick Jogja, dan banyak lagi. Penulis juga aktif menjadi

asisten praktikum mata kuliah Statika dan Dinamika tahun 2010 dan Teknik Pengolahan Pangan tahun

2012.

Pada bulan Juni - Agustus 2011, penulis melaksanakan kegiatan praktik lapangan di PT Parung

Farm, Bogor, Jawa Barat. Sebagai tugas akhir, penulis melakukan penelitian di Laboratorium Teknik

Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (TPPHP) dengan judul “Optimasi Pelilinan dan Suhu

Penyimpanan Buah Manggis Menggunakan Response Surface Methodology (RSM)” di bawah bimbingan

Dr. Ir. Emmy Darmawati, M.Si.

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi yang berjudul “Optimasi Pelilinan dan Suhu

Penyimpanan Buah Manggis Menggunakan Response Surface Methodology (RSM)”. Penelitian ini

dilaksanakan di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian (FATETA IPB) sejak bulan

Januari hingga Juni 2012.

Penulis menyadari bahwa keberhasilan penyusunan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai

pihak baik langsung maupun tidak langsung. Dalam kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa

terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Ibu Dr. Ir. Emmy Darmawati, M.Si selaku dosen pembimbing atas bimbingan, pengarahan, saran

serta dukungan yang berarti kepada penulis selama penyusunan skripsi.

2. Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr dan Dr. Lenny Saulia, M.Si selaku dosen penguji yang telah memberikan

saran dan bimbingan.

3. Bapak Sukardi (alm) dan Ibu Siswanti selaku orangtua, serta kedua saudara penulis Kak Eny

Nurhayati dan Aprian Fauzi atas kasih sayang, perhatian, dan dukungannya kepada penulis baik moral

maupun materi untuk keberhasilan penyusunan skripsi ini.

4. Bapak Sulyaden selaku teknisi laboratorium TPPHP yang telah banyak membantu dalam penelitian.

5. Reny Irmayanti yang selalu membantu, mendukung, dan memberi penulis semangat dalam semua

aktifitas.

6. Sahabat-sahabat Pondok Kuning, Panji Laksamana, Edo Vernando, Bareth Juanda, Hazirur Rahman,

Nur Fitri Shofiyatun atas dukungan dan perhatiannya kepada penulis.

7. Teman-teman yang selalu membantu saat penelitian, Siti Musfiroh, Siti Tri Nurasih, Oryza Sativa,

Gladys Citra Pratiwi, Rima Khairani, Arie Febriyan, Yudhi Sudiyanto, AM Haratul Lisan, Ramli

Baharman, A Tri Setiawan atas bantuannya selama penelitian.

8. Kakak-kakak senior S2 TPP 2010, Kak Fajri, Kak Putri, Kak Tajul, Kak Ani, Kak Elmy, Kak Cici

atas kebersamaan dan bantuannya selama penelitian.

9. Para penghuni Satelit 2, Kinah, Icha, Ria, Nunik dan Hena atas tempat singgahnya.

10. Serta teman-teman Teknik Pertanian 2008 (Magenta) atas kebersamaan, kerjasama, bantuan dan

dukungan selama penulis melaksanakan studi di IPB.

11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu dan telah banyak membantu penulis selama

menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan, sehingga kritik dan saran yang

membangun sangat diharapkan untuk memperbaiki skripsi ini. Penulis berharap semoga tulisan ini

bermanfaat dan dapat memberikan kontribusi yang nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di

bidang pangan.

Bogor, Juni 2012

Jefry Hidayat

DAFTAR ISI

HalamanKATA PENGANTAR...........................................................................................................................iiiDAFTAR ISI..........................................................................................................................................ivDAFTAR TABEL...................................................................................................................................vDAFTAR GAMBAR.............................................................................................................................viDAFTAR LAMPIRAN........................................................................................................................viiI. PENDAHULUAN...............................................................................................................................1

1.1. LATAR BELAKANG..................................................................................................................11.2. TUJUAN.......................................................................................................................................2

II. TINJAUAN PUSTAKA....................................................................................................................32.1. TANAMAN DAN BUAH MANGGIS........................................................................................32.2. LAJU RESPIRASI........................................................................................................................72.3. PELAPISAN LILIN......................................................................................................................92.4. PARAMETER PENURUNAN MUTU......................................................................................11

2.4.1. Susut Bobot....................................................................................................................11 2.4.2. Total Padatan Terlarut (TPT).........................................................................................11 2.4.3. Kekerasan Kulit Buah....................................................................................................12

2.5. RESPONSE SURFACE METHODOLOGY (RSM)....................................................................12III. METODOLOGI PENELITIAN...................................................................................................18

3.1. WAKTU DAN TEMPAT...........................................................................................................183.2. BAHAN DAN ALAT.................................................................................................................183.3. RANCANGAN PERCOBAAN..................................................................................................183.4. TAHAPAN PENELITIAN.........................................................................................................193.5. PENGOLAHAN DATA.............................................................................................................23

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................................................................284.1. LAJU RESPIRASI......................................................................................................................28

4.1.1. Laju Produksi CO2..........................................................................................................28 4.1.2. Laju Konsumsi O2..........................................................................................................36

4.2. SUSUT BOBOT.........................................................................................................................394.3. TOTAL PADATAN TERLARUT.............................................................................................444.4. KEKERASAN KULIT BUAH ..................................................................................................514.5. ANALISIS MODEL.............................................................................................................56

V. PENUTUP........................................................................................................................................585.1. KESIMPULAN...........................................................................................................................585.2. SARAN.......................................................................................................................................58

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................................................59LAMPIRAN..........................................................................................................................................61

iii

DAFTAR TABEL

HalamanTabel 1. Komposisi gizi buah manggis setiap 100 g................................................................................4Tabel 2. Tingkat kematangan buah manggis............................................................................................4Tabel 3. Indeks kematangan buah manggis.............................................................................................5Tabel 4. Persyaratan mutu buah manggis (SNI 01-3211-2009)...............................................................6Tabel 5. Umur simpan buah manggis pada perlakuan yang berbeda.......................................................7Tabel 6. Laju respirasi dan produksi etilen pada 20oC.............................................................................9Tabel 7. Komposisi dasar emulsi lilin 12%............................................................................................10Tabel 8. Central Composite Design.......................................................................................................15Tabel 9. Hubungan perlakuan dan kode perlakuan................................................................................19Tabel 10. Rancangan percobaan dengan sistem pengkodean................................................................19Tabel 11. Pengkodean rancangan orde pertama.....................................................................................24Tabel 12. Analisis regresi orde pertama laju produksi CO2...................................................................30Tabel 13. Analisis regresi orde kedua laju produksi CO2......................................................................31Tabel 14. Analisis regresi laju produksi CO2 10 hari pertama...............................................................33Tabel 15. Analisis regresi perubahan laju produksi CO2 hari 10-28......................................................34Tabel 16. Analisis regresi orde pertama laju konsumsi O2....................................................................37Tabel 17. Analisis regresi orde kedua laju konsumsi O2........................................................................38Tabel 18. Analisis regresi orde pertama delta susut bobot.....................................................................41Tabel 19. Analisis regresi orde kedua delta susut bobot........................................................................42Tabel 20. Analisis regresi orde pertama delta total padatan terlarut......................................................46Tabel 21. Analisis regresi orde kedua delta total padatan terlarut.........................................................46Tabel 22. Analisis regresi model delta total padatan terlarut 12 hari pertama.......................................48Tabel 23. Analisis regresi model delta total padatan terlarut hari 15-36...............................................50Tabel 24. Analisis regresi orde pertama delta kekerasan kulit...............................................................54Tabel 25. Analisis regresi orde kedua delta kekerasan kulit..................................................................54Tabel 26. Model-model yang dihasilkan pada berbagai respon mutu....................................................57

iv

DAFTAR GAMBAR

HalamanGambar 1. Buah manggis (Garcinia mangostana L.)..............................................................................3Gambar 2. Skema pembagian tahap-tahap klimakterik...........................................................................8Gambar 3. Permukaan respon orde pertama dan jalur steepest ascent..................................................14Gambar 4. Central Composite Design (CCD).......................................................................................15Gambar 5. CCD yang rotatable untuk dua variabel...............................................................................16Gambar 6. Permukaan respon................................................................................................................17Gambar 7. Diagram alir tahapan penelitian...........................................................................................20Gambar 8. Continous gas analyzer tipe IRA-107..................................................................................21Gambar 9. Portable oksigen tester POT-101..........................................................................................22Gambar 10. Timbangan Mettler PM-4800.............................................................................................22Gambar 11. Refraktometer model N-1 Atago........................................................................................23Gambar 12. Rheometer tipe CR-300 DX...............................................................................................23Gambar 13. Diagram alir analisis pengolahan data dengan RSM..........................................................27Gambar 14. Laju produksi CO2..............................................................................................................29Gambar 15. Permukaan respon laju produksi CO2.................................................................................31Gambar 16. Kontur laju produksi CO2...................................................................................................32Gambar 17. Permukaan respon laju produksi CO2 10 hari pertama.......................................................33Gambar 18. Kontur laju produksi CO2 10 hari pertama.........................................................................34Gambar 19. Permukaan repon laju produksi CO2 pada hari 10-28........................................................35Gambar 20. Kontur laju produksi CO2 pada hari 10-28.........................................................................35Gambar 21. Laju konsumsi O2...............................................................................................................36Gambar 22. Permukaan respon laju konsumsi O2..................................................................................38Gambar 23. Kontur laju konsumsi O2....................................................................................................39Gambar 24. Susut bobot.........................................................................................................................40Gambar 25. Delta susut bobot................................................................................................................41Gambar 26. Permukaan respon delta susut bobot..................................................................................43Gambar 27. Kontur delta susut bobot.....................................................................................................43Gambar 28. Total padatan terlarut..........................................................................................................44Gambar 29. Delta total padatan terlarut.................................................................................................45Gambar 30. Permukaan respon delta total padatan terlarut...................................................................47Gambar 31. Kontur delta total padatan terlarut......................................................................................47Gambar 32. Permukaan respon delta total padatan terlarut 12 hari pertama.........................................49Gambar 33. Kontur delta total padatan terlarut 12 hari pertama............................................................49Gambar 34. Permukaan respon delta total padatan terlarut hari 15-36..................................................50Gambar 35. Kontur delta total padatan terlarut hari 15-36....................................................................51Gambar 36. Kekerasan kulit manggis....................................................................................................52Gambar 37. Delta kekerasan kulit manggis...........................................................................................53Gambar 38. Permukaan respon delta kekerasan kulit............................................................................55

v

Gambar 39. Kontur delta kekerasan kulit...............................................................................................55

DAFTAR LAMPIRAN

HalamanLampiran 1. Data laju produksi CO2......................................................................................................62Lampiran 2. Data laju konsumsi O2.......................................................................................................63Lampiran 3. Data nilai susut bobot........................................................................................................64Lampiran 4. Data nilai total padatan terlarut..........................................................................................64Lampiran 5. Data nilai kekerasan kulit manggis....................................................................................65Lampiran 6. Analisis statistik laju produksi CO2...................................................................................66Lampiran 7. Analisis statistik laju konsumsi O2....................................................................................68Lampiran 8. Analisis statistik delta susut bobot.....................................................................................69Lampiran 9. Analisis statistik delta total padatan terlarut......................................................................70Lampiran 10. Analisis statistik delta kekerasan kulit manggis..............................................................72

vi

vii

I. PENDAHULUAN

I.1 Latar BelakangSaat ini potensi pengembangan buah-buahan di Indonesia sangat besar. Keanekaragaman

varietas yang didukung oleh iklim yang sesuai untuk buah-buahan tropika akan menghasilkan

berbagai buah-buahan yang sangat bervariasi dan menarik. Di samping itu areal yang cukup luas dapat

menghasilkan buah-buahan dalam skala besar sehingga memungkinkan untuk di ekspor. Seiring

dengan hal tersebut, dalam beberapa tahun terakhir ini ekspor buah-buahan Indonesia naik cukup

pesat. Salah satu komoditas buah-buahan yang mendominasi pasar ekspor Indonesia adalah buah

manggis.

Manggis merupakan salah satu ciri khas buah Asia Tenggara dan buah unggulan Indonesia yang

memiliki peluang ekspor yang menjanjikan. Dari tahun ke tahun permintaan manggis meningkat

seiring dengan kebutuhan konsumen terhadap buah yang mendapat julukan “Queen of Fruits”, baik

untuk konsumen dalam negeri maupun ekspor. Ekspor manggis Indonesia mengalami peningkatan

sepanjang tahun.

Berdasarkan  data Badan Pusat Statistik (BPS), ekspor manggis untuk periode Januari dan

Februari 2010 mencapai 8,225 ton meningkat 91% dibandingkan volume ekspor Januari - Februari

2009 yang hanya 4,285 ton. Sementara itu nilainya meningkat 120% dari US$ 2,781,712 di Januari-

Februari 2010 menjadi US$ 6,310,272. Manggis yang diekspor umumnya berasal dari daerah

penghasil utama di Sentra Produksi manggis, seperti: Tasikmalaya, Purwakarta, Bogor, Sukabumi,

Lampung, Kampar, Purworejo, Belitung, Lahat, Tapanuli Selatan, Padang Pariaman, Trenggalek,

Blitar dan Banyuwangi. Peluang ekspor manggis masih terbuka karena pasar buah-buahan termasuk

manggis belum dibatasi oleh kuota. Kontribusi ekspor manggis terhadap total ekspor buah-buahan

nasional di tahun 2006 adalah sebesar 37.4 %. Sedangkan untuk laju perkembangan ekspornya dari

tahun 2001-2007 mencapai 35.6 % per tahun.

Buah manggis Indonesia diekspor ke berbagai negara khususnya ke Cina, Singapura, Malaysia,

Hongkong, Saudi Arabia dan Belanda. Sebagai komoditas buah ekspor, kualitas buah menjadi faktor

yang sangat penting. Kriteria persyaratan manggis untuk ekspor adalah tidak burik, segar, warna sepal

(kelopak bunga) hijau segar, jumlah sepal lengkap (dengan toleransi hilang maksimal satu), kulit buah

berwarna hijau keunguan sampai merah ungu, tangkai buah berwarna hijau segar dan kulit buah mulus

serta tidak terdapat cacat (Ditjen Bina Produksi Hortikultura, 2004).

Masalah utama yang dihadapi dalam proses distribusi manggis untuk tujuan ekspor adalah

mempertahankan mutu manggis sampai di negara tujuan yang kadang membutuhkan waktu

pengiriman cukup lama. Berbagai penelitian telah dilakukan dalam upaya memperbaiki penampilan,

mempertahankan mutu dan memperpanjang umur simpan manggis. Penelitian tersebut diantaranya

pengembangan pemutuan buah manggis untuk ekspor secara non destruktif dengan jaringan syaraf

tiruan (Sandra, 2007); pengkajian bahan pelapis kemasan dan suhu penyimpanan untuk

memperpanjang masa simpan buah manggis (Azhar, 2007); kajian penyimpanan buah manggis dalam

kemasan atmosfer termodifikasi (Muliansyah, 2004); kajian pengaruh konsentrasi pelilinan dan suhu

penyimpanan terhadap mutu buah manggis (Sihombing, 2010). Dari penelitian-penelitian tersebut

yang terkait dengan perlakuan efektif untuk memperpanjang umur simpan manggis adalah suhu

dingin dan pelilinan.

Penelitian yang dilakukan oleh Riza (2004) menyatakan bahwa pelilinan pada konsentrasi 3%,

6% dan 12 % dengan suhu penyimpanan 50C dan 130C diperoleh konsentrasi lilin optimum 6% pada

suhu 130C. Penelitian yang dilakukan Riza tersebut tidak dapat memprediksi respon mutu jika

konsentrasi pelilinan yang diinginkan berbeda dengan konsentrasi pelilinan dalam penelitiannya.

Berdasarkan hal tersebut, perlu dikembangkan suatu penelitian dalam bentuk model matematika yang

menyatakan hubungan kombinasi perlakuan suhu penyimpanan dingin dan pelilinan terhadap mutu

manggis dimana dengan model tersebut dapat teridentifikasi perlakuan yang optimal terhadap respon

yang dihasilkan. Oleh karena itu dipilihlah Response Surface Methodology (RSM).

RSM merupakan sekumpulan teknik matematika dan statistika yang berguna untuk menganalisis

permasalahan dimana beberapa variabel independen mempengaruhi variabel respon dan tujuan

akhirnya adalah untuk mengoptimalkan respon. Ide dasar metode ini adalah memanfaatkan desain

eksperimen berbantuan statistika untuk mencari nilai optimum dari suatu respon (Iriawan, 2006).

RSM merupakan teknik optimasi yang banyak digunakan dalam berbagai bidang. Beberapa penelitian

yang menggunakan RSM untuk optimasi perlakuan antara lain : optimasi kualitas warna minyak

goreng dengan perlakuan temperature, waktu pengadukan dan persentase karbon aktif sebagai

variabel bebas warna minyak sebagai variabel respon (Wahyudi, 2009); optimasi produktifitas

budidaya udang vaname (litopenaues vaname) dengan perlakuan padat tebar, kandungan protein

pakan udang dan salinitas (Hudi, 2006); optimasi dosis pemupukan untuk tanaman padi IR64 dengan

perlakuan pupuk nitrogen, phospor dan potasium (Wibowo, 2008);

Penelitian tentang optimasi suhu dan pelilinan untuk penyimpanan manggis dengan

menggunakan metode RSM telah dilakukan oleh Lubis (2010), dengan hasil yang masih perlu dikaji

ulang. Adapun faktor yang perlu dikaji ulang adalah range suhu dan pelilinan. Pada model yang

digunakan oleh Lubis range pelilinan adalah 4-11 % sedang hasil penelitian yang dilakukan oleh Riza

(2004), menunjukkan bahwa kondisi yang optimum adalah 6 %. Pelilinan ditujukan untuk menutup

pori-pori kulit buah, memperkecil proses transpirasi dan menghambat proses respirasi, tetapi pelapisan

lilin yang tebal justru akan berdampak negatif terhadap mutu buah yang disimpan.

Dugaan lain yang perlu dikaji ulang adalah keseragaman buah manggis yang digunakan dalam

penelitian. Hal ini ditunjukkan dari hasil pengukuran parameter mutu pada beberapa perlakuan sangat

berbeda baik pola maupun besaran angkanya. Terutama pada perlakuan suhu dibawah 10 oC dengan

konsentrasi pelilinan 5% dan 10%. Pada perlakuan tersebut, hasil grafik menunjukkan nilai yang

relatif sama pada setiap hari penyimpanan untuk laju respirasi, susut bobot, kekerasan kulit buah serta

total padatan terlarut buah manggis.

Berdasarkan kondisi tersebut, penelitian akan dilakukan dengan menggunakan buah manggis

yang seragam dengan range indeks 2-3. Pada penelitian ini ditetapkan dua kombinasi perlakuan yaitu

suhu penyimpanan dan konsentrasi pelilinan yang dijadikan sebagai variabel bebas dari model.

Responnya dikaji dari beberapa parameter yang mengindikasikan perubahan mutu manggis selama

dalam penyimpanan yaitu perubahan konsentrasi CO2 dan O2, perubahan susut bobot, perubahan total

padatan terlarut dan perubahan kekerasan kulit buah.

I.2 TujuanPenelitian ini bertujuan :

1. Menyusun model dengan menggunakan Response Surface Methodology untuk mengetahui

kombinasi perlakuan suhu dan konsentrasi pelilinan terhadap mutu simpan buah manggis.

2. Menentukan kombinasi suhu dan konsentrasi pelilinan yang optimum untuk mutu simpan buah

manggis sesuai yang diharapkan.

II. TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Tanaman dan Buah ManggisManggis (Garcinia mangostana L.) merupakan tanaman buah berupa pohon yang berasal dari

hutan tropis yang teduh di kawasan Asia Tenggara, yaitu Malaysia dan Indonesia. Tanaman ini

menyebar dari Asia Tenggara ke daerah Amerika Tengah dan daerah tropis lainnya seperti Srilanka,

Malaysia, Karibia, Hawai dan Australia Utara. Tanaman manggis terkenal di beberapa negara dengan

nama yang beragam antara lain: mangostane (Jerman), mangosteen (Inggris), mangoustainer

(Perancis) dan mangistan (Belanda). Nama aslinya sendiri adalah manggis (Melayu dan Jawa),

manggus (Lampung), Manggusto (Sulawesi Utara) dan Manggu (Sunda) (Reza et al, 1998).

Berdasarkan taksonominya, tanaman manggis dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Dicotyledonae

Ordo : Guttiferanales

Keluarga : Guttifernae

Genus : Garcinia

Spesies : Garcinia mangostana L.

(Rukmana, 1993)

Buah manggis dapat disajikan dalam bentuk segar, sebagai buah kaleng, dibuat sirop/sari buah.

Buah manggis bulat dan berkulit licin, berdiameter 4-7 cm, kulit buah memiliki ketebalan 6-10 mm,

agak keras dan saat masak berwarna ungu. Di dalam buah manggis terdapat daging buah sebanyak 4-7

juring dengan ukuran yang berbeda-beda. Daging buah tebalnya kira-kira 0.9 cm. Setiap juring

memiliki bakal biji, namun tidak semua bakal biji dalam juring akan menjadi biji (Nakasone et al,

1998). Juring dicirikan dari daging buah berwarna putih susu, lunak, manis dan segar. Warna daging

buah manggis tidak selalu berwarna putih susu tetapi putih bening atau transparan seperti yang terlihat

pada Gambar 1. Bentuk bunga adalah rotate dengan 4 sepal (kelopak bunga) dan 4 petal (mahkota

bunga), tetapi berbeda dalam ukurannya. Bunga manggis berwarna merah jambu dengan warna

kuning dekat dengan pangkal mahkota, biasanya setelah bunga mekar sempurna, daun mahkota akan

gugur sedangkan kelopak akan tetap menempel pada bunga hingga menjadi buah.

Gambar 1. Buah Manggis (Garcinia mangostana L.)

Manggis (Garcinia mangostana L.) sangat bermanfaat untuk kesehatan tubuh karena diketahui

mangandung Xanthone sebagai antioksidan, antiproliferativ, antiinflamasi dan antimikrobial. Sifat

antioksidannya melebihi vitamin E dan vitamin C. Xanthone merupakan substansi kimia alami yang

tergolong senyawa polyhenolic. Xanthone tidak ditemui pada buah-buahan lainnya kecuali pada buah

manggis, karena itu manggis di dunia diberikan julukan “Queen of Fruit” atau si ratu buah. Kulit

buahnya dapat digunakan sebagai bahan penyamak kulit dan bahan pewarna (Ashari, 1995). Buah

manggis dapat digunakan sebagai obat tradisional yaitu untuk mengobati sariawan, wasir dan luka.

Kulit buah dimanfaatkan sebagai pewarna termasuk untuk tekstil dan air rebusannya dimanfaatkan

sebagai obat tradisional. Batang pohon dipakai sebagai bahan bangunan, kayu bakar atau kerajinan.

Komponen kimia buah manggis yang paling banyak adalah air yaitu 83% dan karbohidrat 15%.

Kalori yang dihasilkan oleh 100 gram daging buah manggis yang dapat dimakan adalah 63 kkal.

Komposisi kimia dan nilai gizi buah manggis dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Komposisi gizi buah manggis setiap 100 gKandungan gizi Komposisi

Kalori (kkal) 63.00

Protein (g) 0.60

Lemak (g) 0.60

Karbohidrat (g) 15.60

Kalsium (mg) 8.00

Fosfor (mg) 12.00

Zat besi (mg) 0.80

Vitamin A (S.I) 14.00

Vitamin B1 (mg) 0.03

Vitamin C (mg) 2.00

Air (g) 83.00

Bagian yang dapt dimakan (%) 29.00

Sumber : Pusat Kajian Buah-Buahan Tropika (2007)

Buah manggis yang masih muda banyak mengandung getah yang berwarna kuning, semakin tua

umur buah semakin berkurang getahnya dan akan sama sekali tidak bergetah selama matang penuh.

Buah yang masak memiliki kelopak bunga yang tetap menempel pada bagian pangkal buah dan bekas

kepala putik masih melekat sehingga tampak seperti bintang pada ujung buah. Tingkat kematangan

sangat berpengaruh terhadap mutu dan daya simpan manggis. Umur panen dan ciri fisik manggis siap

panen dapat dilihat pada Tabel 2. Untuk konsumsi lokal, buah dipetik pada umur 114 SBM sedangkan

untuk ekspor pada umur 104-108 SBM (Satuhu, 1997).

Tabel 2. Tingkat Kematangan Buah ManggisUmur Panen Ciri Fisik Manggis

Warna Kulit Berat Diameter

104 hari Hijau bintik ungu 80-130 g 55-60 mm

106 hari Ungu kemerahan 10-25 % 80-130 g 55-60 mm

108 hari Ungu kemerahan 25-50 % 80-130 g 55-60 mm

110 hari Ungu kemerahan 50-75 % 80-130 g 55-60 mm

114 hari Ungu merah 80-130 g 55-65 mm

Sumber : Satuhu (1997)

Cara panen memiliki pengaruh terhadap mutu buah pasca panen khususnya dalam keseragaman

buah. Pemetikan buah langsung dengan mengikutsertakan tangkai buah dapat meningkatkan daya

tahan buah manggis selama 2-3 minggu setelah panen. Berdasarkan penelitian Suyanti et al (1999)

dalam Lubis (2010) menyatakan bahwa cara panen buah manggis langsung petik dengan tangan dapat

memberikan hasil kesegaran kelopak buah terbaik dibandingkan cara panen yang lainnya. Hasil

penelitian Suyanti et al (1999) dalam Lubis (2010) menunjukkan buah manggis yang dipanen dengan

warna kulit buah hijau dengan setitik warna ungu (104 HSBM), warna kulit buahnya berubah dengan

cepat menjadi 10-25 % ungu kemerahan dalam satu hari pada penyimpanan 25 oC, RH 60-70 %.

Direktorat Tanaman Buah (2002) menyebutkan bahwa standar warna dari berbagai tingkat

kematangan buah manggis dinyatakan dengan indeks kematangan. Buah yang dipanen terlalu muda

mengandung banyak getah berwarna kuning yang menempel pada permukaan kulit sehingga

penampakan buah menjadi kurang menarik. Buah manggis yang dipanen pada indeks warna 1

biasanya untuk pasaran yang jauh. Indeks warna 2 dan 3 untuk ekspor, indeks 4 dan 5 bisa langsung

dikonsumsi. Tabel 3 memperlihatkan indeks kematangan buah manggis.

Tabel 3. Indeks Kematangan Buah ManggisIndeksWarna

Deskripsi

0 Warna kulit kuning kehijauan, kulit buah masih bergetah dan buah belum siap petik.

1 Warna kulit buah hijau kekuningan. Buah belum tua dan getah masih banyak. Isi buah masih sulit dipisahkan dari daging. Buah belum siap dipanen.

2 Warna kulit buah kuning kemerahan dan bercak merah hampir merata buah hampir tua dan getah mulai berkurang. Isi daging buah masih sulit dipisahkan dari daging buah. Buah dapat dipetik untuk tujuan ekspor.

3 Warna kulit buah merah kecoklatan pada seluruh permukaan kulit. Masih bergetah isi daging buah dan sudah dapat dipisahkan dari kulit. Buah tepat dipetik untuk tujuan ekspor.

4 Warna kulit merah keunguan pada seluruh permukaan, siap dikonsumsi dan isi mudah lepas dari kulit, tidak ada getah pada kulit. Isi buah sudah dapat dipisahkan dari daging kulit dan buah dapat dikonsumsi. Buah tepat dipetik untuk tujuan ekspor.

5 Warna kulit buah ungu kemerahan pada seluruh permukaan kulit. Buah sudah masak sesuai untuk pasar domestik.

6 Warna kulit buah ungu gelap atau kehitaman pada seluruh permukaan kulit. Buah sudah masak sesuai untuk pasar domestik dan siap saji.

Sumber : Standar Operasional Prosedur Manggis, 2007

Produk yang dipanen sebelum atau lewat tingkat kemasakannya maka produk tersebut akan

mempunyai nilai atau mutu yang tidak sesuai dengan keinginan pengguna/SNI (Standar Nasional

Indonesia) yaitu SNI 01-3211-2009. Buah manggis segar dapat digolongkan ke dalam tiga jenis mutu

yaitu Mutu Super, Mutu I dan Mutu II yang dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Persyaratan Mutu Buah Manggis (SNI 01-3211-2009)Jenis Uji Satuan Persyaratan

Mutu Super Kelas A Kelas B

Keseragaman - Seragam Seragam Seragam

Diameter mm >62 59 – 62 <58

Tingkat Kesegaran - Segar Segar Segar

Warna Kulit Hijau kemerahan

sampai merah

muda mengkilat

Hijau kemerahan

sampai merah

muda mengkilat

Hijau kemerahan

Buah Cacat % 0 10 10

Tangkai/Kelopak Utuh Utuh Utuh

Kadar Kotoran

(b/b)

- 0 0 0

Serangga

hidup/mati

% Tidak ada Tidak ada Tidak ada

Warna Daging

Buah

- Bening Bening Bening

Getah Bening - 5 10 20

Sumber : SNI (Standar Nasional Indonesia) 2009

Perubahan keasaman buah selama penyimpanan dapat berbeda-beda sesuai dengan tingkat

kematangan buah dan tingginya suhu penyimpanan. Menurut Suyanti et al (1999) dalam Lubis (2010)

pola perubahan kandungan asam pada buah manggis sama dengan pola perubahan kandungan asam

pada pisang tanduk, barangan, mangga gedong dan nenas Subang. Hal ini berarti bahwa mutu yang

baik dari suatu produk hortikultura yang telah dipanen hanya dapat dicapai apabila produk tersebut

dipanen pada kondisi yang tepat mencapai kemasakan fisiologis sesuai dengan yang dibutuhkan oleh

penggunanya.

Kemunduran kualitas produk hortikultura yang telah dipanen biasanya diikuti dengan resistansi

produk tersebut terhadap infeksi mikroorganisme sehingga akan semakin mempercepat kerusakan

atau menjadi busuk, sehingga mutu serta nilai jualnya menjadi rendah bahkan tidak bernilai sama

sekali. Mutu produk hortikultura setelah panen tidak dapat diperbaiki, yang dapat dilakukan adalah

usaha untuk mencegah laju kemundurannya. Berbagai penelitian dilakukan untuk memperpanjang

umur simpan buah manggis sebagaimana terlihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Umur Simpan Optimum Buah Manggis Pada Perlakuan Yang BerbedaNo Umur

Simpan

(hari)

Perlakuan

Pre-

Cooling

Pelilinan Pengemasan Suhu Penyimpanan

(oC)

Lainnya

1 35 - - Stretch film 5 Kematangan

indeks 4

2 44.3 - - LDPE 10 Kematangan

indeks 2

3 15 - Car nauba

3%

- - Kematangan

indeks 3

4 30 Hydroco

oling

- - 5 Giberelin 60

ppm 5 menit

Kematangan

indeks 4

5 37 - Lebah 6% - 5 Kematangan

indeks 4

6 44 - - - 4 dan 8 -

7 47 Hydroco

oling

- - 5 -

8 30 - Lebah 6% PE 10 Kematangan

indeks 2

9 39 - - Stretch film 15 Kematangan

indeks 3

Sumber : Mahmudah (2008)

II.2 Laju RespirasiProduk hortikultura jika dipanen dari tanaman masih melakukan reaksi metabolisme dan

mempertahankan proses fisiologi dalam periode pascapanen. Buah dan sayur melakukan respirasi

dengan mengambil oksigen dan mengeluarkan karbondioksida serta menghasilkan panas. Proses

respirasi yang masih berlangsung setelah buah dipanen menyebabkan terjadinya beberapa perubahan

kandungan kimia dalam buah. Menurut Winarno (2002) respirasi merupakan suatu proses

metabolisme dengan cara menggunakan oksigen dalam pembakaran senyawa-senyawa yang lebih

kompleks, seperti gula, pati, protein, lemak dan asam organik sehingga menghasilkan molekul-

molekul yang sederhana seperti CO2, air dan energi, serta molekul lainnya yang dapat digunakan oleh

sel untuk reaksi kimia.

Respirasi dari buah dan sayuran adalah indeks dari aktivitas fisiologi dan kemampuan lama

simpan. Respirasi merupakan salah satu dasar dari proses hidup yang berhubungan dengan

kematangan, penanganan, transportasi dan umur simpan. Bahan lain seperti asam organik, lemak dan

protein juga memegang peran penting selama proses respirasi. Energi yang diproduksi proses respirasi

dirubah menjadi ATP (adenosine triphosphate) sebagai pembawa energi (Winarno, 2002).

Respirasi dikelompokkan menjadi tiga tingkatan yaitu: (1) pemecahan polisakarida menjadi gula

sederhana, (2) oksidasi gula menjadi asam piruvat, (3) transformasi piruvat dan asam-asam organik

secara aerobik menjadi CO2, air dan energi. Protein dan lemak dapat pula berperan sebagai substrat

dalam proses pemecahan polisakarida (Pantastico et al, 1986). Besar kecilnya laju respirasi dapat

diukur dengan menentukan jumlah substrat yang hilang, CO2 yang dikeluarkan, O2 yang digunakan

dan panas serta energi yang dihasilkan. Respirasi biasanya ditentukan dengan pengukuran laju

penggunaan O2 dan pengeluaran CO2. Reaksi kimia sederhana untuk respirasi sebagai berikut:

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 675 kal

Respirasi pada buah-buahan dan sayuran dapat berlangsung secara aerob dan anaerob. Respirasi

aerob adalah respirasi yang berlangsung dengan adanya O2 yang cukup. Dengan adanya O2,

karbohidrat dioksidasi sepenuhnya menjadi air dan CO2 dengan produksi ATP dimana energi

disimpan dalam sel. Sedangkan respirasi anaerob terjadi apabila O2 yang tersedia sangat sedikit atau

tidak ada sama sekali (Winarno, 2002).

Ditinjau dari pola respirasinya, buah dan sayuran dapat dibedakan menjadi dua, yaitu klimakterik

dan non klimakterik (Pantastico et al, 1986). Respirasi klimakterik dicirikan dengan laju produksi CO2

dan konsumsi O2 sangat rendah saat praklimakterik, diikuti dengan peningkatan mendadak saat

klimakterik dan penurunan laju produksi CO2 dan konsumsi O2 pada fase senessence (Gambar 2).

Menurut Winarno (2002), klimakterik adalah suatu fase kritis dalam kehidupan buah dan dalam fase

ini banyak perubahan yang berlangsung. Sedangkan laju respirasi non klimakterik dicirikan dengan

laju produksi CO2 dan konsumsi O2 tetap tidak ada peningkatan laju respirasi (Pantastico et al, 1986).

Gambar 2. Skema Pembagian Tahap-Tahap Klimakterik (Winarno, 2002)

Selama proses respirasi berlangsung beberapa perubahan fisik, kimia dan biologis yaitu

terjadinya proses pematangan, pembentukan aroma dan kemanisan, berkurangnya keasaman,

melunaknya buah akibat terjadinya degradasi pektin pada kulit buah, serta berkurangnya bobot karena

kehilangan air. Kelayuan dan kebusukan pada buah terjadi bila proses respirasi berlanjut terus,

sehingga mengakibatkan mutu buah berkurang. Winarno (2002) menyatakan bahwa laju respirasi

produk buah-buahan dan sayuran dapat menjadi indikator yang baik bagi penentuan kegiatan

metabolisme jaringan dan umur simpan yang pendek.

Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi dapat dibedakan atas faktor internal dan eksternal.

Faktor internal meliputi tingkat perkembangan organ, ukuran produk, komposisi kimia jaringan,

pelapis alami pada permukaan kulit dan jenis jaringan. Sedangkan faktor eksternal meliputi suhu,

penggunan etilen, ketersediaan oksigen, karbondioksida, terdapatnya senyawa pengatur pertumbuhan

dan adanya luka pada buah (Pantastico et al, 1989). Menurut Muchtadi (1990) luka pada buah akibat

benturan atau karena buah jatuh dapat menyebabkan terjadinya peningkatan respirasi.

Winarno (2002) menyatakan bahwa pemberian gas etilen pada buah non klimakterik dapat

menaikkan laju respirasi, tidak berpengaruh terhadap waktu terjadinya puncak klimakterik. Sedangkan

pada buah klimakterik, pemberian gas etilen berpengaruh untuk mempercepat waktu tercapainya

puncak klimakterik, tidak berpengaruh terhadap tingginya laju respirasi. Etilen merupakan suatu

senyawa karbon sederhana tidak jenuh dalam bentuk gas yang memiliki sifat-sifat fisiologis yang luas

pada aspek pertumbuhan, perkembangan dan senessence tumbuhan. Etilen dianggap sebagai hormon

tumbuhan karena merupakan hasil metabolisme tumbuhan, bekerja pada jumlah yang kecil,

bekerjasama atau antagonis dengan hormon-hormon tumbuhan lainnya (Muchtadi, 1990). Hubungan

antara laju respirasi dan produksi etilen dapat dilihat pada Tabel 6.

Tabel 6. Laju Respirasi Dan Produksi Etilen Pada 20oCRespirasi Etilen

Kelas Range

(mg kg-1 h-1)

Komoditas Range

(μl kg-1 h-1)

Komoditas

Sangat Rendah <35 Nanas, carambola

Rendah 35 – 70 Pisang hijau, litchi,

pepaya, jackfruit,

passion-fruit,

manggis

0.1 – 1.0 Nanas, carambola

Sedang 70 – 150 Mangga, rambutan,

chiku, jambu biji,

durian, lanzone

1.0 – 10.0 Pisang, jambu biji,

mangga, pisang raja,

manggis, litchi,

sukun, sugar apple,

durian, rambutan

Tinggi 150 – 300 Alpukat, pisang

matang, sugar

apple, atemoya

10 – 100 Alpukat, pepaya,

atemoya, chiku

Sangat Tinggi >300 Soursop >100 Cherimoya, passion

fruit, sapote, soursop

Sumber : Nakasone & Paull (1998)

II.3 Pelapisan LilinMenurut Pantastico (1986), pelapisan lilin merupakan usaha penundaan kematangan yang

bertujuan untuk memperpanjang umur simpan produk hortikultura. Pemberian lapisan lilin ini juga

untuk menutupi luka-luka goresan kecil pada buah. Keuntungan lainnya yang diberikan lapisan lilin

ini pada buah adalah dapat memberikan penampilan yang lebih menarik karena memberikan kesan

mengkilat pada buah. Lapisan lilin berfungsi sebagai lapisan pelindung terhadap kehilangan air yang

terlalu banyak dari komoditas akibat penguapan dan mengatur kebutuhan oksigen untuk respirasi,

sehingga dapat mengurangi kerusakan buah yang telah dipanen akibat proses respirasi (Roosmani,

1975). Roosmani (1975), menyatakan bahwa lilin akan menutupi sebagian pori-pori buah-buahan dan

sayur-sayuran, sehingga dapat mengurangi kehilangan air, memperlambat proses fisiologis dan

mengurangi keaktifan enzim-enzim pernafasan sehingga dapat menunda proses kematangan.

Pelapisan lilin dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya adalah pembusaan,

penyemprotan, pencelupan dan pengolesan. Pembusaan dilakukan dengan cara membuat lilin dalam

bentuk busa, kemudian dilapisi pada produk segar dengan menggunakan sikat. Penyemprotan

dilakukan dengan cara menyemprotkan pelapis langsung ke produk segar. Penyemprotan cenderung

boros dibandingkan dengan cara lain. Pencelupan dilakukan pada produk segar dengan mencelupkan

buah atau sayuran ke dalam bahan pelapis. Sedangkan pengolesan dilakukan dengan cara

mengoleskan bahan pelapis dengan menggunakan kuas ke buah atau sayuran. Berdasarkan cara

pelapisan lilin, cara pelapisan lilin dengan metode pencelupan lebih efektif dibandingkan dengan

metode pengolesan (Mujiono, 1997).

Pelilinan termasuk ke dalam perlakuan prapengangkutan yang bertujuan untuk mengurangi susut

mutu dan kerusakan komoditas pertanian sampai tingkat serendah-rendahnya. Keberhasilan pelapisan

lilin untuk buah-buahan dan sayuran tergantung dari ketebalan lapisan lilin. Pelilinan yang terlalu tipis

tidak berpengaruh nyata terhadap pengurangan penguapan air. Jika lapisan lilin terlalu tebal dapat

menyebabkan kerusakan, bau dan rasa yang menyimpang akibat udara di dalam sayuran dan buah-

buahan terlalu banyak mengandung CO2 dan sedikit O2 (Mujiono, 1997).

Lilin alami yang komersial diantaranya adalah lilin lebah, lilin karnauba dan spermaceti. Lilin

karnauba adalah lilin dengan kualitas terbaik. Titik cair lilin ini tinggi (80-87 oC), keras dan kedap air.

Lilin ini di dapat dari pohon palem (Copernica cerifera). Spermaceti adalah lilin dari ikan paus

(Physester macrocephalus). Lilin ini banyak digunakan dalam industri obat dan kosmetik (Anonim,

1977). Lilin lebah merupakan lilin alami komersial yang merupakan hasil sekresi dari lebah madu

(Apis mellifica) atau lebah lainnya. Madu yang diekstrak dengan sentrifusi sisir madunya dapat

digunakan lagi, sedangkan yang diekstrak dengan pengepresan mengakibatkan sarang lebah hancur.

Sarang yang hancur dapat dijadikan lilin atau dapat dibuat untuk sarang baru. Hasil sisa pengepresan

dan sarang yang hancur dicuci dan dikeringkan, kemudian dipanaskan sehingga menjadi lilin atau

malam (Winarno, 1981). Lilin lebah berwana putih, kuning sampai coklat, dengan titik cair 62.8 –

70oC, bobot jenis sebesar 0.952-0.975 kg/m3.

Lapisan lilin untuk komoditi hortikultura segar harus memenuhi beberapa persyaratan yaitu (a)

tidak berpengaruh terhadap bau dan rasa komoditi (b) tidak beracun (c) mudah kering dan tidak

lengket (d) tidak mudah pecah, mengkilap dan licin (e) mudah diperoleh dan murah harganya

(Muchtadi et al, 1990). Lapisan lilin yang digunakan untuk komoditi hortikultura adalah lilin lebah

yang dibuat dalam bentuk emulsi lilin dengan konsentrasi 4-12 persen dapat dilihat pada Tabel 7.

Pembuatan emulsi lilin tidak boleh menggunakan air sadah karena garam-garam yang terkandung

dalam air sadah dapat merusak emulsi lilin. Emulsifier yang umum digunakan adalah trietanolamin

dan asam oleat (Pantastico et al, 1986). Emulsi-emulsi lilin dalam air lebih aman digunakan daripada

pelarut-pelarut lilin yang mudah terbakar.

Tabel 7. Komposisi dasar emulsi lilin 12%Bahan Dasar Komposisi

Lilin lebah 120 gr

Trietanolamin 40 gr

Asam oleat 20 gr

Air panas 820 ml

Sumber : Balai Hortikultura 2002

Pelilinan biasanya dikombinasikan dengan bahan kimia pemberantas bakteri dan cendawan.

Fungisida digunakan untuk menghindari kerusakan oleh kapang pada bahan organik. Fungisida dapat

diberikan bersama dengan pelapisan lilin yaitu dengan mencelupkan buah-buahan atau sayuran ke

dalam larutan fungisida kemudian baru dicelupkan dalam emulsi lilin atau jika fungisida yang

digunakan tidak merusak lilin dapat mencelupkan komoditas langsung ke dalam emulsi lilin yang

telah dicampur fungisida (Roosmani, 1975). Tebal lapisan lilin harus seoptimal mungkin. Jika lapisan

lilin terlalu tipis maka usaha dalam menurunkan respirasi dan transpirasi kurang efektif. Jika lapisan

terlalu tebal maka kemungkinan hampir semua pori-pori komoditi akan tertutup. Apabila semua pori-

pori tertutup maka akan mengakibatkan terjadinya respirasi anaerob, yaitu respirasi yang terjadi tanpa

menggunakan O2 sehingga sel melakukan perombakan di dalam tubuh buah itu sendiri yang dapat

mengakibatkan proses pembusukan lebih cepat dari keadaan normal (Roosmani, 1975).

II.4 Parameter Penurunan MutuAkibat masih berlangsungnya proses respirasi buah setelah dipanen, akan terjadi beberapa

perubahan kandungan kimia dalam bahan. Perubahan yang paling umum terjadi selama pemasakan

adalah perubahan warna, tekstur, padatan terlarut dan keasaman. Penyimpanan buah segar, diharapkan

dapat memperpanjang umur segar. Tujuan utama penyimpanan buah segar adalah pengendalian laju

transpirasi dan respirasi antara lain mengatur suhu dan kelembaban ruangan, mengendalikan infeksi

penyakit dan mempertahankan produk dalam bentuk yang paling berguna bagi konsumen (Pantastico,

1986).

Penyimpanan pada suhu dingin merupakan cara yang paling efektif dan bermanfaat untuk

memperlambat perkembangan pembusukan pascapanen pada buah-buahan dan sayuran yang

disebabkan oleh infeksi di bagian dalam. Tiap buah dan sayuran mempunyai suhu optimum untuk

menghambat pematangan dan penuaan proses-proses fisiologis yang membuat komoditi menjadi

rentan terhadap kegiatan bakteri (Pantastico, 1986).

Perubahan-perubahan fisik kimia yang umumnya terjadi pada buah-buahan selama pematangan

dan penyimpanan diantaranya adalah tekstur, warna, kandungan gula, keasaman, susut bobot, kadar

air dan kandungan vitamin C. Berikut adalah beberapa perubahan fisik kimia selama pematangan dan

penyimpanan:

II.4.1 Susut Bobot

Buah segar walaupun telah dipetik masih tetap mengalami proses biologis. Proses respirasi dan

transpirasi akan menyebabkan komoditi mengalami susut bobot. Susut bobot yaitu massa buah yang

berkurang sejalan dengan waktu selama proses penyimpanan. Kehilangan bobot pada buah-buahan

yang disimpan terutama disebabkan oleh kehilangan air sebagai akibat dari proses penguapan dan

kehilangan karbon selama respirasi. Air dibebaskan dalam bentuk uap air pada proses transpirasi dan

respirasi melalui stomata, lenti sel, dan berbagai jaringan tumbuhan lain yang berhubungan dengan sel

epidermis. Kehilangan air selama penyimpanan tidak hanya menurunkan susut bobot tetapi juga

menurunkan mutu dan menimbulkan kerusakan. Kehilangan air yang banyak akan menyebabkan

pelayuan dan pengkeriputan (Muchtadi, 1990).

Susut bobot dapat juga disebabkan oleh penguraian glukosa buah menjadi karbondioksida dan

air. Gas yang dihasilkan akan dapat menguap dan menyebabkan terjadinya susut bobot (Roosmani,

1975). Buah terlihat tidak segar lagi, berubah warna, berubah rasa, kandungan nutrisi berkurang,

hingga terjadi pembusukan. Proses metabolisme ini dapat dihambat dengan menyimpan buah-buahan

pada suhu rendah dengan kelembaban relatif uap air yang tinggi dan dapat pula membatasi kontak

antara buah dengan udara ataupun etilen. Wulandari (2006) menyatakan buah-buahan yang mudah

dipetik dari pohon tetap mengalami proses metabolisme. Proses alami buah tersebut antara lain

respirasi, transpirasi, pelepasan etilen dan aroma sehingga berakibat pengurangan pada massanya.

II.4.2 Total Padatan Terlarut

Produk hortikultura menyimpan karbohidrat untuk persediaan energi yang digunakan untuk

melangsungkan keaktifan dari sisa hidupnya. Proses pematangan akan menyebabkan kandungan

karbohidrat dan gula berubah. Menurut Winarno dan Wirakartakusumah (1981), meskipun banyak

macam gula yang ada dalam buah dan sayuran, tetapi perubahan kandungan gula yang sesungguhnya

hanya meliputi tiga macam gula, yaitu glukosa, fruktosa dan sukrosa. 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 klimakterik, sedangkan pada buah non klimakterik perubahan tersebut umumnya tidak jelas.

Menurut Riza (2004), pelilinan yang dilakukan pada buah manggis diharapkan dapat menjaga

nilai total padatan terlarut agar tetap tinggi. Pada hari penyimpanan ke-37, buah manggis yang

mendapatkan perlakuan pelilinan lebah 6% dan disimpan pada suhu 5oC dapat mempertahankan nilai

total padatan terlarut tertinggi yaitu 16.2 oBrix, sedangkan untuk kontrol pada suhu penyimpanan 5oC

nilai 14.95oBrix.

II.4.3 Kekerasan Kulit Buah

Kekerasan buah tergantung pada turgor sel hidup, adanya jaringan, adanya jaringan penunjang

dan sifat kohesi dari sel. Turgor adalah tekanan dari isi sel sehingga sel ada pada volume normal tetapi

dapat terjadi pertukaran senyawa. Tekstur terbentuk dari polisakarida, dimanapun komponen utama

dari dinding sel adalah selulosa dan pektin (Hulme 1970 dalam Riza 2004). Semakin lama buah

disimpan akan semakin lunak, karena protopektin yang tidak larut diubah menjadi pektin yang larut

dan asam pekat. Protopektin adalah bentuk zat pekat yang tidak larut dalam air. Pecahnya protopektin

menjadi zat dengan bobot molekul rendah larut dalam air mengakibatkan lemahnya dinding sel dan

turunnya kohesi yang mengikat sel satu dengan yang lain. Selain itu, melunaknya buah selama

pematangan juga disebabkan oleh aktivitas enzim poligalakturonase yang menguraikan protopektin

dengan komponen utama poligalakturonat menjadi asam galakuronat (Pantastico, 1986).

Perubahan kekerasan yang terjadi pada kulit tergolong perubahan fisik pada buah-buahan.

Tekstur kulit buah tergantung pada ketegangan, ukuran, keterikatan sel-sel, jaringan penunjang dan

susunan tanamannya. Ketegangan disebabkan oleh tekanan isi sel pada dinding sel dan bergantung

pada konsentrasi zat-zat osmotik aktif dalam vakuola, permeabilitas protoplasma dan elastisitas

dinding sel. Terjadinya difusi yang terus-menerus meningkatkan jenjang energi sel dan

mengakibatkan tekanan yang mendorong protoplasma ke dinding sel dan menyebabkan sel menjadi

tegang (Pantastico et al, 1989).

Utama (2001) menyatakan bahwa buah manggis mudah mengalami kerusakan setelah panen

terutama akibat benturan-benturan fisik disamping kepekaannya terhadap kerusakan suhu dingin

(chilling injury) yang ditandai dengan adanya pengerasan kulit buah. Kulit buah manggis merupakan

bagian buah manggis yang membungkus daging buah manggis dan merupakan bagian terbesar dari

buah manggis, mencapai 2/3 bagian buahnya. Pengerasan kulit atau cangkang secara normal terjadi

karena adanya perubahan fisiologis menuju pada penuaan atau pelayuan terutama buah yang telah

dipanen dan mengalami penyimpanan beberapa hari. Perubahan fisiologis normal sangat berkaitan

dengan aktivitas metabolisme yaitu respirasi dan transpirasi buah. Tingginya transpirasi akan

mengakibatkan terjadi pengeringan atau dehidrasi pada cangkang buah sehingga kulit buah cenderung

menjadi keras.

Salah satu masalah utama dalam mempertahankan mutu manggis adalah terjadinya pengerasan

kulit buah manggis yang disimpan pada suhu rendah dalam jangka waktu yang lama. Buah manggis

yang mendapat perlakuan pelilinan, kekerasan kulit buahnya lebih rendah dibandingkan buah manggis

tanpa pelilinan.

II.5 Response Surface MethodologyMenurut Montgomery (2001) Response Surface Methodology (RSM) merupakan suatu metode

gabungan antara teknik matematika dan teknik statistika, digunakan untuk membuat model dan

menganalisa suatu respon y yang dipengaruhi oleh beberapa variabel bebas (faktor x) guna

mengoptimalkan respon tersebut. Hubungan antara respon y dan variabel bebas x adalah sebagai

berikut :

βo + ∑ βiXi + ∑ βiiXi2 + ∑ βijXiXj + ε

βo + ∑ βiXi

y = f(x1,x2,....,xk) + ε

Dimana :

y = variabel respon

x1,x2,......xk = variabel bebas/faktor

ε = error

Karena bentuk fungsi respon f yang sebenarnya tidak diketahui, maka harus ada pendekatannya.

Perkiraan model didasarkan pada observasi dari proses atau sistem sehingga dapat membentuk model

empirisnya. Jika respon yang diharapkan diasumsikan sebagai E(y) = f(x1,x2,....,xk) = η, maka

permukaannya dilukiskan oleh η = f(x1,x2,....,xk) yang disebut permukaan respon. Umumnya response

surface ditampilkan secara grafik dan untuk membantu visualisasi dari bentuk permukaan plot sering

digunakan countur dari permukaan respon. Garis countur yang terbentuk mempresentasi ketinggian

permukaan yang terbentuk.

Langkah pertama yang dilakukan adalah mencari bentuk hubungan antara respon dengan

perlakuannya. Bentuk hubungan linier merupakan bentuk hubungan yang pertama kali dicobakan

untuk menggambarkan hubungan tersebut. Jika ternyata bentuk hubungan antara respon dengan

perlakuan adalah linier maka pendekatan fungsinya disebut first-order model (model orde pertama),

seperti yang ditunjukkan dalam persamaan 1:

Y = (1)

Jika bentuk hubungannya merupakan kuadrat maka pendekatan fungsinya disebut second-order model

(model orde kedua). Persamaan 2 menunjukkan bentuk umum second-order model:

Y = (2)

Keterangan :

Y = Respon Pengamatan

βo = Intersep

βi = Koefisien linier

βii = Koefisien kuadratik

βij = Koefisien interaksi perlakuan

Xi = Kode perlakuan untuk faktor ke-i

Xj = Kode perlakuan untuk faktor ke-j

k = Jumlah faktor yang dicobakan

Kemudian dari model orde kedua ditentukan titik stasioner, karakteristik permukaan respon dan

model optimasinya. RSM pada prinsipnya adalah teknik yang meliputi analisis regresi dan desain

eksperimen untuk menyelesaikan masalah optimasi (Box dan Hunter, 1978).

Eksperimen Orde Pertama

Dalam RSM, dibutuhkan pencarian titik optimum yang berulang-ulang pada desain yang

digunakan untuk perpindahan dari eksperimen orde pertama menuju eksperimen orde kedua.

Pencarian tersebut dilakukan jika pada eksperimen orde pertama terdapat efek lengkungan,

selanjutnya eksperimen orde pertama digantikan oleh eksperimen orde kedua (Sudjana, 2002). Desain

faktorial 2k dan desain fraksional faktorial 2k-p adalah desain yang sesuai untuk mengestimasi model

orde pertama. Uji kelengkungan eksperimen orde pertama dilakukan dengan metode penambahan titik

pusat dengan ukuran nf dan nc dimana “f” menandakan desain faktorial dan “c” menandakan titik

pusat. Pada desain faktorial diberi kode ‘-‘ untuk level rendah dan ‘+’ untuk level tinggi, sedangkan

titik pusat diberi kode ‘0’. Misalkan yf adalah rata-rata sampel faktorial dan yc adalah rata-rata sampel

pada titik pusat. Selisih dari yf – yc dapat digunakan untuk menguji adanya lengkungan kuadrat.

Apabila nilai yf – yc kecil, maka titik pusat berada atau dekat pada bidang yang dilewati titik faktorial,

Jalur dari Steepest AscentWilayah dari

permukaan respon

ý=50

ý=40 ý=30

ý=20 ý=10

X2

X1

Gambar 3. Permukaan respon orde pertama dan jalur Steepest Ascent (Sudjana, 2002)

dan pada bagian tersebut tidak terdapat lengkungan kuadrat. Sebaliknya jika yf – yc besar, maka disana

terdapat lengkungan kuadrat (Montgomery, 2001).

Eksperimen orde pertama dilanjutkan dengan metode Steepest Ascent (Gambar 3) jika tidak

terdapat lengkungan kuadrat. Jika kondisi optimum dari suatu eksperimen adalah nilai maksimum

respon maka metode disebut dengan metode Steepest Ascent. Sebaliknya, apabila kondisi optimum

yang diinginkan adalah minimum respon disebut dengan metode Steepest Descent. Dasar kerja dari

metode adalah melakukan sebuah eksperimen sederhana pada bagian permukaan respon dengan

daerah yang diprediksi akan menghasilkan nilai optimum. Kemudian, tentukan persamaan bidang ini

setelah itu eksperimen harus diambil sedemikian rupa agar bergerak ke arah optimum atau sekitar

optimum pada permukaan respon (Sudjana, 2002). Dinamakan metode Steepest Ascent atau Lintas

Pendakian Tercuram adalah karena eksperimen berikutnya diharapkan bergerak ke arah mendaki

paling cepat menuju titik optimum pada permukaan respon.

Dengan mengasumsikan titik x1 = x2 =......= xk = 0 adalah titik asal, algoritma dalam menentukan

koordinat titik pada jalur Steepest Ascent adalah: (Montgomery, 2001)

1. Pilih suatu ukuran langkah dari salah satu variabel proses, variabel yang dipilih adalah

variabel yang memiliki koefisien mutlak regresi terbesar |βj|.

2. Ukuran langkah dari proses yang lainnya adalah.

∆xi = βi

βj /∆ xji = 1,2, ....,k; i ≠ j

3. Ubah dari ∆xj variabel kode menjadi kode aktual.

Eksperimen Orde Kedua

Ketika eksperimen orde pertama telah menunjukkan tidak cocok dalam eksperimen baru,

pendekatan model regresi orde kedua mulai digunakan. Untuk mengestimasi model permukaan respon

orde kedua, biasanya digunakan Central Composite Design (CCD). CCD adalah sebuah rancangan

percobaan yang terdiri dari rancangan 2k faktorial dengan ditambahkan beberapa center runs dan axial

run (Federer, 1974). CCD untuk k=2 dan k=3 secara visual ditunjukkan oleh Gambar 4.

Gambar 4. Central Composite Design (CCD) (Federer, 1974)

Elemen dari CCD adalah:

1. Rancangan 2k faktorial (Runs/Cube point) = nf, dimana k adalah banyaknya faktor percobaan.

2. Center Runs (nc), yaitu percobaan pada titik pusat (0,0,...,0)

3. Star runs/Axial runs, yaitu percobaan pada titik-titik (α,0,...,0), (-α,0,...,0), (0,α,...,0), (0,-

α,...,0) ...... (0,0,...,α) dan (0,0,...,-α) dengan menggunakan axial atau star point α yang nilainya

ditentukan oleh jumlah variabel faktor dan jenis CCD yang digunakan, dimana nilai α = (nf)1/4.

Jika dibandingkan dengan rancangan response surface yang orde kedua, maka rancangan response

surface orde pertama lebih sedikit membutuhkan unit percobaan, yaitu sebanyak 2k unit percobaan

dimana k menyatakan banyaknya faktor perlakuan.

Untuk memperoleh orde kedua yang bagus dalam menghasilkan nilai respon, maka model harus

memiliki variansi yang stabil dan konsisten yang layak pada titik x. Variansi dari nilai prediksi respon

pada titik x adalah (Montgomery, 2001).

V[ŷ(x)] = τ2XT (XT X)-1 x

Desain permukaan respon orde kedua sebaiknya harus rotatable, ini artinya V[ŷ(x)] sama pada semua

titik x yang jaraknya sama pada desain pusat. Dengan kata lain, variansi pada nilai prediksi respon

adalah konstan di lingkaran.

Desain CCD dibuat rotatable oleh pemilihan α. Nilai α untuk rotatablity bergantung dari jumlah

titik pada factorial portion dalam desain. Nilai α = (nf)1/4 menghasilkan sebuah rotatable CCD dimana

nf adalah jumlah titik yang digunakan pada factorial portion. Tabel 8 dibawah ini menampilkan

desain CCD sampai dengan k=6 variabel bebas. Nilai untuk titik aksial didasarkan pada bentuk kode

dari level desain faktorial 2k. Pada umumnya, suatu desain harus memuat setidaknya dua atau tiga titik

pusat agar terbuat beberapa replikasi untuk mengestimasi eksperimen error pada model.

Tabel 8. Central Composite DesignJumlah Variabel, k

2 3 4 5 6

nf (untuk 2k atau 2k-p 4 8 16 32 64

Banyaknya titik aksial = 2k 4 6 8 10 12

α = (nf)1/4 1.414 1.682 2.000 2.378 2.828

nc nc nc nc nc nc

Total 8 + nc 14+ nc 24+ nc 42+ nc 76+ nc

Sumber : Scheffe, 1967

Gambar 5. Menyajikan rotatable untuk dua variabel misalnya waktu dan temperatur. Desain

CCD membutuhkan lima level dari masing-masing kodenya yaitu –α, -1, 0, 1, α.

Gambar 5. CCD yang rotatable untuk dua variabel (Scheffe, 1967)

Bentuk matriks dari model orde kedua yang telah diestimasi adalah :

Ŷ = βo + xTb + xTBx

dimana:

x = [ x1x2⋮

xk] b = [ β 1

β 2⋮

βk] dan B =

[ β 11 β 12/2 ⋯ β 1k /2β 21/2 β 22 … β 2k /2

⋮βk 1/2

⋮βk2 /2

⋱⋯

⋮βkk

]Titik stasioner merupakan turunan pertama dari ŷ terhadap vektor x sama dengan nol

∂ ŷ∂ x

= b + 2Bx = 0

sehingga

x = - 12

B-1b

Setelah ditemukan titik stasioner, ditentukan pula karakteristik dari permukaan respon yang

artinya menentukan jenis titik stasioner apakah merupakan titik maksimum, titik minimum respon

atau titik pelana. Untuk mempermudah mengetahuinya maka digambarkan kontur dari permukaan

responnya. Dengan program komputer peta kontur dapat dihasilkan untuk analisis permukaan respon.

Apabila hanya terdapat dua atau tiga variabel proses, interpretasi dan konstruksi dari peta kontur akan

lebih mudah. Tetapi, apabila terdapat lebih banyak variabel, analisis yang digunakan adalah Analisis

Kanonik. Metode analisis kanonik yaitu dengan mentransformasikan fungsi respon dari titik asal x

(0,0 .....,0) ke titik stasioner xs dan sekaligus merotasikan sumbu koordinatnya, sehingga

menghasilkan fungsi respon sebagai berikut :

Time (minute)

Temp (oC)

ŷ = ŷs + 𝛌i Wi

dimana :

Wi = variabel input baru hasil transformasi

ŷs = harga estimasi y pada titik stasioner xs𝛌i = nilai eigen yang berupa konstanta dari matriks B, i=1,2, ....,k.

Karakteristik dari permukaan respon ditentukan dari harga 𝛌i. Jika nilainya semua positif maka

xs adalah titik minimum dan jika semua negatif maka xs adalah titik maksimum, tetapi jika harganya

berada tanda diantara harga 𝛌i, maka xs merupakan titik pelana (Montgomery, 2001). Ketiga kondisi

tersebut dapat dilihat pada Gambar 6.

Gambar 6. Permukaan respon untuk (a) titik maksimum, (b) titik minimum, (c) titik pelana (Montgomery, 2001)