DAFTAR ISTILAH
3 BAHAN DAN METODE 1 Waktu Dan Tempat Penelitian
4.5 Pembahasan umum
Beberapa sifat fungsional tepung jagung yang dibuat dari tepung jagung terfermentasi dipengaruhi oleh sifat fisik dan kimia. Diantara sifat kimia yang berkorelasi, kadar protein dan lemak tepung jagung sangat menentukan sifat fisik dan fungsional tepung. Kadar protein tepung jagung berkorelasi dengan densitas dan sudut curah tepung jagung serta sifat-sifat gelatinisasi dan kekuatan gel pasta jagung. Hal ini dipengaruhi struktur biji jagung, terutama pada bagian endosperm, seperti yang dinyatakan oleh Abdelrahman dan Hoseney (1984). Endosperm biji jagung terdiri dari dua komponen utama yaitu granula pati dan protein, dan struktur fisik endosperm tergantung pada interaksi antar dua komponen tersebut. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi variasi struktur biji jagung, diantaranya ketebalan matriks protein yang kontak dengan granula pati dan kekuatan adhesi antara matriks protein dan granula pati. Adanya dominasi pengaruh protein terhadap struktur biji jagung ini mempengaruhi pula sifat fisik tepung jagung.
Korelasi yang tinggi antara kadar protein dengan densitas tepung jagung terjadi juga karena komposisi fraksi dan distribusi residu hidrofobik dan hidrofilik pada protein. Kandungan asam amino terbesar pada protein jagung adalah asam amino yang bersifat hidrofobik yang diasumsikan berbentuk globular sehingga
meminimalkan rasio antara area permukaan dengan volume yang memungkinkan lebih banyak residu hidrofobik terdapat pada bagian dalam protein. Rasio antara area permukaan dengan volume yang kecil pada protein jagung mengakibatkan tepung jagung mempunyai densitas yang besar dengan meningkatnya kadar protein (Damodaran 1996). Pengaruh kadar protein terhadap densitas ini mempengaruhi juga sudut curah atau sifat alir tepung jagung.
Protein yang bersifat hidrofilik akan bersaing dengan pati untuk mendapatkan air. Hal ini seperti yang dinyatakan oleh Oluwamukomi et al. (2005) dan Hamaker dan Griffin (1993) bahwa keberadaan dan interaksi protein dengan pati menurunkan viskositas. Kurangnya air yang dapat diserap oleh pati karena adanya protein akan menghambat proses gelatinisasi dan menurunkan viskositas puncak pasta. Semakin tinggi kadar protein membuat rasio antara pati dengan protein semakin rendah yang mengakibatkan menurunnya viskositas pasta. Pengaruh kadar protein tepung jagung terhadap parameter gelatinisasi dan sifat gel pasta jagung dipengaruhi juga oleh pH. Pengaturan pH menjadi asam mengakibatkan protein menjadi lebih bermuatan positif dan karbohidrat akan terdehidrasi menghasilkan gugus karboksil yang lebih bermuatan negatif. Pada kondisi tersebut terjadi ikatan elektrostatik antara pati dan protein yang akan meningkatkan viskositas pasta dan pada akhirnya akan terbentuk gel yang kuat. Pada pH basa, baik protein dan pati mempunyai muatan negatif dan sedikit interaksi yang terjadi antar komponen tersebut sehingga viskositas menjadi rendah dan gel yang terbentuk menjadi lemah.
Mekanisme pengaruh lemak terhadap sifat fungsional terjadi karena pembentukan kompleks amilosa-lemak di permukaan granula yang kemudian menghambat pengembangan sehingga suhu gelatinisasi meningkat. Hal ini sesuai dengan penelitian Singh et al. (2006) dan Eliasson dan Gudmunsson (1996) bahwa lemak dapat membentuk kompleks inklusi heliks dengan molekul amilosa, antara rantai hidrokarbon lemak dan heliks pada amilosa, yang memungkinkan terjadi annealing (proses peningkatan kristalinitas). Peristiwa ini akan menghasilkan derajat kristalin lebih tinggi sehingga jika terjadi gelatinisasi, suhu gelatinisasi akan meningkat dan viskositas menurun. Kompleks inklusi amilosa- lemak yang menghambat gelatinisasi kemungkinan ada tiga bentuk, pertama
kompleks utuh yang mengganggu kristalisasi amilopektin dan menghambat retrogradasi; kedua kompleks amilosa-lemak dapat memperlambat distribusi air dan retrogradasi; dan ketiga kristalisasi bersama amilosa dan amilopektin ke tingkat yang lebih luas, dan substansi kompleks tersebut mengurangi peran amilosa pada proses kristalisasi kembali (Eliasson dan Gudmunsson 1996).
Peran protein dan lemak terhadap sifat fisik dan fungsional tepung jagung seperti yang dinyatakan oleh Zhang dan Hamaker (2005) bahwa pati, protein dan lemak adalah 3 komponen utama pada makanan dan fungsionalitasnya tidak hanya menentukan nilai produk, tetapi juga sifat tekstural dan umur simpan. Kompleks lemak-amilosa yang terbentuk dari interaksi antara pati dan lemak juga mempengaruhi fungsionalitas pati, yaitu menurunkan retrogradasi, dan mempengaruhi sifat termal dan mekanis pada pati.
Semakin kecil ukuran partikel, semakin besar luas permukaan dan semakin besar pula volume sehingga densitas semakin kecil dan daya alir semakin turun. Hal ini sesuai dengan pendapat Fitzpatrick et al. (2004) bahwa luas permukaan menentukan gaya permukaan antarpartikel seperti gesekan dan kohesi sehingga lebih tinggi rasio luas permukaan terhadap volume akan mengurangi kecenderungan partikel untuk bergerak turun karena gaya gravitasi sehingga mengurangi kemampuan bahan untuk mengalir. Hal ini juga sesuai dengan pernyataan Stasiak dan Molenda (2004) bahwa penurunan ukuran partikel cenderung menurunkan daya alir karena luas permukaan partikel meningkatkan gaya kohesiv.
Lebih kecil ukuran partikel tepung, luas permukaan lebih besar sehingga lebih cepat menyerap air dan semakin cepat pula terjadinya gelatinisasi sehingga suhu gelatinisasi semakin rendah. Hal ini sesuai dengan penelitian Bedolla dan Rooney (1984) dan Valdez-Niebla et al. (1993) bahwa semakin kecil ukuran partikel, semakin rendah suhu gelatinisasi. Tepung jagung berukuran kecil lebih rendah suhu gelatinisasinya sehingga viskositas puncak, viskositas panas dan viskositas dingin lebih besar. Hal ini hampir mirip dengan keadaan pada tepung gandum bahwa tepung yang lebih halus viskositasnya lebih besar (Rasper 1982). Sementara itu Iwuoha dan Nwakanma (1998) menyatakan bahwa pada tepung ubi
jalar, semakin besar ukuran partikel ubi jalar, semakin rendah viskositas adonan saat pendinginan.
Fermentasi grits jagung selama 48 jam menghasilkan tepung jagung dengan kekuatan gel 19.47 gforce, hampir sama dengan kekuatan gel pati jagung varietas Srikandi yang dimodifikasi secara oksidasi asetilasi, yaitu sebesar 19.23 gforce (Nur-Aini dan Hariyadi 2007). Sedangkan tepung jagung berukuran >150 – 250 µm yang dibuat dengan waktu perendaman grits jagung selama 30 jam mempunyai kekuatan gel tertinggi yaitu sebesar 27.9 gforce. Kekuatan gel tepung jagung ini sedikit lebih tinggi dibandingkan kekuatan gel pati jagung varietas sama yang dimodifikasi secara oksidasi, yaitu sebesar 25.5 gforce (Nur Aini dan Hariyadi 2007). Pati jagung tersebut dapat digunakan sebagai pengganti gelatin pada pembuatan marshmallow ceam, sehingga tepung jagung dengan kekuatan gel hampir sama juga dapat digunakan sebagai pengganti gelatin sebagai gelling agent.
Pada produk-produk bakery, terjadinya retrogradasi tidak diinginkan karena dapat mengakibatkan terjadinya staling (pengerasan) produk selama penyimpanan. Untuk meminimalkan terjadinya hal tersebut, dapat digunakan tepung hasil fermentasi selama 30 jam dengan ukuran partikel <106 – 150 µm, >75 – 106 µm atau ≤ 75 µm.