Latar Belakang
Beras tiruan adalah beras yang dibuat dari sumber karbohidrat selain padi dengan kandungan karbohidrat mendekati atau melebihi beras (Samad 2003). Menurut Departemen Pertanian Republik Indonesia (2011), beras tiruan adalah pangan pokok yang berbentuk seperti butiran beras padi yang bahan bakunya dapat berasal dari kombinasi tepung pangan lokal dan atau padi. Pembuatan beras tiruan telah dilakukan dengan berbagai teknik, diantaranya yaitu pembuatan dengan teknik granulasi misalnya membuat sagu mutiara dan teknik ekstrusi. Pembuatan beras analog dari buah lindur ini menggunakan teknologi ekstrusi. Menurut Mishra et al. (2012) proses pembuatan beras analog dengan menggunakan teknologi ekstrusi dapat meningkatkan kandungan gizinya. Ekstrusi adalah proses pengolahan pangan yang mengombinasikan beberapa proses secara berkesinambungan antara lain pencampuran, pemasakan, pengadonan, shearing,
dan pembentukan. Bahan pangan dipaksa mengalir di bawah pengaruh kondisi operasi melalui suatu cetakan yang dirancang untuk membentuk hasil ekstrusi dalam waktu singkat (Fellows 2000). Alat dalam proses ekstrusi disebut ekstruder. Fungsi ekstruder meliputi gelatinisasi, pemotongan molekuler, pencampuran, sterilisasi, pembentukan, dan pengeringan. Kombinasi satu atau lebih fungsi- fungsi tersebut merupakan hal yang tidak terpisahkan dalam proses ekstrusi.
Munculnya teknologi ekstrusi telah membuka kesempatan bagi pengusaha makanan untuk membuat produk pangan yang mempunyai bentuk dan tekstur yang beraneka ragam. Pemasakan ekstrusi dipakai untuk menggantikan metode pemasakan konvensional karena berbagai sebab: (1) dapat diubah-ubah sehingga mesin yang sama dapat memasakdan mengolah produk yang mempunyai formula berbeda-beda, (2) member bentuk dan tekstur pada hasil produk, (3) kemampuan produksi yang kontinyu, (4) pengoperasian yang efisien dari segi tenaga, energi dan luas pabrik, (5) pasteurisasi produk akhir dan (6) proses dalam keadaan kering dengan sedikit atau tanpa tumpahan (Muchtadi 2008).
Berdasarkan suhu prosesnya, teknologi ekstrusi dibagi menjadi dua yaitu ekstrusi panas dan ekstrusi dingin. Teknologi ekstrusi panasmenggunakan suhu di atas 70°C sedangkan ekstrusi dingin menggunakan suhu di bawah 70°C. Kedua teknologi tersebut telah digunakan untuk memproduksi beras ekstrusi berbahan dasar tepung beras. Ekstrusi panas, bahan diproses pada suhu tinggi. Suhu bahan yang tinggi dapat diperoleh melalui proses pengkondisian dan atau transfer panas bahan selama proses ekstrusi. Ekstruder adalah alat yang digunakan untuk memproses suatu bahan menggunakan teknologi ekstrusi. Ekstruder juga dapat diartikan sebagai mesin yang memiliki karakteristik ulir Archimedean atau ulir yang bergerak di dalam sebuah silinder yang menggerakan fluida yang memproses produk secara kontinyu (Riaz 2000). Ekstruder dapat didesain sedemikian rupa sehingga dapat melakukan berbagai macam proses misalnya penggilingan, pencampuran, homogenisasi, pemasakan, pendinginan, pembentukan, pemotongan,dan pengisian.
20
Proses ektrusi yang terjadi pada ektruder terdiri dari tiga tahap yaitu pra ekstrusi, ekstrusi dan tahap setelah ekstrusi. Tahap pra-ekstrusi meliputi proses pencampuran, dan penambahan air. Tahap ekstrusi meliputi perlakuan shear and stress pada adonan. Tahap terakhir adalah proses pemberian tekanan ke arah cetakan beras (die). Produk keluar dari die, alat pemotong otomatis akan berputar dan memotong produk sehingga produk akhir akan memiliki bentuk seperti beras. Ekstruder dapat digolongkan berdasarkan jumlah ulirnya menjadi dua kelompok yaitu ekstruder berulir tunggal (single screw extruder) dan ekstruder berulir ganda (twin screw extruder). Penelitian kali ini menggunakan ekstruder berulir tunggal (single screw extruder) yang merupakan hasil rekayasa Balai Besar Pengembangan Pengolahan Hasil Perairan (BBP2HP). Single screw extruder atau ekstruder berulir tunggal memiliki satu buah ulir yang berputar pada barel. Ekstruder berulir tunggal banyak digunakan dalam menghasilkan produk pasta, permen, cookies dan pengembangan produk baru seperti snack, makanan bayi dan produk modifikasi pati. Ekstruder jenis ini paling awal digunakan. Produk yang dihasilkan sangat beragam meliputi snack, pasta, sereal hingga makanan hewan. Ekstruder ulir tunggal dan zona proses ekstrusi dapat dilihat pada Gambar 4 dan 5.
21
Gambar 5 Zona proses ekstrusi (Widara 2012)
Bahan pengikat yang digunakan pada penelitian ini adalah kitosan. Kitosan adalah produk alami turunan dari kitin, polisakarida yang ditemukan dalam eksoskleton krustacea misalnya udang, rajungan, dan kepiting. Secara kimiawi, kitosan adalah sellulosa seperti serat tanaman yang mempunyai sifat- sifat sebagai serat tetapi memiliki kemampuan untuk mengikat lemak seperti busa penyerap lemak dalam saluran pencernaan. Kitosan tidak dapat dicerna dan mempunyai kalori rendah, tetapi kitosan dapat difungsikan sebagai penyerap dan pengikat lemak sehingga menimbulkan turunnya berat badan, mencegah dan menghambat LDL dan meningkatkan HDL. Stuktur kitin dan kitosan dapat dilihat pada Gambar 6.
Tujuan Pn uji hedonik.
METODE
Gambar 6 Stuktur kitin dan kitosan (Suptijah et al. 1992)
Kitosan merupakan polimer linear yang tersusun oleh 2000-3000 monomer N-asetil-D-glukosamin dalam ikatan β-(1-4), tidak toksik
dengan LD50 setara dengan 16 g/kg BB dan mempunyai berat molekul 800 Kda. Berat molekul ini tergantung dari derajat deasetilasi yang dihasilkan pada saat ekstraksi. Semakin banyak gugus asetil yang hilang dari biopolimer kitosan, maka
semakin kuat interaksi antar ion dan ikatan hidrogen dari kitosan (Tang et al. 2007).
Proses deasetilasi merupakan suatu tahapan yang bertujuan untuk menghilangan gugus asetil dari kitin menjadi kitosan yang dapat dilakukan dengan proses kimiawi dan enzimatis. Proses kimiawi dilakukan dengan penambahan NaOH sedangkan deasetilasi secara enzimatis menggunakan enzim kitin deasetilase (Chang et al. 1997). Deasetilasi kitin akan menghilangkan gugus asetil dan menyisakan gugus amino yang bermuatan positif sehingga kitosan bersifat polikationik. Adanya gugus reaktif amino pada C-2 dan gugus
22
hidroksil pada C-3 dan C-6 pada kitosan menyebabkan kitosan memiliki kemampuan sebagai pengawet dan penstabil warna, sebagai floculant dan membantu proses reverse osmosis dalam penjernihan air, sebagai aditif untuk produk agrokimia dan pengawet benih (Shahidi et al. 1999).
Kitosan adalah polimer glukosamin yang larut dalam asam, tetapi tidak larut asam sulfat pada suhu kamar, juga tidak larut dalam pelarut organik tetapi larut baik dalam pelarut dengan suasana asam. Pelarut kitosan yang baik adalah asam format dengan konsentrasi 0,2% sampai pekat, namun kitosan sering dipakai dengan dilarutkan terlebih dahulu pada asam asetat (Filer dan Wirik 1978). Menurut Knorr (1984) berat molekul kitosan tergantung dari degradasi yang terjadi pada proses pembuatan kitosan.
Kitosan mempunyai sifat mudah mengalami degradasi secara biologis, tidak beracun, mempunyai berat molekul yang tinggi, tidak larut pada pH 6,5 berat molekul rata-rata 120.000 Dalton (Protan Laboratories 1987). Menurut Knorr (1982), kitosan mempunyai gugus amino bebas sebagai polikationik, pengkelat dan pembentuk dispersi dalam larutan asam asetat. Ornum (1992), menambahkan bahwa gugus amino bebas inilah yang banyak memberikan kegunaan pada kitosan. Kitosan akan menjadi polimer kationik bila dilarutkan dalam asam dan membentuk struktur linier sehingga dapat digunakan dalam proses flokulasi, pembentuk film atau imobilisasi dalam beberapa agen biologi termasuk enzim. Bought (1975) menambahkan bahwa karakter kitosan sebagai polielektrolit dapat digunakan untuk bahan pengkoagulan limbah secara fisika dan kimia. Hirano (1989) mengemukakan kelebihan kitin dan kitosan yaitu:
(1) komponen utama biomasa dari kulit udang. (2) sumber daya yang dapat diperbaharui.
(3) senyawa biopolimer yang dapat terdegradasi dan tidak mencemari lingkungan.
(4) tidak bersifat toksik (LD50 16 gram per kg berat badan tikus). (5) konformasi molekulnya dapat dirubah.
(6) mempunyai fungsi biologis.
(7) dapat membentuk gel, koloid dan film.
(8) mengandung gugus amino dan gugus hidroksil yang dapat dimodifikasi. Kitosan merupakan kerangka heksosa yang memiliki gugus amin bermuatan, sehingga menunjukan sifat yang unik yaitu bermuatan positif, berlainan dengan polisakarida alam lainnya yang bermuatan negatif atau netral. Boddu et al. (1999) menyatakan bahwa muatan positif pada polimer kitosan mengakibatkan afinitas atau daya tarik menarik yang sangat baik dengan suspensi dalam cairan selulosa dan polimer glikoprotein.
Mengingat banyak bahan memiliki gugus negatif seperti protein, anion polisakarida, asam nukleat, dan lain-lain. Gugus kitosan berpengaruh kuat dengan gugus negatif sehingga membentuk ion netral (Sanford 1989). Kekuatan ion berpengaruh terhadap struktur kitosan dengan kata lain peningkatan kekuatan ion meningkatkan sifat kekakuan matriks kitosan, daya gembung dan ukuran pori-pori matriks, sementara porositas granula dari kitosan berpengaruh terhadap peningkatan keaktifan grup grup amino terhadap kitosan (Suhartono 2000).
Beras analog dengan bahan baku dari tepung lindur, sagu, dan kitosan menggunakan teknik ektrusi suhu tinggi dengan ulir tunggal sangat penting dilakukan. Sinergi bahan baku yang sangat potensial diharapkan dapat
23
menghasilkan beras analog yang mempunyai nilai gizi tinggi yang kaya serat sehingga dapat diaplikasikan kepada functional food di masyarakat.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk memilih formulasi terbaik dalam pembuatan beras analog melalui uji rating hedonik.
METODE Waktu dan tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus sampai dengan September 2013. Penelitian dilakukan di beberapa laboratorium yaitu Laboratorium Balai Besar Pengendalian Pengolahan Hasil Perairan. Pengujian Hedonik di lakukan di Laboratorium Organoleptik IPB.
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah tepung lindur yang telah dikarakterisasi. Bahan tambahan yaitu pati sagu, air, dan kitosan.
Alat yang digunakan antara lain timbangan digital, ekstruder ulir tunggal (Berto Industry BEX-DS-2256), pin disc mill (type Y2112M-2 merk Bartex Electric Motor), oven, dan alat bantu (baskom, mixer, sendok pengaduk).
Metode penelitian
Tepung lindur yang telah dihasilkan dan telah dianalisis, dilanjutkan pada tahap formulasi pembuatan beras analog. Formulasi yang dirancang berdasarkan percobaan dengan Rancangan Acak Lengkap dengan dua faktor perlakuan yaitu rasio tepung lindur dengan sagu dan perlakuan penambahan kitosan. Tepung lindur dicampurkan dengan tepung sagu. Penambahan tepung sagu dilakukan karena kandungan amilopektin tepung buah lindur yang rendah sehingga beras analog yang dihasilkan mempunyai tingkat kelengketan yang baik dengan ditambahkan tepung sagu yang mempunyai nilai amilopektin yang tinggi. Formulasi beras analog dihasilkan sembilan kombinasi formulasi dengan pencampuran tepung buah lindu, sagu, dan penambahan kitosan Formulasi tepung lindur dan sagu dapat dilihat pada Tabel 5.
24
Tabel 5 Kombinasi formulasi pembuatan beras analog Formulasi Beras Analog
Perlakuan kitosan (%)
Tepung buah lindur (%)
Tepung sagu (%) Kode Formulasi
0 80 20 A 70 30 B 60 40 C 0,5 80 20 A0,5 70 30 B0,5 60 40 C0,5 1 80 20 A1 70 30 B1 60 40 C1
Proses tahapan pembuatan beras analog diawali dengan penimbangan sesuai dengan formulasi yang telah ditetapkan. Proses selanjutnya dilakukan pengadukan tepung yang telah ditimbang secara manual selama 5 menit. Tahapan selanjutnya dilakukan penambahan air sebesar 30% dan perlakuan kitosan 0;0,5%; dan 1% dari adonan tepung. Selanjutnya adonan tersebut diaduk manual selama 10 menit. Adonan dimasukan kedalam ekstruder ulir tunggal dengan suhu optimasi 85ºC berdasarkan profil gelatinisasi tepung buah lindur dan tepung sagu. Setelah keluar butiran ekstrudat, dilakukan pengeringan oven dengan suhu 60ºC selama 4 jam. Proses pembuatan beras analog dapat dilihat pada Gambar 7.
Beras analog yang telah dihasilkan dilakukan proses penanakan nasi. Penanakan nasi dilakukan dengan metode pengukusan selama 15 menit. Metode pemasakan beras analog tidak jauh berbeda dengan pemasakan beras biasa. Alat yang digunakan untuk memasak beras analog pada penelitian ini adalah panci kukusan. Cara pemasakannya adalah ukur beras sebanyak 200 mL, kemudian ukur air sebanyak 200 mL (perbandingan 1:1). Air dimasukkan ke dalam panci kukusan dan nyalakan kompor dan didihkan air. Air mendidih, beras analog dimasukkan dalam panci kukusan.Waktu tanak beras analog adalah 15 menit sesuai dengan hasil peneltian Kharunia (2012) bahwa beras analog akan matang dan tergelatinisasi pada waktu 15 menit. Nasi yang telah matang adalah yang sudah tidak memiliki bintik warna putih di tengah dan tekstur yang kenyal.
Beras analog yang telah matang dilakukan pengujian hedonik atau uji kesukaan untuk menentukan formula terpilih. Uji hedonik menggunakan 30 orang gabungan panelis semiterlatih dan tidak terlatih. Pengujian hedonik dilakukan pada pukul 15.00-17.00 WIB. Hasil uji hedonik yang diperoleh diolah secara perhitungan stastistik untuk mendapatkan formulasi yang terbaik digunakan untuk tahap selanjutnya. Formula terpilih dikarakterisasi secara fisika kimia.
25
+
Gambar 7 Pembuatan beras analog (*Modifikasi Budjianto dan Yulianti 2012)
Analisis Data
Rancangan Percobaan (Steel dan Torrie 1993)
Rancangan percobaan yang digunakann dalam pembuatan beras analog adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 2 taraf, yaitu rasio tepung lindur dengan sagu dan penambahan kitosan. Rancangan acak lengkap (Nested) faktorial menurut Steel dan Torrie (1993) adalah sebagai berikut :
Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij+ €ijk Keterangan :
Yijk : nilai pengamatan dari faktor – A taraf ke-I, faktor B taraf ke-J dan ulangan ke-k
µ : nilai tengah umum
Ai : pengaruh faktor A ke- I (I = 1,2) Bi : pengaruh faktor B ke- J (I = 1,2,3)
ABij : pengaruh interaksi antara faktor A ke-i dan faktor B ke-j
€ijk : galat percobaan dari faktorA taraf ke-I, faktor B taraf ke-J dan ulangan ke-K.
Tepung buah lindur Tepung sagu
Penimbangan sesuai formulasi
Pencampuran secara manual selama 10 menit*
Penambahan air sebesar 30%* Penambahan
kitosan sebesar (0%; 0,5;dan
1%)* Pencampuran secara manual selama 10 menit*
Proses ekstrusi dengan ekstruder ulir tunggal suhu optimasi 85°C*
Butiran ekstrudat dikeringkan di oven dengan suhu 60°C selama 4 jam
26
Hipotesis
H0: Proporsi tepung buah lindur dengan tepung sagu dan pemberian perlakuan kitosan tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap karakteristik beras analog
H1: Proporsi tepung buah lindur dengan tepung sagu dan pemberian perlakuan kitosan memberikan pengaruh yang nyata terhadap karakteristik beras analog Untuk pengujian hedonik menggunakan statistik non parametrik dengan menggunakan uji ANOVA. Jika ada pengaruh maka dilanjutkan dengan uji lanjut berganda Duncan.
27
HASIL DAN PEMBAHASAN