Hasil Penelitian                                 Jurnal.Teknol. dan Industri Pangan, Vol. XIII, No.1 Th. 2002

## PENGGUNAAN RESPONSE SURFACE METHODOLOGY UNTUK OPTIMASI PROSES DEKAFEINASI MENGGUNAKAN KITOSAN DARI KULIT UDANG

## [The Use of Response Surface Methodology in Decaffeination Process with Chitosan]
Umar Santoso 1) , Novia Tabahana 2) , Henny Krissetiana H 3) , dan Suhardi 1)
1) Staf Pengajar Fakultas Teknologi Pertanian - UGM, Yogyakarta
2) Alumnus Fakultas Teknologi Pertanian -UGM, Yogyakarta
3) Staf Pengajar Fakultas Teknologi Pertanian - INTAN, Yogyakarta

## ABSTRACT
The objective of the present study was to determine the optimum condition of decaffeination process with chitosan in a model system using  Response  Surface  Methodology.  A  1000ppm  caffeine  solution  was  mixed  with  chitosan  in  varried  concentrations,  temperatures  and process times.   After filtration, caffeine in the filtrate  was determined. The lower caffeine in  the  filtrate  the  more effective the decaffeination process. Result of  the experiment showed that among  chitosan concentrations of  50, 60, 70, 80, 90, and 100 mg per 100 ml caffeine solution, the concentration of 70mg was the most effective. Among temperatures applied of 28, 40, 60, 80, 90, and 100 o C, the most effective was of 90 o C. And among the process times of 15, 30, 60, and 90 minutes, 15 minutes was the most effective. Result of optimatization using RSM showed that  the optimum condition of decaffeination process were concentration of chitosan of 69,52mg, temperature of 89,71 o C, and process time of 14,88 minutes. Under this condition the process diminished 79,56% of caffeine from the model system.

## PENDAHULUAN
Kitin,  polimer  (1-4)-2-asetamido-2-deoksi-  -D- glukosamina  adalah  satu  jenis  biopolimer  yang  terutama terdapat  sebagai  penyusun  cangkang  udang-udangan ( Crustaceae) dan  serangga,  serta  terdapat  dalam  dinding sel jamur dan kamir. Adapun kitosan adalah kitin yang telah dihilangkan  gugus  asetilnya  secara  artifisial  sehingga secara  kimiawi  merupakan  poli-D-glukosamina.  Namun, pada  kenyataannya  tidak  ada  polimer  yang  sepenuhnya terasetilasi  maupun  tidak  ada  yang  sepenuhnya terdeasetilasi.  Para  ahli  membedakan  keduanya  secara kimiawi berdasarkan  kandungan nitrogennya, yaitu apabila kandungan  total  nitrogennya  kurang  dari  7%,  polimer tersebut  disebut  kitin  dan  apabila  kandungan  nitrogennya lebih dari 7% disebut kitosan (Davies & Hayes, 1988).
Kitosan  memiliki  gugus  amina  bebas  yang menjadikan  polimer  itu  bersifat  polikationik  sehingga mempunyai  kemampuan  besar  untuk  mengikat  logam- logam  tertentu  dan  membentuk  membran.  Dengan  sifat polikationiknya,  kitosan  dapat  dimanfaatkan  sebagai agensia  penggumpal  ( coagulating  agent )  dalam penanganan  limbah,  terutama  limbah  berprotein,  karena dapat  menggumpalkan  protein  yang  dapat  dimanfaatkan untuk  pakan  ternak  (Bough,  1975).  Selain  itu  pada penanganan  limbah  cair,  berdasarkan  sifat  konfigurasinya
dalam sistem berair maka kitosan dapat digunakan sebagai agensia  pengelat  yang  dapat  menyerap  logam  meracun seperti    merkuri,  timah,  tembaga,  plutonium,  dan  uranium dalam  perairan  (Austin  et  al.,  1981),  dan  juga  digunakan untuk  mengikat  zat  warna  tekstil  dalam  air  limbah  (Knorr, 1983).
Dalam bidang pangan dan farmasi, kitosan banyak digunakan  karena  sifatnya  dapat  mengikat  asam (Magnolata,  1978),  mengikat  air  (Knorr,  1985),  mengikat lemak  serta  memiliki  aktivitas  hipokolesterolemik  dan aktivitas  kekebalan  tubuh  (Suzuki  et  al.,  1982;  Sugano et al.,  1978).  Kitosan  telah  digunakan  untuk  menurunkan kadar asam pada buah-buahan, sayuran, dan ekstrak kopi. Kitin  dan  kitosan  bersifat  nontoksik  (Arai  dkk.,  1968) sehingga aman digunakan di bidang pangan.
Dewasa  ini  ada  sebagian  mayarakat  yang menggemari  minuman  kopi  tetapi  tidak  menghendaki kandungan  kafein  yang  tinggi.  Oleh  karena  itu  di  pasaran telah  tersedia  produk  kopi  rendah  kafein  ( decaffeinated coffee ). Hal ini karena kafein (1,3,7- trimetil xantina) dapat menimbulkan  efek  fisiologis  yang  tidak  diinginkan  seperti rasa  pusing  dan  jantung  berdebar.  Beberapa  pustaka menyebutkan  pengaruh  negatif  kafein  bagi  kesehatan manusia  seperti  menyebabkan  malformasi  pada  rahim, mengurangi  ketersediaan  kalsium  dan  lain-lain  (James, 1991;  Massey,  1988;  Siverz  &  Elliott,  1963).  Untuk memproduksi  kopi  bubuk  rendah  kafein  maka  dilakukan
proses dekafeinasi. Ada dua metode yang umum dilakukan untuk  proses  dekafeinasi,  yaitu  Proses  Eropa  dan  Proses Air  Swiss.  Cara  pertama  menggunakan  metilena  klorida sebagai  pelarut  sedangkan  cara  kedua  menggunakan prinsip  pelindian  menggunakan  air  panas.  Baik  cara pertama  maupun  kedua  ada  kelemahannya  yaitu,  bahwa penggunaan  pelarut  organik  tersebut  kemungkinan  dapat menimbulkan  masalah  keamanan  bagi  kesehatan sedangkan  cara  kedua  perlu  waktu  proses  yang  relatif lama.
Dengan  mempertimbangkan  sifat-sifat  fungsional kitosan maka diduga biopolimer ini dapat digunakan untuk mengikat  kafein  sehingga  dapat  digunakan  untuk  proses dekafeinasi.  Dengan  demikian  proses  ini  dapat  menjadi salah  satu  alternatif  metode  dekafeinasi  yang  efektif  dan aman.
Dalam  penelitian-penelitian  yang  berkaitan  dengan optimasi  proses  dewasa  ini  telah  dikembangkan penggunaan suatu metode yang disebut response surface methodology  (RSM) ,  yaitu  suatu  kumpulan  teknik penyelesaian  masalah  dengan  menggunakan  matematika dan  statistik  dalam  bentuk  model  matematika  atau  fungsi dan  menganalisis  masalah  tersebut,  respons  yang  ingin dicapai  dipengaruhi  oleh  beberapa  peubah  sehingga respons  tersebut  berada  pada  titik  optimumnya (Montgomery,  1991).  Penggunaan  RSM  untuk  optimasi produk  dan  pengembangan  pengolahan  pangan  telah banyak dilaporkan (Giovanni, 1983; Henika, 1972; Yusof & Ahmad, 1996).
Tujuan  penelitian  ini  adalah  menentukan  kondisi optimum proses  dekafeinasi dengan kitosan dalam sistem model, menggunakan RSM.

## METODOLOGI
Bahan Bahan  dasar  yang  digunakan  untuk  pembuatan kitosan adalah cangkang (kulit keras) udang yang diperoleh dari  pedagang  udang  di  pasar  lokal  Yogyakarta.  Bubuk kafein  dibeli  dari  PT  Brataco  Chemical  Bandung,  dan bahan-bahan  kimia  lain  yang  lazim  digunakan  di laboratorium.

## Prosedur Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  melalui  beberapa  tahap meliputi  preparasi  bahan  dasar,   pembuatan  kitosan  serta uji  penciriannya,  orientasi,  dan  tahap  optimasi menggunakan program RSM.

## Preparasi Bahan Dasar
Cangkang
udang dibersihkan, kemudian dikeringkan  dalam cabinet  drier selama  48-72  jam  pada
suhu  40 o C  sehingga  diperoleh  cangkang  udang  kering. Selanjutnya bahan diblender dan diayak dengan asayakan 40 mesh untuk mendapatkan tepung cangkang udang.

## Pembuatan Kitosan
Tepung  cangkang  udang  dideproteinasi  dengan menggunakan  NaOH  4%  dengan  nisbah  1:7  (b/v)  pada suhu 100 o C selama tiga jam disertai pengadukan (Suhardi dkk.1992). Kemudian dilakukan penyaringan menggunakan kertas  saring  dan  pencucian  dengan  akuades,  lalu  dibilas dengan  aseton  untuk  membantu  melarutkan  lemak  serta zat-zat  warna.  Proses  selanjutnya  adalah  demineralisasi menggunakan  asam  klorida  8%  dengan  nisbah  1:15  (b/v) selama  6  jam  pada  suhu  kamar  disertai  pengadukan. Setelah dilakukan penyaringan, pencucian dan pembilasan, diperoleh  kitin  basah  yang  kemudian  dikeringkan  dalam cabinet  drier suhu  40 o C  selama  24  jam.  Untuk mendapatkan  kitosan,  dilakukan  proses  deasetilasi,  yaitu diberi perlakuan dengan NaOH 40% 1:10 (b/v) pada suhu 100 o C  selama  3  jam  disertai  pengadukan.  Setelah dilakukan  pencucian,  pembilasan,  dan  pengeringan  maka didapatkan  bubuk  kitosan.  Terhadap  kitosan  yang diperoleh,  dilakukan uji iod, dan ditera kadar air, abu, serta total nitrogennya.

## Tahap Orientasi
Tahap  orientasi  bertujuan  menunjukkan  letak daerah  optimum,  meliputi  optimasi  konsentrasi  kitosan yang  ditambahkan,  suhu,  dan  lama  waktu  proses dekafeinasi. Hasil eksperimen ini merupakan suatu kisaran daerah  optimum  yang  nantinya    akan  ditentukan  titik optimalnya dengan Response Surface Methodology (RSM) (Montgomery,  1991;  Giovanni,  1983).  Kadar  kafein  dalam filtrat  hasil  dekafeinasi  ditera  dengan  metode spektrofotometri.

## Optimasi Konsentrasi Kitosan
Pertama-tama  disiapkan  larutan  kafein  1000ppm. Kitosan  ditambahkan  pada  konsentrasi  beragam  yaitu  50, 60, 70, 80, 90, dan 100 mg  dalam 100mL larutan kafein. Proses  dekafeinasi  dilakukan  pada  suhu  80 o C  selama  30 menit disertai pengadukan.

## Orientasi Optimasi Suhu
Variasi  suhu  yang  dilakukan  adalah  suhu  kamar (28 o C), 40; 60; 80, 90 , dan 100 o C. Banyaknya kitosan yang digunakan  adalah  pada  konsentrasi  optimum  yang  telah diperoleh dari hasil orientasi pertama, dan lama waktu yang digunakan 30 menit.

## Orientasi Optimasi Waktu
Variasi waktu yang dilakukan adalah 15, 30, 60, dan 90  menit.  Dekafeinasi  dilakukan  pada  kondisi  konsentrasi optimum dan suhu optimum yang telah diperoleh dari hasil orientasi pertama dan kedua.
Proses  dekafeinasi  dilakukan  dengan  cara mencampur  sampel  100  ml  larutan    kafein  1.000  ppm dengan  kitosan  pada  kondisi  yang  ditentukan,  dan  diaduk dengan  pengaduk  bermagnet.  Campuran  kemudian disaring  dengan  kertas  saring  (Whatman  No.  4)  sehingga didapatkan  filtrat  yang  kemudian  ditentukan  kandungan kafeinnya secara spekrofotometri.

## Optimasi RSM
Hasil  orientasi  ketiga  parameter  dicari  titik minimum, yaitu kondisi masing-masing yang menghasilkan kadar  kafein  terendah  dalam  filtrat  (ppm).  Kemudian ditentukan  variabel  X1,  X2,  dan  X3  dari  ketiga  parameter dengan  variabel  Y  adalah  %  penurunan  kadar  kafein. Setelah  itu  dibuat  kode  –1,  0,  1  untuk  setiap  variabel  X, dengan  0 adalah titik minimum sedangkan –1 dan 1 adalah angka-angka  di  bawah  dan  di  atas  titik  minimum  dengan interval  5.  Dari  ketiga  parameter  selanjutnya  dibuat  15 macam  kombinasi  yang  telah  ditentukan  oleh  program RSM berdasarkan Tabel 1.
Tabel 1. Kombinasi variabel X untuk data RSM No X1=Waktu X2=Suhu X3=Kons. 1 -1 -1 0 2 -1 1 0 3 1 -1 0 4 1 1 0 5 -1 0 -1 6 -1 0 1 7 1 0 -1 8 1 0 1 9 0 -1 -1 10 0 -1 1 11 0 1 -1 12 0 1 1 13 0 0 0 14 0 0 0 15 0 0 0
Langkah selanjutnya adalah mencari harga variabel Y  (%  penurunan  kadar  kafein)  dengan  cara  seperti  pada tahap orientasi dari ke-15 macam kombinasi di atas. Hasil atau respons yang diperoleh diolah dengan software RSM, dengan titik optimum  akan didapatkan dan  dibandingkan dengan titik-titik optimum yang diperoleh pada eksperimen dalam orientasi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Kitosan
Kitosan  yang  dihasilkan  dari  tepung  cangkang udang pada penelitian ini disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2.  Ciri kitosan Bahan Hasil (%) Tepung cangkang udang 100 Kitin 21 Kitosan 20
Dalam  penelitian  ini  kitin  yang  dihasilkan  adalah sebesar 21% dari bobot tepung cangkang udang. Johnson dan  Peniston  (1982)  melaporkan  bahwa  dalam  cangkang udang-udangan  terdapat  kitin  sekitar  20-25%  bobot keringnya,  dengan  demikian  hasil  dalam  penelitian  ini termasuk  dalam  kisaran  tersebut.  Penelitian  lain melaporkan bahwa kitin sebanyak 20% dapat diperoleh dari cangkang  udang    ( Penaeus  merguiensis )  yang  diisolasi menggunakan enzim aktinase untuk deproteinasi (Santoso, 1990;  Santoso  et  al.,  1993).    Kadar  kitin  dalam  cangkang udang  dipengaruhi  oleh  macam-macam  faktor  terutama jenis  udang  dan  cara  preparasinya.  Adapun  kitosan  yang dihasilkan  adalah  sebesar  20%  dari  tepung  cangkang udang atau 95% dari kitin.
Pada uji iod, kitosan hasil penelitian ini memberikan warna violet, sedangkan kitin tetap bewarna coklat, hal ini sesuai informasi dari pustaka mengenai ciri kedua macam biopolimer  tersebut  (Muzzarelli,  1977,  Muzzarelli,  1985). Kitin  dan  kitosan  hasil  penelitian  ini  mengandung  total nitrogen  masing-masing  5,68  dan  9,75%,  dan  kadar  abu masing-masing 0,9 dan 0,96%.

## Orientasi Optimasi Konsentrasi
Parameter  pertama  yang  dicari  daerah  optimalnya adalah  konsentrasi  kitosan  yang  ditambahkan  ke  dalam larutan  kafein.  Hasil  yang  diperoleh  dari  percobaan  ini dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar  1. Hasil orientasi optimasi konsentrasi
Dari  percobaan  ini  ditunjukkan  bahwa  daerah optimum berada pada penambahan konsentrasi kitosan 70 mg    yang  menghasilkan  titik  minimum  (kadar  kafein terendah  dalam  filtrat),  yaitu  dapat  menurunkan  kafein sebanyak 72,67 %.

## Orientasi Optimasi Suhu
Orientasi  kedua  dilakukan  untuk  mengindikasikan suhu  optimum  bagi  proses  dekafeinasi  menggunakan kitosan. Hasil yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 2.
Pada  eksperimen  ini  didapatkan  titik  minimumnya adalah  pada  suhu  90 o C  ,  dengan  penurunan  kadar  kafein adalah  93,03%.  Titik  minimum  ini  merupakan  indikasi daerah optimum untuk parameter suhu.

## Orientasi Optimasi Waktu
Pada orientasi ini digunakan waktu 15, 30, 60, dan 90 menit. Hasilnya terlihat pada Gambar 3.
Dari  daerah  optimum  yang  telah  didapatkan  maka dapat  dilakukan  perhitungan  secara  statistik  untuk mengetahui  kondisi  optimal  proses  dekafeinasi.  Metode statistik  yang  digunakan  adalah  program  RSM  yang merupakan  suatu  program  komputer  yang  dapat memvisualisasikan  suatu  masalah  ke  dalam  model matematika, yang memperlihatkan hubungan antara respon dan  peubah  yang  mempengaruhi  sistem  tidak  diketahui seperti pada sistem ini.
0 200 400 600 800 1000 1200 0 28 40 60 80 90 100 oC p p m k af ei n
Gambar 2. Hasil orientasi optimasi suhu

## Gambar 3. Hasil orientasi optimasi waktu

## Response Surface Methodology
Tahap penentuan titik-titik optimum secara simultan dengan  RSM  dilakukan  dengan  2  cara,  yaitu  dengan eksperimen  manual  terhadap  15  kombinasi  dari  ketiga parameter dan dengan perhitungan menggunakan program RSM.
Langkah  pertama  yang  harus  dilakukan  adalah menentukan parameter mana yang dinyatakan sebagai X1, X2,  dan  X3.  Biasanya  dalam  RSM  waktu  dan  suhu  dipilih sebagai  X1  dan  X2  sedangkan  parameter  lain  dinyatakan sebagai X3 (Montgomery, 1991). Karena itu dalam  sistem ini pun waktu dinyatakan sebagai X1, suhu sebagai X2, dan konsentrasi kitosan sebagai X3.
Dari masing-masing  peubah  X,  ditentukan  titik minimum  sebagai  titik  tengah  tak  kode  kemudian
ditentukan  titik  bawah  tak  kode  dan  titik  atas  tak  kode berupa  titik-titik  di  bawah  dan  di  atas  titik  tengah  dengan interval  5.  Untuk  mempermudah  penulisan  dibuat  suatu kode, yaitu  –1 untuk titik bawah, 0 untuk titik tengah atau optimum,  dan  1  untuk  titik  atas.  Pernyataan  diatas  dapat dijelaskan pada Tabel 3.
Dari kode-kode di atas dibuat 15 macam kombinasi seperti  pada  Tabel  4.  Bila  dilihat  dengan  cermat sebenarnya  hanya  13  kombinasi  yang  dibutuhkan  namun untuk  titik  optimumnya,  yaitu  kombinasi  ke-13,  dibuat sebanyak  3  kali  ulangan  sehingga  seluruhnya  menjadi  15 macam kombinasi.

## Tabel 3. Kode dan tak kode untuk kombinasi RSM
X1 waktu (menit) Kode -1 0 1 Tak Kode 10 15 20 X2 suhu ( o C) Kode -1 0 1 Tak Kode 85 90 95 X3 konsentrasi (mg kitosan) Kode -1 0 1 Tak Kode 65 70 75
Tabel 4. Kombinasi RSM dalam kode No X1 X2 X3 1 -1 -1 0 2 -1 1 0 3 1 -1 0 4 1 1 0 5 -1 0 -1 6 -1 0 1 7 1 0 -1 8 1 0 1 9 0 -1 -1 10 0 -1 1 11 0 1 -1 12 0 1 1 13 0 0 0 14 0 0 0 15 0 0 0
Kombinasi di atas merupakan kombinasi yang telah ditentukan  RSM  sebagai  data  yang  dibutuhkan  untuk menentukan  respons  yang  ingin  dicapai  agar  respons berada pada titik optimumnya. Langkah selanjutnya adalah melakukan ekperimen terhadap 15 kombinasi RSM di atas yang  diperoleh  hasil  variabel  Y  dinyatakan  dalam  % penurunan kadar kafein. Hasil eksperimen didapatkan data seperti tertera pada Tabel 5.
Harga masing-masing peubah X yang didalam RSM disebut sebagai eigen yaitu waktu optimum (X1) = 14,876 menit,  suhu  optimum  (X2)  =  89,709 o C,  dan  konsentrasi kitosan optimum (X3) = 69,5145 mg. Dengan harga peubah Y  (%  penurunan  kadar  kafein)  yang  disebut  sebagai respons = 79,563 %.
Jika  dibandingkan  dengan  eksperimen  secara bertahap  maka  hasil  untuk  masing-masing  peubah  tidak jauh berbeda seperti pada Tabel 6.
Tabel 5. Hasil percobaan 15 kombinasi
No. X1 (waktu) X2 (suhu) X3 (konsentrasi) Y Menit o C mg Kitosan % Penurunan kafein 1 10 85 70 72,518 2 10 95 70 76,096 3 20 85 70 70,354 4 20 95 70 77,355 5 10 90 65 76,181 6 10 90 75 68,628 7 20 90 65 75,431 8 20 90 75 68,656 9 15 85 65 74,936 10 15 85 75 87,171 11 15 95 65 75,644 12 15 95 75 73,253 13 15 90 70 79,533 14 15 90 70 78,897 15 15 90 70 80,141 Hasil  eksperimen  ini  kemudian  digunakan  sebagai data dalam program komputer RSM. Dari RSM didapatkan
model matematika untuk sistem ini adalah :
dengan a0 = 79,52364 a5 = 0,042049 a1 = -0,203376 a6 = -1,814706 a2 = -0,328892 a7 = 0,855751 a3 = -0,560534 a8 = 0,1945 a4 = -5,484966 a9 = -3,656511
Y = a0 + a1.x1 + a2.x2 + a3.x3 + a4.x1.x1 + a5.x2.x2 + a6.x3.x3 + a7.x1.x2 + a8.x1.x3 + a9.x2.x3
Tabel 6.  Hasil eksperimen (orientasi) vs hasil RSM Variabel Hasil eksperimen   Hasil RSM Konsentrasi (mg kitosan ) 70 69,5145 Suhu ( o C) 90 89,709 Waktu (menit) 15 14,876 % Penurunan kafein 79,857 79,563
Tanda eigen hasil  RSM  merupakan  campuran positif  dan  negatif,  tanda  ini  menunjukkan  bahwa  sistem tersebut memiliki lebih dari sebuah titik optimum. Respons yang demikian disebut sebagai sadel .
Dari  data  yang  diperoleh  dapat  dibuat  suatu visualisasi  dalam  bentuk  kurva  bagi  keseluruhan  sistem. Untuk  ini  dapat  dilakukan  dengan  memvisualisasikannya ke  dalam  bentuk  3  dimensi,  dan  karena  itu  perlu  ada sebuah  peubah  yang  diasumsikan  konstan.  Sebagai contoh,  untuk  melihat  hubungan  antara  suhu  dan konsentrasi  maka  waktu  diasumsikan  konstan.  Kurva  3 dimensi  ini  dibuat  dalam  bentuk  plot  permukaan  ( surface plot) dan  plot  kontur  ( contour  plot ).  Untuk  pembuatan kurva,  perlu  dilakukan  perhitungan  dengan  memasukkan harga  masing-masing  peubah  ke  dalam  model  sistem sebagai berikut (Tabel 7, 8, dan 9).
1. Kurva  1,  waktu  (X1)  diasumsikan  konstan.  Kode  =  - 0.0248, tak kode = 14.876
Tabel  7. Data kurva untuk X1 konstan No X2 X3 Y 1 85 70 79.917 2 95 70 79.217 3 85 70 79.917 4 95 70 79.217 5 90 65 78.276 6 90 75 77.145 7 90 65 78.276 8 90 75 77.145 9 85 65 75.012 10 85 75 81.194 11 95 65 81.624 12 95 75 73.181 13 90 70 79.525 14 90 70 79.525 15 90 70 79.525
2.  Kurva  2,  suhu  (X2)  diasumsikan  konstan.  Kode  =  -
0.0582, tak kode = 89.709 Tabel  8. Data kurva untuk X2 konstan No X1 X3 Y 1 10 70 74.311 2 10 70 74.311 3 20 70 73.805 4 20 70 73.805 5 10 65 73.039 6 10 75 71.954 7 20 65 72.143 8 20 75 71.837 9 15 65 78.076 10 15 75 77.380 11 15 65 78.076 12 15 75 77.380 13 15 70 79.543 14 15 70 79.543 15 15 70 79.543 3. Kurva 3, konsentrasi (X3) diasumsikan konstan. Kode =
-0.0971, tak kode = 69.5145
Tabel 9. Data kurva untuk X3 konstan No X1 X2 Y 1 10 85 75.170 2 10 95 73.511 3 20 85 73.014 4 20 95 74.778 5 10 90 74.298 6 10 90 74.298 7 20 90 73.854 8 20 90 73.854 9 15 85 79.577 10 15 85 79.577 11 15 95 79.629 12 15 95 79.629 13 15 90 79.561 14 15 90 79.561 15 15 90 79.561
Kurva-kurva yang diperoleh dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Surface plot ( A ) dan contour plot ( B )
Surface Plot X1 konstan
Surface Plot X2 konstan Surface Plot X3 konstan Contour Plot X1 konstan X2 X3 Contour Plot X2 konstan X1 X3 Contour Plot X3 konstan X1 X2 A B
Ketiga kurva  masing-masing  Gambar  4A  dan  4B  tersebut sebenarnya  merupakan  sebuah  kurva  4  dimensi  yang dilihat dalam bentuk 3 dimensi dari sudut pandang peubah yang  berbeda.  Karena  tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk
mencari  kondisi  optimum  proses  dekafeinasi  maka  kurva kedua  merupakan  visualisasi  sistem  yang  paling  baik karena  terlihat  daerah  optimumnya.  Visualisasi  tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Surface Plot (A) dan Contour Plot (B) sistem model

## KESIMPULAN
Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  bahwa  dengan menggunakan  program response  surface  methodology (RSM)  didapatkan  kondisi  optimum  proses  dekafeinasi dalam  sistem  model  larutan  kafein  1000ppm  adalah konsentrasi  kitosan  69,52mg/100mL;  suhu  89,71  C;  dan waktu proses 14,88 menit. Dengan kondisi seperti tersebut
proses dekafeinasi dapat menurunkan kadar kafein dalam sistem sebanyak 79,56%.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 1973 . Pilot Plant Could Develop into New Industry for  Converting  Waste  Shells  into  Chitin  & Chitosan. Pacific North West SEA 6 (1) : 6.
71.777 72.554 73.332 74.109 74.886 75.663 76.440 77.218
77.995 78.772 above

## Surface plot
71.777
72.554 73.332 74.109 74.886 75.663 76.440 77.218
77.995 78.772 Contour plot X1 X2 64 66 68 70 72 74 76 8 10 12 14 16 18 20
22
Arai,  K.,  Kinumaki,  T.,  Fujita,  T.,  1968. Toxicity  of Chitosan. Bull. Tokai Req. Fish. Res. Lab., 56:89- 95.
Austin, P. R., Brine, C. J., Castle, J. E., and Zikakis, J. P., 1981 . Chitin : New Facet of Research. Science 212 : 749.
Bough, Wayne, A., 1975 . Reduction of Suspended Solid in Vegetable Canning Waste Effluents by Coagulation With Chitosan. J. Food Sci., 40:297-301
Campbell,  F.  L.,  1929 .  The  Detection  and  Estimation  of Insect  Chitin  and  The  Irrelation  of  Chitinization  to Hardness  and  Pigmentation  of  The  Cuticle  of  The American  Cockroach Periplareae  americana .  Ann. Entomol. Soc. Am. 22, 401-426.
Cochran,  W.  G.,  and  Cox,  G.  M.,  1957 .  Experimental Design. Wiley, New York.
Davies,  D.  H.  and  Hayes,  E.  R.,  1988 .  Determination  of The Degree of Acetylation of Chitin and Chitosan. In “Methods in Enzymology” vol. 161, Biomass Part B, p.  442,  Wood,  W.  A.  and  Kellog,  S.  T.  (eds). Academic Press, San Diego, New York.
Eiseinberg,  S.,1988. Looking  for  The  Perfect  Brew. Science News, vol. 133, pp. 252-253.
Giovanni,M.,  1983 .  Response  Surface  Methodology  and Product Optimisation. Food Tech., 37 Nov.  41-45.
Henika.  R.G.,  1972 .  Simple  and  effective  system  for  use with  Response  Surface  Methodology.  Cereal Sci. Today  17 (10): 304-314.
James, J. E., 1991 . Caffeine and Health. Academic Press, New York.
Magnolata,  D.,  1978 .  A  Process  of  Deacidifying  a  Coffee Extract  and  The  Deacidified  Extract  Obtained.  UK Patent Application GB 2029 688A.
Massey, L. K., 1988 . Acute Effect of Dietary Caffeine and
Sucrose  on  Urinary  Mineral  Excretion  in  Healthy Adolescents. Nutr. Res 8 (9).
Montgomery,  D.  C.,  1991 .  Design  and  Analysis  of Experiments. John Wiley & Sons,  New York.
Morjani, M. N., Achuta, V., and Imam Khasim, D., 1975 . Viscosity  of  Chitosan  from  Prawn  Waste.  Central Food Technological Research Institute, Mysori.
Muzzarelli,  R.  A.  A.,  1977 . Chitin .  Pergamon  Press, Oxford.
Muzzarelli,  R.  A.  A.,  1985 .  The  Polysaccharides .  Vol.  3. Academic Press, New York.
Rene  Wilbaux,  1963 . Agriculture  Engineering,  Coffee Processing .  Farm  Products  Processing,  Informal Working Bulletin no. 20, FAO United Nation, Rome, Italy.
Santoso,U.,  1990 .  Studi  tentang  kitin  cangkang  udang ( Penaeus  merguiensis )  I:  Isolasi  menggunakan Actinase E dan EDTA. Agritech 10 (3) 2-12.
Santoso,U., Koguchi,T., Yamada,K., Iijima, T., Wada, M., Tadokoro, T., and Maekawa,M., 1993. Purification of  chitin  from  Indonesian  shrimp  ( Penaeus merguiensis ) shells using Actinase E. J. Agric. Sci ., Tokyo Nogyo Daigaku Vol. 38 No. 1, p.27-34.
Siverz, M., and Elliott Foote, H.,1963 . Coffee Processing Technology .  Vol.  I  dan  II.  The  Avi  Publishing Company, Inc., West Port, Connecticut.
Sugano,  M.,  Fujikawa,  T.,Hiratsuji,  Y.,  Hasegawa,  Y., 1978 .  Hypocholesterolemic  Effects  of  Chitosan  in Cholesterol-fed Rats. Nutr. Rep. Int., 18:531-537.
Suhardi,  Umar  Santoso  dan  Sudarmanto,  1992. Pemanfaatan  limbah  pengolahan  udang  untuk produksi  kitin.  Fakultas  Teknologi  Pertanian  UGM, Yogyakarta.
Suzuki,  S.,  Okura,  Y.,  Hashimoto,  K.,  suzuki,  M.,  1982 . Immunoadjuvant  Effect  on  Chitin  and  Chitosan. In Proceedings,  International  Conference  on  Chitin/ Chitosan,  2 nd ,  Hirano,  S.,  Tokura,  S.,  Eds.,  The Japanese  Society  of  Chitin  and  Chitosan.  Tottori, Japan.
Yusof, S. and Ahmad,M., 1996 . Use of Response Surface Methodology  in  the  development  of  banana crackers. Proceeding of National Seminar on Food Technology  ’96,  held  by  MARDI,  Kuala  Lumpur, Malaysia, 23-24 September 1996.
Hasil Penelitian                                 Jurnal.Teknol. dan Industri Pangan, Vol. XIII, No.1 Th. 2002