3 OPTIMASI FORMULA BAHAN BAKU CAMPURAN SUMBER KARBOHIDRAT NONPADI UNTUK
3.3 Hasil dan Pembahasan
3.3.1 Kandungan Gizi dan Sifat Fisik Aneka Sumber Karbohidrat
Hasil analisis kandungan gizi dan sifat fisik yaitu pati garut (x1), pati
ganyong (x2), tepung tales beneng (x3), tepung ubi jalar putih (x4), tepung
tapioka (x5), tepung jagung putih (x6), pati sagu (x7), pati aren (x8), tepung
sorgum (x9), tepung sukun (x10) dan tepung beras varietas Ciherang (xst) yang
digunakan sebagai koefisien untuk merumuskan kendala dalam GLP ditunjukkan pada Tabel 3.1. Nilai-nilai gizi dan sifat fisik digunakan sebagai koefisien dalam merumuskan kendala di GLP.
Persamaan 12 digunakan untuk membuat tepung SRG yang dapat menghasilkan protein, amilosa dan derajat putih mendekati sifat fisiko-kimia tepung beras Ciherang. Kandungan protein yang diinginkan dari tepung SRG adalah 8.58%. Nilai ini sulit untuk diperoleh mengingat kandungan bahan penyusun memiliki kandungan protein berkisar maksimum 8.38%. Oleh karena itu, sumber karbohidrat nonpadi yang memiliki protein yang lebih tinggi perlu ditambahkan dalam proses perhitungan pada penelitian masa datang.
Kadar amilosa yang diinginkan dari SRG adalah lebih rendah atau sama dengan 23.61%. Nilai ini berada di kisaran kandungan amilosa dari bahan aneka sumber karobhidrat nonpadi yang berkisar antara 14.92 sampai 37.3%. Derajat warna yang diinginkan dari SRG adalah 92.1%. Nilai ini berada di kisaran tingkat derajat warnanya material dari bahan penyusun yang berkisar antara 52.1 sampai 93.6%. Jadi baik amilosa maupun derajat putih yang diinginkan ada dalam kisaran sifat fisikokimia bahan penyusun.
3.3.2 Proses Eksekusi Model Menggunakan Linear Programming
Linear programming digunakan untuk menghasilkan nilai optimum (z) untuk berbagai bobot pinalti menggunakan Persamaan 12 sebagai fungsi tujuan dan Persamaan 18 sampai 30 sebagai fungsi kendala. Bobot pinalti tersebut adalah W4 (bobot pinalti untuk protein), W8 (bobot pinalti untuk amilosa) dan
W11 (bobot pinalti untuk derajat warna) (Lampiran 2).
Pada W4 ≥ W8 dan W8 ≤ W11, diperoleh +− − = , +− − =
. 9, +− − = 7.7 , −= , − = , − = , nilai z minimum hanya
ditentukan oleh W8. Mengacu pada Persamaan 13, 14 dan 15, nilai optimum
protein adalah 8.58%, amilosa surplus 25.59% dan derajat warna surplus 57.74%. Dengan komposisi x1 = 0.6554, x3 = 0.9224 and x9 = 0.6068, total
protein menjadi 6.22%, amilosa 22.52% dan derajat warna 68.59%.
Jika W4 ≥ W8 dan W8 ≤ W11 tidak dipenuhi, maka +− − =
− .7 , +− − = . +− − = . , − = .7 , − = , −= , nilai z minimum hanya ditentukan oleh W4 dan W8. Mengacu Persamaan 13, 14
dan 15, maka diperoleh kandungan protein 3.87%, amilosa surplus 23.25% dan derajat warna surplus 41.35%. Dengan komposisi x1 = 0.5054 dan x9=1.1772,
,
Tabel 3.1 Nilai kandungan gizi dan sifat fisik tepung padi dan nonpadi
Bahan tepung Kandungan
gizi dan sifat fisik tepung/pati Pati garut (x1) Pati ganyong (x2) Tepung tales beneng (x3) Tepung ubi jalar putih (x4) Tepung tapioka (x5) Tepung jagung putih (x6) Pati sagu (x7) Pati aren (x8) Tepung sorgum (x9) Tepung sukun (x10) Tepung beras Ciherang (xst) Kadar air (%,wd) (a1i) (9.9±0.19) (16.8± 0.12) (11.9±0.14) (7.26±0.01) (4.62±0.01 ) (3.60±0.10) (14.59±0.04) (12.5±0.01) (11.8±0.10) (9.03±0.3) (11.08±0.00) Abu(%,db) (a2i) (0.27±0.03) 0.20±0.01) 4.32±0.06) (1.96±0.08 ) 0.06 ± 0.00) 0.49±0.04) (0.23±0.04) 0.22±0.06 ) 0.54±0.02) (3.47±0.41) (0.33±0.08) Lemak (%,db)(a3i) (0.36±0.00) 0.45±0.15) (0.9±0.03) (0.59± 0.05) (0.29± 0.01) (2.03±0.07 ) (5.58±0.05) (0.47±0.01 ) (0.96±0.02) (4.34±0.15) (0.43±0.03) Protein(%,db)(a4i) (0.65±0.09) (0.69±0.07) (6.86±0.08) (5.52±0.23) (0.46± 0.00) (8.38±0.13 ) (5.36±0.05 ) (0.66±0.00) (6.39±0.04) (5.83±0.03) (8.58±0.01) Serat pangan (%,db)(a5i) (2.67±0.23) (2.38±0.15) (2.47±0.10) (2.34±0.14) (1.52± 0.07) (3.16±0.19 ) (1.50±0.06 (1.74±0.15) (4.65±0.25) (2.47±0.21) (6.88±0.17) Serat kasar (%,db) (a6i) (0.49±0.01) (0.57±0.04) (3.24±0.02) (2.57±0.01) (0.37± 0.03) (0.32±0.09) (0.41±0.01) (0.48±0.06) (0.80±0.02) (0.54±0.06) (0.32±0.02) Total gula (%,db) (a7i) (1.03± 0.30) (1.47±0.07) (2.00±0.05) (4.32± 0.18) (1.09± 0.04) (2.21±0.10) (0.32±0.11) (1.33±0.13) (1.10±0.13) (1.69±0.09) (1.16±0.16 ) Amilosa (%,db)(a8i) (28.55±0.93) (37.3±0.29) (14.9±0.35) (25.2±0.20) (29.5± 0.25) (24.1±0.52) (32.99±0.36) (31.99±0.58) (27.5±0.19) (23.2±0.46) (23.61±1.21) Amilopektin (%,db)(a9i) (65.98±0.79) (56.6±0.51) (65.3±0.21) (57.4±0.42) (66.6± 0.01) (59.3±0.66) (53.60±0.36) (63.1±0.48) (58.3±0.32) (58.3±0.86) (58.69± 0.99) Sudut luncur (degree)(a10i) (35.1±0.44) (45.27±3.04) (34.27±0.05) (32.5±0.33) (25.34±4.86) (49.16±1.14) (41.47±0.65) (40.08±0.01) (50.4±1.00) (40.1±0.54) (42.85±0.99) Derajat warna (%)(a11i) (83.6±0.05) (72.67±0.05) (52.05±0.05) (70.5± 0.00) (93.6± 0.05) (82.5±0.00) (59.15±0.24) (70.7±0.12) (77.53±0.10) (69.08±0.30) (92.13±0.13)
Massa jenis kamba (kg/m3) (a
12i)
,
Dengan nilai minimum z = 25.59% maka dihasilkan nilai optimum dalam penyusunan campuran SRG berbahan baku aneka sumber karbohidrat nonpadi. Komposisi untuk produksi SRG tersebut adalah 0.66 bagian atau 30% dari pati garut, 0.92 bagian atau 42% dari tepung tales beneng dan 0.61 bagian atau 28% dari tepung sorgum.
3.3.3 Sumber Karbohidrat Nonpadi untuk Bahan SRG
Hasil optimasi menggunakan GLP dapat diperoleh komposisi optimum tepung bahan SRG yang tersusun dari 30% pati garut, 42% tepung talas beneng dan 28% tepung sorgum. Perbandingan kandungan gizi dan sifat fisik tepung SRG hasil optimasi, hasil analisis dan tepung beras Ciherang disajikan pada Tabel 3.2 dan Tabel 3.3.
Tabel 3.2 Kandungan gizi tepung SRG hasil optimasi, analisis dan tepung beras Ciherang
Komponen Nilai
prediksi
Nilai analisis Tepung beras Ciherang Kadar air (%,bb) 11.7 (8.65±0.04) (11.08± 0.00) Abu (%,bk) 1.97 (0.63±0.02) ( 0.33± 0.08) Lemak (%,bk) 1.33 (1.42±0.00) (0.43±0.03) Protein (%,bk) 6.22 (8.30±0.11) (8.58±0.01) Karbohidrat (%,bk) 90.48 (89.65±0.38) (90.66±0.02) Serat pangan (%,bk) 1.28 (2.63±0.19) (6.88.±0.12) Serat kasar (%,db) 1.74 (0.55±0.01) (0.32±0.02) Total sugar (%,db) 1.46 (0.76±0.11) ( 1.16±0.16) Pati (% ,db) 86.00 (85.70±0.20) (82.30±0.22) Amilosa (%,db) 22.52 (26.16±0.23) (23.61±1.21) Amilopektin (%,db) 63.48 (59.54±0.07) (58.69±0.99) Tabel 3.3 Sifat fisik tepung SRG hasil optimasi, analisis dan tepung beras
Ciherang
Sifat fisik Nilai
prediksi Nilai analisis Tepung beras Ciherang Sudut luncur (º) 39.01 (32.89±0.61) (42.85± 0.99) Derajat warna (%) 68.59 (59.96±0.04) ( 92.13± 0.13) Massa jenis kamba ( kg/m3) 446.21 (455±0.00) (467.47±2.09)
3.3.4 Kandungan Protein dan Amilosa
Dengan menggunakan Persamaan 10 dan nilai z minimum, maka kandungan protein yang diperoleh adalah 6.22%. Nilai ini masih lebih rendah dari hasil yang diinginkan yaitu 8.58%. Hal ini bisa disebabkan oleh karena nilai protein dari bahan penyusun komposit mempunyai rata-rata (3.40±3.09)%
dengan variasi yang besar. Beberapa bahan baku tepung komposit memiliki kandungan protein mendekati protein beras, namum juga dibatasi oleh fungsi kendala pada Persamaan 22.
Hasil optimasi tepung SRG memiliki kandungan amilosa 22.52% sedangkan nilai standar adalah 23.61%. Kandungan amilosa tepung SRG dan beras Ciherang masuk dalam katagori sedang (Haryadi 2008). Kandungan amilosa optimum SRG masih dalam kisaran bahan penyusun komposit dengan rata-rata (28.01±6.05)%. Jika bobot pinalti kandungan amilosa diatur lebih tinggi dari bobot pinalti protein dan lebih tinggi atau sama dengan bobot pinalti derajat warna, maka tepung SRG yang dihasilkan memiliki kadar amilosa 27.86%; kadar protein 2.31% dan derajat warna yang lebih tinggi yaitu 79.35%. Dengan hasil tersebut maka komposisi bahan SRG adalah pati garut 30% dan tepung sorgum 70%.
Nilai minimum dan maksimum sudut luncur yang dihasilkan dari 10 bahan aneka sumber karbohidrat nonpadi adalah (25.3±4.86)o dan (50.5±1.00)o dengan nilai rata-rata (39.38±7.80)o. Optimasi sudut luncur dilakukan untuk menentukan nilai optimum dari sudut lucur campuran. Hal ini dimaksudkan agar tepung SRG bisa mengalir dengan baik ketika dimasukkan ke dalam mesin pencetak. Berdasarkan hasil optimasi dan pengujian, diperoleh sudut luncur sebesar 39.01o dan 32.89o. Sementara itu, sudut luncur tepung beras Ciherang yang diperoleh adalah 42.85º. Nilai ini lebih tinggi dari hasil optimasi atau pengujian hasil tepung SRG. Meskipun demikian, bahan campuran dapat meluncur dengan baik menggunakan sudut luncur tepung beras Ciherang.
Nilai minimum dan maksimum derajat warna 10 bahan sumber karbohidrat nonpadi adalah (52.05±0.05)o dan (83.60±0.05)o dengan rata-rata (73.13±12.03)o. Derajat warna tepung beras Ciherang adalah (92.10±0.13)%. Standar derajat warna yang diinginkan akan sulit dipenuhi karena diluar rentang dari bahan penyusun. Derajat warna optimum hasil perhitungan dan hasil uji laboratorium tepung SRG adalah 68.59o dan (59.96±0.04)o. Hasil ini masih lebih rendah dari hasil yang diharapkan.
Nilai massa jenis kamba minimum dan maksimum sepuluh bahan aneka sumber karbohidrat nonpadi adalah (367.5±3.07) kg/m3 dan (540.86±1.21) kg/m3 dengan nilai rata-rata (461.82±57.38) kg/m3. Massa jenis kamba tepung beras Ciherang adalah (467.47±2.09) kg/m3. Massa jenis kamba hasil optimasi adalah 446.21 kg/m3 dan hasil uji laboratorium adalah (455.0±0.00) kg/m3. Massa jenis kamba tepung SRG mendekati nilai massa jenis kamba tepung beras Ciherang.
3.4 Kesimpulan
Metode Linear Programming dapat digunakan dalam proses optimasi produksi SRG dengan mempertimbangkan fungsi tujuan (protein, amilosa dan derajat warna) dan fungsi kendala. Berdasarkan hasil optimasi, diperoleh komposisi tepung SRG yang terdiri dari 30% pati garut, 42% tepung talas beneng dan 28% tepung sorgum yang memiliki sifat fisikokimia mirip dengan tepung beras varietas Ciherang. Penelitian di masa depan masih diperlukan
untuk mengeksplorasi berbagai aneka sumber karbohidrat nonberas sebagai upaya untuk memproduksi bulir yang lebih mendekati sifat fisikokimia beras.