## OPTIMASI PROSES EKSTRUSI MI JAGUNG DENGAN METODE PERMUKAAN RESPON
[Optimization of Corn Noodle Extrusion Using Response Surface Methodology]
Tjahja Muhandri 1) *, Adil Basuki Ahza 1) , Rizal Syarief 1) , dan Sutrisno 2)
1) Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
2) Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor
Diterima 20 September 2010 / Disetujui 30 September 2011

## ABSTRACT
Cooking loss and elongation are primary noodle quality parameters that depend on microstructure of the noodle. The noodle microstructure is strongly influenced by degree of gelatinization, moisture content, and shear force experienced by the dough. These parameters are controlled by temperature and screw speed of the extruder. The objective of this research was to optimize three processing variables i.e., corn flour moisture (70, 75, 80% dry basis), extruder temperature (80, 85, 90°C), and screw speed (110, 120, 130 rpm). Corn noodles were processed using Scientific Laboratory  Single  Screw  Extruder  type  LE25-30/C.  Optimizations  Using  Response  Surface  Methodology  were  based  on  four  parameters,  i.e., hardness, stickiness, elongation, and cooking loss characteristics .Results showed that the optimum processing condition was obtained at moisture of  70%  (dry  basis),  extruder  temperature  90°C,  and  screw  speed  130  rpm.  Under  this  condition,  corn  noodles  has  hardness  of  3039.79  gf, stickiness of -116.2 gf, elongation of 318.68%, and cooking loss of 4.56%.
Key words : corn noodle, optimization proses, response surface methodology

## 1 PENDAHULUAN
Pembuatan  mi  non  terigu  telah  dilakukan  masyarakat, namun prosesnya memakan waktu lama, menghasilkan limbah cair  dan  tidak  efisien.  Charutigon et  al. (2007)  menyatakan bahwa  secara  tradisional  pembuatan  mi  beras  meliputi  pe- rendaman  semalam,  penggilingan,  penyaringan,  pengendapan dan pengurangan kadar air hingga 40%, ekstrusi menjadi pelet ukuran kecil, pengukusan, penggantungan, pengukusan kedua dan  pengeringan.  Penggunaan  bahan  tepung  jagung  dan proses  ekstruder  ulir  dalam  pembuatan  mi  jagung  dapat  me- ngurangi waktu proses dan limbah.
Pembuatan  mi  jagung  menggunakan  sistem  ekstrusi  jenis piston  diteliti  oleh  Waniska et  al. (1999).  Faktor  yang  diteliti adalah  pengaruh  penambahan  natrium  metabisulfit,  ukuran tepung dan pemanasan awal tepung terhadap karakteristik  mi. Proses  pembuatan  mi  jagung  menurut  Waniska et  al. (1999) diawali  dengan  pencampuran  tepung  jagung,  garam,  natrium metabisulfit,  dan  air  untuk  membuat  pasta.  Penambahan natrium  metabisulfit  dapat  meningkatkan  viskositas  pasta  tapi tidak  berpengaruh  terhadap  kualitas  mi.  Mi  terbaik  diperoleh dari  tepung  jagung  yang  diberi  perlakuan  pemanasan  awal 95°C,  baik  yang  diberi  sulfit  maupun  tidak.  Namun  dari  hasil penelitian  yang  dilaporkan,  mi  dari  tepung  jagung  masih memiliki cooking loss yang terlalu tinggi (> 47%).
Charutigon et  al .  (2007)  meneliti  pembuatan  mi  beras  dari bahan  baku  tepung  beras  dan  menggunakan  ekstruder  ulir. Peningkatan suhu barel dari 70°C ke 90°C dapat menurunkan cooking  loss dari  14,2±1,6%  menjadi  7,2±1,2%.  Kehilangan selama  pemasakan  disebabkan  oleh  kelarutan  pati  ter- gelatinisasi yang ikatannya lemah di permukaan mi.
*Korespondensi Penulis : Email : cahyomuhandri@ipb.ac.id
Charutigon et  al. (2007)  menggunakan  tepung  beras dengan kadar air 65% berat kering, sedangkan Waniska et al ., (1999)  menggunakan  tepung  jagung  dengan  kadar  air  83% berat  kering.  Derby et  al. (1975)  meneliti  gelatinisasi  tepung terigu dan menemukan bahwa pada kadar air 33% mulai terjadi pembengkakan  granula,  pada  kadar  air  di  atas  50%  dapat terjadi  gelatinisasi  sempurna.  Menurut  Mercier  (1977)  pada ekstrusi pati kentang dengan kadar air 22%, sedikit sekali terjadi dekstrinasi. Proses ekstrusi memecah ikatan α – 1:4 tapi tidak mengubah  rantai  amilopektin.  Sejalan  dengan  pernyataan Mercier  (1977),  Williams et  al. (1977)  menyatakan  bahwa dekstrinasi pada pati terjadi pada kadar air di bawah 22%. Pada kondisi ini, 20 -25% pati akan mengalami dekstrinasi.
Salah satu cara untuk menurunkan cooking loss mi jagung adalah penggunaan teknologi ekstrusi ulir ( screw extruder ) yang mampu  memberikan  efek  tekanan  dan  pengadonan  ( pressing and  kneading )  yang  lebih  baik  dibandingkan  ekstrusi  piston maupun  kalendering.  Penelitian  tentang  pembuatan  mi  jagung menggunakan  ekstruder  jenis screw belum  dilaporkan, sehingga  belum  diperoleh  data-data  proses  pembuatan  mi jagung.
Response  Surface  Methodology (RSM)  merupakan  teknik statistik dan matematik yang digunakan untuk pengembangan, perbaikan  dan  optimasi  proses  dalam  respon  utama  yang  di- akibatkan  oleh  beberapa  variabel  dan  tujuannya  adalah optimasi respon tersebut (Bas dan Boyaci, 2007). RSM merupa- kan  teknik  yang  populer  untuk  studi  optimasi  pada  akhir-akhir ini.  Beberapa  contoh  aplikasi  diantaranya  adalah  pengaruh kondisi  reaksi  dalam  sifat-sifat  fisikokimia  pati  kationik  (Kuo et al. , 2009), evaluasi pati beras termodifikasi dengan pemasakan ekstrusi  (Hagenimana et  al. ,  2006),  dan  perilaku  ekstrusi  dari grit jagung flint dan jagung manis (Gujral et al. , 2001).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menetapkan  kisaran  variabel kadar air tepung  jagung, suhu ekstruder dan kecepatan screw
a
ekstruder.  Tujuan  selanjutnya  adalah  memperoleh  kondisi proses yang optimum dalam pembuatan mi jagung, mengguna- kan  ekstrusi  ulir  tunggal  dengan  rancangan  percobaan  meng- gunakan  RSM.  Optimasi  proses  pembuatan  mi  jagung  di- lakukan  terhadap  variabel  kadar  air,  suhu  ekstruder  dan kecepatan screw ekstruder.  Parameter  utama  yang  digunakan untuk menentukan optimasi adalah cooking loss yang minimun dan  elongasi  yang  maksimum.  Parameter  kekerasan  dan kelengketan mi tidak ditetapkan minimum atau maksimum. Hasil penelitian  ini  spesifik  untuk  bahan  baku  tepung  jagung  yang diperoleh  dengan  teknik  penggilingan  yang  disajikan  pada metodologi.

## METODOLOGI

## Bahan dan alat
Bahan  utama  penelitian  ini  adalah  jagung  kuning  varietas BISI-2  yang  diperoleh  dari  Dinas  Pertanian  Kabupaten Ponorogo. Peralatan utama yang digunakan adalah timbangan, penggiling tepung ( pindisc mill ), ayakan 100 mesh, mixer , oven, ekstruder  pengolah  mi  ( forming-cooking  extruder model Scientific Laboratory Single Screw Extruder type LE25-30/C dari Labtech Engineering Co. Ltd ., Thailand), pemasak, dan texture analyzer TA-XT2i.
Gambar  1.  Ekstruder  yang  digunakan  dalam  penelitian  (a)  ekstruder yang digunakan, (b) die ekstruder, (c) screw ekstruder
Tabel 1. Spesifikasi ekstruder yang digunakan dalam penelitian
No. Bagian Alat Spesifikasi 1 Screw Single screw, increasing root diameter, constant pitch, rasio screw L/D 30, speed 0- 300 rpm 2 Barrel Diameter dalam barrel konstan 2,52 cm, permukaan dalam barrel halus 3 Die Terdiri dari 2 buah lubang dengan diameter masing-masing 2,50 mm 4 Breaker Plate Memiliki 49 lubang dengan diameter masing-masing 2,50 mm
5 Motor penggerak screw Motor listrik dengan daya 4 kW 6 Heater system
Empat buah heater
Penyiapan tepung jagung Tepung  jagung  varietas  BISI-2  lolos  ayakan  100  mesh dibuat  dengan  metode  penggilingan  kering.  Jagung  digiling dengan disc  mill menggunakan  saringan  9  mesh  di  kompar-
temen alat. Proses pengambangan dilakukan untuk membuang kulit ari dan lembaga. Grits yang diperoleh direndam selama 1 jam,  dikering  anginkan  sampai  kadar  air  ±35%,  kemudian digiling  dengan pindisc  mill ,  saringan  48  mesh.  Hasil  peng- gilingan dikeringkan dengan oven (suhu 50°C) selama 14 jam, kemudian  diayak  pada  ukuran  ayakan  100  mesh.  Tepung  di- seragamkan  dengan mixer ,  dikeringkan  kembali  dengan  oven (suhu 50°C) selama 14 jam. Tepung dikemas dengan plastik PP (polipropilen) dan disimpan dalam freezer .

## Penetapan kisaran variabel proses
Pada  tahap  penelitian  pendahuluan  untuk  menetapkan kisaran kadar air tepung adalah 60, 70, 80, 90 dan 100% (basis kering),  suhu  proses  dalam  ekstruder  90°C  dan  kecepatan screw ekstruder 110 RPM. Untuk menetapkan kecepatan screw ekstruder,  digunakan  kondisi  proses  kadar  air  tepung  80% (basis  kering),  suhu  proses  85°C  dan  kecepatan screw ekstruder 70, 90, 110, 130 dan 150 rpm. Parameter yang diukur adalah cooking  loss mi.  Proses  pembuatan  mi  dilakukan  dua ulangan  dan  tiap  ulangan  dilakukan  dua  kali  pengukuran.  Mi yang  dihasilkan  dianalisa cooking  loss (dimasak  selama  3 menit). Kondisi steady state untuk pengambilan sampel ditetap- kan  berdasarkan  kecepatan  yang  konstan  dan  bentuk  yang seragam dari mi, ketika keluar dari die ekstruder.

## Optimasi pembuatan mi jagung menggunakan RSM
Pada percobaan ini ditetapkan tiga variabel (X 1 – kadar air tepung,  X 2 –  suhu  ekstruder,  dan  X 3 –  kecepatan screw ekstruder)  yang  masing-masing  terdiri  dari  tiga  taraf  dan ulangan  sebanyak  tiga  kali.  Kisaran  nilai  masing-masing variabel  ditetapkan  berdasarkan  hasil  yang  diperoleh  pada penelitian  pendahuluan.  Penetapan  model  untuk  respon  yang diukur yaitu kekerasan, kelengketan, elongasi dan cooking loss menggunakan Central Composite Design (CCD) dengan model kuadratik. Metode optimasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah Response  Surface  Methodology D- optimal  Combine ( Design Expert version 7) .
Pada  penelitian  ini  proses  optimasi  dipilih  untuk  komposisi yang paling optimal yaitu dengan desirability yang tertinggi ber- dasarkan  penetapan  target  (sasaran)  dan importance setiap parameter yang diukur.Kadar air tepung jagung, suhu ekstruder dan kecepatan screw dioptimalkan komposisinya pada in range . Untuk skor kekerasan dioptimalkan komposisinya yaitu in range dengan importance 3,  skor  kelengketan  terhadap  tekstur in range dan importance 3.  Untuk  skor  elongasi  dimaksimalkan dengan  tingkat  ranking  yaitu  5,  dan  untuk  skor cooking  loss diminimalkan  dengan importance 5.  Nilai desirability pada pemilihan proses optimum dihitung dengan rumus:
D = ∏ rj rj j rj rn n r rj d d d d x x x 1 ) = ( = 1 ) ... ( 1 1 2 2 1 Keterangan :
D : Desirability pada optimasi r  : Importance
d : Desirability masing-masing respon

## Analisis mi jagung
Kekerasan dan kelengketan Probe yang digunakan berbentuk silinder dengan diameter 35 mm. Pengaturan TAXT – 2 yang digunakan adalah sebagai
b
c
berikut : pre test speed 2,0 mm/s , test speed 0,1 mm/s, rupture test  distance 75%,  mode  TPA  ( Texture  Profile  Analysis ). Seuntai  sampel  mi  dengan  panjang  yang  melebihi  diameter probe diletakkan di atas landasan lalu ditekan oleh probe . Nilai kekerasan  ditunjukkan  dengan absolute (+) peak yaitu  gaya maksimal, dan nilai kelengketan ditunjukkan dengan absolute (-) peak . Satuan kedua parameter ini adalah gram force (gf).
Elongasi Satu untai mi dililitkan pada probe dengan jarak antar probe sebesar 2 cm dan kecepatan probe 0,3 cm/s. Persen elongasi dihitung dengan rumus :
Persen elongasi = waktu putus sampel (s) x 0,3 cm/s x 100%
2 cm

## Cooking Loss
Penentuan cooking  loss dilakukan  dengan  cara  merebus sekitar  5  gram  mi  dalam  150  ml  air  selama  3  menit  lalu  mi ditiriskan.  Mi  kemudian  dikeringkan  pada  suhu  100°C  sampai beratnya  konstan,  lalu  ditimbang  kembali.  Mi  yang  lain  se- banyak  kira-kira  5  gram  diukur  kadar  airnya  (data  kadar  air digunakan  untuk  menghitung  berat  kering  sampel). Cooking loss dinyatakan sebagai :
Cooking loss = Berat sampel sebelum direbus–berat sampel sesudah direbus x 100% Berat sampel sampel sebelum direbus

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Kisaran variabel proses
Rendemen  yang  diperoleh  dengan  proses  penepungan seperti yang dijelaskan di atas adalah ±30%. Proses penepung- an dengan teknik tersebut tidak mampu memecah bagian keras dari  endosperma  jagung,  sehingga  tepung  lebih  banyak diperoleh dari bagian lunak endosperma jagung.
Kondisi steady  state pada  proses  ekstrusi  mi  jagung ditetapkan  dengan  pengamatan  visual  berdasarkan  kecepatan mi  keluar  ekstruder  yang  konstan  dan  bentuk  fisik  mi  yang seragam. Sampai panjang  mi sekitar 70 cm, kecepatan belum konstan  dan  bentuk  mi  tidak  sama.  Setelah  panjang  mi mencapai  70  cm,  kecepatan  relatif  konstan  dan  bentuk  mi sudah  seragam.  Kondisi  ini  dianggap  sudah steady  state . Sampel  diambil  setelah  mi  yang  keluar  sepanjang  kira-kira  1 meter.
Pada  kadar  air  60%  (basis  kering),  produk  mi  yang dihasilkan  bersifat  keras,  kasar  dan  patah-patah,  sedangkan pada  kadar  air  90  dan  100%  (basis  kering),  adonan  bersifat lengket  sehingga  sulit  untuk  dimasukkan  ke  dalam  ekstruder dan mi yang dihasilkan terlalu lembek. Kisaran kadar air tepung untuk  penelitian  utama  yang  dipilih  adalah  70,  75  dan  80% (basis kering). Data pengamatan disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik mi jagung pada seleksi kadar air tepung
Kadar Air Tepung Sifat Mi Jagung 60 Keras, kasar dan patah-patah 70 Agak keras, permukaan halus, elastis 80 Lunak, permukaan halus, elastis 90 Lembek, mudah putus 100 Lembek, mudah putus
Dari  hasil  analisa  suhu  gelatinisasi  menggunakan Brabender Amylograph, tepung jagung varietas BISI2 yang lolos ayakan  ukuran  100  mesh  mulai  tergelatinisasi  pada  suhu 71,0±0,0°C  dan  gelatinisasi  maksimum  terjadi  pada  suhu 93,0±0,0°C.  Waktu  tinggal  bahan  di  dalam  ekstruder  sekitar 50,0±1,0  detik  (pada  kecepatan screw ekstruder  130  rpm), sehingga ditetapkan suhu proses adalah 80, 85 dan 90°C.
Untuk  penelitian  pendahuluan  kecepatan screw ekstruder, digunakan  kondisi  proses  kadar  air  tepung  80%,  suhu  proses 85°C dan kecepatan screw ekstruder 70, 90, 110, 130 dan 150 rpm.  Parameter  yang  diukur  adalah cooking  loss mi.  Proses pembuatan  mi  dilakukan  dua  ulangan  dan  tiap  ulangan dilakukan  dua  kali  pengukuran.  Mi  yang  dihasilkan  dianalisa cooking loss (dimasak selama 3 menit). Parameter hasil peng- ukuran cooking loss disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Data cooking loss pada proses seleksi kecepatan screw ekstruder
Kecepatan Screw (RPM) Cooking Loss (%)* ) 70 5,50 e ±0,00 90 4,75 d ±0,05 110 4,15 b ±0,05 130 2,85 a ±0,05
150 4,55 c ±0,05 Keterangan :
* ) :  Nilai  dengan  huruf  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  yang nyata pada uji Duncan (p<0,05)
Proses  terbaik  dipilih  dari  nilai cooking  loss yang  paling kecil. Mi yang diproses dengan kecepatan screw ekstruder 130 rpm  memiliki cooking  loss yang  terkecil,  diikuti  oleh  110  rpm. Pada  kecepatan  150  terlihat  bahwa  nilai cooking  loss naik kembali.  Hal  ini  terjadi  karena  pada  kecepatan screw yang rendah,  tekanan  yang  dialami  adonan  tepung  jagung  belum cukup  untuk  membentuk  massa  yang  elastis.  Pati  yang  ter- gelatinisasi  belum  menyatu  dengan  yang  lainnya,  sehingga mudah  luruh  ketika  direbus.  Pada  kecepatan screw 150  rpm, adonan  terlalu  cepat  melewati  ekstruder  sehingga  gelatinisasi pati  belum  optimum.  Dari  hasil  tahap  ini  ditetapkan  kisaran kecepatan screw ekstruder adalah 110, 120 dan 130 rpm.

## Optimasi pembuatan mi jagung menggunakan RSM
Berdasarkan  hasil  penelitian  pendahuluan,  pada  penelitian utama  yaitu  optimasi  pembuatan  mi  jagung,  kisaran  suhu ekstruder adalah 80, 85 dan 90°C, kecepatan screw ekstruder adalah 110, 120 dan 130 rpm serta kadar air tepung adalah 70, 75  dan  80%  (basis  kering).  Untuk  kisaran  suhu  ekstruder ditetapkan  suhu  proses  adalah  80,  85  dan  90°C  karena  dari hasil  analisa  suhu  gelatinisasi  menggunakan Brabender Amylograph ,  tepung  jagung  varietas  BISI2  yang  lolos  ayakan ukuran  100  mesh  mulai  tergelatinisasi  pada  suhu  71,0±0,0°C dan  gelatinisasi  maksimum  terjadi  pada  suhu  93,0±0,0°C. Variabel bebas dan taraf masing-masing variabel disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Independen variabel dan level masing-masing variabel
Variabel Bebas Faktor Level -1 0 1 Kadar air tepung (%) 70 75 80 Suhu ekstruder (°C) 80 85 90 Kec. Screw ekstruder (rpm) 110 120 130
Optimasi  menggunakan  metode  respon  permukaan  (RSM) memberikan  keuntungan  karena  dapat  menghemat  biaya  dan waktu.  Sebagai  ilustrasi,  pada  penelitian  ini  jika  menggunakan metode Rancangan Acak Lengkap Faktorial diperlukan 81 per- cobaan,  sedangkan  dengan  RSM,  proses  dilakukan  sebanyak 35 percobaan. Total percobaan dan hasil pengukuran (metode RSM) disajikan pada Tabel 4.
Data  dianalisa  dengan  menggunakan multiple  regression untuk  menetapkan  model,  dengan  mengikuti  persamaan polinomial  kuadratik.  Model  yang  diambil  didasarkan  pada rekomendasi  yang  diberikan  oleh  RSM.  Selanjutnya,  reka- pitulasi  hasil  analisa  regresi  untuk  keempat  respon  terukur disajikan pada Tabel 5.

## Respon kekerasan produk
Berdasarkan  Tabel  5,  model  prediksi  untuk  kekerasan  mi jagung adalah Model Kuadratik. Análisis ANOVA menunjukkan nilai  R 2 =0,886  untuk  model  ini.Model  matematik  untuk  respon kekerasan mi jagung adalah :
Y = -30265,24 – (630,00 X 1 ) + (1120,93 X 2 ) + (138,09 X 3 ) + (3,24 X 12 )  –(6,30  X 22 )  –  (0,71  X 32 )  +  (0,35  X 1 X 2 )  +  (0,62  X 1 X 3 )  – (0,17 X 2 X 3 )
Tabel  5.  Rekapitulasi  hasil  analisis  regresi  untuk  keempat  respon terukur Para- meter Kekerasan Kelengketan Elongasi Cooking Loss Prediksi Model Kuadratik Kuadratik Interaksi 2 faktor Linier Model < 0,0001*** < 0,0001*** < 0,0001*** < 0,0001*** X 1 < 0,0001*** < 0,0001*** 0,0968 0,0001*** X 2 < 0,0001*** 0,0012** < 0,0001*** < 0,0001*** X 3 0,5615 < 0,0001*** 0,1689 X 12 0,0809 0,0972 X 22 0,0012** 0,3467 X 32 0,0986 0,0001*** X 1 X 2 0,7772 0,0680 0,0002*** X 1 X 3 0,3318 < 0,0001*** 0,5506 X 2 X 3 0,7806 0,0045** 0,2968 Standar Dev. 116,50 15,93 23,42 1,89 Mean 2665,77 -67,65 236,97 4,70 C.V. 4,37 -23,54 9,88 40,15 R 2 0,8860 0,9251 0,8130 0,6011 Keterangan : ** signifikan pada taraf 0,01 *** signifikan pada taraf 0,001
Tabel 4. Hasil analisis kekerasan, kelengketan, elongasi dan cooking loss mi jagung Formula X 1 X 2 X 3 Kekerasan (gf) Kelengketan (gf) Elongasi (%) Cooking Loss (%) 1 72,5 90 130 2779,70 -82,90 281,37 1,81 2 80 90 130 2543,60 -43,35 254,89 0,59 3 75 80 110 2385,70 -17,90 197,37 4,88 4 72,5 80 120 2625,50 -108,95 194,64 6,81 5 72,5 80 110 2451,40 -26,50 177,15 5,54 6 80 85 110 2368,75 -16,65 246,00 3,45 7 70 85 110 2919,15 -27,60 192,57 5,78 8 75 80 130 2277,65 -123,90 169,95 5,93 9 75 85 110 2660,15 -21,25 219,23 4,97 10 70 80 130 2404,15 -178,05 157,28 8,31 11 70 80 120 2658,50 -154,20 188,25 8,14 12 80 80 120 2022,10 -62,65 227,81 2,21 13 70 80 110 2642,50 -28,65 170,48 5,54 14 80 80 110 2123,70 -46,40 219,75 4,56 15 70 90 120 3141,15 -88,70 308,25 2,33 16 75 85 130 2755,70 -107,10 280,20 7,80 17 80 80 130 2215,75 -69,40 201,15 5,30 18 70 85 130 3027,10 -126,70 251,29 7,87 19 72,5 85 120 2933,70 -83,65 207,75 5,16 20 75 90 120 2827,80 -58,00 278,37 1,74 21 80 90 110 2753,05 -20,20 246,00 0,56 22 80 90 120 2798,15 -55,15 272,33 1,23 23 80 90 130 2543,60 -43,35 254,89 0,59 24 70 85 120 3014,80 -151,55 202,31 5,59 25 75 90 110 2918,10 -28,80 290,74 6,98 26 70 90 130 3199,10 -108,90 351,60 2,28 27 70 90 120 3141,15 -88,70 308,25 2,33 28 75 90 130 2693,90 -78,20 272,18 0,84 29 80 85 130 2712,25 -37,35 288,60 4,47 30 80 85 120 2749,60 -54,20 295,88 1,78 31 70 80 130 2404,15 -178,05 157,28 8,31 32 72,5 85 110 2726,40 -26,50 202,95 5,28 33 75 85 120 2759,40 -63,15 259,99 7,80 34 70 90 110 3126,05 -32,10 308,06 7,13 35 75 80 120 2157,60 -69,65 200,70 4,85
Keterangan : X 1 = kadar air tepung jagung, X 2 = suhu ekstruder, X 3 = kecepatan screw ekstruder
Variabel linier X 1 , X 2 dan variabel kuadratik X 22 berpengaruh nyata  terhadap  kekerasan  mi  jagung  (α=0,05).  Variabel  yang lain (X 3 , X 12 , X 32 , X 1 X 2 , X 1 X 3 dan X 2 X 3 ) tidak berpengaruh nyata pada taraf α=0,05.
Untuk  tujuan  visualisasi,  respon  permukaan  untuk  ke- kerasan  mi  jagung  disajikan  pada  Gambar  2.  Pola  respon permukaan mirip pada semua tingkat kecepatan screw (Gambar 2a), suhu ekstruder (Gambar 2b.) dan kadar air tepung jagung (Gambar 2c.).
a. Kecepatan screw 130 rpm
b. Suhu 90°C
c. Kadar Air 70%
Gambar 2.Grafik RSM pada respon kekerasan mi jagung
Kekerasan mi disebabkan oleh mekanisme retrogradasi pati ketika  mi  didinginkan  (Waniska et  al. ,  1999).  Kekerasan  mi meningkat  dengan  adanya  peningkatan  suhu  ekstruder  dan penurunan  kadar  air  tepung.  Semakin  tinggi  suhu  ekstruder, tingkat gelatinisasi adonan semakin tinggi. Menurut Srichuwong (2006)  semakin  tinggi  tingkat  gelatinisasi,  semakin  banyak amilosa  yang  keluar  dari  granula  pati  dan  menyebabkan viskositas  yang  semakin  tinggi  ketika  retrogradasi.  Kekerasan mi meningkat dengan adanya peningkatan suhu ekstruder dan penurunan kadar air tepung.
Tan et  al. (2009)  menyatakan  bahwa  tekanan  dan  suhu yang  semakin  tinggi  menyebabkan  kemampuan  tepung  me- nyerap air semakin tinggi. Pada kadar air yang sama, semakin banyak  air  yang  diserap  tepung  dan  semakin  tinggi  suhu proses,  derajat  gelatinisasi  semakin  tinggi  sehingga  mi  yang dihasilkan semakin keras.
Kadar  air  yang  semakin  tinggi  dapat  berfungsi  dalam meningkatkan  proses  pengadukan  sehingga  gelatinisasi  se- makin meningkat. Sedangkan perputaran screw ekstruder yang semakin  cepat  menyebabkan  adonan  semakin  cepat  melewati ekstruder sehingga gelatinisasi menurun (Lawton et al. , 1972).

## Respon kelengketan produk
Model  prediksi  untuk  kelengketan  mi  jagung  adalah  Model Kuadratik. Model matematik untuk respon kelengketan adalah :
Y = 3643,27 + (48,11 X 1 ) + 33,87 X 2 ) – (117,29 X 3 ) – (0,42 X 12 ) - (0,23 x X 22 + (0,26 X 32 ) – (0,32 X 1 X 2 ) + (0,39 X 1 X 3 ) + (0,25 X 2 X 3 )
Análisis  ANOVA  menunjukkan  nilai  R 2 =0,925  untuk  model ini. Variabel linier X 1 , X 2 , X 3 ; variabel kuadratik X 32 dan interaksi antar  variabel  X 1 X 3 dab  X 2 X 3 berpengaruh  nyata  terhadap kekerasan mi jagung (α=0,05). Variabel yang lain (X 12 , X 22 dan X 1 X 2 ) tidak berpengaruh nyata pada taraf α=0,05.
Kelengketan  mi  menurun  dengan  meningkatnya  suhu proses.  Hal  ini  diduga  terjadi  karena  air  yang  diserap  tepung semakin  banyak,  sehingga  air  yang  tidak  terserap  semakin sedikit dan mengakibatkan mi semakin tidak lengket. Selain itu, suhu  tinggi  menyebabkan  air  cepat  menguap  ketika  mi  keluar dari die yang menyebabkan permukaan mi menjadi kering. Hal ini  didukung  oleh  adanya  hubungan  antara  kekerasan  mi dengan  kelengketan  mi,  dimana  semakin  keras  mi  semakin tidak  lengket.  Grafik  RSM  untuk  kelengketan  mi  jagung  di- tunjukkan pada Gambar 3.
a. Kecepatan screw 130 rpm b . Suhu 90°C

## c. Kadar Air 70%
Gambar 3. Grafik RSM pada respon kelengketan mi jagung
Eliasson dan Gudmundson (1996) mengatakan bahwa ke- lengketan mi disebabkan oleh amilosa yang berada di permuka- an  miterlepas.  Semakin  tinggi  suhu  ekstruder  dan  semakin tinggi kadar air, gelatinisasi semakin meningkat dan mi semakin tidak lengket.
Chaudary et al. (2008) meneliti tentang pengaruh kecepatan screw ekstruder terhadap tekanan di die ekstruder pada proses ekstrusi  pati  jagung.  Hasil  penelitian  tersebut  menunjukkan bahwa  semakin  tinggi  kecepatan screw ,  tekanan  di die ekstruder  semakin  rendah.  Hal  ini  menyebabkan  tingkat gelatinisasi  semakin  turun  dengan  peningkatan  kecepatan screw ekstruder.  Tingkat  gelatinisasi  yang  rendah  menyebab- kan  lemahnya  ikatan  struktur  di  permukaanmi,  lebih  banyak amilosa  yang  lepas  ketika  mi  dimasak  dan  kelengketan  mi semakin meningkat.

## Respon elongasi produk
Model prediksi untuk elongasi mi jagung adalah Model 2FI (interaksi antar 2 faktor).
Model  matematik  untuk  respon  elongasi  mi  jagung  adalah sebagai berikut:
Y = - 6815,52 + (100,01 X 1 ) + (72,54 X 2 ) – (4,43 X 3 ) – (1,05 X 1 X 2 ) – (0,08 X 1 X 3 ) + 0,13 X 2 X 3 )
Análisis  ANOVA  menunjukkan  nilai  R 2 =0,813  untuk  model ini.  Variabel  linier  X 2 dan  interaksi  antar  variabel  X 1 X 2 ber- pengaruh nyata terhadap elongasi mi jagung (α=0,05). Variabel yang lain (X 1 , X 3 , X 1 X 3 dan X 2 X 3 ) tidak berpengaruh nyata pada taraf α=0,05. Grafik RSM untuk elongasi mi jagung ditunjukkan pada Gambar 4.
Tekanan  yang  diterima  adonan  selama  proses  ekstrusi sangat berpengaruh terhadap kekuatan struktur gel. Charutigon et al. (2007) menyatakan bahwa pada ekstrusi mi beras dengan kecepatan  aliran  adonan  400-700  g/jam,  produk  tidak  diterima oleh panelis. Produk diterima oleh panelis pada kecepatan 750 g/jam.
a. Kecepatan Screw 130 RPM b. Suhu 90°C

## c. Kadar Air 70%
Gambar 4. Grafik RSM pada respon elongasi mi jagung
Kenaikan  suhu  ekstruder  dan  kecepatan screw ekstruder dapat  meningkatkan  elongasi  mi.  Hal  ini  disebabkan  granula pati lebih banyak tergelatinisasi,  terdispersi dan teretrogradasi. Pati  yang  teretrogradasi  merupakan  faktor  utama  yang  meng- hasilkan struktur mi yang kuat (Mestres et al. , 1993).
Respon cooking loss Model prediksi untuk cooking loss mi jagung adalah Model Linier.  Model  matematik  untuk  respon cooking  loss mi  jagung adalah sebagai berikut:
Cooking loss = 62,20 – (0,35 X 1 ) – (0,37 X 2 )
Análisis  ANOVA  menunjukkan  nilai  R 2 =0,601  untuk  model ini.  Variabel  linier  X 1 dan  X 2 berpengaruh  nyata  terhadap elongasi mi jagung (α=0,05). Grafik RSM untuk cooking loss mi jagung ditunjukkan pada Gambar 5.
Semakin tinggi suhu proses dan semakin rendah kadar air, menyebabkan cooking loss mi semakin rendah. Hasil ini sesuai dengan Mestres et al. (1993) yang menyatakan bahwa proses gelatinisasi  sebagian  dan  retrogradasi  amilosa  menyebabkan cooking loss mi semakin rendah. Penelitian oleh Mestres et al . (1993) menunjukkan bahwa tepung jagung yang dikukus pada suhu  85°C  selama  15  menit  menghasilkan cooking  loss yang lebih  rendah  dibandingkan  dengan  yang  dikukus  pada  suhu 75°C dan 100°C.
a. Kecepatan Screw 130 rpm b. Suhu 85°C
Gambar 5. Grafik RSM pada respon cooking loss mi jagung
Menurut Wang et al. (1999) tingkat cooking loss tergantung pada  tingkat  gelatinisasi  dan  kekuatan  struktur  gel  dari  mi. Namun, Charutigon et al. (2007) menyatakan bahwa kehilangan selama  pemasakan  terutama  disebabkan  oleh  kelarutan  pati tergelatinisasi  yang  ikatannya  lemah  di  permukaan  mi.  Pada tingkat tertentu, perbedaan tekanan lebih berpengaruh terhadap elastisitas mi daripada cooking loss .
Optimasi produk Menurut Oh et al. (1986) mutu pemasakan mi yang utama adalah  waktu  pemasakan,  kekerasan, cooking  loss ,  derajat pengembangan, kehalusan permukaan dan elastisitas. Namun, Waniska et al . (1999) menyebutkan bahwa permasalahan yang ditemui dalam pembuatan mi jagung adalah cooking loss yang terlalu  tinggi  dan  mi  patah-patah  ketika  direbus.  Karena  itu, pada penelitian ini, mutu mi dianggap baik apabila mi memiliki sifat  elongasi  tinggi  dan cooking  loss rendah.  Kriteria  yang digunakan  untuk  menetapkan  kondisi  proses  yang  mampu menghasilkan  produk  mi  jagung  yang  optimum  disajikan  pada Tabel 6.
Tabel  6.  Kriteria  yang  digunakan  untuk  menetapkan  mi  jagung  yang optimum Parameter Sasaran Batas bawah Batas atas Importance Kekerasan In range 2022,10 gf 3199,10 gf 3 Kelengketan In range -178,05 gf -26,50 gf 3 Elongasi Maksimum 157,28 % 351,60 % 5 Cooking loss Minimum 0,56 % 11,14 % 5
Produk  yang  terpilih  dari  proses  optimasi  yaitu  produk dengan kadar air 70% (basis kering) dan diolah pada suhu 90°C dengan kecepatan screw ekstruder 130 rpm. Kondisi proses ini memiliki tingkat yang diinginkan ( desirability ) paling tinggi yaitu 0,835.  Nilai desirability untuk  formula  yang  direkomendasikan oleh  program  RSM  disajikan  pada  Tabel  7.Grafik  RSM  untuk kondisi optimum disajikan pada Gambar 6.
Tabel 6. Nilai desirability untuk berbagai kondisi proses No Kadar Air Tepung Suhu (°C) Kec. Screw (rpm) Kekerasan Kelengketan Elongasi Cooking loss Desirability 1 70,00 90,00 130,00 3039,79 -116,26 318,68 4,56 0,835 2 70,05 89,95 130,00 3028,52 -115,69 318,48 4,57 0,830 3 70,00 90,00 127,70 3072,38 -116,09 315,54 4,56 0,814 4 70,00 90,00 125,78 3101,16 -114,04 312,27 4,56 0,798 5 72,07 90,00 130,00 2909,53 -92,81 310,63 3,83 0,789 6 70,00 90,00 123,17 3131,95 -108,17 307,81 4,56 0,775 7 73,25 90,00 130,00 2852,67 -81,18 305,60 3,42 0,763 8 70,00 88,86 130,00 3035,65 -121,2 301,77 4,98 0,744 9 70,00 90,00 119,24 3159,74 -92,70 301,13 4,56 0,740 10 77,55 90,00 130,00 2721,73 -48,65 287,26 1,90 0,669
Menurut  prediksi  program  RSM,  mi  jagung  memiliki karakteristik  skor  kekerasan  untuk  tekstur  3039,79  gf,  skor kelengketan -116,26 gf, skor persen elongasi 318,68% dan skor cooking  loss 4,56%.  Hasil  prediksi  ini  sedikit  berbeda  dengan aktual  proses  yang  menunjukkan  bahwa  mi  jagung  memiliki karakteristik  kekerasan  3199,10gf,  kelengketan  -108,90gf, elongasi 351,60% dan cooking loss 2,28%.
Gambar 6. Grafik optimasi proses berdasarkan nilai Desirability
Gambar 7. Mi jagung yang dihasilkan dari kondisi optimum
Mi  jagung  yang  dihasilkan  pada  kondisi  optimum  memiliki karakteristik  yang  berbeda  dengan  dengan spaghetti .  Per- bedaan antara mi jagung dengan spaghetti disajikan pada Tabel 7.  Perbedaan  yang  mencolok  terlihat  pada  karakteristik  ke- kerasan  mi.  Mi  jagung  jauh  lebih  keras  dibandingkan  dengan spaghetti .
Tabel 7. Perbandingan karakteristik mi jagung dan spaghetti Karakter Mi Jagung Spaghetti Kekerasan ( gram force ) 3039,79 987,70 Kelengketan ( gram force ) -116,26 -140,60 Elongasi (%) 318,68 237,00 Cooking loss (%) 4,56 6,72 Diameter (mm) 4,50 3,24

## KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan Produk yang optimum diperoleh pada kondisi proses kadar air  tepung  70%,  suhu  ekstruder  90°C  dan  kecepatan screw ekstruder  130  rpm.  Pada  kondisi  ini  mi  jagung  memiliki karakteristik kekerasan 3039,79 gf, skor kelengketan -116,26 gf, skor persen elongasi 318,68% dan skor cooking loss 4,56 %.Mi jagung memiliki kekerasan yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan spaghetti .

## Saran
Perlu diteliti lebih lanjut optimasi proses untuk menghasilkan mi jagung dengan kekerasan yang mendekati spaghetti . Selain itu,  perlu  diteliti  besarnya  tekanan  yang  diterima  adonan  dan derajat  gelatinisasi  adonan  yang  mampu  menghasilkan  mi jagung dengan karakteristik yang baik.

## DAFTAR PUSTAKA
Bas D, Boyaci IH. 2007. Modeling and optimization I : usability of response surface methodology. J Food Eng 78: 836–845.
Chen  Z.  2003.  Physicochemical  properties  of  sweet  potato starches  and  their  application  in  noodle  products.  Ph.  D. Thesis Wageningen University, The Netherlands.
Charutigon  C,  Jintana  J,  Pimjai  N,  Vilai  R.  2007.  Effects  of processing  conditions  and  the  use  of  modified  starch  and monoglyseride  on  some  properties  of  extruded  rice vermicelli.  Swiss  Society  of  Food  Science  and  Technology LWT 41: 642-651.
Chaudary AL, Miler M, Torley PJ, Sopade PA, Halley PJ. 2008. Amylose  content  and  chemical  modification  effects  on  the extrusion of thermoplastic starch from maize. Carbo-hydrate Polimers 74: 907-913.
Derby  RI,  Miller  BS,  Miller  BF,  Trimbo  HB  1975.  Visual observation  of  wheat-starch  gelatinization  in  limited  water systems. Cereal Chem 52(5): 702-709.
Eliasson AC, Gudmundsson M. 1996. Starch : Physicochemical and  functional  aspects.  Ann-Charlotte  Eliasson  (Ed.). Carbohydrates in Food. Marcell Dekker Inc., New York.
Gujral HS, Singh N, Singh B. 2001. Extrusion  behavior of grits from flint and sweet corn. Food Chem 74: 303–308.
Hagenimana  A, Ding  X, Fang T. 2006.  Evaluation of rice flour modified by extrusion cooking. J Cereal Sci 43: 38–46.
Kuo  WY,  Lai  HM.  2009.  Effects  of  reaction  condition  on  the physicochemical  properties  of  cationic  starch  studied  by RSM. Carbohydrate Polymers 75: 627–635.
Lawton  BT,  Henderson  GA,  Derlatka  EJ.  1972.  The  effects  of extruder variables on gelatinization of corn starch.  J Chem Eng 50(4): 168-177.
Mercier  C.  1977.  Effect  of  extrusion  cooking  on  potato  starch using twin screw french extruder. Staerke 29(12): 48.
Mestres  C,  Colona  P,  Alexandre  MC,  Matencio  F.  1993. Comparison of various processes for making maize pasta. J Cereal Sci 17:277-290.
Oh  NH,  Seib  PA,  Finney  KF,  Pomeranz  Y.  1986.  Noodles.  V. Determination  of  Optimum  Water  Absoprtion  of  Flour  to Prepare Oriental Noodles. Cereal Chem 74(6): 814-820.
Srichuwong  S.  2006.  Starches  from  Different  Plant  Origins  : from Structure to Physicochemical Properties (Disertasi). Mi University. Japan.
Suhendro  EL,  McDonough  CM,  Rooney  LW,  Waniska  RD.
2000.  Cooking  characteristic  and  quality  of  noodles  from food sorghum. American Association of Cereal Chem 77(2): 96-100.
Tan FJ, Dai WT, Hsu KC. 2009. Changes in gelatinization and rheological characteristics of japonica rice starch induced by pressure/heat combinations. J Cereal Sci 49:285-289.
Wang  N,  Bhirud  PR,  Sosulski,  FW,  Tyler  RT.  1999.  Pasta-like product from pea flour by twin-screw extrusion. J Food Sci 64(4): 671-677.
Waniska RD, Yi T, Lu J, Xue Ping L, Xu W, Lin H. 1999. Effects of  preheating  temperature,  moisture,  and  sodium metabisulfite  content  on  quality  of  noodles  prepared  from maize flour or meal. J Food Sci Technol 5: 339–346.
Williams MA, Hom RE, Rugula RP. 1977. Extrusion an in depth look at a versatile process. J Food Eng 49(9): 99.