1.
Perubahan Mikroflora dan pH Cairan Fermentasi
Selama proses fermentasi irisan pisang diamati perubahan-perubahan yang terjadi meliputi pertumbuhan bakteri asam laktat, mesofilik, kapang dan khamir. Fermentasi spontan irisan pisang ini dapat menurunkan pH cairan fermentasi dari 6.19 saat 0 jam sampai 5.24 saat jam ke-24 (Lampiran 2c). Nilai pH cairan fermentasi akan turun karena diproduksinya asam laktat yang merupakan hasil metabolisme bakteri asam laktat. Beberapa strain bakteri asam laktat yang tumbuh pada fermentasi spontan dapat menghasilkan beberapa jenis asam organik terutama asam asetat, asam laktat dan asam n-butirat (Greenhill et al. 2008)
Berdasarkan hasil pengamatan jumlah bakteri asam laktat yang tumbuh pada media MRSA meningkat dengan cepat dalam waktu 24 jam yaitu dari 1.2 x 103 cfu/ml pada jam ke- 0 sampai 2.0 x 108 pada jam ke-24, demikian pula dengan bakteri mesofilik yang tumbuh pada media NA meningkat dari 2.4 x 103 cfu/ml pada jam ke-0 (Lampiran 2a) sampai 3.1 x 108 cfu/ml pada jam ke-24 (Lampiran 2b). Hal ini menunjukkan bahwa bakteri asam laktat adalah mikroba yang paling mendominasi selama proses fermentasi dibandingkan dengan jenis mikroba lainnya. Kapang dan khamir tidak ditemukan selama fermentasi 24 jam. Pertumbuhan bakteri asam laktat dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme lain seperti kapang dan khamir.
2.
Kadar Pati dan Pati Resisten
Gambar 4. Pengaruh proses fermentasi spontan dan pemanasan otoklaf terhadap kadar pati tepung pisang
Keterangan: Angka-angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata (p>0.05)
Berdasarkan Gambar 4, diketahui bahwa proses pemanasan otoklaf serta kombinasi pemanasan otoklaf dan fermentasi tidak dapat meningkatkan kadar pati tepung pisang otoklaf secara signifikan. Secara umum kadar karbohidrat yang tersedia (available carbohydrates) seperti gula-gula sederhana (glukosa dan fruktosa), karbohidrat rantai pendek (oligosakarida
52.84 a 56.07 a,b 60.57 b 0 10 20 30 40 50 60 Tanpa Fermentasi dan Otoklaf
Otoklaf Fermentasi dan Otoklaf K a d a r p a ti ( % b k ) Perlakuan
26 (rafinosa, stakiosa) dan inulin), dan pati di dalam biji-bijian yang diotoklaf tidak mengalami perubahan yang nyata dibandingkan kadar karbohidrat yang tersedia pada bahan mentahnya (Apata 2008).
Kadar pati tepung pisang modifikasi hasil kombinasi proses pemanasan otoklaf dan fermentasi tidak berbeda nyata dengan kadar pati tepung pisang hasil pemanasan otoklaf. Hal ini terjadi karena proses fermentasi spontan selama 24 jam diduga tidak mengubah jumlah molekul pati yang terkandung pada pisang secara signifikan tetapi hanya dapat mengubah rasio amilosa dan amilopektin yang merupakan komponen dari molekul-molekul pati. Asam- asam organik seperti asam laktat yang dihasilkan selama proses fermentasi dapat memotong rantai cabang pada amilopektin sehingga rantai amilopektin menjadi lurus. Proses ini akan meningkatkan jumlah amilosa yang akan berperan dalam pembentukan pati resisten tipe III (Resistant Starch III atau RS III). RS III ini akan terbentuk pada proses pemanasan otoklaf yang diikuti dengan pendinginan.
Gambar 5. Pengaruh proses fermentasi spontan dan pemanasan otoklaf terhadap kadar pati resisten tepung pisang.
Keterangan: Angka-angka yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan nilai yang tidak berbeda nyata (p>0.05)
Berdasarkan Gambar 5, diketahui bahwa proses modifikasi dapat meningkatkan kadar RS tepung pisang uli. Kadar RS tepung pisang uli tanpa modifikasi adalah 6.17% bk. Kadar RS yang terhitung pada tepung pisang uli ini kemungkinan sebagian besar adalah RS II yang merupakan RS alami yang terdapat pada buah pisang. Proses pemanasan otoklaf ternyata dapat meningkatkan kadar RS tepung pisang menjadi 7.02% bk. Berdasarkan uji lanjut Duncan (Lampiran 4d), diketahui bahwa kadar RS tepung pisang tanpa modifikasi ini berbeda nyata dengan kadar RS tepung pisang pemanasan otoklaf. Hasil ini menunjukkan bahwa proses pemanasan otoklaf dapat meningkatkan kadar RS tepung pisang secara signifikan (p<0.05). Proses pemanasan otoklaf yang dikombinasikan dengan fermentasi dapat meningkatkan kadar RS tepung pisang lebih tinggi lagi menjadi 9.19% bk yang berbeda nyata (Lampiran 4d) dengan kadar RS tepung pisang tanpa modifikasi. Hasil ini memperlihatkan bahwa proses pemanasan otoklaf maupun kombinasi antara proses pemanasan otoklaf dan fermentasi dapat meningkatkan kadar RS tepung pisang uli secara signifikan (p<0.05).
Proses modifikasi yang merupakan kombinasi antara pemanasan otoklaf dengan fermentasi dapat meningkatkan kadar RS tepung pisang lebih tinggi (48.95%) dibandingkan dengan proses pemanasan otoklaf tanpa fermentasi (13.78) (Lampiran 4d). Hal ini sejalan dengan pernyataan Sajilata (2006) bahwa linierisasi amilopektin menggunakan asam organik (asam laktat) dan enzim pululanase secara signifikan meningkatkan pembentukan RS selama pemanasan pada suhu otoklaf. Berry (1989) dan Saguilan (2005) pun menyatakan bahwa pati yang mengalami perlakuan lintnerisasi (hidrolisis sebagian menggunakan asam), pemanasan dan pendinginan menunjukkan kandungan pati resisten yang lebih tinggi dikarenakan adanya
6.17 a 7.02 b 9.19 c 0 2 4 6 8 10 Tanpa Fermentasi dan Otoklaf
Otoklaf Fermentasi dan Otoklaf K a d a r P a ti R e sis te n ( % b k ) Perlakuan
27 peningkatan rantai linier glukan. Oleh sebab itu, pati yang telah mendapat perlakuan ini cenderung mudah mengalami retrogradasi yang pada gilirannya memicu terbentuknya RS yang lebih besar.
Peningkatan kadar RS tepung pisang modifikasi hasil kombinasi pemanasan otoklaf dan fermentasi kemungkinan disebabkan terjadinya perubahan derajat polimerisasi amilosa dan linierisasi amilopektin dari pati tepung pisang akibat hidrolisis oleh asam (pada jumlah tertentu) yang diproduksi oleh bakteri asam laktat selama fermentasi spontan 24 jam. Proses lintnerisasi (hidrolisis asam sebagian) dapat menurunkan bobot molekul pati, bila proses ini diikuti dengan retrogradasi maka akan meningkatkan kadar pati resisten kacang polong kira- kira 20% (Lehmann et al. 2003).
Proses debranching, autoclaving, dan cooling ini ternyata hanya dapat meningkatkan kandungan RS tepung pisang uli dari 6.17% bk menjadi 9.19% bk. Saguilan et al. (2005) melaporkan bahwa bila pemanasan dilakukan pada pati pisang (bukan tepung seperti pada penelitian ini) maka pemanasan otoklaf suhu 121°C selama 1 jam dapat meningkatkan kadar RS pati pisang dari 1.51% menjadi 16.02%. Kadar RS ini dapat lebih ditingkatkan dengan linierisasi amilopektin dengan menggunakan asam. Kadar RS III pati pisang yang telah dihidrolisis dengan HCl 0.1 M dan diberi perlakuan pemanasan otoklaf meningkat menjadi 19.34%.
Menurut Sajilata (2006), hal yang mempengaruhi kadar RS yang dihasilkan adalah rasio pati dan air dalam pembuatan RS dan proses pemanasan yang akan meningkatkan kadar RS yang dihasilkan. Dalam proses pembuatan tepung pisang modifikasi dilakukan pembuangan air rendaman fermentasi atau penirisan. Pembuangan air rendaman fermentasi mengakibatkan sedikitnya jumlah air yang terlibat dalam proses gelatinisasi selama pemanasan otoklaf. Pembuangan air rendaman fermentasi bertujuan untuk menghindari rusaknya struktur primer dan terbentuknya pulp akibat pemanasan pada suhu yang tinggi.
Hal lain yang mungkin menyebabkan rendahnya pembentukan RS III ini adalah proses modifikasi dilakukan pada irisan pisang tanpa mengisolasi patinya terlebih dahulu. Irisan pisang memiliki matriks yang lebih kompleks dibandingkan dengan pati alami pisang yang telah diisolasi karena banyak molekul lain selain pati pada irisan pisang yang dapat menghambat proses debranching dan retrogradasi pati.
Gula seperti glukosa, maltosa, sukrosa, dan ribosa diketahui dapat menurunkan tingkat kristalisasi dan menurunkan kadar RS. Hal ini terjadi karena proses retrogradasi dapat dihambat oleh interaksi antara molekul gula sederhana dan rantai molekul pati yang dapat mengubah matriks dari pati yang tergelatinisasi (Kohyama dan Nishinari 1991). Kandungan gula pada pisang jenis plantain mencapai 66% bk (Ketiku (1973) yang diacu dalam Gowen (1995)). Kandungan gula sederhana yang tinggi ini diduga dapat menghambat proses retrogradasi dalam pembentukan RS III.
Pada Gambar 5 terlihat bahwa tepung pisang uli memiliki kecenderungan peningkatan kadar RS ketika dilakukan proses modifikasi. Hasil analisis kadar pati resisten pada tepung pisang uli baik tanpa atau dengan modifikasi memiliki kecenderungan yang sama dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Abdillah (2010) sebelumnya dengan menggunakan pisang tanduk sebagai bahan baku dalam pembuatan tepung pisang modifikasi. Kombinasi proses fermentasi dan pemanasan otoklaf akan meningkatkan kadar RS jauh lebih tinggi dibandingkan dengan proses pemanasan otoklaf tanpa kombinasi dengan fermentasi.
Tepung pisang modifikasi yang dihasilkan dari penelitian ini memiliki daya cerna pati yang rendah yaitu 58.96 % (Lampiran 6a). Daya cena pati adalah kemampuan enzim pemecah pati dalam menghidrolisis pati menjadi unit-unit yang lebih kecil (gula sederhana). Pati resisten (RS) tidak dapat dicerna di usus halus manusia yang sehat, sehingga RS akan mencapai kolon dan difermentasi oleh mikroflora. Setelah mencapai kolon, RS difermentasi oleh mikroflora usus dan menghasilkan asam lemak rantai pendek (Sajilata 2006). Rendahnya daya cerna pati membuat tepung pisang modifikasi ini sangat potensial untuk dijadikan bahan baku produk pangan prebiotik. Prebiotik merupakan bahan pangan yang tidak dapat dicerna, memiliki efek menguntungkan terhadap inang dengan menstimulir pertumbuhan secara selektif terhadap bakteri di dalam usus (Lactobacilii dan Bifidobacteria), sehingga meningkatkan kesehatan inang (Gibson 2004; Manning et al. 2004; Manning dan Gibson 2004).
28
3.
Derajat Putih
Selain memiliki perbedaan kandungan pati dan pati resisten, ketiga jenis tepung pisang uli ini yaitu tepung pisang tanpa modifikasi, tepung pisang otoklaf, dan tepung pisang modifikasi memiliki perbedaan derajat putih (%). Derajat putih merupakan faktor kualitas utama dari tepung-tepungan (Hutching 1994). Whiteness Meter Model C-100 digunakan untuk mengukur tingkat warna putih ketiga jenis tepung pisang ini. Prinsip pengukuran tingkat warna ini adalah melalui pengukuran indeks refleksi dari permukaan contoh dengan sensor fotoiodida.
Gambar 6. Penampakan tiga jenis tepung pisang (Dari kiri ke kanan: Tepung pisang tanpa modifikasi, tepung pisang otoklaf dan tepung pisang modifikasi)
Gambar 6 diatas menunjukkan perbedaan derajat putih tiga jenis tepung pisang. Berdasarkan hasil analisis ragam, derajat putih ketiga jenis tepung pisang tersebut berbeda nyata (p<0.05) (Lampiran 1c). Tepung pisang tanpa modifikasi memiliki derajat putih yang paling tinggi (51.18%) dibandingkan dengan dua jenis tepung pisang lainnya dengan BaSO4 (110.8% derajat putih) sebagai standar. Tepung pisang dengan pemanasan otoklaf memiliki derajat putih 24.40%, nilai ini lebih rendah dibandingkan tepung pisang tanpa modifikasi. Tepung pisang dengan derajat putih terendah (17.20%) adalah tepung pisang hasil modifikasi kombinasi fermentasi dan pemanasan otoklaf. Secara umum tepung pisang uli baik tanpa maupun dengan modifikasi memiliki derajat putih yang rendah dibandingkan dengan derajat putih tepung pada umumnya.
Masalah yang dihadapi saat pembuatan tepung pisang adalah adanya reaksi pencoklatan. Pencoklatan non-enzimatis adalah reaksi yang umum terjadi pada pengolahan bahan makanan terutama pada pengolahan makanan yang banyak mengandung gula. Pencoklatan non-enzimatis ini terjadi saat proses otoklaf dan pengeringan irisan pisang. Reaksi inilah yang menyebabkan derajat putih tepung pisang umumnya lebih rendah dibandingkan dengan jenis tepung lainnya. Berdasarkan hasil penelitian penduhuluan diketahui bahwa pengeringan terbaik dilakukan dengan menggunakan oven pada suhu 600C selama 3 jam karena pada suhu dan waktu tersebut chip pisang yang dihasilkan lebih cepat kering sehingga tidak mengalami oksidasi berlebihan yang dapat menyebabkan warna chip pisang menjadi lebih gelap.
Selain pencoklatan non-enzimatis rendahnya derajat putih tepung pisang pun disebabkan pisang mudah mengalami reaksi pencoklatan enzimatis. Reaksi pencoklatan enzimatis akan terjadi antara senyawa fenol dengan enzim fenolase atau senyawa polifenol dengan enzim polifenolase yang terdapat pada pisang. Enzim ini akan mengkatalisa reaksi oksidasi senyawa fenol dan polifenol seperti katekol, tyrosin, asam galat, dan lain-lain menjadi keton. Reaksi pencoklatan enzimatis terjadi pada kondisi cukup oksigen yaitu selama pengupasan dan pengirisan pisang.
Proses modifikasi mengakibatkan derajat putih tepung pisang semakin rendah. Hal ini terjadi karena pisang tidak hanya mengalami proses pencoklatan non-enzimatis karena proses pengeringan, tetapi pisang pun mengalami reaksi pencoklatan non-enzimatis berlebihan akibat oksidasi selama fermentasi dan pemanasan otoklaf. Fennema (1996) menyatakan bahwa pencoklatan non-enzimatis dapat terjadi karena reaksi Maillard maupun karamelisasi. Reaksi Maillard terjadi karena adanya reaksi antara gula pereduksi terutama D-glukosa dan
29 asam amino bebas atau gugus amina bebas pada asam amino yang merupakan unit terkecil dari rantai protein. Sedangkan reaksi karamelisasi terjadi karena proses pemanasan karbohidrat dalam hal ini sukrosa dan gula pereduksi tanpa adanya komponen yang mengandung nitrogen. Proses pemanasan ini dapat menyebabkan dehidrasi gula yang akan menghasilkan senyawa furan yang berwarna coklat.
4.
Komposisi Kimia Proksimat
Komposisi kimia tepung pisang modifikasi (TPM) secara proksimat meliputi kadar air, abu, protein, lemak dan karbohidrat (Lampiran 9). Kadar air TPM (10.14% bk) memenuhi persyaratan kadar air menurut SNI yaitu 12%. Kadar abu menunjukkan jumlah total mineral yang terdapat pada tepung pisang. Jumlah mineral pada TPM adalah 2.12% bk. Kadar lemak TPM sangat rendah yaitu hanya sekitar 0.2% bk. Kadar protein TPM sangat rendah yaitu hanya sekitar 5.27% bk. TPM dapat digunakan sebagai sumber karbohidrat dan kalori karena kadar karbohidrat yang tinggi yaitu 92.41% bk. Tersedianya tepung pisang dalam jumlah yang cukup dan memiliki kualitas simpan yang baik akan membantu persediaan makanan sumber kalori dan menambah variasi penyediaan makanan sebagai sumber karbohirdrat. Dengan demikian tepung pisang dapat memperingan beban penyediaan kalori dalam bentuk beras (Hardiman 1982).